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岩溶地区古树名木资源分布特征及影响因素
——以道真自治县为例

2021-11-05

内江师范学院学报 2021年10期
关键词:坡位柏木坡向

蒋 乾

(内江师范学院 地理与资源科学学院, 四川 内江 641100)

0 引言

古树名木是珍贵的基因资源、优质的旅游资源和独特的文化资源,具有重要的历史、文化、生态、科研和经济价值,在生态保护、旅游开发和乡村振兴等方面都发挥着重要作用.摸清古树名木资源的分布特征及其影响因素,能更加科学地开展古树名木资源保护和利用.随着社会经济的不断发展,古树名木资源越来越受到关注.2015年《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》明确提出:“对重要生态系统和物种资源实施强制性保护,保护珍稀濒危野生动植物、古树名木及自然生境”;2018年中央一号文件进一步强调,要“全面保护古树名木”.故此,各地区有关部门不断深入开展古树名木资源普查和抢救复壮工作,并取得了良好的成效.

在对古树名木的研究中,国内外学者从资源调查、复壮措施、分布特征和群落景观等方面做了大量研究[1-4],取得了丰硕成果.如董冬等[5-6]通过构建评价指标体系,运用条件价值评估法、层次分析法和模糊综合评价法对九华山景区古树名木的经济价值和景观值进行了评估;温小荣等[7]利用MapObjects Java Standard Edition初步建立了中山陵园古树名木地理信息系统,为古树名木资源的科学化管理提供了便利;钟艳等[8]通过对九江城区古树名木生长状况的分析,指出了九江古树名木生存及文化空间面临的问题,并提出了保护和景观规划设计的建议;Jim等[2-3]探讨了香港古树高死亡率的主要原因,为人口密集城市的树木保护与管理提供了相应建议;Hartel等[9]对特兰西瓦尼亚(罗马尼亚)97个森林牧场古树的分布与丰度进行了研究,对森林牧区大型古树的丰富性和持久性进行了有益探索.然而,结合古树名木资源分布特征探讨其与气候、土壤、地形、水文、地质等地理因子的耦合关系研究,还略显不足.本文通过选取多自然因素组合形成的典型地貌区贵州省道真仡佬族苗族自治县为研究对象,探讨古树名木资源分布的影响因素,具有一定的理论意义和政策参考价值.研究区是以溶蚀、侵蚀、低山峰丛和槽谷为主的岩溶地区,目前对该区域古树名木资源分布的研究还是空白.通过实地调研和统计分析研究其分布特征和影响因素,能为岩溶地区古树名木资源保护和利用提供参考.

1 研究区概况

道真自治县是全国两个仡佬族苗族自治县之一,位于贵州省最北部,地处黔渝之交,是云贵高原向四川盆地过渡的斜坡地带,介于107°21′~107°51′E、28°36′~29°13′N之间,辖区面积2157 km2,西北、东北与重庆市南川区、武隆区、彭水苗族土家族自治县毗邻,西南、东南分别与正安县、务川仡佬族苗族自治县接壤.2017年末,全县有35.09万人,其中仡佬族17万人、苗族9万余人,2017年全县地区生产总值 (GDP)65.15亿元,同比增长12.1%.民族民间文化底蕴深厚、古朴神秘,仡佬族傩戏、三幺台、高台舞狮、打篾鸡蛋、哭嫁歌分别被列为国家级、省级非物质文化遗产.地貌以溶蚀、侵蚀、低山峰丛和槽谷为主,碳酸盐岩广布,属典型的岩溶地貌.气候属亚热带湿润季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,气候宜人,年平均气温16℃、降雨量800~1400 mm.生物资源丰富,境内野生植物种类达百种,有银杉(CathayaargyrophyllaChunetKuang)、珙桐(DavidiainvolucrataBaill.)、银杏(GinkgobilobaL.)、红豆杉(TaxusL.)、华南五针杉(PinusKwangtungensisChunexTsiang)、香樟(Cinnamomumcamphora(L.)Presl.)、润楠(Machilusnanmu(Oliver)Hemsley)等国家一、二级重点保护植物30余种,良好的自然生态和典型的岩溶地貌,共同孕育了研究区内众多的古树名木.

2 数据获取与研究方法

2.1 数据获取

文章主要获取道真县古树名木数据、古树名木空间分布数据和地形因子数据三部分.其中,古树名木数据以2011年道真县古树名木普查成果为基础,综合利用资料查询、走访高龄老人、知情人访谈、现场调查等方法获取,空间分布以乡镇级行政区域为单位开展调查,利用手持GPS获取空间分布数据,地形因子数据通过GPS、坡度尺、现场判断等方式获取.道真县乡镇级行政区划数据来源于县林业局,道真县30 m分辨率DEM高程数据取自地理空间数据云.

