古树名木的树种鉴定与年龄推算研究

钟　敏

(建始县业州镇林业管理站，湖北 建始 445300)



古树名木的树种鉴定与年龄推算研究

钟敏

(建始县业州镇林业管理站，湖北 建始 445300)

摘要：通过对恩施森林公安抓获的一段圆木树桩采用扫描电镜观察木材的解剖结构，用木材解剖学的方法鉴定树种名称，用不完全年轮计数法结合有关解析木资料推算其树龄.鉴定结果显示该树桩为银杏科(Ginkgo Family)银杏属(Ginkgo L.)银杏(Ginkgo biloba L.)，树龄在120到140年之间，并对鉴定结果的可靠性进行了分析，为森林执法提供了重要的依据，为同类事件的司法鉴定提供了可借鉴的方法.

关键词：古树名木；木材鉴定；树龄推算；司法鉴定

古树名木是指树龄在百年以上，并且具有重要科研、历史、文化或社会意义的木本植物[1].根据2001年发布的《全国古树名木普查建档技术规定》给出了古树分级较具体的标准，分为国家一、二、三级，树龄大于100年小于300年的为三级古树，大于300年且小于500年的为二级古树，树龄在大于500年的树木为一级古树.对于名木的分级，各地根据本地古树名木的现状，做出了不同的分级标准，例如《苏州市古树名木保护管理条例》规定“古树名木分为一级和二级.树龄在300年以上，或者特别珍贵稀有、具有重要历史价值、纪念意义和景观作用的古树名木，为一级古树名木；其余为二级古树名木.

古树名木树种的鉴定与树龄估算对于古树名木的保护和对破坏、倒卖古树名木的犯了罪份子的打击都有着十分重要的意义，但也是一个技术上的难题.由于许多古树都进入衰弱期，对鉴定的过程需要对树体的损伤最小的情况下并能相对准确的测出树龄，这大大加大了鉴定的难度，让树龄的确定变动得困难.测树龄的主要方法有年轮计数法、生长锥法、CT扫描法和14C测定法等方法，这些方法都存在各自的缺陷：年轮计数法是计算树木地径处横截面的年轮数[2-3]，这是测量树龄最基础的方法，也是最直观的方法，但在古树名木树龄的鉴定中将活着的一颗古树从地径处砍断测量树龄显然是不合适的；生长锥法因有的古树空心、地径较大和地径处的形状不规则取样时达不到或偏离髓心，其测算结果准确性不高；CT法的设备较昂贵，测定成本较高；14C测定法不仅需要专业的仪器取样，同时测量出来结果的误差也较大[2-9].

一般对于树种的鉴定主要是根据树木的叶、花、果实以及种子的形态解剖特征鉴定出来的，但在非法偷采、倒卖过程中对木材的损害较大，许多形态学特征都不完全，通常都只能观察到木材，所以只能根据木材鉴定树木的种类.木材识别与鉴定指从事与木材生产等相关工作的人员，通过对木材的宏观与微观特征观察，鉴定其属、种的过程，这是正确认识和科学合理利用木材最基本的工作.木材识别与鉴定在木材生产、贸易、合理用材、侦破、植物分类、考古、古木、化石木和寻找代用木材方面，具有十分的重要作用[10-11].目前，鉴定木材的方法主要有：肉眼识别法、显微观察法、木材理化性质识别法、基因表达法、红外光谱分析技术等方法.本研究材料来自恩施森林公安查获的倒卖的古树名木，得到材料后有两方面的工作需要完成.首先要确认树木的树种，这是作为法律证据的基本要求，同时需要在对树木损伤较小的情况下得到树木的年龄，为执法部门提供科学上的依据.由于查获的只有木材，不能根据树木的其他形态特征鉴定该树种，并且不能根据传统方法测定树龄，为了鉴定该树种名称和采用对该树损伤较小、不影响其正常生长的方法推断树龄，采用扫描电镜观察木材的解剖结构，用木材解剖学的方法确定树种名称，用年轮计数法结合有关解析木资料推断树木的年龄.另一方面，也可以为古树名木的测量和鉴定提供新的思路和方法.

