曲 凯,李际红,国浩平,田彦挺,王宝锐,侯丽丽,周文玲
山东农业大学 林学院,山东 泰安 271018
育种与资源密不可分,资源遗传多样性分析是品种改良和种质创新的基础。古树名木,也是每个国家的“国宝”,它见证了一个国家的历史变迁和沧海桑田,是自然景观与人文景观交融的纽带,也是相关遗传育种良种选育研究的活材料、活化石[1]。古树名木不仅是重要的生物资源,往往还被人们赋予特殊的文化内涵而成为当地重要的文化资源和旅游资源[2]。研究和保护古树名木及后续资源,不仅是对城市“绿色文物”的尊重,是城市文脉的延续,更是践行生态文明、走可持续发展道路的规划实践,对科研教育和弘扬中国传统文化具有重要意义[3]。
我国在1963 年就提出了划定古树名木的标准,并要求城市林业部门调查和系统整理古树名木相关历史材料,经技术鉴定后建立档案[4]。国内古树资源的研究最早始于20 世纪80 年代初,主要集中于古树的保护现状[5]、历史价值[6]等方面。近年来,随着人们对古树名木认识的不断提升,各地对其保护力度不断加强,在古树名木衰弱、死亡原因调查、养护与复壮技术、表征古树名木衰老生理指标等方面开展了广泛研究[7]。
流苏树(Chionanthus retususLindl et Paxt)为木樨科(Oleaceae)流苏树属(Chionanthus)植物,落叶灌木或乔木,又称四月雪、萝卜丝花[8]。流苏树根系发达,适应性强,喜中性及微酸性土壤,耐干旱瘠薄,可作荒山绿化树种[9]。树体高大优美,花期在每年的四月中下旬至五月初之间,花色、花香清雅宜人,是著名的珍稀园林观赏植物;树皮、根和叶均可入药,是公认的药用经济作物[9]。近年来,流苏树自然种群面积和分布区域逐年缩小,野生种质资源遭受严重破坏而趋于濒危[10]。
现阶段对流苏树的研究,国外仅有少数学者利用分子标记法比较了其与木犀科其他种之间遗传关系[11,12];国内的研究主要局限在繁育技术方面,品种遗传多样性研究薄弱,新优品种匮乏。流苏树作为山东省的乡土树种,分布范围极为广泛,适应性极强,但对其尚未开展古树资源保护方面的相关研究。2004 年中科院植物所选育的种内变异新品种扭叶流苏(Chionanthus retusus cv.‘Niu Ye’),也只是从表型表现上定义,缺乏遗传学理论支持[13]。流苏树对各种恶劣的自然环境有良好的抵抗能力,生长速度缓慢,寿命长,分布区域分散,保留下来大量古树,为古树基因型多样性研究提供了可能[14]。因此我们对山东省内的流苏树古树资源进行了调查,以期发现挖掘出高干挺拔、抗旱耐寒、花期持久等优良性状的单株或类群,为建立种质资源圃,加快新品种的选育奠定基础,并针对流苏树古树资源的现状和存在的问题,提出切实可行的保护策略[10]。
山东省境内100 a 以上的流苏树和流苏树群落(根据流苏树的特点及群落概念,本文论述的群落仅界定在同一地点≥10 株的流苏古树群落)[11]。
2017 年1~2 月资料收集,初步掌握山东省流苏古树的分布。2017 年3~10 月和2018 年4~7 月,分为两个时间段,对全省范围内流苏古树资源展开间断性的持续调查。
1.3.1 数量空间分布调查 以文献资料、新闻报道和林业相关部门原有古树资料为依据,采取实地调查和走访调查相结合的方法;依据李锡文的种子植物分布型系统[15]划分山东省流苏古树的分布区类型,分析流苏古树在山东省内的数量和空间分布;同时,依据《中华人民共和国林业行业标准古树名木普查技术规范》[16],逐株对每株流苏古树进行测量,用GPS 对古树生长地点进行定位,采用勃鲁莱测高器、米尺、围尺对古树的胸径、冠幅、树高、枝下高等生长指标进行实测,观察记录古树的生境、生长势和病虫害,用佳能6D 单反相机拍摄留档。
