天水市秦州区古树名木生长现状及环境因子影响分析

廖永峰 李靖霞 王晓春 罗玉恒 任继文 柴长宏

摘要：以天水市秦州区为研究区，通过对该区域古树名木资源调查数据的整理，分析了影响古树名木生长状况的环境因子;通过对坡向、坡度、坡位、海拔、土壤紧密度等环境因子成分得分系数矩阵结果的分析，得到该地区所调查古树名木环境因子与主成分之间的关系方程式。结果表明，天水市秦州区环境因子对古树名木生长状况的影响从大到小依次为：海拔、土壤紧密度、坡向、坡位、坡度。

关键词：古树名木;生长现状;环境因子;影响;天水市秦州区

中图分类号 S788 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）16-0108-04

古树名木是大自然一种珍贵的林木种质信息资源[1]，它不仅记载着一个地区的传统文化，也对城市人文环境的提升、周围环境的优化起着重要作用[2]，是珍贵的遗传资源[3]。在生态文明建设背景下，古树名木资源显得越来越重要。但近年来受到人类活动的影响，古树名木和珍稀濒危物种赖以生存的生长环境日益恶化，其原有的生境遭到了严重破坏[4]。因此，关注古树名木的生存生长环境，研究影响古树名木生长的环境因子，对于古树名木资源的科学有效保护非常重要。

本研究通过实地调查，摸清了天水市秦州区古树名木资源现状，分析了调查区影响古树名木生长状况的环境因子，探索了环境因子与古树名木生长状况之间的相互关系，以期为该地区古树名木的有效保护、精准复壮提供理论依据。

1 研究区概况

天水市秦州区总面积2442km2，辖7个街道、16个乡镇，地跨黄河、长江两大流域，渭河支流横贯全境，海拔高度在1100～2700m。属大陆性暖温带半湿润气候，全年气温在6～11℃，年降雨量在531～867mm，年蒸发量1291mm，干燥度1.21，无霜期170d左右，年平均空气相对湿度60%，最大冻土深度36cm。主要的土壤类型以黄绵土、灰褐土、黑垆土等为主。全区林业用地面积约113243hm2，占比47.7%，林地资源较好，全区森林覆盖率为38%。

2 数据获取与处理

2.1 数据获取本研究基于移动设备，安装古树名木调查APP，对天水市秦州区古树名木树种数量特征、古树分布、古树等级、生长势、生长环境等进行了全面普查，获取了调查区古树名木资源信息数据。

2.2 数据分析 古树名木APP调查记录的各类数据文件，可直接在古树名木信息管理系统后台导出为Excel表格文件。首先，在Excel中对数据按照需求进行处理和统计;其次，运用SPSS20.0软件对数据进行相关性分析、主成分分析、t检验，综合分析天水市秦州区古树名木环境因子与生长状况之间的关系。环境因子与树木生长状况之间存在一^定的相关关系，因此运用相关分析方法，迪过计算它们之间的相关系数，可以得到反映它们之间的相关关系的程度。相关系数的计算公式：r=n∑i=1（xi--x）（yi--y）2/√n∑i=1（xi--x）2n∑i=1（yi--y）2

式中：n为样本数，xi，yi分别为两个变量的变量值。r表币相关系数;x、y表示变量的观测值;i=l，2，3…n。

通过相关分析得到相关关系程度;使用主成分分析方法，获得最能反映研究区古树名木生长状况的生长指标，以及影响生长状况最重要的环境因子情况。

3 结果与分析

3.1 古树名木分布 调查区的479株古树名木在城区分布数量较多，共计251株，分布最为集中在寺庙周围和旅游文化景区，其中：南郭寺36株、伏羲庙32株、玉泉观27株、文庙10株，详见图1、图2。在种类和数量上，天水市都属于多古树的城市之一，拥有“春秋古柏”称号的天水市秦州区南郭寺的南山古柏，树木树龄鉴定大约在2300～2500年。这些古树与城市相辅相成，已成为研究天水历史地理变迁、古城文化和古园林史的珍贵史料。

3.2 古树名木资源现状 通过实地调查数据统计结果表明：调查区共有古树名木479株，分属24科31属42种;树高、冠幅、胸围/胸径分别集中在1～27m、1～22.5m、41.5～440cm。具体情况见表1和表2。

