海南省古榕树资源与生长特征研究.pdf

No.3FORESTRESOURCESMANAGEMENT第3期June2023林业资源管理2023年6 月海南省古榕树资源与生长特征研究林玲，陈飞飞，黄川腾，洪文君，张孟文!（1.海南省林业科学研究院院（海南省红树林研究院），海口57 110 0；2.三亚市林业科学研究院，三亚7 2 0 0 0）摘要：采用文献分析和野外植物调查法，对海南省古榕树（Ficus.microcarpa）资源进行系统调查研究，分析古榕树的资源现状、分布格局和生长特征，构建树龄树高模型，揭示海南省古榕树的衰老机制，为古榕树的日常养护管理和复壮提供理论和实践依据。结果表明：此次调查共记录到海南省古榕树37 15株，呈集群分布，海口市和临高县分布株数较多，占总株数的48.7%；乡村是海南省古榕树的主要分布地点，占总株数的9 2.8 4%。大部分海南省古榕树生长状况和立地条件良好，树龄、胸径及树高结构均呈正态分布，拟合结果表明，逻辑斯蒂模型y=1.369/（1+7.0 53e-2.8 2 2）（R=0.9 9 8）适用于表示海南省古榕树的树龄与树高间的关系。叶片生理检测结果显示：古榕树正常株的叶绿素含量和SOD活性均高于衰弱株，但MDA含量低于衰弱株。这表明植物的叶绿素含量、SOD活性、MDA含量可作为判断古榕树衰老的生理指标。关键词：海南省；古榕树；资源特征；生长特征；生理指标中图分类号：S718文献标识码：A文章编号：10 0 2-6 6 2 2（2 0 2 3)0 3-0 12 1-0 7D0I:10.13466/ki.lyzygl.2023.03.016Resources and Growth Characteristics of AncientFicus microcarpa in HainanLIN Ling,CHEN Feifei,HUANG Chuanteng,HONG Wenjun,ZHANG Mengwen(1.Hainan Academy of Forestry(Hainan Academy of Mangrove)Haikou 571100,China,2.Sanya Academy of Forest,Sanya,Hainan 572000,China)Abstract:The study used a combination of literature collection and field plant investigation to conduct asystematic of and study ancient Ficus microcarpa resources in Hainan Province.The resource status,distribution pattern,and growth characteristics of ancient F.microcarpa were analyzed,and a tree age-height model was constructed to reveal the senescence mechanism of ancient F.microcarpa in Hainan,andto provide theoretical and practical basis for the daily maintenance management and rejuvenation ofancient F.microcarpa.The results showed that a total of 3 715 ancient F.microcarpa were recorded inHainan Province,distributed in cluster.Haikou City and Lingao County had a higher distribution of trees,accounting for 48.7%of the total number of trees;the countryside is the main distribution area of Hainanancient F.microcarpa,accounting for 92.84%of the total number of trees.Most of the ancientF.microcarpa also had good growth status and site conditions,and their age,diameter at breast height andheight structure are normally distributed,and a logistic model equation of y=1.369/(1+7.053e-2.82)收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 1；修回日期：2 0 2 3-0 5-2 9基金项目：海南省林业科学研究院（海南省红树林研究院）基础性科研工作（SQKY20022-0003）作者简介：林玲（19 8 6），女，海南海口市，工程师，主要研究方向：热带林木育种、热带野生植物保护。