連云港市古樹名木空間分布特征與資源組成

王圳 李鳳鳳 高亞軍 叢日杰 江堯凱 姜雷

摘要： 文章使用泰森多邊形法計(jì)算變異系數(shù)并疊加高程地形數(shù)據(jù)對(duì)連云港市古樹名木的空間分布類型進(jìn)行分析，并在收集歷史資料的基礎(chǔ)上開展古樹名木資源普查，全面分析古樹名木樹種組成、數(shù)量、空間結(jié)構(gòu)、生長勢(shì)狀況和區(qū)系組成。結(jié)果表明：1）連云港市古樹名木資源整體呈現(xiàn)明顯的集群分布，其數(shù)量和山地面積、土地面積均顯著相關(guān)。2）古樹名木資源極為豐富，隸屬于39科64屬76種;從單種數(shù)量看，銀杏、樸樹、黃連木、楸樹和鵝耳櫪占比均超過全部種數(shù)量的5%，是典型的優(yōu)勢(shì)種。3）古樹名木南北過渡的特征明顯，即以溫帶成分為主的同時(shí)，熱帶成分異常豐富。4）古樹名木健康狀況良好，生長勢(shì)衰弱多與人工負(fù)面干預(yù)有關(guān)。研究結(jié)果可為地區(qū)綠化造林和城市森林生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞： 古樹名木，空間分布，資源組成，連云港市

DOI： 10.12169/zgcsly.2021.08.03.0001

Spatial Distribution Characteristics and Resources Composition of

Ancient and Famous Trees in Lianyungang City

Wang Zhen1Li Fengfeng2Gao Yajun1Cong Rijie1Jiang Yaokai3Jiang Lei3

（1.Lianyungang Forestry Technology Guidance Station， Lianyungang 222100， Jiangsu， China;

2.Haizhou Forestry Technology Guidance Station， Lianyungang 222100， Jiangsu， China;

3.Nanyuntai Forest Farm Management Office， Lianyungang 222100， Jiangsu， China）

Abstract： The paper analyzes the types of spatial distribution of ancient and famous trees in Lianyungang City using Thiessen polygon to calculate the variable coefficient which is then combined with the topographical data of elevation， and carries out a general investigation based on the historical materials collected for the comprehensive analysis of species composition， quantity， spatial structure， growth status and flora of these trees. The results show that： 1） Ancient and famous tree resources are obviously in clustered distribution， and their number is significantly correlated with mountainous area and land area. 2） Lianyungang City is abundant in ancient and famous trees， and there are 76 species belonging to 64 genus and 39 families. In terms of the quantity of single species， ginkgo， hackberry， pistacia， catalpa and carpinus all exceeds 5% in proportion as the dominant species. 3） It suggests significant south-north transitional features of ancient and famous trees， i.e.， the components of the temperate zone dominate and the components of the tropical zone are extraordinarily rich. 4） The ancient and famous trees are in good health on the whole， and the weak growth vigor is mostly resulted from the negative artificial intervention. The study would provide science-based references for regional greening/afforestation and the establishment of urban forest ecosystem.

Keywords：ancient and famous tree， spatial distribution， resources composition， Lianyungang City

古樹名木具有極高的生態(tài)保護(hù)、歷史文化、科學(xué)研究和旅游觀賞價(jià)值[1] ，可以為區(qū)域自然地理變遷、植被區(qū)系演變和生物多樣性保護(hù)等方面的研究提供重要參考[2] 。古樹名木是區(qū)域地帶性森林構(gòu)成的重要指示物種，在區(qū)域綠化中具有不可替代的作用。當(dāng)前，關(guān)于古樹名木的研究相對(duì)較多，主要集中在生長現(xiàn)狀分析[1，3] 、調(diào)查統(tǒng)計(jì)[4-6] 和管理保護(hù)[7-8] 等層面，對(duì)于古樹名木指導(dǎo)地區(qū)綠化方面的研究相對(duì)較少。