2.2 研究方法

本研究主要对研究区古树名木资源分布特征和影响因素进行分析.古树名木资源分布特征采用物种优势度、个体散布指数度量.影响因素分析时,根据岩溶地区自然和人文特征,选择高程、坡度、坡向等自然因素,借助Excel统计分析方法定量分析两者影响关系,借助调研数据分析古树名木和研究区人文环境的影响关系.

2.2.1 物种优势度指数

优势度指数是对群落内生物个体在物种间分配的度量.将其用于古树名木资源研究中,可以借此确定古树名木的优势种,其公式[10]为

(1)

式中:N表示各采样点所有物种个体总数,ni代表第i种的个体总数,fi表示该物种在各个采样点出现的频率.当Y>0.02时,该物种为群落中的优势种.

2.2.2 个体散布指数

从数据形态上看,古树名木属于点状要素.通常点状要素的空间分布类型有均匀分布、随机分布和聚集分布三种.针对不同种类的古树名木,可用生态学中的个体散布指数进行判别.个体散布指数表示个体的空间分布特征,即表示群体内个体集中方式(分布方式)的程度,其公式[11]为

(2)

式中:N为样品数,x为总个体数,ni为第i个样品中的个体数.I<1表明为均匀分布,I=1表明为随机分布,I>1表明为聚集分布.

2.2.3 影响因素分析

古树名木的空间分布特征受自然因素和人文因素双重影响[12-14].研究区内,因典型岩溶地貌形成了独特的自然条件,民族民间文化底蕴深厚.在自然因素方面主要选择高程、坡度、坡向、坡位,通过统计分析探讨各因素之间的耦合关系;人文因素方面主要通过走访高龄老人、知情人访谈、现场调查等方法,了解地方民族民间文化和生活习惯,并对古树名木的人文影响因素进行分析.

3 结果分析

3.1 古树名木资源分布特征

3.1.1 古树名木组成结构特征

2017年5—7月,通过对道真自治县全域范围古树名木野外实地调查,共发现研究区古树名木1228株,涵盖32科46属49种,主要为柏科、金缕梅科和银杏科等.从生长集中度看,散生木624株,种类繁多;群生木604株,以柏木(CupressusfunebrisEndl.)、枫香(LiquidambarformosanaHance)、楠木(PhoebezhennanS.LeeetF.N.Wei)和水青冈(FaguslongipetiolataSeem.)为主,仅此四种树木占群生木总数的89.24%.从保护等级看,一级古树24株,二级古树94株,三级古树1110株.从胸径看,主要集中在30~120 cm之间,平均胸径78.7 cm,最大胸径树种为银杏,胸径达318.3 cm,共有大树246株.从树龄看,主要集中在100~200年之间,平均树龄167年.从树高看,主要集中在12~32 m之间,平均树高23.3 m.从冠幅看,南北冠幅主要集中在3~18 m,东西冠幅主要集中在3~16 m,平均冠幅主要集中在3~20 m.对比发现,道真自治县古树名木的胸径与树高和冠幅存在正相关关系,即胸径越大的古树,其树高和冠幅也越高越大.

3.1.2 古树名木空间分布特征

对研究区实地调查的1228株古树名木统计结果如表1所示.由表1可见,古树名木在空间分布上乡村多于城镇,乡村1221株,城区7株.地区分布上,古树名木在道真自治县下辖14个乡镇的分布差异较大:忠信镇数量最多,上坝乡和三江镇数量最少;超过100株的乡镇有4个,共774株,占古树名木总数的63.03%.

表1 道真自治县各乡镇古树名木数量分布

古树名木的物种分布结果如表2所示.由表2可见,各古树名木种类的分布差异较大.研究区分布最广泛的树种为柏木、枫香、银杏和楠木,这四种古树名木共841株,占68.49%.调查中还发现:银杏是唯一在14个乡镇中都有分布的树种,柏木和楠木在12个乡镇有分布,枫香树在11个乡镇有分布,而巴山榧树(TorreyafargesiiFranch.)、黄杨(Buxussinica(Rehd.etWils.)Cheng)、榉树(Zelkovaserrata(Thunb.)Makino)、枯灯心草(JuncussphacelatusDecne.)、普文楠(PhoebepuwenensisCheng)、青钱柳(Cyclocaryapaliurus(Batal.)Iljinsk.)、少花樫木(DysoxylumoliganthumC.Y.WuexH.Li)、檀香(SantalumalbumL.)、樱桃(Cerasusspp.)、油杉(Keteleeriafortunei(Murr.)Carr.)、油松(PinustabuliformisCarriere)、紫薇(LagerstroemiaindicaL.)等树种仅在研究区某1个乡镇有分布,表明研究区古树名木中银杏、楠木、柏木和枫香等分布较广且具有更强的适应性.