3.3 古树等级特征 由图3可知，调查区共有一级古树186株，占38.83%;二级古树90棵，占18.79%;三级古树203棵，占42.38%。

3.4 古树生长势 根据古树生长势分级标准，从古树叶片、枝条和树干等生长状况，将古树生长势分为4个等级。由图4可知，生长正常的古树名木有51株，占总株数的11%;生长衰弱的古树名木有336株，占总株数的70%;濒危的古树名木有92株，占总株数的19%;无死亡古樹。

3.5 古树名木生长环境 由图5可知，调查区古树名木生长环境良好有187株，占39.04%;中等163株，占34.03%;差的有129株，占26.93%。

3.6 环境因子对古树名木生长的影响 影响古树名木生长的环境因子往往多个因子综合产生作用，在此过程中，其中1个因子的变化，往往会引起其他1个或多个环境因子的变化。通过对天水市秦州区古树名木坡向、坡位、坡度、土壤紧密度、海拔等5个环境因子的主成分分析，得到该地区各环境因子成分矩阵见表1，总方差解译结果见表2，各环境因子成分得分系数矩阵，见表3。依据总方差解译结果可知，第一、二主成分的方差贡献率分别为48.78%、26.82%，累计方差贡献率为75.60%。

通过对坡向、坡度、坡位、海拔、土壤紧密度等各环境因子成分得分系数矩阵生成的分析结果，即可得到该地区所调查古树名木环境因子与主成分之间的关系方程式结果为：

F1=0.377yi-0.358y2+0.363y3-0.060y4—0.066y5

F2=-0.026y1+ 0.050y2+0.085y3-0.611y4+0.602y5

根据这2个相关性关系方程和各因子成分得分系数结果可知，天水市秦州区环境因子对古树名木生长状况影响作用依次为：海拔、土壤紧密度、坡向、坡位、坡度。

4 结论与讨论

本次调查发现，调查区古树名木在年龄特征上并未呈现金字塔型，而是呈现出“V”字形结构，说明天水市秦州区一级古树数量占比较大，体现出了古城历史积淀。

古树树高与胸径相关性显著[5-6]。由本次试验可知，天水市秦州区古树的树龄与胸径呈现明显的正相关性，古树树龄越大，其对应的胸径也基本越大。分析结果表明，树龄与树高、树龄与冠幅正相关关系不明显，究其原因主要是古树在生长过程中，受到自然灾害的破坏或者人为活动的干扰及影响等，古树树冠可能出现枯死、分叉、狭窄等现象，或树体顶梢受雷击或其他因素导致断裂等[7]。不同地区的古树名木在地理位置及水平分布数量差异较大，有些城区较多[8]，有些则集中在较为偏远的村落[9]。造成这种差异的原因可能是分布在古城区的古树名木多数是人为引种的;而在乡村多为野生树种，由于优越的地理位置和生态环境以及人为干扰少等原因保存下来[10]。调查发现，天水市秦州区的古树集中分布在南郭寺和玉泉观，其主要原因是该地既是风景区又是古寺庙，地理位置非常重要，生态保存完整等息息相关。另外，部分古树零星地分布在公路旁边、街道的拐角处、建筑物的周围，对古树生长与生存产生了很大的影响[11]。调查表明，天水市秦州区有26.93%古树生长环境差。究其原因主要是城市建设、道路拓展、土地利用等都对古树的健康生存造成了影响。而这些生长环境较差的古树恰恰是当前天水市秦州区古树保护的重点区域。

参考文献

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[10]李强，刘思婷.哈尔滨市古树名木现状分析及保护对策研究[J].安徽农业科学，2012，40（24） ：12144-12145.

[11]丁婷红.新疆南部中心城市城市化与生态环境对比研究[J].石家庄学院学报，2012， 14（3）： 89-95.

（责编：张宏民）

基金项目：甘肃省高校大学生就业创业能力提升工程项目;学院自列自然科学项目。

作者简介：廖永峰（1979-），男，甘肃徽县人，副教授，研究方向：林业及林业3S技术。 *通讯作者 收稿日期：2020-06-20