連云港市獨(dú)特的自然條件使區(qū)域內(nèi)生物多樣性豐富，境內(nèi)的云臺(tái)山更是不可多得的植物寶庫[9] 。據(jù)考證，中云街道金蘇村崇善寺的銀杏植于唐代，樹齡已有1 300多年，現(xiàn)仍根深樹茂，樹冠如蓋;南云臺(tái)林場(chǎng)東磊延福觀的玉蘭花王，樹齡有800多年，至今仍生長茂盛，被譽(yù)為“中國玉蘭花王”。目前，針對(duì)連云港地區(qū)古樹名木的研究相對(duì)較少[10] ，部分關(guān)于連云港地區(qū)植物的研究由于缺乏持續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)而與真實(shí)狀況有較大差異，特別是缺乏關(guān)于古樹名木分布規(guī)律及其在城鄉(xiāng)綠化和生態(tài)恢復(fù)中作用方面的研究。本文根據(jù)《古樹名木普查技術(shù)規(guī)范》（LY/T2738-2016）[11] 對(duì)連云港市域內(nèi)古樹名木進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，從植物分類、空間結(jié)構(gòu)、生長狀況和植物地理區(qū)系方面進(jìn)行分析，闡述連云港市古樹名木資源特征，為當(dāng)前綠化和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)工作提供基礎(chǔ)參考。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

連云港市位于中國沿海地區(qū)中部、江蘇省東北部，土地總面積7 615 km2 ，水域面積1 759 km2 。氣候類型為濕潤性季風(fēng)氣候，常年平均氣溫14℃，極端低溫-19.5℃，歷年平均降水量920 mm，降雨集中于夏、秋季，冬、春季干燥少雨。地勢(shì)由西北向東南傾斜，地貌基本分布為西部崗嶺區(qū)、中部平原區(qū)、東部沿海區(qū)和云臺(tái)山區(qū)4部分。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于連云港市林業(yè)站2015年以來持續(xù)開展的全市林木種質(zhì)資源清查和市綠委辦前期資料。通過開展實(shí)地踏查，對(duì)其中前期可能存在的疑似錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正。取得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括古樹名木數(shù)量、分布地點(diǎn)、生長狀況、管護(hù)單位、坐標(biāo)、樹齡、樹高、胸徑和冠幅等。

1.3 空間分布特征研究方法

基于ArcGIS鄰域分析工具，利用泰森多邊形法對(duì)連云港市古樹名木的空間分布類型進(jìn)行分析。在所有古樹名木點(diǎn)要素中劃分出符合Delaunay準(zhǔn)則的不規(guī)則三角形網(wǎng)，三角形各邊的垂直平分線即可形成泰森多邊形的邊，每個(gè)泰森多邊形只包含一個(gè)古樹名木點(diǎn)要素，泰森多邊形中的任何位置距其關(guān)聯(lián)點(diǎn)的距離都比到任何其他點(diǎn)輸入要素的距離近[12] 。由于泰森多邊形面積隨點(diǎn)集的分布而發(fā)生變化，因此可用多邊形面積的變異系數(shù)CV值（即泰森多邊形面積的標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值變異系數(shù)）來衡量凸多邊形面積的變化程度，計(jì)算方法為C·V=（標(biāo)準(zhǔn)偏差SD/平均值Mean ）×100%，從而評(píng)估樣點(diǎn)的分布類型[12-14] 。進(jìn)一步與連云港市12 m DEM高程地形數(shù)據(jù)疊加分析，得到古樹名木地形分布情況。

1.4 資源組成特征研究方法

依據(jù)《古樹名木普查技術(shù)規(guī)范》將古樹劃分為3級(jí)（一級(jí)古樹樹齡500 a以上，二級(jí)古樹樹齡300～499 a，三級(jí)古樹樹齡100～299 a），名木不受樹齡限制。以單種古樹名木占全部古樹名木數(shù)量比例確認(rèn)每個(gè)樹種的相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。樹種結(jié)構(gòu)特征主要包括樹高、冠幅、胸徑。生長勢(shì)包括正常、衰弱和瀕危。采用Excel 2010對(duì)古樹名木科屬種、數(shù)量分布、樹種結(jié)構(gòu)和生長勢(shì)進(jìn)行分析。依據(jù)吳征鎰等《中國種子植物區(qū)系地理》[15] 對(duì)古樹名木的分布區(qū)類型進(jìn)行劃分，并分析其數(shù)量特征關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間分布特征

