克拉玛依市乌尔禾区古树资源分布及现状分析

叶尔江·拜克吐尔汉，吴瑞航，努尔塔依·铁利汗，赵文，陈献震，陈俊祥

(1.新疆农业大学 林学与园艺学院/干旱区林业生态与产业技术重点实验室，新疆 乌鲁木齐830052；2. 乌尔禾区住房和城乡建设局，新疆 克拉玛依市 834014；3. 乌尔禾区农林水牧局，新疆 克拉玛依市 834014)

古树是指树龄在100 a以上的树木，是极其宝贵的植物资源和宝贵财富，具有很高的生态、科研、文化、景观和社会公益价值[1]。国外多将50 a以上的树木作为古树[2]，同时制定相关的标准科学的保护。古树保护及复壮在国外普遍受重视[3-4]，从气候、生理机制、土壤、地面环境等对古树生长、衰退的影响进行了较系统广泛的研究。从上世纪70年代末起我国大部分省市逐步开展古树名木的保护及研究工作[5]，从古树普查逐步进行复壮等技术研究工作，研究主要集中在资源分布、保护及管护对策、树龄测定、树势衰败原因、养护、复壮、价值评估、档案管理等方面[6-7]，此外在迁地保护[8]、价值评估[9]及调查方法改进[10]等方面也有了一定的研究和进展。从天然到人工栽培，新疆各地古树资源十分丰富，但因人为活动和自然干扰影响，导致古树生存条件恶化，引起古树非自然衰弱或死亡，抢救和保护古树名木已迫在眉睫，因此，开展古树名木的调查与保护研究对于古树名木资源的可持续发展具有重要的意义。乌尔禾区在大力推进生态城市建设及生态旅游开发建设背景下，掌握当地古树资源现状及其保护行动是刻不容缓的，鉴于此，以乌尔禾区为研究对象，对区域内古树进行调查，科学分析现状及衰弱原因，旨在为改善区域古树立地条件提供科学依据，进而为建设生态旅游景点基地建设、提升乌尔禾区整体形象及体现城市文化内涵与品位提供科学参考。

1 研究区域与方法

1.1 研究区概况

克拉玛依市乌尔禾区位于新疆西北部，准噶尔盆地西北边缘，地理位置：85°13′～86°02′ E，45°40′～46°13′ N，总面积2229.32 km2，地形呈斜条状，绝大部分区域为戈壁滩，海拔多在500 m以下，平均海拔在400 m左右；该区属于典型的温带大陆性荒漠气候，大陆性强，寒暑温差大，干燥少雨，积雪薄，蒸发量大，冻土深，风多且大；年平均气温在8.4℃，年平均大风日数71.3 d，年平均降水量108.9 mm，年平均蒸发量达3008.9 mm，无霜期225 d，年平均日照数2637 h；土壤类型主要为灰棕漠土、灰漠土、草甸土、风沙土、沼泽土和盐土类为主；野生植被以胡颓子科、杨柳科、柽柳科、禾本科、藜科、豆科等植物为主。乔木主要有苦杨(PopuluslaurifoliaLedeb.)、胡杨(PopuluseuphraticaOliv)，灌木主要有刚毛柽柳(TamarixhispidaWilld.)、盐穗木(Halostachyscaspica(Bieb.)C.A.Mey.)、梭梭(Haloxylonammodendron(C.A.Mey.)Bunge)，草本植物主要以芦苇(Phragmitesaustralis(Cav.)Trin.ex Steu)、骆驼刺(AlhagisparsifoliaShap.)等为主。

1.2 研究方法

采用实地调查法，对区域内所有拟认为古树的树木进行调查，逐株记录种类、胸径或地径、冠幅、树高、海拔、坡向、坡位等；根据历史资料、三段计算法[11]、生长系数相结合确定其年龄，并按年龄筛选古树；同时测定古树所在地生境、土壤类型、土壤紧密度、土壤水分含量；以古树长势、形态表现、病虫害、干扰状况等指标为基础，对现存古树进行综合型的健康评价(评价标准见表1)，终确定影响现存古树衰弱的主要因子；使用GPS对每株古树进行定位，使用Auto CAD 2007确定古树分布点位置。

