剑阁县驿道古柏资源调查初报

伏建芳，唐天勇，何显平，程建伟，李 珣，符建荣，喻丁香*

(1.剑阁县翠云廊古柏自然保护区管理局，四川 剑阁 628317；2.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；3.广元市城乡规划建设和住房保障局，四川 广元 628017)

古树名木一直是我国林木资源的瑰宝，在历史、生态、文化价值等方面占有重要地位[1～2]。古树作为当地的适生树种，是天然的种质资源基因库，分布许多地理上的间断种、特有种、过渡种，甚至个别单种属，不仅在生物多样性保护和种质资源开发方面发挥着关键的作用，而且为植物区系、大陆地理变迁、系统发育和分类提供了重要依据[3～4]。 目前我国古树共计2847349株，且在年龄测定[5～6]、衰老机理[7～8]、复壮技术[9～10]、地理信息系统研发[11～12]等方面取得了不小成果，但还没有建立系统的、操作性强的古树健康状况诊断标准和衰弱主因判断体系，而这些也恰恰是切实保护利用好我国古树资源的前提，因此加紧古树生长状况的基础研究是当前古树工作的重中之重[13]。

剑阁县驿道古柏绵延约151 km，称“翠云廊”， 以普安镇为中心呈“三线”分布，向北、南、西贯穿17个乡镇、以汉阳、江石、龙源、凉山、柳沟、垂泉等6个乡镇的古柏保存最密集，最高树龄约2000年，为世界上保存最完整，规模最大的古柏林，沉淀着丰富的自然和人文底蕴。近年来，由于古柏的生理机能减弱、自然因素和城市发展建设引起的破坏，部分古柏因没有得到有效的保护而枯立。因此本研究通过对剑阁县古柏资源现状进行系统调查，分析其数量特征、结构特征、生长状况和影响因素等，以期为剑阁县古柏的保护提供理论依据。

1 研究区概况

剑阁县位于四川省广元市，介于105°10′～105°49′E，31°31′～32°21′N之间。地处四川盆地北部边缘，地势西北高、东南低，多低山地貌。总体属亚热带湿润季风气候，四季分明，大陆性季风明显；地势地貌多变，小区域气候差异大。县城(海拔540 m)平均气温约15.4 ℃，平均最高气温(一般7月)35 ℃，平均最低气温(一般1月)-2 ℃；降水充分，时空分布不均匀，呈陡峭单峰型，年均降水量1 039.4 mm；全年无霜期约270 d；秋冬两季多雾，年平均日照时数为1 328.3 h。

剑阁县古柏由柏木(Cupressusfunebris)和侧柏(Platycladusorientalis)组成，为秦汉至宋明时期人工种植，期间历经多次大规模种植、砍伐和补植，现多系明代栽植，主要分布在驿道两侧，既是省级翠云廊古柏自然保护区的主要保护对象，也与当地的旅游资源融为一体，成为国家5A级风景名胜区的一部分；古柏驿道两侧500 m以外的区域为当地居民的自留山和责任地。保护区成立16年来，采取编号挂牌、砌石垒土、防治病虫、定期清点等方式对其切实保护。该区植被类型为亚热带常绿阔叶林，以柏木、马尾松(Pinusmassoniana)、桤木(Alnuscremastogyne)、麻栎(Quercusacutissima)等为主，海拔182 m～954 m，坡度0°～45°，土壤为黄壤和紫色土，枯枝落叶层厚0～15 cm。

2 研究方法

2.1 野外调查

2017年2月—10月，在查阅历史资料和走访调查结果上，结合树木交叉定年法采集年轮样本并分析古柏树龄；依据《中国植物志》进行种类鉴定[14]；逐株测量并记录其坐标 (GPS)、树高、胸围、冠幅、生长势和树木特殊状况等。

2.2 生长状况评价

生长势能够很好地反映树木的生长状况。参照前人古树等级划分标准[15～16]，以剑阁县古柏树形、树冠损伤状况、病虫害情况、叶片生长、新梢生长等将其生长状况划分为Ⅰ级(良好)、Ⅱ级(一般)、Ⅲ级(较差)、Ⅳ级(濒死)、Ⅴ级(枯立)5个等级进行评价记录。其中Ⅰ级古柏树形完好，树冠饱满，树冠缺损率不超过5%，新叶萌发明显，无死枝，病虫害率小于5%；Ⅱ级古柏树形基本完整，叶色正常，树冠缺损率6%～50%，病虫害5%～10%；Ⅲ级古柏树形不完整或倾斜、倾倒，叶色不正常，树冠缺损率51%～75%，病虫害率大于20%；Ⅳ级古柏树形较差或植株倒伏，叶片稀疏，树冠缺损率大于76%，濒临死亡；Ⅴ级古柏已经死亡。