Email lling008 通讯作者：陈飞飞（19 8 3），男，安徽阜阳市，高级工程师，主要研究方向：热带林木育种、森林培育。Email:122第3期林业资源管理(R?=0.998)was fitted to represent the relationship between age and height of ancient Ficusmicrocarpa.The results of leaf physiological tests showed that the chlorophyll content and SOD enzymeactivity of the normal plant of ancient F.microcarpa were higher than those of the weakened plant,but theMDA content was lower than that of the weakened plant,indicating that the chlorophyll content,SODenzyme activity and MDA content of the plant can be used as one of the physiological indicators todetermine the senescence of ancient trees.Key words:Hainan Province;ancient Ficus microcarpa;resource characteristics;growth characteristics;physiological index古树是记录地球生态变迁的活文物，是弥足珍贵的物种资源1。同时，古树名木也是难得的旅游资源、独特的文化资源，具有重要的价值2 。因此，开展古树资源保护与研究工作，对于传承中华历史文化，保存、繁育古树名木的优良资源，弘扬生态文明理念和推进生态文明建设具有十分重要的意义。我国古树资源丰富、种类众多3。第二次全国古树名木资源普查结果显示，中国古树名木共计508.19万株，包括散生12 2.13万株和群状38 6.0 6 万株；分布在城市的有2 4.6 6 万株，分布在乡村的有483.53万株4。华南地区保存了大量的桑科（M o r a c e a e）榕属（Ficus）古树，具有重要的区域代表性。研究表明，广东榕属古树占全省古树总量的29.1%，海南榕属古树占全省古树总数的38.4%，广西北海榕属古树占全市古树总数的4.9%，香港榕属古树占全行政区古树总数的55.5%5-8 。榕树（Fi c u s mi c r o c a r p a）在榕属中的古树资源数量最多。一直以来，古树研究受到国内外学者的广泛关注。国外学者对古树的研究较早,对特定种类和区域的古树及其年龄和个体生理特征等方面的研究已取得丰硕成果9 。与之相比，我国对古树的研究侧重于某一区域内的古树资源分布、生存现状等基础研究7.0-11。近年来，我国也逐渐开始研究古树名木的群落特征与分布格局，研究方法由单元网格和数理统计等传统方法向与地理信息系统等新技术相结合的方法转变12 。但是目前国内对特定种类古树资源组成和空间分布格局的研究甚少。海南省第二次古树名木普查共记录了古树名木18 7 55株，隶属7 2 科19 6 属334种。其中，古树名木数量最多的树种是榕树，共37 15株，占古树总株数的16.93%；酸豆（Tamarindus indica）次之，共2 2 31株，占11.9 0%；高山榕（Ficusaltissima）第三，共2097株，占11.18%。目前，对海南省古树资源已有少量研究，但大多集中在对部分区域古树的资源现状研究13-15，尚未见对全省特定种类的古树及其分布格局进行研究。随着城市化的发展，海南省古榕树呈现出不同程度的衰弱，甚至濒临极危、死亡。基于此，本研究依据海南省第二次古树名木普查结果，采用文献分析和野外植物调查法，对海南省古榕树资源进行系统的调查研究，通过构建树龄一树高模型，分析古榕树的资源现状、分布格局和生长特征，以期揭示海南省古榕树的衰老机制，为古榕树的日常养护管理和复壮提供理论和实践依据。1研究区概况海南省（18 10 2 0 10 N,1083711103E）位于中国大陆最南端，包括4个地级市、5个县级市、4个县和6 个自治县，全省陆地总面积3.5万km。森林面积2 13.6 万hm，森林覆盖率高达6 2.1%，自然保护区面积6 6 6.0 6 3万hm，林地面积119.8 万hm，活立木蓄积量1.6 3亿m，年平均气温2 2 2 7，年降水量10 0 0 2 6 0 0 mm，年平均降水量16 39 mm，有明显的多雨季和少雨季。