空間分布類型可以反映古樹名木的空間分布相關(guān)性和空間集聚特征，主要有3種類型：均勻分布（ CV <33%）、隨機(jī)分布（ CV ?33%～64%）和集群分布（ CV >64%）[13，16-17] 。使用ArcGIS中泰森多邊形對(duì)古樹名木的集聚程度進(jìn)行測(cè)算，得到古樹名木變異系數(shù)（表1）及古樹名木泰森多邊形圖（圖1）。從全市范圍看，連云港市古樹名木資源整體呈現(xiàn)明顯的集群分布，平均分布密度為0.068株/km2 ，變異系數(shù) CV 值為282.37%，屬于強(qiáng)變異、集群分布。分縣區(qū)看，海州區(qū)和連云區(qū)古樹名木數(shù)量最多，變異系數(shù) CV 值高達(dá)409.22%和394.33%，遠(yuǎn)高于其余縣區(qū)。海州區(qū)和連云區(qū)也是連云港市主要山脈——云臺(tái)山分布區(qū)，海拔較高。云臺(tái)山在歷史上為海島，長期與陸地隔離，相對(duì)于農(nóng)耕文化發(fā)達(dá)的平原地區(qū)，人為干擾相對(duì)較少，為古樹名木存活創(chuàng)造了基本條件[9] 。

對(duì)連云港市12 m DEM高程地形數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，得到古樹名木地形分布情況。分析結(jié)果顯示，古樹名木集中分布于山區(qū)，這與江蘇省內(nèi)其他城市古樹名木集中分布在城區(qū)且多為人工栽培有明顯的區(qū)別[5，10] 。從市域內(nèi)看，灌南縣基本為平原，古樹名木數(shù)量最少;贛榆區(qū)、東?？h、灌云縣平均海拔呈逐步降低，古樹名木數(shù)量亦逐步減少;云臺(tái)山主要分布在海州區(qū)和連云區(qū)，所以這2個(gè)區(qū)的古樹名木數(shù)量相對(duì)較多。古樹名木數(shù)量與山地面積、土地面積均顯著相關(guān)，以山地面積相關(guān)性最高，達(dá)0.974 11。

2.2 樹種及數(shù)量特征

連云港市古樹名木資源極為豐富，從植物分類方面看，隸屬于39科64屬76種（表2）。從屬的層級(jí)看，豆科和薔薇科分別為6屬和5屬，分別占屬總數(shù)的9.4%和7.8%，為典型的優(yōu)勢(shì)科。從種的層級(jí)看，豆科和薔薇科為7種，松科6種，榆科和木蘭科為4種，分別占種總數(shù)的9.2%，9.2%，7.9%，5.3%，5.3%，均超過5%，為典型的優(yōu)勢(shì)科。

全市古樹名木共有517株，其中古樹461株，名木56株。古樹資源中，銀杏、樸樹（ Celtis sinensis ?Pers.）、黃連木（ Pistacia chinensis ?Bunge）、楸（ Catalpa bungei ?C. A. Mey）和鵝耳櫪（ Carpinus turczaninowii ?Hance）是典型的優(yōu)勢(shì)種，在單種數(shù)量上均超過20株以上，分別占古樹名木總株數(shù)的16.8%，8.3%，7.7%，5.8%，5.2%。此外，單種數(shù)量超過10株的還有圓柏（ Juniperus chinensis ?L.）、柿（ Diospyros kaki ?Thunb.）、栗（ Castane amollissima ?Bl.）、黃檀（ Dalbergia hupeana ?Hance）、楓香樹（ Liquidambar formosana ?Hance）、五角楓（ Acer pictum ?subsp. ?mono ）和杜梨（ Pyrus betulifolia ?Bge.）。

2.3 空間結(jié)構(gòu)特征

古樹名木空間結(jié)構(gòu)層面統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：隨著 樹高的增加，古樹名木數(shù)量逐漸減少，其中樹高≤ 10 m的占比最高;隨著冠幅增加，古樹名木數(shù)量逐漸減少，大部分古樹冠幅≤10 m;胸徑>80 cm的古樹名木占比較少，其余徑級(jí)古樹名木數(shù)量相差不大（表3）。

2.4 樹齡及生長勢(shì)特征

古樹名木樹齡及生長勢(shì)狀況統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表4）表明，大部分古樹名木保護(hù)措施得當(dāng)，健康狀況良好;少數(shù)古樹名木生長衰弱;除了自然因素外，人為負(fù)面影響是古樹瀕危的主要原因。

2.5 地理區(qū)系分布特征

區(qū)系地理成分分析結(jié)果表明，連云港市古樹名木南北過渡的特征明顯，即以溫帶成分為主的同時(shí)，熱帶成分異常豐富（表5），這與之前關(guān)于連云港森林研究基本一致[9-10] 。北溫帶分布屬占比最高，遠(yuǎn)高于中國區(qū)系中本分布類型所占比例，典型的有椴樹屬、楓楊屬、鵝耳櫪屬、櫟屬、槭屬和松屬等。其次為東亞-北美間斷分布和東亞分布屬，其中東亞-北美間斷分布屬中典型的有刺槐屬、槐屬、皂莢屬、楓香樹屬、梓屬、木蘭屬和流蘇樹屬等;東亞分布屬中典型的有圓柏屬、化香樹屬、木瓜屬、野鴉椿屬和刺楸屬等。泛熱帶分布屬占比也較高，典型的有烏桕屬、黃檀屬、山礬屬、柿屬、糙葉樹屬和樸屬等。此外，中國特有分布屬包括杜仲屬、喜樹屬和銀杏屬。

