广东省一级古树资源特征及其影响因子分析*

谭志权 陈 盼 郭盛才 陈秋菊 邓冬旺

（广东省林业调查规划院，广东 广州 510520）

古树是大自然和先祖留给我们珍贵的自然文化遗产[1]，是不可再生的活文物和绿色古董，特别是一级古树具有重要的历史﹑文化﹑生态和科研价值。同时，古树是自然生态系统中的重要元素，具有保持水土﹑降低环境污染﹑固碳﹑调节小气候及为动物提供栖息地等重要的生态服务功能[2]。文物不可再生，死树不可复原，保护古树，就是保护地球上古老的生命，就是保护人类的家园[3]。然而，近几十年来，由于社会经济发展﹑工业化进程加快﹑全球气候变暖和降雨格局改变等因素的影响，全球不同地区的古树资源遭到了不同程度的破坏[4]。因此，加强古树的保护﹑管理和研究工作刻不容缓。

现阶段，不同国家和地区对古树的定义不同，对古树等级的划分标准也存在较大差异[5]。北美地区和英国根据树木的树干周长来划分古树等级[6]。在我国，按照《古树名木鉴定规范》（LYT 2737-2016）标准，依据树龄将古树划分为3 个等级，树龄500 a 以上的树木为一级古树[7]。

古树的形态特征不仅能直观反映古树生存环境和立地质量的优劣，也是古树健康状况最直观﹑最有效的判断指标。古树的形态特征除受环境因素影响外，还受人为因素和自身因素的影响。自身因素是指树木的生理机能逐年下降，根系吸收水分和养分的能力越来越差，因不能满足地上部分的需求，导致生理失衡，从而造成部分树枝枯萎死亡，树干也常会出现空洞或局部腐烂，树势渐微[8]。环境因素包括植物生长所需的水﹑光﹑热以及台风﹑雷电﹑干旱﹑冰冻等自然灾害。人为因素主要是指工程建设导致的古树生长空间受限﹑土壤理化性质改变造成通气透水性降低以及生长环境的水土污染等方面。赵勇等[9]研究结果表明病虫害是导致古树衰弱死亡的主要因子，其次是工程建设，再就是污水污物。苏纯兰等[10]研究影响古树健康因子的结果表明树势﹑顶梢枯死﹑内部腐烂和空洞3 个指标的权重值最高。周威等[11]的研究结果表明树种差异﹑人为干扰﹑病虫害﹑极端天气等是影响研究区内古树健康状况的主要因素。

广东省是中国光﹑热和水资源最丰富的地区之一，野生动植物资源丰富，古树名木物种较多。本文分析了广东省一级古树的物种组成和地理分布格局，对一级古树的树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅及其影响因子进行了相关性和差异性分析，以期掌握广东省一级古树的分布特征和规律，探明影响广东省一级古树结构与分布的主要因素，为广东省古树保护和管理提供基础数据，为全省深入推进绿美广东生态建设提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

广东省地处中国大陆最南部，位于北纬20°09′～25°31′和东经109°45′～117°20′之间，土地总面积17.97 万km2，2020 年年平均气温21.9℃，年平均降水量1 790 mm。广东省资源环境优越，生物多样性丰富。全省有维管束植物7 700 多种，隶属于2 051 属，289 科，其中野生植物有6 135 种[12]。

1.2 数据来源

2019 年，广东省完成新一轮古树名木普查建档工作，本研究数据来自《广东省新一轮古树名木资源普查成果报告》[13]。数据的调查和测量按照《古树名木普查技术规范》[14]的要求采集，胸围和冠幅采用皮尺（精度l cm）测量，树高采用测树仪（精度1 cm）测量，古树坐标采用WGS84 坐标系，利用GPS 定位采集坐标和海拔，坡度采用多功能坡度尺（精度1 ℃）测量。年均温度﹑等温性﹑年均降雨量等14 个环境因子数据来源于WorldClim 全球高分辨率（5 km）气候数据分享平台。