表1 古树健康状况评价标准

2 结果与分析

2.1 古树资源及分布

2.1.1 古树资源数量

根据乌尔禾区地形条件的差异，将古树分布区域大致分为河谷区、平原区、城镇三类(见表2)。区域内古树共计154株(河谷区38株、平原区92株、城镇范围24株)，其中胡杨152株、白榆(UlmuspumilaL.)1株、苦杨1株；区域古树平均年龄为120.69 a，均属三级古树；平均胸径为95.64 cm，平均树高为11.82 m；其中胡杨古树平均年龄为120.91 a，平均胸径为95.04 cm，平均树高为11.72 m；苦杨古树年龄为103 a，胸径为109.9 cm，树高为10.0 m；白榆古树年龄为105 a，胸径为173.6 cm，树高为27.5 m；除河道两侧及分布在较大密度的林分内的古树外，散生的古树伴生植物较少，仅有少量的豆科、菊科、藜科、蒺藜科和禾本科的草本或灌木种类，灌木主要有铃铛刺(Halimodendronhalodendron(Pall.) Voss)，白刺(NitrariatangutorumBobr)，骆驼刺(A.sparsifoliaShap.)、柽柳、黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)等，而人为活动频繁的区域古树近无任何伴生植物。

表2 古树分布区域概况

2.1.2 古树胸径分布

该区古树径级分布规律见图1。结果表明：乌尔禾区(图1A)古树最小胸径72.9 cm，最大胸径达173.6 cm，整体处于正态分布，84 cm-100 cm的径级古树数量较多，共91株，占总量的59.1%，个别径级古树数量在10株以上，其中94 cm径级最多，占总量的11.0%。124 cm以上径阶古树数量甚少，甚至多个径级无现存古树，这可能与生理衰弱、外界因素等诸多因素的影响而死亡所致；在河谷区(图1B)古树径级分布相对集中，其中94 cm径级的古树最多，占总量的18.4%，该区无胸径较大的古树，可能与较大的林分密度的限制有关；平原区(图1C)各径级古树分布相对均匀，无明显的缺失，这可能与平原区相对均匀的资源条件有关；城镇区(图1D)古树径级分布较为均匀(主要出现在80-112 cm的径级)且数量较少，大径级古树无保存，这可能与长期的人为干扰有关。

图1 乌尔禾区古树径级分布图Fig.1 Distribution of ancient tree diameters注：A.乌尔禾区Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城镇Town

2.1.3 古树树高分布

该区古树高度分布(2 m为一级)规律见图2。结果表明：乌尔禾区(图2A)古树为3.0-27.5 m之间均有，古树主要集中在8-18 m之间高度上，其中树高10-14 m古树数量最多，占总量的52.6%，22 m以上近乎无古树存在，区域胡杨古树极限高度为20 m，可能与生理成熟和风干扰有一定的关联性；河谷区(图2B)14 m高的古树数量最多，占26.3%，较高古树数量少，该区树高度分布呈正态分布；平原区(图2C)高度10 m古树数量最多，占平原区总量的26.1%，呈整体递减的趋势，与河谷区相比平均高度低4 m，这可能与河谷地区立地条件以及干扰相对较少有关；城镇区(图2D)古树多为零星分布，古树在空间干扰较弱且有一定的水分保障，所以古树整体偏高。

图2 乌尔禾区古树树高分布图Fig.2 Tree height distribution of ancient trees注：A.乌尔禾区Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城镇Town

2.1.4 年龄分布特点

该区古树年龄分布规律见图3。结果表明：乌尔禾区(图3A)古树最大年龄238 a，年龄主要集中在105-120 a之间，其中115龄级古树数量最多，占总量的18.2%，随之数量逐渐减少，说明古树此龄级时基本达到成熟期，各项生理达到平衡状态；河谷区(图3B)古树集中在140龄级以下，最大年龄138 a，该区大多古树在115龄级范围内，随着年龄增加在高密度的林分中，古树无法得到足够的生长条件而死亡；平原区(图3C)年龄分布较均匀，且从100 a开始数量递减，古树衰弱以自然因子为主，也说明资源分布的均匀性；城镇区(图3D)年龄结构与河谷区基本一致，但各龄级数量分布更均匀，这可能跟后期管理有直接相关。