2.6 存在問題

與全國大部分區(qū)域一樣，生長勢(shì)不佳的古樹多與人工負(fù)面干預(yù)有關(guān)，如地面水泥地硬化、樹池過小、樹池高出地面等問題[18-19] ，因其通透性差、排水不良進(jìn)而影響生長。長達(dá)數(shù)百年的生長中如無外部養(yǎng)分輸入會(huì)使根系周邊肥力缺乏進(jìn)而造成衰弱甚至死亡，特別是寺廟、居住區(qū)樹體四周已經(jīng)硬化的古樹。有些古樹包圍在房屋、墻體或其他建筑物之中，往往有高壓線、電話線穿過樹冠，有些古樹樹干上釘釘、拉繩子、拉鐵絲、掛重物，樹干周圍堆雜物、樹池中倒污水，既影響古樹生長，也存在巨大安全隱患。有的病蟲害嚴(yán)重，缺乏專業(yè)防治。不少古樹年久衰老，主干腐蝕、傾斜、空洞，樹枝劈裂干枯，缺少必要的支撐和復(fù)壯。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

連云港市古樹名木主要分布在丘陵山地等地勢(shì)較高的區(qū)域，表明空間異質(zhì)性對(duì)古樹名木的存活至關(guān)重要，平原地區(qū)過高的地下水位和相對(duì)高頻的洪災(zāi)制約樹木長期存活。連云港市古樹名木資源總量在全國地級(jí)市來看屬于相對(duì)豐富地區(qū)。銀杏、海岸松、日本櫻花、玉蘭、黃楊和栗等人工栽培樹種在古樹名木中占有一定比例，表明本區(qū)域自古以來人為因素對(duì)區(qū)域自然森林群落組成有著顯著影響，這與江蘇地區(qū)森林的相關(guān)研究基本一致[6，10，20] 。大部分古樹名木為鄉(xiāng)土樹種，表明鄉(xiāng)土樹種能夠更好地適應(yīng)本區(qū)域環(huán)境并能在長期歷史選擇中存活下來。古樹名木資源呈現(xiàn)以溫帶為主、熱帶成分豐富的總體特征。大部分古樹名木生長狀況較好，人為干擾是導(dǎo)致古樹名木生長不佳的重要因素。

3.2 建議

1） 突出綠化指導(dǎo)。經(jīng)過長期自然選擇遺留下來的古樹名木是本地優(yōu)勢(shì)樹種的典型代表，能夠真實(shí)記錄所在區(qū)域的自然森林結(jié)構(gòu)組成[21] 。因此，在綠化中應(yīng)加大此部分樹種的應(yīng)用比例，提升現(xiàn)有森林質(zhì)量，構(gòu)建健康森林。平原地區(qū)綠化造林應(yīng)注意抬高地勢(shì)，防止積水對(duì)植物根系損害進(jìn)而影響植物生長。同時(shí)，由于古樹名木具有壽命較長、樹勢(shì)強(qiáng)健、枝葉繁茂、抗病蟲害能力強(qiáng)等特點(diǎn)[21] ，在今后的林木良種繁育中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，要加強(qiáng)對(duì)古樹名木種質(zhì)資源的研發(fā)。

2） 加強(qiáng)科普宣傳。古樹名木是生態(tài)文化的重要組成部分，特別是分布在廟宇、村落周邊的古樹名木記錄了區(qū)域內(nèi)人與自然和諧共生的發(fā)展史[16，22-23] ，對(duì)培養(yǎng)人們保護(hù)自然、關(guān)愛生命具有重要的教育意義。應(yīng)持續(xù)擴(kuò)大宣傳教育，結(jié)合美麗鄉(xiāng)村、城區(qū)改造建設(shè)等，積極打造自然科普教育基地，充分發(fā)揮古樹名木在生態(tài)文明建設(shè)中的重要作用，滿足社會(huì)各界對(duì)生態(tài)文化的需求。

