新疆胡杨和灰杨古树资源调查及现状分析

韩晓莉 ，翟军团 ，李志军 *，焦培培 ，梁继业 ，韩占江

（1塔里木大学生命科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

（2塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室/胡杨研究中心，新疆 阿拉尔 843300）

（3塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

国外多将50年以上的树木作为古树［1］，同时制定相关的标准与科学的保护措施。国内通常将树龄在100年以上的树木定义为古树［2］。古树名木资源也是植物多样性资源的重要组成部分，具有很高的生态、科研价值［3］。古树既反映了树木在区域的生存与发育历史，又保存了一定的遗传基因［4］。在古树中，基因型可能在旧组织（适应于较早的环境条件）和新组织（随时间积累了随机的遗传变化，或由于环境影响而产生突变）之间变化。然而，新组织可能仍具有相同的基因型，但表型不同，这种表观遗传的改变也可能改变组织的功能，古树为个体在长时间内的遗传和表观遗传变化的研究提供了一个难得的机会［5］。

古树能够在一个区域长期生存，通常具备选择优势，如具有一定的抗病虫害、抗不良环境因素影响的能力，同时古树起着许多重要的生态作用，并且与一些重要的生态角色之间存在众多相互作用，比如动物种群的发生、繁殖体的分布、树木生长和碳储存之间的相互关系［6−7］。无论在自然地区还是在城市环境中，人类与古树之间有着很强的文化联系。古树会成为地区旅游业的基础，每年吸引大量游客，并带动整个地区的经济发展，所以，古树资源保护是林木资源保护工作中极其重要的一部分。

国内外古树的保护研究工作主要集中在资源调查［8−14］、原地和迁地保护及恢复技术［15−17］、价值评估［18−19］、保护管理等方面［20−22］；从气候、生理机制、土壤、地面环境等对古树生长、衰退的影响进行保护管理的探讨［23−27］。中国胡杨林面积占世界胡杨林面积的61.1%，新疆胡杨林面积占中国胡杨林面积的91.1%［28］，其中，新疆各地胡杨、灰杨古树资源也十分丰富。但因人为活动和自然条件的干扰影响，导致古树生存条件恶化，引起古树非自然衰弱或死亡，抢救和保护古树资源已迫在眉睫。为全面了解和掌握新疆的林木种质资源多样性、受威胁和保护利用现状，提升林木种质资源保护管理和开发利用工作的系统性、科学性和针对性，新疆维吾尔自治区林业和草原局积极响应国家《全国林木种质资源调查收集与保存利用规划（2014—2025年）》任务要求，于2011年和2015年分别发布了《关于开展我区林木种质资源调查试点工作的通知》和《关于继续开展林木种质资源调查工作的通知》。2012—2018年在全疆开展了胡杨专项种质资源调查（试点）工作，在此基础上系统调查并分析了胡杨、灰杨古树资源在新疆的分布特点及生存现状，旨在为古树资源保护提供第一手资料，并为进一步确立胡杨、灰杨古树资源遗传多样性保护提供科学依据，同时为研究胡杨和灰杨的树木生长发育史、历史环境变化及抗逆适应性等奠定基础。

1 材料与方法

1.1 调查时间

胡杨专项种质资源调查（试点）工作于2012—2018年在阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州开展，2014—2015年开展全疆其他胡杨（含灰杨）分布地州（县市）的种质资源调查工作，2017—2018年在全疆又进行了一次胡杨（含灰杨）种质资源补充调查工作。

1.2 调查方法

依据《林木种质资源调查技术规程》、《新疆维吾尔自治区林木种质资源调查手册》相关要求，胡杨、灰杨种质资源调查均采用资料查询、知情人访谈、踏查、样地调查、单株调查等方法。

踏查：根据现有资料和了解的情况，确定当地需要调查的树种，利用森林资源分布图和行政区划图，按一定的线路，了解新疆阿克苏地区、和田地区、喀什地区、巴音郭楞蒙古自治州、塔城地区、哈密市、博尔塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州、吐鲁番市、克拉玛依市10个地（州、市）32个县（市、区）的资源分布区胡杨、灰杨古树的起源、组成、林龄、生长情况、地形地势、立地条件等。