2研究方法2.1数据来源古榕树数据来源于海南省第二次古树名木资源普查构建的海南古树名木保护管理系统（http：/36.101.208.195:8000/antree/login.shtml），包括古榕树的分布坐标、数量、树龄、树高、胸围等数据，古榕树分布区域内各市（县）面积数据来源于海南统123林玲等：海南榕树资源与生长特征研究第3期计年鉴16 2.2空间分布参照Su等17 和黄应峰等18 的方法,将海南省古榕树以经度0.1和纬度0.1（面积为11.1km11.1km）为1个单元划分网格图，古榕树在网格的面积占比大于或等于50%时，该网格视为1个网格，面积占比不足50%的网格与相邻网格合并计算，共划分出30 5个网格。将古榕树坐标标记在网格图上，统计各网格内的古榕树数量，分析海南古榕树的分布格局。以乡镇为单位，对古榕树株数进行统计,采用泛克里金法19 （Universal Kriging,UK)分析海南省古榕树株数空间分布关系。2.3生长模型构建方法通过查阅文献犬2 0-2 1，选取5个单木生长模型，用于古榕树单木生长规律拟合，模型如下：线性模型：y=ax+b(1)指数模型：y=aebbx(2)对数模型:y=aln(x)-b(3)幂函数模型：y=xb(4)逻辑斯蒂模型（Logistic）：y=a/（l+b e）(5)式(1)一(5）中：y代表古榕树单株胸径或树高；x代表树龄；e为自然指数；a，b,c 代表随机参数。2.4生理指标测定选取不同生长状况的古榕树（即健壮和衰弱植株）各15株，在树冠的向阳外侧采集完整的功能叶,测定其相关生理指标。其中,丙二醛（MDA）含量采用三氯乙酸（TCA）硫代巴比妥酸（TBA）混合液浸泡法测定；过氧化物歧化酶（SOD）活性采用氯化硝基四氮唑蓝（NBT）光化还原法测定；叶绿素含量采用乙醇一丙酮混合液浸泡法测定2 2 O2.5生长势的划分依据古树名木鉴定规范2 3，根据古树叶片、枝条和树干的生长状态，将古树的生长势划分为正常、衰弱、濒危和死亡，共四级。2.6数据处理使用MicrosoftExcel2020统计分析数据；使用ArcCIS10.7制作海南省古榕树地域分布图；使用SPSS25进行方差分析、Pearson相关性分析和模型拟合。3结果与分析3.1古榕树的资源现状与空间分布特征由表1可知,海南省古榕树分布广泛,共有37 15株，占海南省古树名木总株数的16.9 3%，分布密度为0.09株/km。从城市分布情况看，海口市古榕树分布株数最多，共9 39 株，占全省古榕树总株数的25.3%，分布密度为0.41株/km；其次是临高县，共861株，占2 3.1%，分布密度最大，为0.6 4株/km；五指山市分布株数最少，仅占0.2%，且分布密度最小，仅为0.1株/km。表1海南省古榕树分布Tab.1 The resource status of ancient Ficus microcarpainHainan Province株数/占比/面积/密度/分布区域株%km2（株/km）海口市93925.32.2900.41临高县86123.213430.64詹州市65917.733990.19文昌市3098.32.4590.13澄迈县2065.52.0760.10东方市1634.42.2730.07定安县1133.011970.09屯昌县1082.912240.09琼海市701.917100.04乐东黎族自治县611.62.7660.02三亚市521.419220.03昌江黎族自治县441.21 6210.03白沙黎族自治县401.12.1160.02陵水黎族自治县280.811080.03琼中黎族苗族自治县260.72.7040.01保亭黎族苗族自治县160.411530.01万宁市130.319010.01五指山市70.211440.01合计3.715100.0344060.01从地理位置分布情况看（图1），海南省古榕树主要集中分布在海南北部偏西的区域（19.50 一20.00N，10 9.50 110.6 0 E），有2 8 8 9 株，占全省古榕树总株数的7 7.8%，具体主要分布在海口、澄迈、临高、文昌西部和詹州中、北部。方差分析结果表明，不同经度的古榕树分布数量差异未达到显著水平（P=0.0570.05），表明经度对古榕树数量分布影响不大；不同纬度的古榕树分布数量差异达到124第3期林业资源管理极显著水平（P=0.0010.01）,表明纬度对榕树自然分布有较大的影响。