1.3 数据分析

利用软件R4.3.0 分析广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的结构特征并制图。

古树重要值的计算方法为相对多度和相对优势度之和的平均值，即重要值=（相对多度+相对优势度）/2[15-16]，相对多度=某物种的株数/全部种的总株数*100%，相对优势度=某物种总株数的胸径断面积/全部物种总株数的胸径断面积*100%。

利用Arc GIS10.8 软件绘制30 km×30 km 网格，并提取网格中广东省一级古树个体数量和物种数量，并绘制地理分布格局图。

在WorldClim 栅格数据（5 km 分辨率）中，利用Arc GIS10.8 软件，提取广东省一级古树分布点上的年均温度﹑等温性﹑年均降雨量等14 个气候因子数据。并利用R4.3.0 软件分析海拔﹑坡度和14 个气候因子与广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的相关性。

依据前人的研究结果[8-11]，结合广东省一级古树的实际，人为因素选取生长空间﹑环境污染物﹑根部通气透水性3 个因子，自身因素选取病虫害﹑寄生﹑内部腐烂或中空等6 个因子，分析这些因子对广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的影响，影响因子的评定标准见表1。利用软件R4.3.0 进行人为因素和自身因素对广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的差异性分析。

表1 广东省一级古树形态特征影响因子评定标准Table 1 Evaluation standard of influencing factors of morphological characteristics of first-class old trees in Guangdong province

2 结果与分析

2.1 广东省一级古树物种组成

依据调查结果，广东省一级古树754 株，隶属于35 科63 属82 种（变种），占全省古树名木总数量的0.94%[17]。

2.1.1 结构特征 广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的结构特征见图1。由图1 可见，广东省一级古树随着树龄增大，个体数量逐渐减少。85%的一级古树树龄在500～800 a，其中，树龄为500～600 a 的一级古树最多，达到470 株，占一级古树总数的62.33%。树龄≥1 000 a 的古树80 株，占一级古树总数的10.61%，树龄最大的为1 500 a 的荔枝树Litchi chinensis。

图1 广东省一级古树树龄、树高、胸围和平均冠幅的组成特征Fig.1 Structure characteristics of age,height,breast circumference, and average crown width of first-class old trees in Guangdong province

广东省一级古树树高﹑胸围和平均冠幅的结构特征均为正态分布。树高主要集中在12.0～22.0 m，平均树高16.6 m，阳山县称架乡的木荷Schima superba最高，达41.5 m。胸围主要集中在400.0～900.0 cm，平均胸围642.4 cm，和平县东坪村的雅榕Ficus concinna胸围最大，达1 900 cm；佛山市禅城区的九里香Murraya exotica胸围最小，为75 cm。平均冠幅主要集中在13.0～30.0 m，平均21.2 m，清远市清新区的榕树Ficus microcarpa平均冠幅最大为74 m。

2.1.2 重要值 从广东省一级古树科的重要值来看（表2），桑科的重要值最大，为51.5%，依次为无患子科Sapindaceae 9.20%﹑樟科Lauraceae 9.02%﹑壳斗科Fagaceae 6.19%﹑银杏科Ginkgoaceae 4.24%。重要值大于1%的科有11 个，之和为91.27%，排名前5 科重要值之和达到80.14%，株数占比之和也达到了76.25%，是广东省一级古树分布的主要科。重要值小于1%的科有24 个，之和为8.73%。

表2 广东省一级古树科的物种组成及重要值Table 2 Species composition and importance value of family of first-class old trees in Guangdong province

从广东省一级古树种的重要值看（表3），雅榕的重要值最大，为23.69%，其次为榕树22.60%﹑荔枝8.44%﹑樟Cinnamomum camphora8.40%和银杏Ginkgo biloba4.24%。重要值大于1%的种有15 个，重要值之和为83.68%；重要值小于1%的种有67 个，之和为16.32%。

表3 广东省一级古树种的重要值Table 3 Importance value of species of first-class old trees in Guangdong province