2.3 数据统计分析

采用Excel 2013和SPSS17分析软件对古柏资源进行数据分析。

3 结果与分析

3.1 古柏分布特点

剑阁县驿道古柏现有7826株(图1)。数量分布最多的为龙源镇和禾丰乡，分别占古柏总株数的17.19%、15.88%；数量分布最少的是马灯乡和柏垭镇，分别占总株数的0.12%、0.04%。龙源镇、禾丰乡紧邻驿道，马灯乡、柏垭镇离驿道比较远，种植数量比较少；龙源镇、禾丰乡的古柏位于保护区核心区，马灯乡、柏垭镇的古柏位于保护区实验区，两者相比，前者保护措施的力度相对大；龙源镇、禾丰乡为古柏纯林，种群数量大，马灯乡、柏垭镇古柏多为散生，数量稀少，种群繁殖能力较弱，因此剑阁县古柏资源总体呈现出空间分布不均匀的特点。

图1 剑阁县古柏资源分布Fig.1 Distribution of ancient cypress resource in Jiange County

图2 剑阁县古柏的结构特征Fig.2 Structural characteristics of ancient cypresses in Jiange County

3.2 古柏结构特征

从树龄看图2(a)，剑阁县古柏的年龄结构呈单峰曲线的变化规律，且峰值为700～899 a，与古树年龄结构一般呈典型的金字塔特征不符合[4]。剑阁县古柏与其他古树不同，其主要为人工种植，受到人为因素的强烈干扰；且剑阁县古柏从秦汉至宋明时期共历经8次种植行为和不同程度的砍伐与补栽，现存古柏多系明代栽植，因此在年龄结构上，剑阁县古柏表现出独有的特征。

剑阁县古柏树高图2(b)总体呈正态分布；胸径和冠幅总体呈正偏态分布图2(c)和(d)。树高集中在15 m～20 m，平均树高为17.30 m，最大树高达33.40 m；胸径集中在200 cm～300 cm，平均胸径为275.48 cm，最大胸径达840 cm；冠幅集中在5 m～10 m，平均冠幅为10.45 m，最大冠幅达34.3 m，表明剑阁县古柏资源具有良好的遗传基因，是优质的种质资源。

3.3 古柏生长状况

数据表明，剑阁县驿道古柏生长状况Ⅰ级的有2 278株，占总株数的29.11%；生长状况Ⅱ级的有 2 032株，占总株数的25.96%；生长状况Ⅲ级的有 3 297株，占总株数的42.13%，常有枯枝、断梢、树干残缺，主干中空等情况；生长状况Ⅳ级的有173株，占总株数的2.21%，表现为断头断枝、根腐，仅少量枝条存活；枯立木46株，占总株数的0.59%。生长状况Ⅲ级和Ⅳ级的古柏主要散生在乡镇、居民区附近。

对影响剑阁县古柏生长的树龄、冠幅、保护措施、影响因素等进行Pearson相关性分析，结果显示，剑阁县古柏生长状况与树龄无显著相关性，说明古柏生长较差或濒临死亡与树龄关系较弱。而与冠幅、保护措施呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数分别为0.513、0.536，表明冠幅越大，新枝越多，叶的光合作用强，可利用的营养多，古柏的生长状况越好；挂牌保护、砌石垒土可预防人为踩踏、圈养牲畜、乱砍乱采，提高对古柏的保护意识。