样地调查：在踏查的基础上，对集中分布的古树群或单株进行样地调查，每个样方设置3个重复，每个样方20 m×20 m，在各样地调查胡杨和灰杨古树资源数量、单株胸径、树高以及伴生物种。同时利用全球定位系统GPS采集胡杨和灰杨古树各单株的经度、纬度和海拔高度信息。

1.3 古树树龄估测方法及古树分级标准

古树树龄估测方法：对估测树龄在100年以上的树界定为古树。胸径在70 cm以下的树龄以实测为主，胸径在70 cm以上的树龄按年平均生长量推算。结合实测推算胸径在70～100 cm的年平均生长量为0.3 cm，胸径在100 cm以上的年平均生长量为0.25 cm，胸径在200 cm以上的年平均生长量为0.22 cm。具体推算方法是：估测树龄=胸径÷2÷年平均生长量。

古树分级标准：定义估测树龄在500年以上的为一级古树，估测树龄在300～499年的为二级古树，估测树龄100～299年的为三级古树。

1.4 生境调查方法

实地调查采样点经纬度、海拔等相关信息，利用遥感影像分析胡杨种质分布点在1千米范围内生境类型。胡杨（含灰杨）种质资源生境类型判定采用2017、2018年卫星遥感影像资料分析获得，影像资料分辨率15 M。

2 结果分析

2.1 胡杨、灰杨古树资源行政区域分布

本次调查分别收集到胡杨、灰杨古树资源118份和11份。从古树资源在新疆分布的行政单元数来看，胡杨古树资源在新疆28个县（市、区）有分布，灰杨在9个县（市、区）有分布，分别占新疆行政单元数的29%和9.5%（表1）。从古树资源在新疆各地州（市）的数量来看，胡杨古树资源表现为阿克苏地区=巴音郭楞蒙古自治州＞和田地区=哈密市＞喀什地区＞塔城地区=博尔塔拉蒙古自治州=克拉玛依市=昌吉回族自治州=吐鲁番市，灰杨古树资源表现为阿克苏地区＞喀什地区＞和田地区。这表明胡杨古树资源在阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州的分布最丰富，灰杨古树资源在阿克苏地区分布最丰富。

2.2 胡杨、灰杨古树资源自然地理分布特点

从胡杨、灰杨古树资源在新疆分布的经纬度来看，胡杨古树资源在南疆分布于E76°38'3.10″～88°9'45.60″、N36°49'79.70″～42°15'30.50″范围内，在北疆分布于E82°59'27.54″～95°13'50.10″、N42°12'58.20″～46°54'46.60″范围内。灰杨古树资源仅分布在南疆E76°28'44.60″～83°29'、N36°49'79.70″～ 41°39'21.70″范围内，具体见表1、图1。

表1 新疆胡杨、灰杨古树资源行政区域分布比例（%）

图1 胡杨、灰杨古树资源自然地理分布图

2.3 胡杨、灰杨古树资源数量特征及生长状况

调查结果显示（表2），阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、哈密地区的古树资源份数分别占胡杨古树资源总份数的39.83%、28.81%、11.02%，其余地（州、市）古树资源份数占胡杨古树种质资源总份数的比例均不超过10%。胡杨古树单株数量最多的是阿克苏地区的阿瓦提县，其次是巴音郭楞蒙古自治州的尉犁县和轮台县，以及塔城地区的乌苏市（有4份存在于甘家湖梭梭林国家级自然保护区内）。阿克苏地区、喀什地区与和田地区古树资源份数分别占灰杨古树资源总分数的36.36%、36.36%、27.27%。阿克苏地区与喀什地区的古树资源份数相同，但阿克苏地区分布区域更广泛。

