细叶榕年轮鉴定法树龄鉴定研究与应用
温小凡，梁明健，林锦伟（广州广检建设工程检测中心有限公司，广东广州510405）
摘要：细叶榕作为一种常见的古树类型，其独特的‘气生根’繁殖方式，增加了树龄鉴定工作难度。为了统计广州花都区野生细叶榕数量与树龄分布，在广州市花都区炭步镇塱头村开展实地调查。采用CO100树木生长锥进行钻芯取样，利用Lintab年轮分析仪读取榕树样品的年轮生长量，并计算出最终的校正树龄，交叉定年法确定树木年代学表。本研究对古榕树资源树龄鉴定和分级保护有较大的参考作用。
古老的树林无疑是一座宝藏，记载着地球上各个时期的生态演进，拥有极其宝贵的物质财富，也成就了一段永恒的历史。它们无疑是一个时代、一座城市的标志[1]，它们反映出当时的气候、环境、生物、地形等的发展脉络，成就了“活文物”“活化石”这一传奇。这些植物都拥有自己的独一无二的特质，是中华民族的宝贵财富，因此，必须加强对这些植物的保护，为实现绿色发展的目标提供坚实的基础。
树龄是对古树名木定级的重要指标，树龄鉴定的准确性直接关系到古树分级和后续系列保护措施的制定。当前，识别树木的技术多种多样，例如：文献研究、采访评估、针刺仪测量、年代学检测、CT扫描和碳-14测定[2]。正确地运用这些技术，可以更加精准地识别出古老的树木，从而提高识别的精度。诸多研究表明，树木的树龄与年轮存在很大的相关性[3-5]。与其他方法相比，年轮鉴定法检测树龄具有理论成熟、检测直观、数据稳定、可操作性强的特点。
研究表明，华南地区拥有丰富的桑科榕属（Ficus）古树资源，其中以广东榕属古树的数量最多[6]，达到29.1%，成为当地的重要代表。榕树具有独特的生殖方式（气生根繁殖），榕树的气生根交错，气生根往往会代替榕树的主干，增加了古榕树的树龄鉴定工作难度。本研究在广州市花都区炭步镇塱头村开展了大榕树的实地调查和取样等工作，利用年轮鉴定法科学鉴定榕树树龄，对古榕树资源树龄鉴定和分级保护起到了一定的示范作用。
1年轮鉴定法检测原理
1.1树木年轮分析
年轮，也称为生长轮，是由多年积累的同心圆纹组成的结构。年轮鉴定法是指根据树木主干横截面上年轮的数目来推测树龄的方法。当一棵树的半径小于或等于其生长锥的长度（r＜L）时，可以通过从其2个不同的方向抽取2个芯样来测量它的年龄。当一棵树的半径超出其生长锥的直径（r＞L）时，使用生长锥来抽取样本，并使用交叉定年法来估算样本的树龄。将根据周围相似的树的生长情况，来计算出它剩下部分的树龄。2棵树的平均寿命就是鉴定的树龄（见图1）。
通过使用年轮分析，可以更加准确地估算一棵树的年代。这种技术的优势是：它的分辨率很高，而且结果持久、可靠。此外，还非常容易操作，并且可以通过与传统的抽样方法（如选择标准树）的结合来实现。通过这种技术，可以更好地了解该地区的森林环境，并从中提供更多的信息。由于一年之内的气温波动可能不定，这可能导致出现虚拟年轮的情况，因此，使用这种方式来估算树木的年代仅仅是一个参考。
1.2交叉定年分析
20世纪初，美国的A.E.Douglasss博士首次提出了一种新的方法，即基于年轮宽度的同步变化，结合树木年龄的测量[7]，可以精确地推断出年轻植物的年龄，这就是所谓的交叉定年[8-9]。通过使用骨架图法，可以精确测量树木的年龄。这种方法通过将许多具有类似年龄的叶片组合在一起来创建一个图像，从而实现对整个树木的精确测量。目前，COFECHA和TSAP等交叉定年软件都被广泛应用。TSAP（COFECHA）（20世纪70年代末），在1991年由德国的RichardHolmes首次提出，它基于生物学原理，采用特殊的步长，能够实现对年轮的精确测量，包括年轮宽度、交叉定年、年表的构造、年龄的记录，而且比COFECHA更加精准、更加有效。TSAP可以利用多个样本之间的相似度，以及它们在特定时间段内的平均值，对样本进行精确的年代测量。
树木年轮学的核心研究内容之一便是年轮宽度，它不仅是进行交叉定年的基础，更是构建年表的重要依据。因此，精确地测量年轮宽度对于保证交叉定年的质量至关重要，而且还可以帮助人们更好地理解树木的生长发育历史，从而更好地预测它们的变化趋势。树木年轮宽度和交叉定年是一项极其烦琐而又复杂的任务，但只要拥有正确的测量仪器，就能够显著减少测量时间。
2应用实例
2.1地理位置及生态状况
本次调查主要统计了广州花都区野生细叶榕数量与树龄分布。细叶榕树样本来自广州市花都区，位于广州市的北部，东经112°57′~113°28′，北纬23°15′~23°37′。这里的地形呈现出从东北到西南的阶梯状下降，北部多为丘陵，常年气温在10~30℃之间，降水充足，非常适合热带和亚热带植物的生长，植被茂盛。2016年，广东省对花都区的古树名木进行了普查，共发现了554株被挂牌保护的古树，其中桑科榕属古树占比最高，达到了41.70%[5]。广州地区气候温和，且榕树属于速生树种，有着正常的生长周期，年轮比较显著，适合采用年轮分析法对树龄进行鉴定。