1研究材料与方法

1.1材料、仪器与试剂

材料：恩施森林公安抓获的一段圆木树桩，该树桩截杆后主干长17没，为不影响树桩移栽成活，于树木主杆截杆处截取圆盘，带回实验室进行树种鉴定与年龄推算.

仪器与试剂:JSM-6510LV扫描电子显微镜；JFD-320冷冻干燥仪；JFC-1600离子溅射镀膜仪；导电胶；纯水；乙醇与叔丁醇(分析醇).

1.2木材扫描电镜鉴定方法[12-14]

在圆盘上取下一小块，经过以下处理后，在扫描电子显微镜观察木材的特征并拍照：①取样：对样品顺纹理进行切割，规格为1 cm ×1 cm ×3 cm，使各标准面符合观察要求.②软化：将所需样品进行软化.在装有样品的小烧杯中加入纯水煮沸4和.③切块：将软化过的样品趁热用单面刀片切割为0.5 cm ×0.5 cm ×0.2 cm的长方体 .④干燥：根据操作要求，对经过上述处理的样品进行酒精梯度脱水，具体过程如下：50%酒精浸泡20民；80%酒精浸泡20民；100%酒精浸泡20民(2次)；1∶1叔丁醇酒精溶液浸泡20民；纯叔丁醇浸泡20民.在JFD-320冷冻干燥仪下干燥10和.⑤粘台：用导电的双面胶将处理好的样品粘在样品台上，要观察的面朝上并确保使其粘牢，切勿污染样品上面.⑥喷镀：将已粘台的样品台置于JFC-1600离子溅射镀膜仪中，并在0.1托左右的真空下喷镀铂金10民.⑦观察并拍照：使用JSM-6510LV扫描电子显微镜观察木材的显微结构，并将看到的木材特征拍照.

1.3木材的特征与鉴定结果

观察截下来圆盘的宏观结构：心材呈黄褐色，在空气中长时间会变成深褐色，略带光泽；边材浅黄褐色，长时间暴露在空气中后与心材有明显区别.新截下来的切面有略难闻的气味，生长轮略明显，晚材较早材颜色略深而且窄，早材至晚材带渐变.在放大镜下，没有看到导管，管胞略明显；未见到轴向薄壁组织；木射线略明显、稀少、极细.树脂道缺如.

在扫描电子显微镜下的微观结构：管胞的排列不整齐，大小不一；平均40 μm，最大弦径58 μm或大于58 μm；未观察到管胞螺纹加厚；横切面多为椭圆形、方形或长方形(图A、B).管胞径壁上有具缘纹孔，以对列的方式排列，一般1～2列、少见3列(图C)；纹孔呈圆形或卵形，纹孔口呈圆形或卵圆形，纹孔缘非缺刻状，纹孔缘塞未见，纹孔塞缘棒状加厚未见；直径多数在12～18 μm；平均16 μm；管胞弦壁上有具缘纹孔，多为1列，少见2列(图D).轴向薄壁组织多为大形分室的薄壁细胞，且含有大的晶簇，在弦切与径切上可见，呈星散状分布，未看到细胞端壁有节状加厚(图E、F).木射线单列，高度中等在2～10细胞，宽度在14～24 μm，均长18 μm；射线细胞卵圆形或椭圆形.射线薄壁细胞与管胞间交叉纹孔式为柏木型，2～6个，1～3横列.

通过宏观特征与显微特征，结合《中国木材志》[15]、《IAWA list of microscopic features for hardwood identification》[16]和《中国裸子植物木材志》[17]等资料，确定为银杏科银杏属的银杏(Ginkgo biloba).鉴定过程如下：观察其宏观特征没有导管，有管胞；在扫描电子显微镜下，横切面的管胞排列不整齐，大小不一，没有看到树脂道，在弦切面和径切面科观察到巨型的簇晶，通常几个含晶簇的细胞连在一起.首先在裸子植物木材中除了银杏科以外，全为针叶材植物，针叶材植物管胞整齐排列呈径列，因此，该木材只可能是银杏科的植物，银杏科是单科单属单种植物；其次，未见树脂道，观察到的晶体很大，像花朵一样，为银杏特有的识别特征[18-19]，最终判断为银杏.