N00NN.S61图例株数111No6111212141416161101101215N.S810102040LLkm108.5E109E109.5E110E110.5E111E111.5E(a)公里网格N.00NNoS61图例株数1111131No61315151717191191111111131NoS81113115111511740102040No81ukm108.5E109E109.5E110E110.5E111E111.5E(b)株树分布图图1海南省古榕树空间分布图Fig.1 Spatial distribution of ancient Ficus microcarpa in Hainan从分布地点看（表2），海南省古榕树主要分布于乡村（3449 株），占全省古榕树总株数的9 2.8 4%，其次是国有农林场（131株），占3.53%，但分布在山区、公园及风景名胜古迹区的数量较少，这表明海南省古榕树可能更适应生长在乡村和国有农林场，或者在这些地方中能得到更好的保护3.2古榕树生长势及立地环境分析由图2 可知，海南省古榕树正常株、衰弱株、危株和死亡株分别为30 9 7,538，7 7 和3株，分别占总株数的8 3.4%，14.5%，2.1%和0.1%；从立地环境看，立地环境良好的有319 7 株，占总株数的86.1%，立地环境一般的有8 1株，占2.18%；立地环境差的有40 5株，占10.9%；立地环境极差的有32株，占0.9%。Pearson相关性分析发现，古榕树的生长势与树龄呈显著正相关（P0.05），与立地环境呈极显著正相关（P0.05），而树龄和树高呈极显著正相关（P0.01）。将海南省古榕树的树龄和树高进行线性、指数、对数、幂函数和逻辑斯蒂拟合，结果为线性模型的R=0.762,指数模型的R=0.722,对数模型的R=0.812,幂函数模型的R=0.810,Logistic模型的R=0.998。由拟合结果可知，树高和树龄间的关系符合Logistic模型，即y=1.369/(1+7.053e-2.82x)（R=0.998,P0.01)。3.4古榕树的生理指标分析生理指标检测结果显示，衰弱株的MDA含量显著高于正常株，正常株的SOD活性显著高于衰弱株。从叶绿素含量来看，衰弱株的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量均稍高于正常株，正常株叶绿素a和b的比值（叶绿素a/b）低于衰弱株，正常株和衰弱株两者间的叶绿素含量均未达到显著差异（表3）。1200100080060040020000100200300400500600树龄/a(a)树龄6004002000020.0040.0060.00树高/m(b)树高1000800/60040020000100.00200.00300.00400.00500.00600.00胸径/cm(c)胸径图3海南省古榕树树龄、树高和胸径结构特征分布Fig.3 Distribution of structural characteristics of ancientFicus microcarpa in Hainan Province in terms of age,height and diameter at breast height表3古榕树正常株与衰弱株的生理指标含量比较Tab.3 Comparison of physiological index contents between normal and weakened plants of ancient Ficus microcarpaMDA含量/SOD活性/叶绿素a含量/叶绿素b含量/叶绿素总含量/生长势叶绿素a/b(mol/g)(u/g)(mg/g)(mg/g)(mg/g)正常株23.57 2.70b102.42.80a0.31 0.07a0.20 0.09a0.51 0.16a1.740.46a衰弱株33.712.73a81.61 3.63b0.24 0.06a0.14 0.11a0.39 0.17a2.391.31a注：表中不同小写字母表示，在P0.05时，达到显著差异。4讨论与结论4.1海南省古榕树呈集群分布研究结果表明，经度对古榕树的分布影响不大，纬度对古榕树的分布有显著影响。榕树喜疏松肥沃的微酸性土壤和湿润的气候，这类立地和气候有利于榕树生长气生根，而在碱性土壤中则生长不良2 4此次共记录到海南省古榕树37 15株，呈集群分布，主要集中分布在海南北部偏西的区域，在海口、澄迈、临高、文昌西部和詹州中、北部,海口市和临高县分布株数最多，占总株数的48.7%，这些区域的土壤均以砖126第3期林业资源管理红壤为主,砖红壤为酸性土壤2 5,古榕树分布的区域与砖红壤的分布区域几乎一致。海南省降水主要由来自东部太平洋形成的水汽，北部地势低，降水相对比较均匀；中部、南部地势高，由于从东部升起的水汽受到五指山等山脉阻挡，西部、南部区域的詹州西部、昌江、东方、乐东和三亚等地，降水不太均匀，特别是冬季和春季比较干旱、日照时长较长，气温相对较高，因此,这些区域的古榕树分布密度相对较小；尽管中部与东部气候也比较湿润，但分布的砖红壤较少，古榕树分布密度也较小，这表明砖红壤可能是影响古榕树分布的重要因素之一4.2海南省古榕树分布与保护受风俗文化、生活、经济和微环境影响乡村是海南省古榕树的主要分布地，分布的古榕树占总株数的9 2.8 4%。