1.3.2 古树生物学 通过当地林业部门陈述和走访知情老人的途径,将史料、传说和古树实际情况相结合以确定树龄,分为真实树龄、估测树龄、传说树龄3 种[16],从性别、树龄、胸径、冠幅、树高和枝下高六个方面分析山东省流苏古树资源的古树生物学。
1.3.3 古树名木分级和健康状况评价 根据《全国古树名木普查建档技术规定》的古树等级划分,树龄500 a 以上的树木为一级古树,树龄300~499 a 的树木为二级古树,树龄100~299 a 的古树为三级古树[17];参考杨义波对古树健康等级的划分,通过对流苏古树外貌的表现和病虫害状况,将其分为健康、较健康、一般、差和很差5 个健康等级[18],并对山东省流苏古树整体健康状况作出评价。
山东省流苏古树资源丰富,在山东省的17 个地级市中,其中11 个地级市(济南、青岛、淄博、烟台、潍坊、济宁、泰安、威海、日照、临沂、莱芜(2019 年1 月撤销,划归济南市管辖))均有流苏古树单株的分布(图1),共101 株,青岛、临沂、淄博是流苏古树分布的主要地区,威海最少只有2 株。
图1 山东省流苏古树资源分布Fig.1 Distribution of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
图2 山东省流苏古树资源区域分布比例Fig.2 Regional distribution ratio of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
从山东省流苏古树单株的区域分布来看(图2),主要分布在半岛沿海地区,占总数的39%;其次是鲁中地区,占35%;再者是鲁东南地区占14%,鲁南和鲁西北地区各占6%;鲁北地区和鲁西南地区未发现流苏古树。流苏古树的生境主要在山坡丘陵、环山公路侧旁、庙宇古寺、机关大院、观光风景区、乡村村落等地,偏远山区多于市区郊区,大部分都是分布在一些经济欠发达的地区。古树树龄大,生长势衰弱,根的生长差,抗逆性减退,易生菌害、病虫害,并且基本没有专业知识的技术人员负责养护,多靠群众主动意识养护,多数处于自生自灭的状态。
在调查过程中还发现了7 处流苏古树群落,包括683 株100 a 以上流苏古树,从图3 可以看出,古树群落主要分布在鲁中和鲁东南地区,淄博市有4 处,潍坊市2 处,临沂市1 处。其中潍坊市青州市的雀山流苏林是目前已知全国规模最大的流苏群落,安丘市辉渠镇张家溜村的千年流苏林是全国树龄最大的流苏群落;淄博市是山东省内流苏古树数量最多的城市。
图3 山东省流苏古树资源空间分布Fig.3 Spatial distribution of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
对101 株流苏古树单株中的74 株和7 个古树群落进行了实地测量调查,对其性别、树龄、平均冠幅、胸径、树高、枝下高生长指标的统计分析(图4)。
2.2.1 性别 在74 株流苏古树单株中,雄株35 株,占47.3%,雌株39 株,占52.7%。
2.2.2 胸径 全省流苏古树单株胸径的平均值为63.41±26.61 cm,胸径最大的流苏古树是位于临沂市兰陵县下村乡孔庄村的孔庄流苏王,为127 cm;胸径最小的单株是青岛市即墨区灵山镇的灵山流苏,为23 cm;胸径小于50 cm 的有24 株,占总数的32.43%;50 cm~80 cm 的有35 株,占47.30%;80 cm~100 cm 的有8 株,占10.81%;胸径大于100 cm 的有7 株,占的9.46%。胸径之最前十位依次:临沂市兰陵县下村乡孔庄村(127 cm)、淄博市淄川区太河镇峨庄乡土泉村(地径200 cm)、临沂市平邑县地方镇前西固村(112 cm)、莱芜市莱城区(现济南市莱芜区)和庄镇草庙头村(108 cm)、淄博市周村区碧桂园生活区流苏园(105 cm)、济南市章丘区文祖镇甘泉村(地径178 cm)、济宁市曲阜市时庄镇西辛村(102 cm)、莱芜市钢城区(现济南市钢城区)辛庄镇西泉村(91 cm)、莱芜市钢城区(现济南市钢城区)颜庄镇状元沟村(89 cm)、淄博市博山区池上镇板山村(86 cm)(因古树群群体数量大,并未作全面调查,随机取5~10 株取平均值作为群落代表,以下各项指标测量采取同样方式)。
