黄淮地区香樟树引种现状与前景分析之一:气候条件

张肃俊 秦 飞 张仁祖 李 曼

1 徐州市林果场 江苏徐州 221000

2 徐州市城市园林绿化管理站 江苏徐州 221018

3 徐州气象局 江苏徐州 221005

香樟(Cinnamomum camphora(L.)Presl)在我国的栽培利用东周春秋时期即有记载，是我国长江以南中亚热带常绿阔叶林代表树种［1］。随着城乡园林绿化事业发展和全球气候变暖，目前香樟不仅在江淮地区的苏中、皖中等北亚热带地区广泛栽培，淮河流域及以北的苏北、皖北、中原(河南)、鲁中南等温带地区城市也开始较多地种植樟树。

香樟为中亚热带分布的地带性植物，具有喜暖湿的生物学特性，气候因素是限制其自然分布的主要因素。同时，香樟喜肥沃、土层深厚、pH 酸性至中性的砂质壤土以及轻沙壤土的黄壤、红壤、红黄壤、冲积土［2］。本文从香樟自然分布北界的气候条件与引种区气候条件及未来趋势分析入手，研究香樟树的北引发展前景，以期为香樟北引工作提供参考。

1 主要香樟引种区引种现状

1.1 苏北与淮北地区香樟树的引种栽培

苏北与淮北地区引种香樟树已有50年以上的历史［3］。据报道，江苏省盐城地区香樟栽植已由在小环境零星分布变为较有规模的城市绿化应用。盐城人民公园引种的香樟最大树龄已超过40年，胸径达到50 cm，冠幅超过了20 m;盐城市区毓龙东路、越河东路等东西走向的道路上均有20 世纪80年代末期栽植的香樟，胸径已达到25 ～30 cm;盐城工学院迎宾大道校区1990年栽种的6 ～7 cm 的香樟现在最大的胸径已经超过30 cm［4］。江苏省淮安市从1998年开始在居民小区引种栽植香樟树。到2010年，道路绿化、街头游园、公园绿地都能看到香樟的身影，规格从10 ～40 cm不等，数量不断地增加。其中，淮安市火车站绿化应用胸径10 ～30 cm 香樟521 株，占全部乔木的1/3;翔宇大道、和平路行道树栽植胸径18 cm香樟近2 000 株，已经逐渐成为淮安绿化不可缺的树种之一［5］。江苏徐州市香樟树在园林绿化中的应用历经试种期、小规模应用期和推广应用期3 个阶段。目前，全市共引种香樟4.6 万余株。其中，道路绿地1.6 万余株，公园绿地近1 万株，单位庭院近2 万株。安徽省淮北地区各城镇都有不同规模的香樟引种栽培，应用最多的是作为行道树，其中规模较大的阜阳生态乐园有4 000 多株。住宅小区、学校、机构庭院及厂矿企业等作为庭荫树广为应用，还用于公园片林、风景林带等［6］。

1.2 鲁中南地区香樟树的引种栽培

山东鲁中南地区的临沂、枣庄、泰安、日照等地区均开展了香樟树的引种和驯化工作，位于胶东半岛的青岛、烟台等地也有少量引种［7］。据2008年对临沂师范学院(现临沂大学)的调查，其引种的香樟树最大树龄已超过12年，胸径达到30 cm，冠幅超过了8 m，并已开花结果，种子和幼苗能够正常萌发、生长［8］。临沂市动植物园、临沂师范学院北校区引种的香樟树胸径已由引种时的8 cm 长到20 ～25cm［9］。枣 庄 市2005—2007年 移 植 了 胸 径10 ～55 cm的香樟树600 多株，成活率达98%［10］。临沂市沂水县国有龙山苗圃于2008年12月从江西会昌购进香樟浆果40 kg 进行香樟树育苗试验，结果表明，精选播种后出苗率98%，苗全苗齐;对苗木采取一定的越冬防护措施，翌年生长良好，苗高、地径年平均生长量分别为0.87 m，0.99 cm［10］。山东科技大学毛春英1996年开始进行香樟北引育苗驯化试验。经过7年时间引种驯化，苗木的平均胸径4.1 cm，最大胸径5.6 cm，平均树高273 cm，最高达到340 cm。其中，2000年5月有一株开花，2001年有2 株开花。到2002年，干径在2 cm 以上的植株全部开花，并在9 株樟树上采到了98 粒成熟种子，为樟树的进一步北移提供了物质基础［11］。