2.2 广东省一级古树地理分布格局

2.2.1 个体数的地理分布格局 从个体数来看（图2），广东省一级古树分布在全省20 个地级市，汕尾市没有一级古树分布。其中，韶关﹑惠州和茂名3 市一级古树数量最多，共计345 株，占全省一级古树总数的45.76%。中山市一级古树数量最少，仅有3 株。30 km×30 km 网格中一级古树个体数量最多的网格落在茂名电白区，数量65株，为两个古荔枝群；其次在韶关南雄市，数量46 株，为古银杏群。

图2 广东省一级古树个体数的地理分布格局（30 km×30 km 网格）Fig.2 Geographical distribution pattern of individual number of first-class old trees in Guangdong province(30 km×30 km grid cell)

2.2.2 物种数的地理分布格局 从物种数来看（图3），韶关市一级古树物种数最多有20 种，占全省一级古树物种数量的24.4%；其次为惠州市和梅州市，为19 种和18 种，分别占全省一级古树物种数量的23.2%和22.0%。中山市一级古树物种数量最少，仅有1 种。30 km×30 km 网格中一级古树物种数量最多的网格落在韶关南雄市，主要物种有银杏﹑樟树﹑苦槠等11 种，包括全国最美古树王枳椇Hovenia acerba；其次在惠州博9 罗县，主要物种有红锥﹑人面子Dracontomelon duperreanum Pier﹑罗汉松Podocarpus macrophyllus等10 种；其余大多数网格物种数为1～3 种。

图3 广东省一级古树物种数的地理分布格局（30 km×30 km 网格）Fig.3 Geographical distribution pattern of species number of first-class old trees in Guangdong province(30 km×30 km grid cell)

2.3 广东省一级古树特征与影响因子

2.3.1 古树形态特征与环境因子的相关性 广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅与海拔﹑坡度﹑年均温和年均降雨量等16 个自然环境因子的相关性分析结果见表4。由表4 可见：树高﹑胸围和平均冠幅主要与环境因子呈显著（P<0.01）或极显著（P<0.001）的相关性；但树龄与各环境因子的相关性却不显著。广东省一级古树树高与海拔呈极显著正相关，与坡度和温度季节变化呈显著相关，与年均降雨量呈显著负相关；胸围与年均降雨量和最湿季降雨量呈极显著负相关；平均冠幅与年均降雨量呈极显著负相关，与最湿季降雨量呈显著负相关。整体来看，降雨量对广东省一级古树树高﹑胸围和平均冠幅的影响最为显著。

2.3.2 不同因子对古树形态特征影响的差异性按照人为因素和自身因素对广东省一级古树的影响，选取了生长空间﹑环境污染物﹑根部通气透水性及病虫害等9 种影响因子，分析一级古树在不同因子影响下形态特征的差异性。结果表明（表5）：一级古树在不同因子的影响下树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅具有差异性。人为因素对一级古树胸围和树高的影响显著，对树龄和平均冠幅的影响不显著。其中，生长空间对一级古树树高和胸围的影响极显著；胸围受环境污染物的影响极显著。

表5 广东省一级古树形态特征受不同因子影响的差异性分析Table 5 Analysis on the differences of the morphological characteristics of the first-class old trees affected by different factors in Guangdong province

自身因素中病虫害和主干倾斜对一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的影响不显著。不同寄生面积对一级古树树龄的影响差异性显著，对树高﹑胸围和平均冠幅的影响差异性极显著；内部腐烂或中空对一级古树树高的影响有显著差异，对树龄和平均冠幅的影响极显著；根系裸露对一级古树树高有影响，对胸围有显著影响；枯断枝比例对一级古树平均冠幅的影响差异性显著。

3 结论与讨论

3.1 研究结果表明，广东省一级古树的物种组成特征明显，桑科的重要值占绝对优势，与无患子科﹑樟科﹑壳斗科和银杏科排名前5 位，重要值之和达到80.14%。物种方面以雅榕和榕树的重要值占明显优势，荔枝﹑樟和银杏次之。榕属古树是自然和人工双向选择的结果，其组成与分布特征除了受到榕属生物学特征﹑自然地理环境的约束，亦受广东本土乡村民俗文化﹑儒释道文化和士大夫文化等文化要素影响[18]。荔枝主要因其是经济树种,是岭南最具地域性的水果。樟树能保留较多的原因是广东很多村庄的风水林喜欢种植樟树[19]。银杏因在夏﹑秋温暖多雨，冬﹑春温寒干燥或温凉湿润的气候条件下均能够较好地生长，同时，还兼有药用﹑食用﹑观赏及材用价值，并在民俗文化和宗教传统上有较好寓意[20-21]。整体来看，广东省一级古树主要以泛热带分布和热带亚洲分布的科属为主。