2.2.3 树龄 树龄最大的流苏古树单株是公元前685 年齐桓公所栽种的土泉流苏王,位于淄博市博山区太河镇峨庄乡土泉村,据今已有2700 a,树韵雍容华贵,被山东省自然资源厅命名为“齐鲁千年流苏王”、“山东之最”,冠幅饱满,也是山东省内冠幅最大的流苏古树。树龄最小为100 a,共10 株,树龄范围在100~299 a 的为28 株,占调查总数的37.84%;300~499 a 的为15 株,占20.27%;500~1000 a 的有19 株,占25.67%;1000 a 以上的有12 株,占16.22%。树龄之最前十位依次是:淄博市淄川区太河镇峨庄乡土泉村(2700 a)、临沂市兰陵县下村乡孔庄村(1800 a)、淄博市周村区碧桂园流苏园(1400 a)、潍坊市青州市邵庄镇白云洞(1000 a)、淄博市博山区池上镇板山村2 株(1000 a)、莱芜市钢城区(现济南市钢城区)颜庄镇状元沟村(1000 a)、淄博市沂源县西里镇辛庄村2 株(1000 a)、济南市长清区张夏镇周庵村(1000 a)。
图4 山东省流苏古树生长指标Fig.4 Growth index of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
2.2.4 树高 树高最高的流苏古树为17.0 m,位于莱芜市莱城区(现济南市莱芜区)鹏泉街道邹家埠村;最矮的单株为6.0 m,位于青岛市即墨区田横镇下古庄屯。树高小于10 m 的有26 株,占35.14%;10 m~15 m 的为12 株,占48.64%;树高大于15 m 的有12 株,占16.22%。树龄之最前十位其依次是:莱芜市莱城区(现济南市莱芜区)鹏泉街道邹家埠村(17.0 m)、潍坊市青州市王坟镇石头沟村(17.0 m)、泰安市泰山区泰山风景区二百师(16.0 m)、烟台市莱阳市柏林镇转曲莲村(16.0 m)、日照市莒县店子集镇西北崖村(16.0 m)、泰安市泰山区泰山风景区三阳观(16.0 m)、莱芜市莱城区(现济南市莱芜区)和庄镇草庙头村(15.0 m)、烟台市莱阳市沐浴店镇庙在头村(15.0 m)、济宁市曲阜市石门山镇石门寺(15.0 m)、临沂市沂水市泉庄镇韩峪村(15.0 m)。全省流苏古树单株的枝下高平均高度为2.76 m。
2.2.5 冠幅 冠幅最大的单株为28.0 m×32.0 m,平均冠幅30.0 m,位于淄博市淄川区太河镇峨庄乡土泉村;冠幅最小的单株为4.2 m×3.8 m,平均冠幅4.0 m,位于青岛市即墨区灵山镇灵山园林;冠幅<10.0 m 的为31 株,占41.89%;10.0 m~15.0 m 的为33 株,占44.59%;15.0 m~20.0 m 的为8 株,占10.81%;冠幅20 m 以上的单株有2 株,占2.71%。平均冠幅之最前十位依次是:淄博市淄川区太河镇峨庄乡土泉村(30.0 m)、济宁市曲阜市时庄镇西辛村(20.0 m)、济南市章丘区文祖镇甘泉村(19.0 m)、青岛市崂山区北宅街道卧龙村(17.8 m)、济宁市任城区李营街道戴庄医院(17.5 m)、日照市莒县店子集镇西北崖村(17.5 m)、潍坊市青州市王坟镇石头沟村(17.0 m)、烟台市莱阳市柏林庄镇转曲莲村(15.5 m)、烟台市海阳市二十里店镇邵伯村(15.0 m)、淄博市博山区池上镇板山村(15.0 m)。