表2 新疆各地（州、市）胡杨、灰杨古树资源数量百分比（%）

续表2 新疆各地（州、市）胡杨、灰杨古树资源数量百分比（%）

胡杨、灰杨古树高度与胸径分布规律见图2。各地（州、市）胡杨古树平均树高由高到低依次是巴音郭楞蒙古自治州＞吐鲁番地区＞阿克苏地区＞喀什地区＞和田地区＞哈密市＞塔城地区＞昌吉回族自治州＞博尔塔拉蒙古自治州＞克拉玛依地区；各地（州、市）胡杨平均胸径由大到小依次是喀什地区＞昌吉回族自治州＞博尔塔拉蒙古自治州＞阿克苏地区＞巴音郭楞蒙古自治州＞塔城地区＞和田地区＞哈密市＞克拉玛依地区＞吐鲁番地区。灰杨古树在阿克苏地区、喀什地区、和田地区平均树高分别为12.85 m、15.24 m、17.27 m，平均胸径分别为96.93 cm、105.8 cm、139.2 cm。

图2 胡杨、灰杨古树资源平均树高与平均胸径分布状况

2.4 胡杨、灰杨古树年龄结构和古树级别分析

新疆胡杨（含灰杨）古树资源中，估测树龄在500年以上、300～399年、200～299年、100～199年的古树分别占古树资源总数的2.32%、17.82%、44.96%、34.88%。新疆各地（州、市）胡杨（含灰杨）古树年龄在阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区、哈密市和塔城地区古树资源表现出树龄的多样性，其他地（州、市）古树资源只出现在某单一年龄段（图3）。图4显示，和田地区和阿克苏地区有一级古树分布，喀什地区、巴音郭楞蒙古自治州、哈密市和塔城地区古树均以三级古树为主，其他地（州、市）古树均为三级。

图3 胡杨（含灰杨）各龄级古树在各地（州、市）的比例

图4 胡杨（含灰杨）古树级别在各地（州、市）的比例

2.5 胡杨、灰杨古树资源生境分析

新疆胡杨、灰杨古树种质资源的生境有干旱荒漠、荒漠河岸（包括老河道、河谷或季节性河道）、农田附近、市区（包括市区内的墓地麻扎）四个类型（图5）。其中，阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州和哈密市50%以上的古树资源分布在农田附近及市区（表3），表明这三个地（州、市）的古树资源受到人为活动的影响较大。和田地区、喀什地区的胡杨古树种质资源的干旱荒漠生境占比较大；塔城地区古树种质资源的荒漠河岸生境占比较大。其余地（州、市）胡杨古树生境类型为荒漠河岸林或干旱荒漠。和田地区灰杨古树资源生境均为荒漠河岸，阿克苏地区和喀什地区灰杨古树资源生境类型有三种，其中农田附近生境均占比25%，表明25%的灰杨古树资源生境受到农田开垦活动的影响。

图5 胡杨、灰杨古树种质资源生境类型的比例

表3 各地（州、市）胡杨、灰杨古树种质资源生境类型

3 结论与讨论

3.1 新疆古树资源分布及数量特点

调查研究表明，胡杨古树资源行政区域分布范围较广，而灰杨古树资源行政区域分布范围相对较小。胡杨古树种质资源在南北疆均有分布，分布在 E76°38'～95°13'50.10″、N36°49'79.70″～46°54'46.60″、海拔211～1 459 m的范围，自然地理分布存在较大差异，预示着胡杨古树资源可能存在丰富的遗传多样性。灰杨古树资源仅分布在南疆E76°28'44.60″～83°29'、N36°49'79.70″～ 41°39'21.70″、海拔936～1 455 m的范围，这也反映了灰杨的适生区较狭窄。

阿克苏地区和巴音郭楞蒙古自治州胡杨古树资源数量较其他地（州、市）明显高出许多，这可能与这两地（州、市）胡杨天然林分布面积大、发生起源较早有关。其次，和田地区与哈密市也是胡杨古树资源数量和分布点较多的行政区域。此外，胡杨古树单株数量远多于古树群数量，而灰杨则是古树群多于古树单株。从遗传多样性保护的角度分析，古树单株资源比古树群面临更大的生存威胁，古树单株资源应该是优先考虑加以保护的古树资源。

