古树健康诊断的复壮措施及效果评价指标1)
时间：2022-12-02 15:45:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
徐婷 刘丹殷秀强 党兴强 姜莉华井琪 丁平 仝伯强
(山东省林草种质资源中心，济南，250102)(山东高速光合园林有限公司)(山东省林草种质资源中心)
古树经过漫长时间和自然选择，具有丰富的历史内涵和独特的遗传基因，在自然界中具有不可替代的地位[1-2]。由于古树受生理机能衰退、旅游业发展、城市快速扩张、极端天气增多、管理粗放等内外部因素的双重影响，部分古树长势渐弱，出现树干中空腐烂、土壤营养不足、枝叶稀疏枯萎、根系老化、病虫害严重等现象，处于濒危甚至死亡的状态[3-5]。因此，对古树进行健康诊断，采取对应的抢救复壮措施尤为重要。近年来国家林草部门高度重视古树的保护工作，组织开展了全国性的古树资源普查工作，并出台了古树名木保护复壮技术规程，古树抢救复壮的试点工作也在积极推进中，各地市及有关管护单位也在积极探索古树保护的相关技术与方法。国内外对于古树的健康诊断及复壮方面的研究已较为成熟，在古树健康诊断方面，国外提出的方法有目视法、视觉诊断法、超声波检测法等[6-8]。国内提出了层次分析法、图像分析法、专家咨询法、数学筛选法等[9-11]。古树复壮方面，国外在土壤改良、病虫害防治、树洞修补等方面进行了深入研究[12-13]，国内各省市先后颁布了古树名木保护相关政策、法规和规范，如北京市质量监督局所发布的《古树名木日常养护管理规范》、《古树名木保护复壮技术规程》等。对于古树复壮效果的评价方法主要有图片对比法[14]和定量评价法，定量评价指标目前主要有枝生长量、单位土壤根尖的数量、土壤养分质量分数等[15]，对于效果评价指标的选择缺乏统一的标准。
本文基于山东省古树名木抢救复壮试点工作，对古树进行实地调查，从形态特征、土壤质量和枝叶生长量等方面对古树进行了健康诊断，确定了相应的复壮措施，并从土壤质量、根系状况、枝叶生长状况以及图像资料等方面选取了复壮效果评价指标，结合实践总结出操作注意事项，为古树复壮及效果评价提供有力的技术支持。
1.1 材料
本文基于第二次全国古树名木普查工作成果，对山东省内古树名木的树种、生长势、生长环境等信息进行了汇总分析，从中筛选出10株长势衰弱或濒危的一级古树作为抢救复壮试点样树，涵盖树种有侧柏(Platycladusorientalis)、国槐(Styphnolobiumjaponicum)、银杏(Ginkgobiloba)和青檀(Pteroceltistatarinowii)(见表1)。
1.2 评价指标的测定方法
于2019—2020年对古树进行了现场健康诊断，调查记录了古树的形态特征、土壤质量、枝叶生长量等方面的数据。
表1 古树基础信息汇总表
古树形态特征的测定，主要靠现场观察及走访两种手段，详细记录古树树洞、支撑、枯枝、病虫害、竞争木等方面的详细情况。
土壤质量通过测量土壤营养成分、土壤pH值以及土壤紧实度进行分析[16]。土壤样品采集于古树东西南北4个方位树冠投影范围附近，每株古树设4个取样点，取样深度0～60 cm，利用四分法混合制成一份土样，土样过筛后进行土壤营养成分、土壤pH值的测定。碱解氮质量分数采用凯式定氮法测定；
有效磷质量分数采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；
速效钾质量分数采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定；
