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古樹保護的生物學(xué)基礎(chǔ)

2015-10-14


一、古樹的生物學(xué)特征
  我國的古樹資源分布廣泛,,但平原地區(qū)由于生境類型較少,,種類和數(shù)量均不如山地為多。另外,,由于佛教在我國流傳已久,,寺院、廟宇遍布各地,,古樹的集中分布大多在古剎勝跡之地,,如河南少林寺、登封中岳廟,、北京的潭柘寺,、陜西勉縣的武侯祠等。生產(chǎn)經(jīng)濟活動頻繁的村莊路旁和居民院宅之中,,古樹通常是被人們尊為“風(fēng)水樹”而被保留下來,,有的甚至被奉為“神木”、頂禮膜拜,。當(dāng)然也有許多生長在人跡罕至的深山涉世千百年的古樹,,有待我們?nèi)ふ野l(fā)現(xiàn)。
(一)古樹的生物學(xué)特點
  至今我們了解的古樹,,大多是松柏類,、銀杏這類裸子植物,,闊葉樹種相
  對較少,、且集中在少數(shù)的科屬中,,顯然能在一地生長千百年而不衰的這類古樹,是與其獨特的生物學(xué)特性及環(huán)境條件有著密切關(guān)系的,。
  1,、根系發(fā)達。 古樹多為深根性樹種,,主側(cè)根發(fā)達,,一方面能有效地吸收樹體生長發(fā)育所需的水分與養(yǎng)分,另一方面具有極強的固地與支撐能力來穩(wěn)固龐大的樹體,,只有根深才能葉茂,,古樹也才能延年益壽地生存下去。如河南洛寧縣興華鄉(xiāng)山坡頂部的一株側(cè)柏,,號稱“劉秀柏”,,樹干平臥,主側(cè)根露地1.5m高,,穩(wěn)固地支撐著碩大的樹體,,抗御冬春的干旱多風(fēng);杞縣高陽生長在孤丘上的古樸樹,,盤根錯節(jié),,露根緊包土丘,依然生長繁茂,;桐柏縣確山的北泉寺古銀杏側(cè)根露地延伸,,遠遠超過樹冠的冠幅。黃山迎客松的根系在巖石裂縫中伸展到數(shù)十米遠,,其根系并能分泌有機酸分解巖石以獲得養(yǎng)分,。
  2、萌蘗力強,。 許多古樹種類具有根部萌蘗力較強的特性,,根部萌蘗可為已經(jīng)衰弱的樹體提供營養(yǎng)與水分。如河南信陽李家寨的古銀杏雖然樹干劈裂成幾塊,,中空可過人,,但根際生出多株萌蘗木,長成大樹,,形成了“三代同堂”的叢生壯觀,。有的樹種如側(cè)柏、槐樹,、栓皮櫟,、香樟等,,莖干隱芽壽命長、萌枝較強,,枝條被斷折后能很快萌發(fā)新枝,、更新復(fù)壯,如河南登封少林寺的“秦五品封槐”,,枝干枯而復(fù)蘇,,生枝發(fā)葉,側(cè)根又生出萌蘗苗,,長成現(xiàn)在的第三代“秦槐”,,生生不息。
  3,、生長緩慢,。 古樹一般為慢生或中速生長的長壽樹種,樹體新陳代謝較弱,,消耗少而積累多,,從而為其得以在長期不良的環(huán)境條件下生存,提供了內(nèi)在有利的條件,。
  4,、抗性較強,病蟲害較少,。 古樹多為本地鄉(xiāng)土樹種,,或是業(yè)經(jīng)馴化、已對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件表現(xiàn)出較強適應(yīng)性并對不良環(huán)境條件形成較強抗性的外來樹種,。某些樹種的枝葉還含有特殊的有機化學(xué)成分,,如側(cè)柏體內(nèi)含有苦味素、側(cè)柏甙及揮發(fā)油等,,具有抵抗病蟲侵襲的功效,;銀杏葉片細胞組織中含有的2—乙烯醛和多種雙黃酮素有機酸,常與糖結(jié)合成甙的狀態(tài)或以游離的方式而存在,,同樣有抑菌殺蟲的威力,,表現(xiàn)較強的抗病蟲害能力。