3.2 古树资源年龄特点

新疆各地（州、市）胡杨（含灰杨）古树年龄不尽相同。阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区、哈密市和塔城地区表现出树龄的多样性变化，其他地（州、市）古树均表现出单一的树龄分布。这种情况反映出，年龄多样性的地区本身的古树保存量有一个时间序列的延续，换句话说可以实现一个可持续的保护，往往能形成较为完整的群体结构。而其他地区，多是一些残存的个体或群体，很难实现可持续的发展，保护也较为困难。这种情况同时反映出，古树的保护也与其生存的群体效应和特殊森林环境有一定关系，这种情况在阿克苏地区沙雅县和巴音郭楞蒙古自治州轮台县胡杨林保护区更为显著。从古树级别来看，和田地区与阿克苏地区存在一级古树，其余各地（州、市）以二级或三级为主，因此和田地区和阿克苏地区的一级古树急需优先保护。

3.3 古树资源生境特点

胡杨、灰杨古树资源中有15.25%、25%分布在远离河岸、人迹罕至的干旱荒漠。这种生境条件地下水位很低，地下水资源不足，不利于胡杨古树资源的长期原地保护。但实际调查发现，干旱生境条件下有部分古树资源保存还相对较好，因为他们分布在远离人群的区域。这也间接地反映出，人为的破坏也是一些古树难以存活很久的原因。

胡杨、灰杨古树资源中分别有39.83%、58%分布在荒漠河岸，有的分布在老河道，基本无供水；有的分布在河谷或新河道，有季节性供水。这类生境的水土资源条件相对好于干旱荒漠，古树资源可得到较好的原地保存，特别是那些存在于自然保护区的古树资源，如巴音郭楞蒙古自治州轮台县3份古树群资源和4份古树单株资源就位于新疆塔里木胡杨林国家级自然保护区内，博尔塔拉蒙古自治州精河县的3份古树单株资源、以及塔城地区乌苏市的4份古树单株资源位于艾比湖梭梭林国家级自然保护区内，这些古树资源就受到当地政府较好的保护。

胡杨、灰杨古树资源中有26.27%、17%分布在农田附近范围。很显然，古树资源在农田附近的分布是人类活动影响残留下来的。分布在农田附近的古树，会受益于农田水资源管理而不至于缺乏水资源，但长期生存也受到周边农田土地利用不断加大而带来的潜在威胁。

胡杨古树资源中有18.65%分布在市区范围，这与区域城市规划等人类活动干扰有关。分布在市区范围的古树失去了原生境，但往往会受到较好的人为保护。一方面是古树作为城市绿化景观的一部分而被加以保护，另一方面是古树很多存在于寺庙、伊斯兰教圣裔或著名贤者的坟墓（麻札）的周边，以及庭院周围，因传统文化的影响而得到非常好的保护。如在和田地区的于田县，发现了有保存完整和文献记载的超过500年以上古树，而且不仅仅是一个个体，而是一个小的种群。这些古树之所以能够保存下来，传统文化在胡杨古树资源保护中扮演了重要的角色。

3.4 古树种质资源保护存在的问题与建议

古树资源保护中存在的法律保证问题：地方林业主管部门监管不足；保护宣传的力度不够，补偿机制不完善；法律保护制度有待完善。建议将古树资源的保护纳入环境法保护的范畴之内，在明确其环境资源属性的基础上确定其物权权属、流转及相应的养护、管理措施，以期实现古树资源的可持续利用。建议各地（州、市）根据实际情况制定地方古树保护条例及相配套的各项规章制度，加大对《森林法》、《森林法实施条例》等法律法规的宣传落实力度，为古树名木的保护工作提供法律保证。

古树资源保护中存在的理论技术问题：目前对胡杨和灰杨古树生长与适应、衰退与死亡以及环境对其影响的理论研究几乎未见报道，这关乎古树的原地科学保护。建议加强保护理论与技术研究，采取原地和迁地保护并进的行动，对所有古树资源采取DNA保存，并建立相应的信息数据库。

古树资源保护中存在的管理问题：目前，由于知识、技术和资金的局限性，保护意识相对薄弱，或者法律制度不完善，古树保护迫切需要一种切实可行的方式让古树保护工作信息化、系统化、透明化［29］。建议建立胡杨、灰杨古树的保护和监测系统，林业环保部门可通过系统及时了解古树名木生长状况及其生长环境，有利于综合管理古树的保护动态，从而提高古树保护效率。