由图5 可看出,山东省内一级流苏古树(含群落)124 株,占总数的15.81%;二级流苏古树数量有30 株,占总数的3.83%;三级流苏古树的数量有630 株占总数的80.36%,并且在淄博市境内的三级流苏古树占总数的74%。
图5 山东省流苏古树分级数量Fig.5 Classification percentages of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
古树资源健康评价,指标体系的建立是首要和关键的步骤,指标体系的优劣直接关系评价的科学性与准确性,筛选出合理的指标能够为准确评价古树健康提供必要的信息,为古树的保护提供科学的依据。然而古树健康状况评价国内研究比较少,还没有统一的标准[19]。参考杨义波对古树健康等级划分,将流苏古树资源分为健康、较健康、一般、差和很差5 个等级[18](图6),根据树木外貌生长势表现和病虫害状况,对实地调查的74 株流苏古树作出古树健康状况等级评价。健康的流苏古树占调查总数的74.32%,有55 株,其中41 株古树均有树池保护;较健康的流苏古树占14.86%,有11 株,其中7 株建有树池保护;生长一般的流苏古树占6.76%,有5 株,其中2 株建有树池保护;生长长势很差的流苏古树占4.06%,有3 株,只有一株古树建有树池保护。
图6 流苏古树健康等级划分Fig.6 Health classification of ancient Chionanthus retusus
图7 山东省流苏古树的生存危机Fig.7 Survival crisises of ancient Chionanthus retusus in Shandong Province
流苏古树生长现状参差不齐,有的古树生存状况不容乐观(图7),济宁市曲阜市时庄镇树龄500 多年的“椾白萝树”(图A),因为周围村民缺乏古树名木保护方面的知识,在古树周围建立了两个大型化粪池,导致流苏古树根部被烧,最后死亡;日照莒县店子集镇树龄700 余年的流苏古树,由于乡村规划,有关部门缺乏古树保护方面技术人才,在规划施工过程中,古树周围水泥地面硬化,导致排水系统变差,土壤内部不通透,以致根部腐烂死亡;淄博市淄川区石马镇响泉村一处流苏林被盗挖殆尽;临沂费县北山遍布百年以上流苏,现在也因盗挖多数已不复存在(图C);莱芜市(现济南市)西泉村山顶一株流苏古树,生于岩石之上,但在雷雨天中多次遭受雷击火烧,现今已丧失生命迹象,只剩下断桩残枝引人深思。通过对以上流苏古树受损原因总结分析,当前流苏古树保护所面临的问题主要有以下几方面:(1)生存条件恶劣,部分古树生长在峭壁、山地等土壤瘠薄的地方,尤其是在多雨季节,水土流失严重,贫瘠的土壤无法满足流苏古树生存所需养分;(2)古树的生理机能下降,树体各器官生理机制失衡,易诱发病虫害,害虫腐蚀木质部形成虫洞,进而导致古树主干中空,在山东省流苏古树调查中发现60%以上流苏古树都患有病虫害;(3)对自然灾害性天气缺乏预防保护。对旱、涝、冰雹、雷击等灾害性天气因素,缺乏预防保护机制,但一旦发生,对古树树身的伤害是不可违逆的;(4)科普宣传力度不够,广大群众缺乏流苏古树保护意识,在古树身上栓绳挂物、乱搭乱建、树干钉钉等现象时有发生,虽然不构成生命威胁,但会对其生长形成干扰,造成生长上的压力,妨碍古树顺利的生长;(5)当前正处在园林绿化建设的高潮,流苏古树经济价值高,非法盗树倒卖古树屡见不鲜,部分偏远地区偷挖倒卖流苏古树的歪风邪气也呈愈演愈烈之势,不仅在盗挖过程中给古树带来了高死亡率,造成古树资源浪费,也破坏了流苏古树本土的生态环境。