2.2现场采集和鉴定仪器
树木年轮分析鉴定需要使用到的主要仪器及参数见表1。使用Lintab树木年轮分析仪（配备TSAP-Win分析软件）获取准确的年轮信息，进行图像分析。使用树木生长锥获得植物的生长信息是非常重要的。根据植物的大小，选用表1中列出的合适的各种类型的测量仪。三线螺纹式结构特别适用于材料柔韧的树种，两线螺纹式使用寿命更长。GPS定位仪和指南针用于测定取样树木的具体位置方位；40m皮尺测量树木胸径；50mm皮尺粗略测量取样长度。
2.3年轮鉴定法流程
研究所选取的细叶榕高8m、冠幅11m，位于广州花都区炭步镇塱头村，与周边建筑物和乔木距离较远，可以有效避免遮挡对树体的微气候环境的影响。2.3.1取样。细叶榕树的气生根很多，常对主干形成环抱。但只有主干的生长年限最长，直径越大，年轮越清晰，越能反映其生理树龄，在目标树木主干上采用生长锥距离地面0.5~1.0m高度的适宜部位钻取样本。选用CO100树木生长锥，在树木2个方向进行取样。取样数据见表2，取样长度平均为10cm，取样后对样本密封保存，并用木屑封堵树孔，确保树木能够快速生长修复。
2.3.2样品处理。为使榕树的年轮痕迹显示清晰，更加方便从年轮图像中获取有价值的信息，将采集来的木芯样品用小刀及砂纸打磨抛光，直至样品木芯表面发光、发亮，使其在显微镜下可清晰分辨年轮。
2.3.3使用Lintab树木年轮分析仪进行年轮分析。将经过打磨处理的样品置于载物台上，调节显微镜旋钮将焦点对准样品，使样品在显微镜下可清晰成像，利用TSAP-Win分析软件测量窗口，对其年轮数进行分析。TSAP-Win分析软件根据木芯样品上的年轮图像分析出该段的年轮数，自动将测量到的年轮数据添加到SampleStack中并绘制出校正树龄分布的数据图。根据公式（1），计算出校正树龄：Y=rA/2ι（1）式（1）中，Y为树木的校正树龄，r为除去树皮厚度的木质部半径，ι为木芯的长度，则A为该木芯上读取到年轮数。
2.3.4交叉定年确定树木的最终树龄。常识认为，树木的年轮一圈就代表一年，但事实上，树木的年轮并不是每年都能形成。环境和气候对树木年轮的影响很大，有可能形成“伪轮”“缺轮”。为了确定“伪轮”和“缺轮”的树龄，必须通过比较它们生长的环境、年轮样本以及它们之间的交叉验证来排除任何不准确的信息，以此来确定它们的相对年轮。通过交叉定年，可以使用表格数据或者数学图形来进行精确测量，建立一个年代学表，为日后的研究和分析提供便利（如图2）。依照此方法，鉴定出位于广州市花都区炭步镇塱头村的细叶榕树龄见表2。本次实地调查中S44树龄为94年的细叶榕，基部树围达到822cm，原主干基径部位已经空心，气生根已代替主根生长，其实际树龄可能大于94年，存在一定的误差。
3结论及建议
本次研究利用年轮分析法对广州市花都区细叶榕的树龄进行了调查鉴定。采用CO100树木生长锥进行树木钻芯取样，采用Lintab树木年轮分析仪对样本进行分析，无需钻至木芯处，可降低生长锥对榕树造成的伤害。截取树木生长稳定期的年轮芯样段，并通过校正公式得到了较高精度的树龄鉴定结果。
结果表明，使用Lintab树木年轮分析仪进行年轮分析的优点在于方便快捷、操作灵活，但TSAP-Win分析软件对木芯样品的打磨质量要求很高，对于缺失轮（或伪轮）较多、年轮宽度十分狭窄、变色较多的木芯样品，定年有一定的困难，需要在实体显微镜下多次观察核对，多次测量校正，才能确保测量值的准确性。
使用年轮鉴定法能较准确地计算出树木的树龄，具有较高的实用价值和广阔的应用前景。但由于不同立地条件、生长环境和品种的树木长势有所差异，尤其是百年以上较大树龄的古树，随着主干心的腐朽气生根已代替其生长，需参考多方面的信息对树木年龄进行判定。鉴定古树树龄时，对于不适合线性方程推测的，可结合实地调查与访问最终判定古树树龄。
树龄鉴定是一门综合性学科，涉及到树木学、生态学、气候学、地质学等多个领域。在实际操作过程中，要求技术人员熟练掌握扎实的专业知识和丰富的技术经验，加强专业技术人员培养的同时，多搭建交流平台，进行多学科的交流，综合提升技术人员的树龄鉴定水平，为森林资源的保护和管理提供更加科学可靠的依据。同时利用科学手段探讨和总结细叶榕树龄鉴定的方法，有利于今后对细叶榕资源进行合理保护利用和科学研究，为建立细叶榕树龄无损伤鉴定的方法奠定基础。综上，本研究对广州花都区野生细源的可持续发展具有重要的理论与实际意义。