图3 乌尔禾区古树年龄分布图Fig.3 Age distribution of ancient trees注：A.乌尔禾区Wuerhe district；B.河谷River valley；C.平原Plain；D.城镇Town

2.2 古树分布

根据古树地理坐标，结合Auto CAD建立平面坐标系，获取详细的地理位置信息。结果表明(图4)：4林班古树量最多，共47株，占总量的30.5%，其中河谷区38株，因该区立地条件较好，且人类活动相对较少，故保存数量较多的古树，分布在河漫滩高地小气候较稳定的区域，多为散生的未受到河流冲刷而保留的个体；5林班分布古树30株，占总量的19.5%，该林班自然度较好，古树保存量较大，多为散生，小尺度上集中在6小班和8小班；6林班分布古树17株，占总量的11.0%，该区放牧、石油开采等人为干扰较明显，导致其立地条件变差，使古树量和质均偏低；7林班分布古树15株，占总量的9.7%，大多古树分布在城镇外围近郊区院落、私宅内，因养护较好，树势良好；10林班仅有3株古树，占总量的1.9%，该林班林分郁闭度高，但为近成熟林，古树甚少；11林班仅有3株古树，占总量的1.9%，该林班立地条件较差，且受自然干扰严重，古树甚少；12林班分布古树15株，占总量的9.7%，该林班内有野生胡杨公园，故有一定的残存，但大多已濒死状态；城镇区域古树为24株，占总量的15.6%，多出现在农田、道路、水渠、民宅旁，立地条件与养护较好，除一处的相对集中出现外，大多为散生木。

图4 乌尔禾古树区域分布图Fig.4 Distribution map of ancient trees

2.3 乌尔禾区古树衰败原因分析

2.3.1 生理老化

调查中发现该区古树大多从85 a开始出现生理老化，零散分布的胡杨古树有较明显的生理老化的特征，此类古树易引起病虫害，主要分布在4林班和12林班野生胡杨公园里。

2.3.2 病虫害

该区古树病害主要是胡杨叶锈病和胡杨叶枯病，以轻度病害为主，主要分布在4林班、6林班；该区共有91株古树发生虫害，为杨齿盾蚧、春尺蠖和胡杨个木虱，其中春尺蠖危害较普遍，其它相对较少，主要出现在4林班、5林班、6林班、12林班。因缺乏人为的治理，虫害发生比较频繁。

2.3.3 土壤条件

古树分布区土壤贫瘠，营养面积小，随着树体的生长，汲取的养分不能维持其正常生长，易造成古树营养不良致其衰弱甚至死亡，使古树抗性降低；生长在河谷台阶旁及人为干扰明显的区域的古树生长空间小，随着树体的生长发育，地下根系较难向外生长扩展，树体生长活动受限，营养短缺。

2.3.4 天气

该区干旱、大风会对古树造成伤害。部分古树因为极端干旱影响而导致树体衰弱，个别古树因大风导致树干倾斜，枝条受损，可能也是限制高生长的主要因素之一。

2.3.5 动物

在对动物危害的分析中可知，鼠类对古树的生长影响较大，鼠类喜好啃树皮及嫩枝，并在树根部作窝，破坏幼根，在该区发现遭到鼠害破坏的古树共42株，集中在4、6林班及城镇区。

2.3.6 人类活动

人类活动对对古树造成不同程度的伤害，城镇附近古树树体出现衰弱的现象，可能与生活垃圾、污水而出现的有害物质含量增加有关；旅游、放牧及资源开发区附近古树出现明显的衰弱现象。