调查统计结果显示,山东省流苏古树资源丰富,共有流苏古树784 株,包括古树单株101 株和7 个古树群落683 株。山东省国槐古树数量居所有古树名木之首,占山东省古树的28.1%,分布范围较广,均以散生方式存在,天然国槐林基本不存在[20]。与国槐古树相比,流苏古树集中分布在泰山、鲁山、沂山山系组成的鲁中地区、鲁南地区和半岛沿海的东部低山丘陵地区,鲁北地区、鲁西北地区和鲁西南地区,由于地势低平,在历史上形成黄河冲积扇、泛滥平原,土壤多为盐碱地,古流苏分布仅有6%;对山东省流苏古树单株进行古树生物学分析,雌雄比例为52.7%:47.3%,接近1:1,一级流苏古树在总体数量上占据主体地位,占41.89%,二级、三级古树分别占比20.27%、37.84%;山东省流苏古树的平均胸径为63.41±26.61 cm,胸径集中在0.5 m~1.0 m 之间,占总数的58.11%;树高主要集中在10 m~15 m 之间,占48.64%;与国槐古树相比,生长状况健康、旺盛的流苏古树占总数的74.32%,但生长较差、病害严重,甚至濒临死亡的古树也不在少数。从以上数据分析得出,山东省流苏古树的树高与胸径呈正相关,树高与冠幅呈正相关,胸径与流苏古树等级间呈正相关;古树生境的近自然程度和有无修建树池对古树生长状况有一定影响;经济欠发达的乡村地区、林地保护区、风景区为古树生存提供了有利的生态环境,而近工业化发达地区流苏古树分布数量稀少,可见城市化发展进程对古树保存有很大意义上的消极作用。
为切实保护山东省流苏古树资源,消除威胁古树名木生长和生存的隐患,提出5 点保护策略:(1)加强防范自然灾害,对存在安全隐患的古树要防患于未然,及时解决。夏季高温和暴雨天气,做好抗旱防涝工作;针对雷雨天气,安装避雷针和设立支架防电击与风折;有侧倒风险的古树,用绳索对树身牵引加固;(2)加大保护流苏古树宣传,科普流苏树常识,尤其要加强保护古树名木的重要性和迫切性的宣传,宣传其社会意义、历史意义、重要性,生态价值、科研和观赏价值,形成良好的古树保护氛围;(3)组建专业技术队伍,注重队伍人、材、物投入,加强日常巡查管护、病虫害防治隐患排查等工作,建设防护围栏防止人为伤害,对那些裸露处、空洞等,进行除朽清扫、杀菌、涂聚乙烯树脂漆。视情况轻重,进行补洞,完全中空的树洞可用钢筋水泥来加固,修补之后为了美观可将外表做成树皮状[21],利用计算机信息处理技术,完善山东省流苏古树名木资源信息库,在原档案材料基础上,进一步健全完善流苏古树名木电子档案,全面实现一树一档,建立信息化动态监测体制系统[22];(4)健全古树名木保护法律法规,加大执法力度,严惩做出砍伐、破坏、偷盗违法行为的不法分子。健全完善各级领导班子分工责任,层层签订古树名木保护责任书,落实到点点滴滴,将古树名木保护列入各单位重要议事日程[23]。(5)改善古树名木立地条件,对土壤取样调查,测定成分,对古树生长所必需养分的缺失成分平衡补给;土壤板结严重的土壤适时松土,增加土壤通透度与疏松度,改善为适合古树生长发育的优良立地条件[21]。
流苏自身的观赏价值逐渐得到社会认可,流苏作为观赏树种开始进入园林绿化市场,城市行道树和庭院绿化孤植都有很大的潜在发展潜力[24]。目前市场中对流苏最普遍的用途是用作砧木嫁接桂花,刘占军采用桂花砧木选择实验方法发现,流苏是除桂花本砧外嫁接成活率最好的砧木,成活率高达78.2%~87.5%[25];流苏根部为肉质,又被叫作肉根树,是很好的观花观根树种[26]。流苏不仅具有较高药用价值也是经济实惠的优良饮料植物,花叶可以煎作茶饮或将花瓣直接泡水饮用,清香爽口,有清热止渴效用,对防治慢性肝病也有一定效果,茶渣可以治疗小儿腹泻、胃病等病症,也可以助消化、清内火[9]。济宁市邹城市孟府景区每年早春都会采取流苏花芽制茶,口感与西湖龙井相似,有“孟府龙井”的美誉;流苏花含有多酚类化合物还具有抗氧化作用的物质基础[27]。果实含油丰富,可榨油,供工业用;木材坚实细致,可制作器具[9]。流苏作为珍稀植物资源的高效综合利用是大势所趋,但要实现流苏花、叶、果、材的多用途开发,各项研究工作均有待进一步深入和细化。