图1　A与B：年轮与管胞；C：径壁具缘纹孔；D：弦壁具缘纹孔与木射线；E：弦切面晶簇；F：径切面晶簇Fig.1　A and B: Annual rings and Tracheid;C: Bordered pits on the radial section;D: Bordered pits on the tangential section and Wood ray;E: Druse on the radial section;F: Druse on the tangential section

1.4树龄的鉴定

1.4.1年轮记数法将取回来的材料用砂纸打磨光滑，用水清洗干净后，在圆盘上作两条通过髓心的垂线，尽量选择年轮清晰的垂线，每5个年轮插一枚大头针，直到最后算出样品的树龄.通过此种方法得到的树龄是92年，然而，此样品是银杏树17 m处的树龄，并不是该树的真实树龄.

同时，在截获该银杏树后，还得到了一些其他的数据：树木截杆后主干长17 m、截杆处直径0.365没、胸围3.28 m(计算出胸径1.045 m)、地围4 m(计算出地径1.274 m).在17 m前的树龄可以结合先在已有资料并通过解析木的相关资料推算，最终得到银杏的树龄.

1.4.2截杆高度树龄的解析木资料分析该树达到17 m高的生长年龄依据浙江省丽水市峰源林场林金根、浙江省天目山管理局陶银周1993年取自浙江天目山自然保护区的银杏解析资料[19]，树高15.6 m的年龄为37 h，树高17.6 m的年龄为39 h，推算17 m的年龄约为38 h.

综合被鉴定银杏树木17 m处的年轮计数和林金根、陶银周的银杏解析木资料，被鉴定树木的年龄为130 h，考虑年轮计数、引用解析资料和气候环境的误差，最终认定被鉴定树木的最低年龄范围在120到140 h之间.

2问题与讨论

在利用木材解剖特征鉴定树种方面，有许多的文献和资料报道，并有相关的检索方法，但目前仍缺乏有权威的全木材检索表发布，或者发布相应的计算机检索软件.在观察到树种的特征，测得相关数据后，需要通过阅读大量资料后才能获得木材的鉴定结果，这使得木材鉴定的过程变得复杂，而且大多数只能鉴定到属，在此方面还需要进一步的研究.

在树龄鉴定方面，由于条件限制，只能测到该树桩17 m以上的树龄，而17 m以下的情况只能估测其结果.对于17 m以下的树龄推算，借用了树木解析木的资料.由于银杏解析木的资料和研究极少，关于天然银杏解析木的资料与文献更少；其次，银杏的生长与环境、气候等有很大的关系，因此使得鉴定结果有一定的误差.考虑误差后，银杏的树龄范围在120～140 h之间.

致谢：本文的木材电镜扫描鉴定在生物资源保护与利用湖北省重点实验室完成，得到了重点实验主任罗世家教授及重点实验室各位老师的指导与帮助，在此致以诚挚的感谢！

参考文献:

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责任编辑：高山

Species and Age Identification of an Ancient and Famous Tree

ZHONG Ming

(Forestry Management Stations of Yezhong Town，Jianshi 445700,China)

Abstract：For a section of a log stump,a scanning electron microscope is used to observe the anatomical structure and the anatomy of wood is used to identify its species,and incomplete growth ring counting method to gether with relevant analytic data is used to determine its age.The result shows this stump is from Ginkgo biloba.L. of Ginkgo family,whose age is between 120 and 140 years.The reliability of the identification results is analyzed,which provides an important basis for forest law enforcement.

Key words：ancient and famous tree;wood identification;age calculation;judicial identification

收稿日期：2015-11-16.

作者简介：钟敏(1978- )，女，工程师，主要从事林业环境、鉴定的研究.

文章编号：1008-8423(2016)01-0081-03

DOI:10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.03.021

中图分类号：S788

文献标志码：A