  5,、樹體結(jié)構(gòu)合理,,材質(zhì)強度高。古樹因其生長緩慢,,分枝及樹冠結(jié)構(gòu)合理,;另外木質(zhì)部的密度大、強度高,,因此能抵御強風(fēng)等外力的侵襲,,減少樹干受損的機會,。如黃山的古松、泰山的古柏,,能經(jīng)受山頂常年的大風(fēng),,木質(zhì)部強度高是主要原因之一。
  6,、起源于種子繁殖,。 古樹通常是由種子繁殖而來的實生樹木,,其根系發(fā)達,,適應(yīng)性廣,抗旱,、耐瘠土和抗其他不良環(huán)境條件能力強,,這也是古樹長壽的前提條件之一。
(二)古樹生長的環(huán)境條件
  1,、原生環(huán)境得以很好的保護,。 位于自然風(fēng)景區(qū)、自然山林的古樹名木,,基本是處于比較穩(wěn)定的原生環(huán)境條件下,,對樹體的正常生長極為有利。
  2,、受到人們的刻意保護,。 位于名勝古跡處的古樹名木,如多數(shù)名人故居,、寺院旁的古樹,,因其特殊意義而受到人們的刻意保護,,。
  3,、特殊的立地條件。在原生環(huán)境受到破壞,、且未受到人們刻意保護的情況下,,一些古樹仍能正常生長的原因,是因其生長的立地條件具有特殊性,,如土壤格外深厚,、人獸活動不易干擾、水分與營養(yǎng)條件較好,、生長空間大等,,有利于樹體的良好發(fā)育。
  
二,、古樹名木的衰老與環(huán)境因子
  任何樹木都要經(jīng)歷生長,、發(fā)育,、衰老、死亡的過程,,這是自然界的客觀規(guī)律,,不可抗拒,但是通過探討古樹衰老原因,,可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硌泳徦ダ想A段的到來,、延長樹木的生命,甚至促使其更新復(fù)壯恢復(fù)生機,,卻是完全也可能做到的,。要說明的是,我們這里稱謂的古樹主要是從管理角度上理解的,,百年以上的樹木就可稱為古樹,;但從樹木的生命周期看,相當(dāng)一些長壽樹種在百年樹齡時才進入中年期,,正處于旺盛生長階段,。
  因此這里所述的古樹衰老,主要應(yīng)從生物學(xué)角度上去理解,。樹木由衰老到死亡不是簡單的時間推移過程,,而是復(fù)雜的生理、生命與生態(tài),、環(huán)境相互影響的一個動態(tài)變化過程,,是樹種自身遺傳因素、環(huán)境因素以及人為因素的綜合結(jié)果,。
(一)自然災(zāi)害
  1,、大風(fēng)。 7級以上的大風(fēng),,主要是臺風(fēng),、龍卷風(fēng)和另外一些短時風(fēng)暴,可吹折枝干或撕裂大枝,,嚴重者可將樹干攔腰折斷,,常常是危及古樹的主要因素;而那些因蛀干害蟲的危害,,枝干中空,、腐朽或有樹洞的古樹,更易受到風(fēng)折的危害,。枝干的損害直接造成葉面積減少,,枝斷者還易引發(fā)病蟲害,使本來生長勢弱的樹木更加衰弱,,嚴重時會導(dǎo)致古樹死亡,。
  2,、雷電。 古樹高聳突兀且?guī)щ姾闪看?,遇暴雨天氣易遭雷電襲擊,,導(dǎo)致樹頭枯焦、大枝劈斷或干皮開裂,,樹體生長明顯受損,,樹勢明顯衰弱。故給古樹設(shè)置避雷針,,是古樹名木養(yǎng)護管理的重要措施,。