该区古树长势、树高、分布、年龄等特征量与致古树衰弱因子的相关性分析结果见表3。结果表明：决定古树长势的因子较多，土壤水分、土壤厚度、人类活动及病虫害的影响显著，其中土壤水分起了关键性的作用；胸径变化与土壤水分呈显著相关，不同水分条件下出现了不同的年轮分布；树高分化与虫害及土壤水分关系显著，说明土壤水分与虫害因子是限制其高生长的主要因子；年龄分布与土壤含水量呈显著相关；古树分布与各因子之间无显著相关性。在相关性分析基础上，通过对古树受各类因子影响程度及数量，各因子对古树综合表现的影响程度排序如下：土壤水分>虫害>病害>人类活动>土壤厚度>生理老化>动物活动>地形变量>风。

表3 古树特征与影响因子相关性

**P<0.01；*P<0.05

3 讨论与结论

根据全国绿化委员会《关于进一步加强古树名木保护管理的意见》要求，完成当地古树名木资源普查，形成详备完整的资源档案和资源数据库及与地方相结合的古树名木保护管理方案。在普查的基础上，对该区古树特征进行深度分析，并借助于年轮分析、精准定位和环境解释，解析乌尔禾区古树现状，尤其是不同生境古树衰弱原因。在典型的大陆性荒漠气候条件下，乌尔禾区平原及丘陵盆地上呈现了典型的植被景观，主要分为胡杨、梭梭、柽柳等为主的荒漠植被，苦杨为主的河谷林及盐化草甸等。相对稳定的小气候条件孕育了低地河谷林及连片分布的胡杨林，并在其内分布一定量的大树及古树。经调查核实区域内保存古树154株，均为三级古树；其中杨柳科胡杨为主(152株)，平均年龄为120.91 a，平均胸径为95.04 cm，平均树高为11.72 m，主要分布在各林班边缘区，其中4林班和5林班为主，另在城镇区也有一定的保留；虽然河谷带存有大量的苦杨，但往往达不到古树标准即枯死，仅发现1株残存古树(年龄为103a，胸径为109.9 cm，树高为10.0 m)，另在郊区民宅有白榆1株(年龄为105 a，胸径为173.6 cm，树高为27.5 m)，可能为白杨河洪水冲刷的种子更新有关；除河道两侧及分布在胡杨林内的古树外，散生的古树伴生植物较少，以豆科、菊科、藜科、蒺藜科和禾本科的草本或灌木为主，而人为活动频繁区的古树仅无任何伴生植物。

我国古树名木资源保护工作启动较早。加强古树名木保护，对于保护自然与社会发展历史，弘扬先进生态文化，推进生态文明和美丽中国建设具有十分重要的意义。近年来，各地、各部门(系统)积极采取措施，切实加强古树名木保护管理工作，取得了明显成效。但也存在认识不到位、保护意识不强、资金投入不足、保护措施不力、管理手段单一等问题，加强古树名木保护管理刻不容缓。古树名木的衰老枯死是内因与外因共同作用的结果[12]，一般普遍认为树龄老化是主要内因[13]，至于外因恶劣的土壤条件是关键[14]。通过该区域古树生境及树体本身原因的综合分析，认为该区域土壤特性，尤其是土壤含水量是古树衰弱的主要外部因素，而生理性衰弱是其主要内因，吻合相关研究结论[15]。因该区土壤水分少，土壤易紧实，会减慢根系生长速度、改变根形态，影响土壤通透性，从而抑制养分分解和循环的速率，造成土壤有效养分供应能力减弱，导致树势衰弱，甚至枯死；虽然也有一定的病虫害、人类活动、动物活动的影响而导致其衰弱，但从整体分析土壤水分导致的土壤理化特性的差异是古树衰弱主因。

结合当地实际在保护古树时，建立防护围栏、填充空洞、修补腐裂，并对散生古树采取复壮沟技术，改善铺装材料(透气膨化砖)，种植地被植物，根部打孔挖穴，增加土壤通气透水性，加强日常水肥养护管理，针对常见病虫害采取药剂防治。调查中发现乌尔禾区存在着大量的>80 a大树及形态奇特的树木，这些树可作为当地古树后备资源，将可补充古树资源总量，应对这些树种加强管理与养护。