表2 道真县古树名木树种数量分布

3.1.3 优势种及分布型

利用优势度指数公式计算道真自治县49种古树名木的物种优势度指数,结果如表3所示.道真自治县古树名木物种优势度指数大于0.02的树种为柏木、枫香、银杏和楠木,以研究区古树名木8.18%的种数占据了68.49%的总量.其中,柏木是数量最多的树种,其次为枫香树、银杏、楠木.因此,柏木、枫香树、银杏和楠木树4个树种为研究区古树名木优势树种.

表3 道真自治县名木古树种类分布及其物种优势度指数

利用个体散步指数公式计算研究区优势种的个体散布指数,结果如下:I柏木=3.58,I枫香树=4.99,I银杏=1.87,I楠木=3.04,4个优势种的个体散布指数均大于1,表明各优势种在研究区均呈聚集分布.柏木主要分布在道真自治县东南部的忠信、桃园、旧城和棕坪等乡镇,枫香树主要分布在道真自治县西北部的洛龙、河口和忠信等乡镇,银杏树主要分布在道真自治县西北部的大磏、洛龙、阳溪、三桥和平模等乡镇,楠木树则主要分布在道真自治县的阳溪和忠信镇.

3.2 古树名木资源分布影响因素分析

不同种类的古树名木在道真自治县的分布存在明显差异.通过选取海拔、坡度、坡向和坡位等自然因素,结合研究区少数民族人文社会因素,探析道真自治县不同种类古树名木的空间分布差异的影响因素.

3.2.1 自然因素

地形是影响古树名木生长和空间分布的主要因素,直接控制了区域相对负地形的分布并决定区域水流特点,对水分和热量进行再分配[12].在岩溶地区,地表透水性较强,存在大量溶蚀裂隙、落水洞、溶洞、暗河等地貌形态,地表水分难以保存[13].而古树名木的生长需要充足的水源,坡面和沟谷等较为平坦并且水源条件相对较好的区域最为有利.同时,地形也一定程度影响到古树名木的采伐难度,进而对古树名木的年龄和数量产生影响.通过选取海拔、坡度、坡向和坡位四种主要地形要素,利用地理信息系统进行空间分析,结合研究区DEM和古树名木空间分布图得出如下结果.

(1)海拔.随着海拔高度的增加,古树名木的种类和数量呈先增长后减少的趋势.由图1可见,在海拔高度900 m处古树名木种类数达到最大值,同时该海拔高度带也是古树名木数量最多的区域.从古树名木在海拔高度的分布来看,在海拔700~1200 m高度带是古树名木种类分布最多的区域.从古树名木的数量分布来看,在海拔700~1100 m高度带的分布达到1019株.这表明海拔高度的变化导致水分与热量发生改变,在海拔700~1200 m高度带的水热条件较适宜古树名木的生长进而影响研究区古树名木的分布.

图1 古树名木分布与海拔的关系

(2)坡度.随着坡度的增加,古树名木的种类和数量均呈先增长后减少的趋势,但是二者的拐点却存在差异.由图2可见,古树名木种类数随坡度呈现先增长后减少的趋势,但种类变化不大,在坡度15°~24°带上分布的古树名木种类数达到最大值,其拐点出现在24°.古树名木数量随坡度也存在先增长后减少的趋势,数量差异较大,主要集中在25°~34°坡度带上.表明研究区古树名木的种类和数量分布在坡度带上存在错位分布.

图2 古树名木分布与坡度的关系注:横轴代表坡度区间,其中1表示<5°,2表示5°~14°,3表示15°~24°,4表示25°~34°,5表示35°~44°,6表示≥45°.