从个体数和物种数的空间分布看，广东省一级古树空间分布广泛，区域差异较大，分布不均匀。分布特点以粤北山区多，东西沿海少。主要原因是沿海地区受台风对古树影响较大，同时，乡土风俗﹑村规民约及经济价值等因素也对古树分布有影响[17]。30 km×30 km 网格内个体数和物种数分布最多的网格主要分布在韶关南雄市和惠州博罗县，因南雄的古村落﹑古驿道和惠州的古寺庙﹑古宗祠为一级古树的保存和保护提供了重要的庇护。

自然环境因素﹑自身因素和人为因素对广东省一级古树树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的影响分析表明：年均降雨量与一级古树的树高﹑胸围和平均冠幅呈极显著负相关，即年均降雨量越大的地方一级古树的树高﹑胸围和平均冠幅越小，说明一级古树经过几百年的进化和自然选择，对区域的气候和自然灾害产生了较强的适应和抵御能力。有寄生的一级古树树龄越大﹑树高越高﹑胸围越大﹑平均冠幅越大；出现内部腐烂或中空的一级古树树龄越大﹑树高越矮﹑平均冠幅越小；一级古树胸围越大受到人为因素影响的就严重，即生长空间受限﹑环境污染物多﹑根部通气透水性差。

3.2 古树由健康到衰弱到死亡是复杂的生理﹑生态与环境相互影响的一个动态变化过程，是受树种自身因素﹑环境因素以及人为因素影响的综合结果。本文将广东省一级古树作为一个整体分析不同因子对树龄﹑树高﹑胸围和平均冠幅的影响，阐明影响古树生长的主要因子。因单一物种样本量问题，未考虑不同树种的生物学特性差异，存在不足。因此，对单一古树物种研究分析与自身因素﹑环境因素以及人为因素的影响，结果将更具有针对性和指导性。同时，在现有的调查数据中，影响古树生长的数据不够完善，且仅有一次调查结果，缺乏长期监测数据。在今后的调查研究工作中，要注重调查数据的连续性﹑系统性，综合考虑古树生长场所和开展复壮的情况，分析古树形态特征与环境因子的关系，结果将更加科学合理，对古树的保护﹑管理和复壮工作更具有借鉴和指导意义。

近年来，广东省特别重视古树名木的保护管理工作，完成了全省古树名木普查建档及补充调查[21-23]，建立了古树名木信息管理系统，开展了古树公园和绿美古树乡村建设[24]，实施了古树名木抢救性复壮，特别是完成了广东省一级古树和名木视频监控和保护项目，实时动态开展一级古树的保护和监测，取得了明显成效。但全省的古树保护工作仍然存在一系列问题：（1）政府管理部门对古树的保护和管护力度不够，特别是对三级古树以及古树后备资源的保护和管护；（2）资金投入力度不够，全省多数县区的古树保护资金仅靠省财政投入，地方没有配套资金；（3）专业技术人员欠缺，县级管理部门很少配备专业的古树保护修复专业技术人员。

3.3 古树名木保护是一项需要长期坚持的工作，要一代接着一代干，久久为功。保护古树并适当利用古树资源在建设生态文明﹑传承地域文化﹑保护区域生物多样性以及促进当地经济发展等方面都具有重要作用[25]。因此，建议各级管理部门增强保护意识﹑增加资金投入﹑完善管护制度，深入挖掘古树的历史文化﹑景观资源和生态价值，实现古树资源的活化利用，大力推进古树公园和绿美古树乡村建设，严格保护好古树及其生长环境，打造人与自然和谐共生的广东样板，实现古树资源的可持续性保护，留住绿美广东乡愁记忆。