3） 強(qiáng)化科學(xué)管護(hù)?，F(xiàn)有古樹名木面臨的問題主要是人為負(fù)面干擾，應(yīng)加強(qiáng)持續(xù)科學(xué)管護(hù)。依托正在開展的“林長制”，建立定期巡護(hù)和分級(jí)管理制度，落實(shí)屬地管理職責(zé)和配套管護(hù)資金。對(duì)瀕危株及時(shí)開展專業(yè)復(fù)壯保護(hù)，特別是要擴(kuò)大古樹名木根部生長環(huán)境并施肥松土，嚴(yán)防病蟲害、長期積水、隨意硬化和建設(shè)施工等破壞行為。此外，積極探索信息技術(shù)在古樹名木保護(hù)管理中的應(yīng)用，確保古樹名木保護(hù)工作取得實(shí)效。

參考文獻(xiàn)

[1] 李程，羅鵬，鄧秀秀，等.古樹名木生長狀況與環(huán)境因子關(guān)系研究：以浙江省古樟樹為例[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（11）：86-93.

[2]董冬，何云核，周志翔.基于AHP和FSE的九華山風(fēng)景區(qū)古樹名木景觀價(jià)值評(píng)價(jià)[J].長江流域資源與環(huán)境，2010，19（9）：1003-1009.

[3]蔣建絨，董建國，朱杰旦，等.慈溪市古樹名木資源現(xiàn)狀與保護(hù)對(duì)策[J].浙江林業(yè)科技，2012，32（3）：58-61.

[4]焦傳兵，臧德奎，任瑩，等.嶗山古樹名木調(diào)查、評(píng)價(jià)及分級(jí)保護(hù)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，46（1）：80-85.

[5]何小弟，孫如竹，李曉儲(chǔ)，等.揚(yáng)州市城區(qū)古樹名木資源調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，24（4）：82-85.

[6]付兆軍，邢世巖，劉曉靜，等.江蘇省銀杏古樹資源調(diào)查[J].林業(yè)科技開發(fā)，2014，28（4）：63-67.

[7]劉瑜，徐程揚(yáng).古樹健康評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究，2013，26（1）：37-42.

[8] 曲凱，李際紅，國浩平，等.山東省流蘇古樹資源及其保護(hù)對(duì)策[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，51（5）：818-824.

[9]吳小巧，丁雨龍.江蘇云臺(tái)山物種多樣性及保護(hù)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2004，26（2）：207-211.

[10] 黃寶龍.江蘇森林[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1998.

[11]國家林業(yè)局.古樹名木普查技術(shù)規(guī)范：LY/T2738—2016[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[12]胡鵬，黃杏元，華一新.地理信息系統(tǒng)教程[M].湖北：武漢大學(xué)出版社，2002.

[13]譚瑩，朱培，王柯.基于泰森多邊形法的長興縣古樹名木空間分布分析[J].華東森林經(jīng)理，2020，34（3）：64-68.

[14]汪佳穎，汪永洋，王建軍，等.基于GIS的甘肅河西古樹資源分布與管理研究：以張掖為例[J].國土與自然資源研究，2020（4）：73-76.

[15]吳征鎰，孫航，周浙昆，等.中國種子植物區(qū)系地理[J].生物多樣性，2011，19（1）：148.

[16]田麗娟，黃力，周禮華，等.貴州少數(shù)民族聚居地古樹資源組成及分布特征：以務(wù)川縣為例[J].生態(tài)學(xué)雜志，2018，37（9）：2768-2775.

[17]戴邊疆，郭運(yùn)勇，宋希強(qiáng)，等.?？谑泄艠涿举Y源特征及其空間分布[J].熱帶生物學(xué)報(bào)，2020，11（1）：63-71.

[18]黃蓉，吳永華，漢梅蘭，等.蘭州市單株古樹名木資源組成和分布特征[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2020，34（5）：182-188.

[19] 蘇純蘭，嚴(yán)朝東，胡秋艷，等.東莞市古樹名木資源特征分析[J]. 林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2020，36（5）：64-72.

[20] 朱偉，張光富，昝振宇.江蘇南通古銀杏的種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2019，38（12）：3609-3616.

[21]李斌，鄭勇奇，林富榮，等.中國林木遺傳資源原地保存體系現(xiàn)狀分析[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2014，15（3）：477-482.

[22]周天鴻，王云才.上海古樹名木及古樹后續(xù)資源與城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的空間關(guān)系[J].中國城市林業(yè)，2020，18（6）：37-42，48.

[23] 黃應(yīng)鋒，孫冰，廖紹波，等.深圳市古樹資源特征與分布格局[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，24（2）：104-111.