1.3 中原河南地区香樟树的引种栽培

地处中原的河南省引种栽培香樟的历史较长，地区较多。郑州市紫荆山公园、郑州大学、郑州机械专科学校及周口沙河阐口、平顶山帘子布厂、南阳白河宾馆、南阳油田家属院等地有30年以上香樟大树［12］。郑州市于1997年元月、1998年2月、1999年3月和2000年3月分4 批从湖南、江苏、河南南阳等地引进香樟苗木，在郑州市紫荆山公园、河南黄河迎宾馆、石佛苗圃等不同小气候小环境条件下栽植。4 批苗木的总和平均成活率为79.9%。一年围径、冠径、枝长生长量分别为0.16 cm，106.5 cm，86 cm;二年生围径、冠径、枝长分别为0.71 cm，196.0 cm，128.5 cm;三年生围径、冠 径、枝 长 分 别 为 1.53 cm，254.0 cm，161.5 cm［13］。其中，黄河迎宾馆种植当年成活率为87%，种植3年后的平均成活率列植于迎风口的为80%，群植于半阴处的为87%，群植于背风向阳处的为89%。香樟死亡的原因主要是冻害和土壤偏碱性，造成树体严重缺铁，影响光合作用的正常进行［14］。漯河市园林处于1998年5月从常州市引种香樟进行引种栽植试验，2年试验表明香樟在该市表现甚佳［15］。黄淮学院(河南驻马店市)田士林等于2002—2005年连续3年在黄淮学院后山试验田研究了不同苗木规格与防冻措施对香樟成活率与生长量的影响。结果为无防寒措施的苗木成活率为72% ～88%，采用防寒措施的成活率为78% ～96%。各试验处理的成活率均随着米径的增加而提高［16］。焦作市从2000年开始先后从湖北孝感引进近千棵3 cm 以上香樟，平均成活率87.9%。经过苗圃l年种植后，工程移植成活率达93.6%［17］。

2 引种区气候条件及未来趋势分析

2.1 引种区主要气候条件比较

香樟树目前在北方的主要引种地区的气候条件列如表1。以香樟树自然分布北缘——江苏宜(宜兴)溧(溧阳)地区气候条件为参照，各引种区的年日照时数约高200 ～400 h，但年均温度约低1℃～3℃，最冷月(1月)平均气温约低1.7℃～6℃，最热月(7月)平均气温约低0℃～2℃，年极端低温约低6℃～8℃，年极端高温约低1.6℃到约高5℃，年降水量约低25% ～50%，无霜期约少30 ～50 天。

2.2 引种区未来气候变化趋势

目前的北方主要香樟引种区在第三纪时的气候为亚热带气候，植物区系中有丰富的热带、亚热带成份。现在没有香樟的自然分布，这是由于现代气候条件寒冷的缘故［18］。然而，近100 多年来，由世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)建立的政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告(2013)指出，全球气候变暖是非常明确的，并且升温过程不会在2100年终止;只有实现减排力度最大的RCP2.0(Representative Concentration Pathway)情况下，才有较大可能抑制全球变暖的趋势并把升温控制在2℃以内［19］。我国科学家预测，与2000年比较，2020年中国年平均气温将增加1.1℃～2.1℃，2030年增加1.5℃～2.8℃，2050年增加2.3℃～3.3℃［20］。

但是，气候变化是一个十分复杂的过程，不同地区、不同时段其变化特点并不一致，难以用一种不变的方法和结论去认识某个区域的气候变化特征［22-23］。北方主要香樟引种区地处我国南北气候分界线秦岭——淮河线北侧，特殊的地理位置使其气候具有明显的亚热带向暖温带过渡性质，是气候变化的敏感区之一［24］。准确分析和掌握这些地区的气候变化特征对香樟引种决策意义重大。

2.2.1 淮北地区

淮北平原23 个气象站点1957—2007年气候变率及气候基本态特征研究结果表明，近51年来淮北平原春、秋、冬季及年均气温增温明显，尤其是春、冬季。夏季气温略有下降，但气温下降趋势并不明显(未通过0.05 水平的信度检验)。各季及全年降水的趋势系数都未达到显著性标准，属于自然振荡。其中，春季降水略有减少，而夏、秋、冬季及年降水量略有增加。51年气温的均方差以冬季最大(1.05℃)，其次是夏季(0.77℃)，表明冬季和夏季气温年际变化大，易导致暖冬(凉夏)或寒冬(酷暑)。冬季气温最高(1998年正距平2.49℃)，与最低(1967年负距平2.62℃)之差达5.1℃，大于其他季节气温的最大年际差。四季和年平均气温的时间变化表明，近51年来淮北平原春、秋、冬三季及年平均气温分别上升了1.7℃、1.4℃、1.3℃和1.8℃，而夏季气温下降了0.2℃左右。气温30年滑动平均值，后30年(1978—2007年)气温均值比前30年(1957—1986年)气温均值，春季升高0.60℃，夏季降低0.03℃，秋季升高0.58℃，冬季升高0.92℃，年气温升高0.60℃。春、秋、冬三季及年平均气温的30 a 滑动平均序列呈上升趋势。夏季气温的30年滑动平均序列总体上呈下降趋势，但最近几年又开始缓慢回升。这表明近51年来淮北平原气温由低基本态向高基本态过渡，目前气温处于高气候基本态下［25］。