有机质质量分数采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；
土壤pH值采用电位法测定。土壤紧实度采用紧实度仪(美国SPECTRUM SC-900)在古树东西南北四个方向分别测定并取平均值。参照森林土壤调查技术规程和全国土壤养分分级标准(见表2)对测定结果进行分级[17-18]。
表2 土壤养分等级标准
枝叶生长量包括测量同一分枝生长量和平均新梢生长量。在古树树冠的阳面和阴面，于上层、中层、下层分别选取3条标准枝，即共12条标准枝并作标记，并于生长季结束期利用游标卡尺和卷尺分别测量标准枝新梢的基径和长度，取平均值作为古树的平均新梢生长量，并对每条标准枝的基径和长度进行测量，取平均值得出同一分枝生长量。
根据测定的数据，对古树健康状况进行诊断，分析古树衰弱的表现及具体原因，并根据一树一策原则，经过专家论证，逐株确定相应的抢救复壮措施，针对制定的复壮措施从土壤质量、根系状况、枝叶生长状况以及图像资料等方面选取合适的复壮效果评价指标和具体的操作方法。
2.1 健康诊断结果
2.1.1 形态特征
由表3可知，7株古树出现主干中空的情况，8株古树患有病虫害，7株古树生长受竞争木制约，10株古树均出现不同程度的枯枝枯梢。总体来看，10株古树健康状况堪忧，且衰弱情形各异。导致树势衰弱的原因主要有以下三点：一是由于树龄较大，古树生理性衰退，引发树干中空腐烂、枯枝枯梢、病虫害等现象。二是由于人为因素，包括游客踩踏、管护不够等造成古树土壤板结、生境变差。三是恶劣天气影响，如旱灾、洪水、雷劈等导致古树劈裂、枝干烧毁。
2.1.2 土壤质量
由表4可知，碱解氮质量分数为29.83～137.92 mg/kg，除侧柏01、侧柏02、青檀01和青檀02等4株古树所在的土壤碱解氮达标(90 mg/kg)外，其余6株古树生长点碱解氮均有不同程度的缺乏；
有效磷质量分数为16.25～61.67 mg/kg，均达到了标准值(10 mg/kg)；
速效钾质量分数为143～711 mg/kg，均达到了标准值(100 mg/kg)；
有机质质量分数为11.52～43.38 g/kg，仅国槐02和银杏02所处土壤有机质达标(20 g/kg)，其余8株古树生长点的有机质均处于缺乏状态。总体来看，10株古树所处土壤中普遍缺乏碱解氮和有机质，有效磷和速效钾较充足。个体间土壤营养成分差异较大，多为灌溉、施肥、管理水平等多种因素作用的结果。
表3 古树形态特征汇总表
土壤pH值在6.27～8.49，整体偏碱，这是由于我国土壤南酸北碱的特点决定的。土壤偏酸或偏碱，都会在不同程度上降低土壤养分有效性，从而影响植物生长；
10株古树中有8株古树土壤pH值超过7.7，pH值最高点为侧柏03(8.49)，会明显抑制植物生长。只有侧柏01处的土壤pH值处于中性，达到基本要求。
古树土壤紧实度普遍较高，且随着深度增加而增大，原因主要有两点，一是人为因素，主要包括踩踏、工程建设等；
二是自然因素，包括土质、气候等。其中国槐01所处地点由于土壤中建筑垃圾较多，探针无法穿入，缺少测量数据。同株古树土壤紧实度总体表现为上层土壤低于下层土壤，银杏01生长点处下层土壤紧实度低于上层土壤的原因在于将表层土壤换成了黄沙，加上游客踩踏，导致上层黄沙紧实度增加。
表4 各样树的土壤质量
2.1.3 枝叶生长量分析
同一分枝生长量与平均新梢生长量的表现趋势基本一致(表5)。按个体分析，同一分枝生长量中基径生长量9.06～24.17 mm，其中银杏01最大，国槐02次之，侧柏03最小；
长度生长量50.82～198.9 cm，其中银杏02最大，银杏01次之，侧柏01最小。平均新梢生长量中的基径生长量1.08～5.25 mm，其中银杏02最大，国槐02次之，侧柏02最小；