  3、雨淞,、冰雹,。 雨淞(冰掛),、冰雹是空氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)成冰的自然現(xiàn)象,,一般發(fā)生在4~7月份,這種災(zāi)害雖然發(fā)生幾率較少,,但災(zāi)害發(fā)生時大量的冰凌,、冰雹壓斷或砸斷小枝、大枝,,對樹體會造成不同程度的破壞,,進而影響樹勢。
  4,、干旱,。 持久的干旱,使得古樹發(fā)芽遲,,枝葉生長量小,,枝的節(jié)間變短,葉子因失水而發(fā)生卷曲,,嚴重者可使古樹落葉,,小枝枯死,易遭病蟲侵襲,,從而導(dǎo)致古樹的衰老,。
  5、地震,。 地震這種自然災(zāi)害,,雖然不是經(jīng)常發(fā)生,但是一旦發(fā)生5級以上的強烈地震,,對于多朽木,、空洞,、干皮開裂、樹勢傾斜的古樹來說,,往往會造成樹木傾倒或干皮進一步開裂,。
(一) 病蟲危害
  古樹由于年代久遠,在其漫長的生長過程中,,難免會遭受一些人為和自然的破壞造成各種傷殘,。例如主干中空、破皮,、樹洞,、主枝死亡等現(xiàn)象,導(dǎo)致樹冠失衡,,樹體傾斜,,樹勢衰弱而誘發(fā)病蟲害。但從對眾多現(xiàn)存古樹生長現(xiàn)狀的調(diào)查情況來看,,古樹之病蟲害與一般樹木相比發(fā)生的概率要小得多,,而且致命的病蟲更少。不過,,高齡的古樹已經(jīng)過了其生長發(fā)育的旺盛時期,,開始或者已經(jīng)步入了衰老至死亡的生命階段,如果日常養(yǎng)護管理不善,,人為和自然因素對古樹造成損傷時有發(fā)生,,古樹樹勢衰弱已屬必然,為病蟲的侵入提供了條件,。對已遭到病蟲危害的古樹,,如得不到及時和有效的防治,其樹勢衰弱的速度將會進一步加快,,衰弱的程度也會因此而進一步增強,。北京市園林科學(xué)研究所在上一世紀的八十年代中期,就對北京地區(qū)的古樹開展了系統(tǒng)的調(diào)查和研究工作,,結(jié)果表明,,病蟲害是造成古樹衰弱甚至導(dǎo)致死亡的重要因素之一。如北京地區(qū)的古樹主要以松,、柏,、槐、銀杏,、棗樹等為主,,在古松、古柏上病蟲害的發(fā)生較普遍,影響較嚴重的害蟲大致分為兩類:一類是先期害蟲,,主要有松柏紅蜘蛛,、蚜蟲、松針蚧,、柏毒蛾,、松毛蟲等,這類害蟲分布廣,、繁殖快,、數(shù)量多、為害時間長,,并多發(fā)生危害在干旱,、高溫季節(jié)。由于它們大量地吸收,、消耗樹木的養(yǎng)分,,破壞葉綠體而使古樹失水失綠、黃葉,、落葉等,,古樹若連續(xù)多年受害,就會逐年衰弱下去,;第二類是次期害蟲,,多為寄生性的蛀枝、蛀干害蟲,,主要有柏雙條杉天牛、柏膚小蠧等,,這類害蟲主要危害樹勢嚴重衰弱的古樹,,特別是古樹受到先期害蟲危害或受環(huán)境等因素影響而造成嚴重衰弱時,一旦這些害蟲寄生后,,就會加速古樹的衰老直至死亡,,此時再來搶救就比較困難。因此在古樹保護工作中,,及時有效地控制主要病蟲害的危害,,是一項極其重要的措施。
(二)人為活動的影響
  如上所述大多數(shù)古樹生長在人為活動所及的地域,,由于人類的經(jīng)濟活動改變了其原生的生長環(huán)境,,促使古樹加速衰老過程的進程,一般人為活動的影響表現(xiàn)在以下幾個方面,。