此结果应该与受到风俗文化的影响有关。海南北部有较多的神庙和宗祠，这些场所周围通常具有自然分布或者人工种植的古榕树。魏丹等5 的研究表明，广东榕属古树分布主要集中在村落和寺庙宗祠，潮汕地区是榕树主要的分布地。海南北部一带的风俗文化与潮汕地区一样,基本是闽南文化，其古榕树得以较好保存。海南夏天气温高，榕树树冠大而浓密，树下通常是村民中午乘?聊天的好地方，这也是古榕树得到较好保护的原因之一。从经济条件看，海南北部的经济比中部、西部、南部好，这与广州2 6 、深圳6.2 7 、香港2 8 的古树资源得到较好保存的结果较为一致。本研究结果表明，古榕树与所处微环境的近自然程度呈极显著正相关，反映了区域土地利用性质也是影响海南省古榕树空间分布的关键因素之一。4.3古榕树的广泛分布与其生物学特性有关本研究结果表明，海南古榕树占全省古树数量的38.4%。相关学者对深圳、东莞和香港的古树资源的研究结果表明，在这些区域，古榕树占古树的最大或较大比例,这可能与该物种自身的生物学特性有关18.9-1。榕树在适合的环境下，易生长气生根，其气生根不断地往下伸长，逐渐变成支柱根和吸收根，既可以支撑树体减少台风等影响，又可以吸收更多的养分与水分，使树体扩大，寿命延长。4.4海南省古榕树树高与树龄间关系本研究结果表明，海南省古榕树的树龄、树高和胸径均呈正态分布，若有较好的模拟方程，利用生长模型来测算榕树的树龄，既有利于古榕树的鉴定，也有利于最大限度保护古榕树的后备资源。相关性分析表明，树龄与胸径之间不存在相关性，但树龄与树高之间存在极强的相关性，对所有记录到的古榕树进行拟合，结果表明，逻辑斯蒂模型y=1.369/(1+7.053e-2.852*）,R=0.998适用于表示古榕树的树龄与树高间的关系。该拟合结果与陈森等32 对广西南宁8 0 株榕树胸径和年龄进行拟合的结果不同，表明不同区域的古榕树受到不同的光、温、水、气、热等条件的影响，会产生不同的模拟结果，同时，受树体周围环境和生长竞争的影响也会形成相同胸径树木的树龄差异或相同树龄的树高差异。因此,通过模拟鉴定古榕树的树龄存在局限性，需限定在一定的适用（区域）范围。4.5衰弱与正常古榕树的生理指标差异叶绿素是植物光合作用的重要组成物质，叶绿素含量与植物衰老呈负相关3-35。李庆等36 研究七叶树（Aesculus chinensis），以及汤跳华等37 研究银杏（Ginkgo biloba）、樟（Cinnamomum camphora）和广玉兰（Magnoliagrandiflora）的结果均是正常株的叶绿素含量高于衰弱株，与本研究古榕树正常株的叶绿素a含量、b含量和总含量均高于衰弱株的结果有相似之处，但本研究未到达显著差异，可能是各树种衰老程度不同所致。研究表明，植物衰老过程中抗氧化酶(SOD等)活性降低,MDA含量增加35。本研究结果显示，海南省古榕树正常株的叶片SOD活性显著高于衰弱株，但衰弱株的MDA含量显著高于正常株，表明古榕树SOD活性随着树龄的增大而减小，MDA含量随着树龄的增大而增加。何英姿等38 的研究表明，古白皮松（Pinus bungeana）衰弱株的叶片SOD活性下降，MDA含量上升，这与本研究的结果一致。由此可见,SOD活性和MDA含量可作为判断古树衰老的生理指标。参考文献：1 全国绿化委员会办公室.中国最美古树【M.北京：国土绿化,2 0 16.2赵忠.古树保护理论与技术M.北京：科学出版社，2 0 2 1.【3全国绿化委员会办公室.古树名木复壮养护技术和保护管理办法M.北京：中国民族摄影艺术出版社，2 0 13.127林玲等：海南容树资源与生长特征研究第3期【4张亚敏.第二次全国古树名木资源普查结果公布J.国土绿化,2 0 2 2(9):16 -17.5】魏丹，代色平.广东榕属古树分布及历史文化研究J.广东园林,2 0 2 2,44(6):2 -5.6洪文君，叶永昌，张浩.香港古树名木资源特征与分布格局J.广东园林，2 0 2 1,43（1）：56-59.7 邹嫦，康秀琴,罗开文.广西北海市古树名木资源特征分析J.林业资源管理，2 0 17（3）：12 8-132.【8 张昌达.海南省古树名木资源现状及保护问题探究J.南方农业,2 0 19,13(2 0)7 7-7 9.【9 陈赛赛，李社宣，张明娟.国内外古树研究进展J.中国城市林业,2 0 2 2,2 0(3)：147-152.【10 杨清云，薛春泉，江建发，等.广东省古树名木资源现状及保护利用探讨J.广东林业科技，2 0 0 4（3）：46-49.11黄茂根.福建沙县名木古树资源调查研究J.安徽农学通报，2018,24(12):61-64.12邱族周,胡希军，钱惠，等.新田县古树名木资源组成和空间分布特征分析J.中南林业科技大学学报，2 0 2 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