京西油松古树的树龄及对灾害史的见证

北京市门头沟区最西边的行政村小龙门村有两棵油松古树，一棵生长在村内的关帝庙院落里，树干胸径57厘米，树高10米有余；另一棵生长在村旁的西坡上，树干胸径73厘米，树高约15米。为考证这两棵古树的树龄及其生长历史，我们采用树木年轮学方法进行了研究。

一、油松古树的树龄

树干在生长过程中，夏末初秋形成的木质部细胞体积小、壁厚、颜色较深，冬季停止生长，来年春季恢复生长时新产生的木质部细胞则体积大、壁薄、颜色较浅。这样，头一年生长后期的深色木纹和第二年生长初期的浅色木纹之间就有了明显的年轮界限。利用树木生长锥可得到树芯样本，再经测量年轮的数目，就可以获得树龄信息。

2018年8月，我们在这两棵油松古树的树干胸高处（1.3米），采集了树芯样本，在实验室内将样本固定在木槽条内，用砂纸打磨样本的树木横切面使得年轮清晰可见，之后在专业树轮宽度测量仪下对每一年轮进行了宽度测量，获得了年轮的数目及逐年生长时间序列。结果显示，关帝庙内的油松树芯样本包含384个年轮（1635—2018年），依据树芯最内一圈年轮的弧度推算，该样本最内侧到树干髓心还有3年，树木从地面生长到采样高度约为3年。这样，该树破土而出的第一年应该是公元1629年，到2021年已经有393年了。位于西坡的油松树芯样本有317个年轮（1702—2018年），估测树木从地面生长到采样高度为3年，该树生长的第一年是公元1699年，到2021年的树龄已有323年。两棵古树均达到国家二级保护古树级别。

北京门头沟区小龙门村关帝庙院落内油松古树（左）与西坡油松古树（右） 佟博 摄

二、油松古树的生长历史

由于气候条件变化以及自然干扰的发生，树木每年的生长速率不尽相同，这些变化过程被记录在树木年轮之中。因此，从树木年轮时间序列中可以获得树木在过去不同时期的生长快慢特征。

1.生长趋势

树木径向生长具有早期较快、后期减缓的生物学生长趋势。两棵油松古树在过去近400年间的生长过程中均呈现出这一趋势。关帝庙油松在1684年之前总体生长较快，49年间的平均年生长为2.3毫米；之后有较轻微的生长减缓趋势，1684—1853年的170年间平均年生长为0.83毫米；1854—2018年的165年间平均年生长为0.43毫米。西坡油松在1822年之前总体生长较快，121年间的平均年生长为1.66毫米；之后有较明显的生长减缓趋势，1823—1862年的40年间平均年生长为0.97毫米，1863-2018年的156年间平均年生长为0.63毫米。

2.生长波动

树木在生长过程中的气候等环境条件每年都在发生变化，树轮宽度也会上下起伏波动。关帝庙与西坡的两棵油松古树均在19世纪50年代以前生长波动幅度较大，其生长标准差（数据离散程度）分别为0.86毫米与0.93毫米；在1850年之后，两棵油松古树生长波动幅度减缓，处于平稳波动状态（标准差分别为0.22毫米及0.23毫米），目前健康状况良好。

3.生长突变

由于气候或干扰等生长条件的突然变化，树木年轮也会出现急剧性的变宽或者变窄。在1638—1640年及1682—1687年这两段时期内，关帝庙内油松古树生长发生骤降，树轮宽度分别从4.70毫米及2.81毫米急剧变窄至0.59毫米及0.10毫米，变化量高达4.11毫米及2.71毫米。两棵油松古树共同的生长骤降现象分别发生在1727—1733年的7年间（关帝庙及西坡油松生长降低量分别为1.58毫米及3.18毫米）、1798—1801年的4年间（关帝庙及西坡油松生长降低量分别为1.07毫米及3.03 毫米）、1807—1809年的3年间（关帝庙及西坡油松生长降低量分别为1.28毫米及3.09毫米）。