  1.生長條件
  (1)土壤條件對古樹名木生長的影響,。土壤是古樹名木生存生長的重要基礎(chǔ)之一。由于人為活動造成土壤條件的惡劣,,主要在于致使土壤密實度過高,、土壤理化性質(zhì)惡化,,這往往是造成古樹名木樹勢衰弱的直接原因之一。
 ?、偻寥烂軐嵍冗^高,。古樹名木大多生長在城市公園、宮,、苑,、寺廟或宅院內(nèi)、農(nóng)田旁,,一般地質(zhì)土壤深厚,、土質(zhì)疏松、排水良好,、小氣候適宜,,比較適宜古樹名木的生長。但是由于人類活動的延伸,,這些地方已不象早時一般不會受到過多的干擾,。特別是隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高,,旅游已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分,,節(jié)假日中人們涌向城市公園、名勝古跡,、旅游勝地,、古建筑群等地,一些古樹名木周圍的地面受到大量頻繁的踐踏,,使得本來就缺乏耕作條件的土壤,,密實度日趨增高,導(dǎo)致土壤板結(jié),,土壤團粒結(jié)構(gòu)遭到破壞,,通透氣性能及自然含水量降低,樹木根系呼吸困難,,須根減少且無法伸展,;水分遇板結(jié)土壤層滲透能力降低,大部分隨地表流失,;樹木得不到充足的水分,、養(yǎng)分與良好的通氣條件,致使樹木根系生長受阻,,樹勢日漸衰弱,。
  ②土壤理化性質(zhì)惡化,樹木營養(yǎng)失調(diào),。不少公園在追求商業(yè)利益的驅(qū)使下,,在古樹附近開各式各樣的展銷會、演出會或是開辟場地供周圍居民(游客)進行操練,,隨意排放人為活動的廢棄物,,污水造成土壤的理化性質(zhì)發(fā)生改變,一般情況下土壤的含鹽量增加,,土壤pH值增高的直接后果是致使樹木缺少微量元素,,營養(yǎng)生理平衡失調(diào)。
  樹木通過根系從土壤中吸收的無機養(yǎng)分(或葉面追肥),,是其進行正常生長發(fā)育所需營養(yǎng)的主要來源,。但是古樹名木在其生長發(fā)育過程中,一方面由于部分古樹受到不良外界環(huán)境條件(如病蟲害,、干旱,、地震、雷擊,、光照不足,、人為破壞等)的影響,使其生理代謝功能減退,,影響其有機養(yǎng)分的合成,。另一方面,由于土壤的密實與土壤理化性質(zhì)惡化等原因,,使得根系從土壤中吸收必需養(yǎng)分的能力減弱,。再有,古樹長期固定生長在某一地點,,持續(xù)不斷地吸收消耗土壤中的各種必需的營養(yǎng)元素,,在得不到營養(yǎng)的自然補償以及定期的人工施肥補償時,常常形成土壤中某些營養(yǎng)元素的貧缺,,致使古樹長期處于缺素條件下生長,促使其生理生化的改變和失調(diào),,而加速了古樹的衰老,。
  (2)水分條件對古樹名木生長的影響,。古樹名木大多生長在殿堂,、寺廟或地勢高燥之處,幾乎處于一種自生,、自長,、自滅的環(huán)境中,很少進行人為的施肥與灌水,其生長所需水分,,更多的是依賴于自然降水,。然而在公園、名勝古跡點,,由于游人增多,,為了方便觀賞,在樹干周圍用水泥磚或其他硬質(zhì)材料進行大面積鋪裝,,僅留下較小的樹池,。鋪裝地面平整、夯實,,加大了地面抗壓強度,,既造成了土壤通氣性能的下降,也形成了大量的地面徑流,使根系無法從土壤中吸收到足夠的水分,。致使古樹根系經(jīng)常處于透氣,、營養(yǎng)與水分極差的環(huán)境中。