长度生长量5～29.42 cm，其中银杏02最大，银杏01次之，青檀02最小。
按树种分析，同一分枝生长量中基径生长量表现为银杏>国槐>侧柏>青檀，长度生长量表现为银杏>国槐>青檀>侧柏；
平均新梢生长量中的基径生长量表现为银杏>国槐>青檀>侧柏，长度生长量表现为银杏>国槐>侧柏>青檀。综上，银杏生长最快，其次为国槐，青檀和侧柏生长最慢。
表5 枝叶生长量
通过调查分析，枝叶生长量受多方面因素的影响，除了树龄之外，生长环境、管护水平、树种特性等也会对枝叶生长量产生一定影响。
2.2 古树复壮措施的确定
由于引起古树长势衰弱的因素多样，所以抢救复壮措施应针对具体的衰弱情况来决定。本文基于古树的健康诊断结果，经过专家论证，最终逐株制定了抢救复壮措施(见表6)。
2.3 复壮效果评价指标
在查阅相关文献资料的基础上，结合古树实地观测数据以及复壮方案，筛选出最能反映复壮效果的指标，经专家论证，形成针对不同复壮措施的古树复壮效果的评价指标体系。指标分为地上和地下两部分，包括5个一级指标、11个二级指标，并结合实际操作经验，总结出简单实用的检测方法(表7)。
表6 古树复壮措施
表7 古树复壮效果评价指标及检测方法
(1)古树健康状况的初步诊断。10株古树形态特征均出现不同的衰弱情况，其中主干中空、患病虫害、有竞争木的情况居多。土壤营养成分方面，有效磷和速效钾质量分数均达标，6处土壤缺乏碱解氮，仅2处土壤有机质质量分数达标。土壤整体偏碱，其中8株古树土壤pH值对植物生长产生明显抑制作用。古树土壤紧实度普遍较高。古树同一分枝生长量与平均新梢生长量的表现趋势基本一致，其中银杏生长最快，其次为国槐，青檀和侧柏生长最慢。
(2)土壤pH值影响土壤营养成分的有效性，随着pH值增大土壤碱解氮的供应会降低[19-20]，本研究除青檀01、青檀02和侧柏02在采样前施用氮肥导致碱解氮质量分数偏高外，其他古树均反映相同的结论。另有研究表明，pH值越大古树长势越差[21]，本研究中未得出类似结论，主要原因是所选样树的管护水平差异较大，缺乏对比性，无法准确反映pH值对长势的影响。
(3)古树树龄对古树的长势影响较大，研究表明古树树龄与胸围和冠幅存在较大正相关[22]，与本研究结果一致，本研究中除侧柏03由于树冠枯死严重导致冠幅表现异常外，其余同树种古树的胸径与冠幅均随着树龄的增加而增大。另有研究表明，古树生长状况与树龄无显著相关性[23]，本研究也得出了相同结论，如银杏01树龄最大为4 000年，但其枝叶生长量水平来说优于其他古树。
(4)根据诊断结果，分析了衰弱的原因，并针对衰弱情况确定了相应的复壮措施，对古树的抢救复壮的具体实施具有一定的指导作用。并从土壤质量、根系状况、枝叶生长状况、结实情况以及图像资料等方面选取了评价了古树复壮效果的定量和定性指标，各指标间相互补充，数据易获取，可操作性强。
(5)古树名木的健康受诸多内外在因素的影响，健康诊断难以穷尽全部因素，加之调查季节及其他条件的限制，本文对古树健康的诊断数据搜集不够全面，缺乏根系生长情况、叶片营养成分以及结实情况的数据[24]，诊断结果受主观因素影响较大，今后将进一步改进和完善诊断方法(加强定性指标数量化，应用无人机遥感技术[25-26])，增强诊断结果的客观性。
(6)本文提出的古树复壮措施是针对不同的衰弱情况制定的，并未考虑不同树种的特性，今后将结合实践，构建针对特定树种的古树复壮方案以及效果评价指标体系，不断提高古树抢救复壮方案的针对性。
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