(3)坡向.坡向对植物的生长有着较显著的影响.主要反映在光照与降水两方面,引起植物和环境生态关系变化,植物对生境的选择决定了其对坡向的适应性差异.在不同的坡向上分布着不同种类和数量的古树名木.由图3可见,古树名木各类树种主要集中分布在东南坡、北坡、南坡和西南坡,调查结果分别为27、25、24和24种,正西坡仅为10种;在数量上,分布最多的为东南坡271株,其次为西南坡246株,正西坡最少仅为23株.这正与北半球辐射收入分布情况相符,即南坡最多,其次为东南坡和西南坡,再次为东坡与西坡及东北坡和西北坡,最少为北坡.表明东南坡是高原盆地过渡带岩溶地区古树名木树种分布的最适坡向.

图3 古树名木分布与坡向的关系注:横轴代表坡向,其中0表示无坡向,1表示北坡,2表示东北坡,3表示东坡,4表示东南坡,5表示南坡,6表示西南坡,7表示西坡,8表示西北坡.

(4)坡位.坡位主要可以分为脊部、上部、中部、下部、山谷和平地6种.由图4可见,在中坡分布的古树名木种类数最多,同时,该坡位也是古树名木数量最多的区域.可以得出研究区中坡是古树名木聚集分布的最佳坡位.

图4 古树名木分布与坡位的关系注:横轴代表坡位,其中1表示平地, 2表示山谷,3表示下坡位,4表示中坡位,5表示上坡位,6表示脊部.

3.2.2 人文因素

道真自治县为苗族仡佬族自治县,仡佬族和苗族传统文化中的“风水文化”“树崇拜文化”及由此发展而来的“禁忌文化”,具有强烈的古树保护意识,在古树保护中起到决定性作用[14,15].风水林植根于中国传统风水文化,蕴含了丰富的地域文化精神.仡佬族苗族是有着树崇拜的民族.在他们看来,树木是有灵的存在,是心中神圣的图腾,他们坚信树木能影响运势、祸福、健康长寿等,而破坏古树是民族的禁忌.同时,受传统报应轮回思想的影响,仡佬族和苗族民众认为破坏古树会遭受报应,会对族人的生命健康和福报存在影响.在传统风水文化、树崇拜文化及禁忌文化的多重影响下,对古树的保护成为当地民众内心认可、共同信奉遵守的行为规范,使得当地的古树名木得到极大的保护.

道真自治县古树名木优势种主要为柏木、银杏、枫香和楠木树,反映了当地居民的生产生活习惯和文化特色[16].柏木作为优势种中数量最多的树种,长寿常青、木质芳香、经久不朽,是风水树和风水林的首选树种,往往在老屋基和墓地旁集中分布;银杏树生长较慢,寿命极长,具有观赏、经济、药用等价值,分布广泛;枫香树因其树脂可供药用,能解毒止痛,止血生肌,根、叶及果实也可入药,有祛风除湿、通络活血等功效,一直以来得到民众的偏爱;楠木因材质优良、用途广泛而得到当地民众的保护.可见,道真自治县古树名木分布与当地民众生活习惯和传统文化等人文因素分不开.

4 结论与建议

通过分析道真自治县古树名木种类和数量分布情况,得到如下结论:

(1)柏木、银杏、枫香树和楠木为岩溶地区古树名木的优势种.(2)各优势种在研究区呈聚集分布,柏木主要分布在研究区的东南部,枫香树主要分布在道真自治县的西北部,银杏主要分布在研究区的西北部,楠木主要成群分布在研究区的阳溪和忠信镇.(3)岩溶地区古树名木的胸径与树高和冠幅存在正相关关系,即胸径越大,树高越高,冠幅越大.(4)银杏是岩溶地区分布最广泛度,对生境适应性最强的树种.(5)在岩溶地区当海拔高度为800~900 m、坡度为25°~34°、坡向为东南和西北坡向,坡位为中坡位时,古树名木的数量和种类最多.(6)受传统“风水文化”和“树崇拜文化”影响,岩溶地区古树名木主要作为风水树生长在房前屋后和墓地旁.

文章将野外实地调查与理论研究相结合,系统分析了典型岩溶地区道真自治县古树名木资源的分布形态和组成结构,并进一步分析其影响因素,根据道真县古树名木现状和分布特征,就古树名木保护和资源普查提出几点建议:

一是古树名木要实行分级保护,首先重点保护受损严重的古树名木,其次重点关注古树名木优势种聚集的区域,同时兼顾零星分布的散生古树,结合古树名木生境进行差别化保护;二是要提高村民古树名木保护意识,不因城镇化的发展,古树名木作为风水树的作用消失而损坏古树名木;三是古树名木资源普查要先聚集分布区,优先对海拔为800~900 m、坡度为25°~34°、坡向为东南和西北坡向、坡位为中坡位的房前屋后进行调查.

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