 ?。?)生長空間對古樹生長的影響,。有些古樹名木生長在建筑物的周圍,古樹與建筑物相鄰一側(cè),,由于建筑物墻體的阻擋而使枝干生長發(fā)生改向,,向外側(cè)和上方發(fā)展。隨著樹木枝干的不斷生長,,久而久之就會造成大樹的偏冠,,樹齡越大,偏冠現(xiàn)象就越發(fā)嚴重,。這種樹體的畸形生長,,不僅影響了樹體的美觀,更為嚴重的是造成樹體重心發(fā)生偏移,,枝條分布不均衡,,如與冰雹、雨淞,、大風(fēng)等異常天氣,,在自然災(zāi)害的外力作用下,常使枝葉折損,,大枝折斷,,尤以陣發(fā)性大風(fēng),對高大樹木破壞性更大,。
  2.環(huán)境污染,。人為活動造成的環(huán)境污染,,直接和間接地影響了植物的生長,古樹由于其高齡而更容易受到污染環(huán)境的傷害,,加速了其衰老的進程,。
  (1)大氣污染對古樹名木的影響和危害,。當(dāng)大氣中的煙塵,、二氧化硫、氮氧化物,、氟化物,、氯化物、一氧化碳,、二氧化碳,,以及噴灑農(nóng)藥和汽車排放的尾氣等有毒氣體通過葉片進入樹木體內(nèi)后,在樹木體內(nèi)累積,,使生物膜的結(jié)構(gòu),、功能以及酶的活性等受到破壞,進而影響其生理代謝功能,,尤其是影響光合作用和呼吸作用的正常進行,,從而使樹木的生長發(fā)育受到抑制。其主要癥狀為:葉片卷曲,、變小,、出現(xiàn)病斑,春季發(fā)葉遲,,秋季落葉早,,節(jié)間變短,開花,、結(jié)果少等等,。
  (2)污染物對古樹根系的直接傷害,。有毒氣體,、工業(yè)及居民生活污水的大量排放,使一些病原菌及Pb,、Hg,、Cd、Cr,、As、Cu等重金屬,,F(xiàn)—,、酸,、堿、鹽類物質(zhì)進入土壤,,造成土壤的污染,。對樹木造成直接或間接的傷害。這些有毒物質(zhì)對樹木的傷害,,一方面表現(xiàn)為對根系的直接傷害,,如根系發(fā)黑、畸形生長,,側(cè)根萎縮,、細短而稀疏,根尖壞死等,,另一方面,,表現(xiàn)為對根系的間接傷害,如抑制光合作用和蒸騰作用的正常進行,,使樹木生長量減少,,物候期異常,生長勢衰弱等,,易遭受病蟲危害,,促使或加速其衰老。
  3.直接損害,。古樹名木在其生長發(fā)育過程中,,除受到自然災(zāi)害、病蟲害,、環(huán)境污染等方面的影響和危害外,,還常遭到人為的直接損害,主要有:在樹下擺攤設(shè)點,;在樹干周圍亂堆東西(如建筑材料:水泥,、沙子、石灰等),,特別是石灰,,遇水產(chǎn)生高溫常致樹干灼傷,嚴重者可致其死亡,。在有些名勝古跡或旅游點的古樹名木,,樹干遭到個別游客的亂刻亂畫,或在樹干上亂釘釘子,;在農(nóng)村,,古樹成為拴牲畜的樁,樹皮遭受啃食的現(xiàn)象時有發(fā)生,;更為甚者,,對妨礙其建筑或車輛通行等原因的古樹名木,,不惜砍枝傷根,致其死命,。由于高齡古樹的生長勢減弱,,傷口的愈合十分緩慢,因此這些人為的直接傷害,,是構(gòu)成對古樹生命威脅的主要因素,,而這類影響有時不是一朝一夕就能發(fā)現(xiàn)的,但一旦出現(xiàn)生長受阻的情況,,再要恢復(fù)就困難了,。

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