古柏生长状况与影响因素呈极显著负相关(P<0.01)，相关系数为-0.836，说明存在影响因素越多，古柏生长状况越差。经实际调查，对古柏生长势存在影响的因素主要有6种，即土壤因素、人为因素、种内竞争、地质灾害、病虫害等。其中土壤因素占86.58%，人为因素占10.80%。剑阁县多低山地貌，古柏生长环境的坡度约0～45°，坡度总体不陡峭，土壤为黄壤和紫色土，土层较浅薄，养分缺乏；加之多系人工按照一定间距种植且为游览胜地，枯枝落叶多被扫除，导致枯枝落叶层薄，从而土壤含水量少，营养缺乏，土层瘠薄；部分古柏生长于人居环境中，树下多人为活动，长期踩踏，堆放生活垃圾和易燃易爆物，改变了古柏周围土壤的紧实度和理化性质；当地城区改造、修路、修房、架桥等建设过程中，由于对树木根系分布不了解，对古柏树干和根系造成损伤，使其生长环境恶化，严重影响了地下与地上部分的气体交换，使古树的根系通气性、透水性都处于极差的环境中，影响根系生长，因此土壤因素和人为因素所占比例较大，且彼此相互关联。种内竞争占1.05%。郁闭度较高会严重影响古树的通风透光性，如禾丰乡部分古柏树枝被相邻的冠幅遮挡，多枯枝现象。地质灾害占0.95%。个别陡峭地段，滑坡引起水土流失，使古柏树干倾斜，甚至翻根。病虫害占0.63%。多见毛虫(Dendrolimussuffuscus)和柏大蚜(Cinaratujafilina)以古柏的枝叶为食，影响古柏光合作用。但此次调查有病虫害的古柏主要分布在驿道两侧，这可能与人为干扰有关。

4 讨论

剑阁县古柏的数量和结构分析均表明剑阁县古柏资源丰富，具有良好的遗传基因，是优质的种质资源，但其生长势受到多方面因素的影响，以土壤因素和人为因素为主。目前有44.34 %的古柏处于生长较差或濒临死亡的状态，且大多分布在古驿道两边和城镇内。如蒲家湾108国道边的古柏，由于修建道路，古柏根系四周被水泥包裹，严重影响其生长；江石镇、垂泉镇等部分古柏因土层薄，土壤贫瘠，导致根系裸露，枯枝，树干倾斜、腐烂；柳沟乡、白龙镇等石材厂、民房、城镇附近的古柏有树枝断裂、树干遭到砍伐，甚至火烧痕迹的情况；驿道两旁的古柏树干上有明显的乱刻乱画，树下土壤紧实，几乎不见其他植物生长。已有研究发现，古树健康普遍受到树龄老化、极端气候、病虫害、土壤因素、人为因素等多方面的综合影响[17]。也有研究指出古树衰弱的主要原因为土壤板结、通气不良[18]，土壤因素是影响古树生长的主要因子[19]。剑阁县古柏既位于省级自然保护区内，又是著名的旅游胜地，同时与周围居民的自留山和责任地相邻，特殊的生境导致土壤贫瘠、游览和城市化进程中土地开发矛盾成为剑阁县古柏消失的关键原因，从而处于土壤肥力较差、生存空间被道路和城市化建设中建筑挤占、遭到人为破坏等生长环境的古柏是剑阁县古柏资源保护的关键和敏感点。李锦龄曾对北京松柏类古树矿质营养元素、叶肉细胞等做了分析，认为不同的古树有着各自不同的营养元素的代谢特点，不同的古树都按一定的比例吸收同化这些矿质元素[20]。因此建立剑阁县古柏矿质营养元素的区系标准及古柏元素平衡问题，加强古柏的复壮技术研究对今后剑阁古柏的养护工作尤其重要。

本研究数据表明古柏生长势与保护措施呈极显著正相关，如城北镇对部分古柏采取了砌石垒土的保护方法，防止人为踩踏等对土壤紧实度的影响。刘克锋等分析设置围栏对古树土壤的容重、空隙性状、紧实度、水分养分状况的影响，指出设置围栏能显著改善土壤的肥力性状，利于古树生长[21]。本研究的结果与其一致。同时刘克锋曾对北京市十大公园的土壤性状及其改良后的土壤做了对比研究表明栏内地被植物的种植明显能改善土壤生态和土壤肥力[22]；王瑛、林开敏等研究表明林下植物具有促进营养元素在地表富集的作用[23-24]。但黄应峰等对深圳市古树现状做了研究，认为树池限制了古树的根系伸长，不利于古树对水分和营养的摄取与吸收，拥有树池的古树生长状况普遍比无树池的古树差[4]。就本研究而言，树池对古树的利与弊主要体现为树干周围是否铺装面过大，从而影响地上与地下部分气体的交换，使古树根系处于透气性极差的环境中。因此对剑阁县古柏保护提出以下几点建议：

(1)开展剑阁县古柏复壮技术和种群动态研究，通过科研加深对古柏的了解，为剑阁县古柏保护提供依据。

(2)对古柏实行分级保护，明确古柏的管理权属和责任，特别是针对散落在村前屋后、荒郊野岭、溪旁河畔等古柏，坚持专业保护与公众保护相结合。

(3)因地制宜的提高古柏生长环境的土壤肥力，提高古柏树下周围环境的植被覆盖率，尽可能地保持古柏的凋落物。