北京门头沟区小龙门村油松古树年轮宽度时间序列

两棵油松古树的生长均在1801—1807年的7年间骤增，关帝庙油松树轮宽度从零急剧变宽至1.81毫米；西坡油松树轮宽度从0.67毫米变宽至4.49毫米，变化量高达3.82毫米。

4.生长抑制与释放

由于外界干扰或树木健康原因，树木生长过程中会出现持续的特窄或者特宽的年轮。在1640—1646年的7年间，关帝庙油松的径向生长持续多年处于较低水平，树轮宽度平均值仅为0.61毫米。在1868—1877年期间，两棵油松古树均发生生长抑制，关帝庙油松在这10年期间平均树轮宽度仅为0.23毫米，西坡油松仅为0.39毫米。

在1654—1676年的23年间，关帝庙油松树轮宽度平均值高达2.82毫米，出现了生长释放。在1713—1724 的12年期间，两棵油松古树均出现明显的生长释放现象。

5.生长极值

在树木生长过程中，受某一年极端气候或干扰影响，树木年轮宽度会出现极大值或极小值。两棵油松古树在1769年、1801年、1850年、1863年、1899年、1975年及2009年均出现了明显的极窄年轮，在1717年、1727年、1807年、1839年及1853年均出现了明显的极宽年轮。

三、油松古树见证着历史

分析这两棵油松古树年轮宽度与气候资料的关系发现：这两棵油松古树的树轮宽度与气候因子中的6—8月温度相关性最大（关帝庙油松r=0.21，n=27，p＜0.05；西坡油松r=0.33，n=27，p＜0.05），北京森林站气象数据显示，近30年来小龙门区域6—8月总降水量为321毫米，平均气温为17.4 摄氏度，油松生长与气候的相关关系说明近30年来本区域降水量对树木生长而言较为充足，生长季适当的升温可促进树木径向生长。

小龙门村的两棵油松古树历经了近400年的历史，其树木年轮记录着过去的气候变化及社会历史信息。例如，人们通常把明朝灭亡归于腐朽统治制度与外患等社会原因，而小龙门村关帝庙油松在明朝灭亡前的最后5年（即1640—1644年）间表现出的持续极窄年轮，说明当时的自然气候条件也十分恶劣，不利于树木的生长，为研究明朝灭亡与京城气候条件的关系提供了客观数据。

油松古树出现的极窄年轮反映了当年可能发生过极端气候或干扰。例如，关帝庙和西坡的两棵油松树轮宽度在1801年极窄（分别为0 和0.69毫米），而这一年（嘉庆六年）京城出现了严重的水灾，有文字记载 “辛酉夏，霖雨数旬，永定漫口，水淹南苑，漂没田庐数百里，秋禾尽伤”。由于土壤积水过多对油松生长不利，因此该年的极窄树轮指示着这一年的水灾情形可能也波及到了小龙门区域。

油松古树的生长抑制现象也可能反映了当时不利自然条件的影响。例如清同治六年 （1867年），北京发生了特大旱灾，但干旱的严重程度却不得而知。小龙门村这两棵油松古树在1868—1877年出现了连续10年的特窄年轮，可能反映了此次特大旱灾的影响范围和延续时间，也可能反映了特大干旱对树木健康的影响，因而扩展了史料记载的北京1867年旱灾持续时间及影响范围的认知。

另外，关帝庙内的油松古树也可为认识关帝庙的建庙背景提供辅助信息。据小龙门村村史记载，关帝庙建庙时间为清朝。我们发现庙内古油松生长起始于1629年，说明要么关帝庙修建时该树已在院内，要么该树是建庙后移栽进来，也有一种可能是该庙最初修建于明末时期。进一步的考证可通过寻找该庙翻修前的建筑木料横切面，利用目前获得的关帝庙油松树木年轮数据进行交叉定年来分析。

这两棵古油松在其数百年的生长过程中不仅经历了各种风雨的洗礼，也记录了北京地区过去的气候与环境变化信息，见证了社会的变迁历史，是不可多得的宝贵资源。对于古树资源应当合理利用并加以保护，从而充分发挥古树在科研、生态、社会、文化和经济方面的价值。