2.2.2 鲁中南地区

以泰安和临沂两地为例，泰安市从1951—2008年58年各季及年平均气温变化分析表明，年及各季平均气温均呈上升趋势。四季中，冬季气温升高最显著，倾向率为每10年上升0.366℃;其次是春季和秋季，倾向率分别为0.303℃/10 a 和0.100℃/10 a;夏季气温上升最不明显，倾向率为0.007℃/10 a。年平均气温变化倾向率为0.196℃/10 a。这说明近58年泰安市冬春季特别是冬季气温的显著上升对年平均气温上升所做的贡献最大。同期降水量变化则相反，呈减少趋势，年降水量每10年减少2.838 mm。从季节看，春季降水量呈增加趋势;夏季和秋季呈减少趋势，其中夏季减少较快，冬季呈微弱增加趋势。这说明泰安市年降水量减少是由于夏、秋季特别是夏季降水减少所致［26］。

临沂市10 个气象台站1961—2011年历年逐月平均气温、逐日最高最低气温变化分析同样表现为气温增温趋势明显，且年际变化和年代际变化也趋于一致，增幅排序为年极端最低＞冬季＞日平均最低＞春季＞年度＞秋季＞日平均最高＞夏季。其中，年度气温增幅均为0.25℃/10 a，温度的季节性变化也不尽相同;冬季增幅最大，为0.49℃/10 a;春季为0.30℃/10 a;秋季为0.24℃/10 a;夏季增幅最弱，为0.03℃/10 a。年极端最低气温增幅最为显著，达0.95℃/10 a;日平均最低气温增幅则为0.40℃/10 a;日平均最高气温的增幅则不明显，为0.14℃/10 a;而年极端最高气温则呈现弱的降温趋势，降幅为-0.05℃/10 a。对临沂市年平均气温增暖进程贡献最大的是冬季平均气温和日平均最低气温的上升［27］。

2.2.3 中原地区

根据对河南省(淮河以北地区)安阳、新乡、卢氏、郑州、驻马店、西峡、许昌、把县、开封等23 个站点1951—2009年的气象资料的分析，59年来，该区气温总体呈上升趋势。整体上线性变化趋势方程为Y=0.0208x+13.381，平均年增温为0.020 8℃，每百年增温2.08℃。气温的年际变化(C.V 值)20 世纪50年代为0.559 7，60年代为0.523 6，70年代为0.369 3，80年代为0.326 5，90年代为0.549 3;21 世纪以来为0.371 3。50年代、60年代、90年代气温的波动性较大，70年代、80年代和21 世纪气温波动性较小。其中20世纪50年代波动性最大，80年代波动性最小。平均气温的空间分布呈现南部＞东部＞中部＞北部＞西部，郑州、洛阳、许昌、宝丰、太康处于中间位置，各个地区的气温差异较大，温度变化范围在12.5℃～15.65℃。区内年平均降水变化趋势呈直线上升趋势，趋势函数为Y=0.478x+684.82。这表现淮河以北降水以4.78 mm/10 a 的速率增加，降水量呈现波动变化趋势［28］。

3 讨论与结论

从前述各引种地气候条件比较结果看，冬季低温和年降水量与参照区差异较大，是限制香樟树分布的主要气候因子。从各引种区气候条件变化趋势看，其1990年以后的年平均气温、年平均最低气温、冬季平均气温、低于-10.0℃的年平均日数等限制因子，与对照地区1983年以前的数值接近，气候变化趋势有利于香樟引种栽培。

植物的抗寒性一方面受自身系统发育的遗传基因所控制，同时又受个体发育过程中生理生态因子的作用。研究表明，香樟树的大小对低温的耐受力具有较大的影响，1 ～2年生香樟幼苗的冻害临界值为-7℃，5年生幼树提高到-14℃［29］。3年生香樟在-9℃时叶片受冻，嫩枝、芽正常萌发;5年生香樟在-13℃时叶片完好不受冻，在-14℃时叶片受冻枯萎，嫩枝、顶芽受冻;7年生香樟在-15℃时只有叶片受冻，枝芽均未受冻［12］。另一方面，同样大小的香樟树，随着气温胁迫程度的变化，抗寒能力也产生相应变化。例如，江苏省徐州市每年10月开始气温明显降低，1月达到最低，2月开始逐渐回升;香樟LT50 值(低温半致死温度)10月为-3.139℃，11月为-10.893℃，12月为-13.407℃，1月为- 14.604℃，2月为- 11.999℃，3月为-8.675℃。LT50 由低到高，再逐渐降低，说明该树种采取循序渐进的方式适应温度变化［30］。从香樟树适应低温能力看，各引种地区在正常年份气候条件下，基本可以达到香樟栽植所需要的温度下限。

各引种地年降水量仅为对照地区的50% ～75%，且时间分布不均，主要集中在夏季，但雨热同季，有利香樟树生长。另一方面，各地引种香樟树均为丰富园林绿化景观，管理强度较高，在干旱季节可以采取人工浇水的办法来满足香樟对土壤水分的需要。综上所述，香樟在黄淮地区的园林绿化中有条件稳步扩大应用。

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