古樹保護(hù)的生物學(xué)基礎(chǔ)

2015-10-14

一、古樹的生物學(xué)特征
　　我國(guó)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(guó)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(jì)活動(dòng)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(lái)，有的甚至被奉為“神木”、頂禮膜拜。當(dāng)然也有許多生長(zhǎng)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(diǎn)
　　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(duì)較少、且集中在少數(shù)的科屬中，顯然能在一地生長(zhǎng)千百年而不衰的這類古樹，是與其獨(dú)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(dá)。古樹多為深根性樹種，主側(cè)根發(fā)達(dá)，一方面能有效地吸收樹體生長(zhǎng)發(fā)育所需的水分與養(yǎng)分，另一方面具有極強(qiáng)的固地與支撐能力來(lái)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(hào)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(yáng)生長(zhǎng)在孤丘上的古樸樹，盤根錯(cuò)節(jié)，露根緊包土丘，依然生長(zhǎng)繁茂；桐柏縣確山的北泉寺古銀杏側(cè)根露地延伸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(yuǎn)，其根系并能分泌有機(jī)酸分解巖石以獲得養(yǎng)分。
　　2、萌蘗力強(qiáng)。許多古樹種類具有根部萌蘗力較強(qiáng)的特性，根部萌蘗可為已經(jīng)衰弱的樹體提供營(yíng)養(yǎng)與水分。如河南信陽(yáng)李家寨的古銀杏雖然樹干劈裂成幾塊，中空可過(guò)人，但根際生出多株萌蘗木，長(zhǎng)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(zhǎng)、萌枝較強(qiáng)，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(zhǎng)成現(xiàn)在的第三代“秦槐”，生生不息。
　　3、生長(zhǎng)緩慢。古樹一般為慢生或中速生長(zhǎng)的長(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng)，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(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件表現(xiàn)出較強(qiáng)適應(yīng)性并對(duì)不良環(huán)境條件形成較強(qiáng)抗性的外來(lái)樹種。某些樹種的枝葉還含有特殊的有機(jī)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(xì)胞組織中含有的2—乙烯醛和多種雙黃酮素有機(jī)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(qiáng)的抗病蟲害能力。
　　5、樹體結(jié)構(gòu)合理，材質(zhì)強(qiáng)度高。古樹因其生長(zhǎng)緩慢，分枝及樹冠結(jié)構(gòu)合理；另外木質(zhì)部的密度大、強(qiáng)度高，因此能抵御強(qiáng)風(fēng)等外力的侵襲，減少樹干受損的機(jī)會(huì)。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(qiáng)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(lái)的實(shí)生樹木，其根系發(fā)達(dá)，適應(yīng)性廣，抗旱、耐瘠土和抗其他不良環(huán)境條件能力強(qiáng)，這也是古樹長(zhǎng)壽的前提條件之一。
（二）古樹生長(zhǎng)的環(huán)境條件
　　1、原生環(huán)境得以很好的保護(hù)。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(duì)樹體的正常生長(zhǎng)極為有利。
　　2、受到人們的刻意保護(hù)。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(hù)，。
　　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(hù)的情況下，一些古樹仍能正常生長(zhǎng)的原因，是因其生長(zhǎng)的立地條件具有特殊性，如土壤格外深厚、人獸活動(dòng)不易干擾、水分與營(yíng)養(yǎng)條件較好、生長(zhǎng)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(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡的過(guò)程，這是自然界的客觀規(guī)律，不可抗拒，但是通過(guò)探討古樹衰老原因，可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)延緩衰老階段的到來(lái)、延長(zhǎng)樹木的生命，甚至促使其更新復(fù)壯恢復(fù)生機(jī)，卻是完全也可能做到的。要說(shuō)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(zhǎng)壽樹種在百年樹齡時(shí)才進(jìn)入中年期，正處于旺盛生長(zhǎng)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(jiǎn)單的時(shí)間推移過(guò)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(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)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(jí)以上的大風(fēng)，主要是臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)和另外一些短時(shí)風(fēng)暴，可吹折枝干或撕裂大枝，嚴(yán)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(lái)生長(zhǎng)勢(shì)弱的樹木更加衰弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致古樹死亡。
　　2、雷電。古樹高聳突兀且?guī)щ姾闪看螅霰┯晏鞖庖自饫纂娨u擊，導(dǎo)致樹頭枯焦、大枝劈斷或干皮開裂，樹體生長(zhǎng)明顯受損，樹勢(shì)明顯衰弱。故給古樹設(shè)置避雷針，是古樹名木養(yǎng)護(hù)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(shí)大量的冰凌、冰雹壓斷或砸斷小枝、大枝，對(duì)樹體會(huì)造成不同程度的破壞，進(jìn)而影響樹勢(shì)。
　　4、干旱。持久的干旱，使得古樹發(fā)芽遲，枝葉生長(zhǎng)量小，枝的節(jié)間變短，葉子因失水而發(fā)生卷曲，嚴(yán)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(jí)以上的強(qiáng)烈地震，對(duì)于多朽木、空洞、干皮開裂、樹勢(shì)傾斜的古樹來(lái)說(shuō)，往往會(huì)造成樹木傾倒或干皮進(jìn)一步開裂。
（一）病蟲危害
　　古樹由于年代久遠(yuǎn)，在其漫長(zhǎng)的生長(zhǎng)過(guò)程中，難免會(huì)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(shì)衰弱而誘發(fā)病蟲害。但從對(duì)眾多現(xiàn)存古樹生長(zhǎng)現(xiàn)狀的調(diào)查情況來(lái)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(guò)，高齡的古樹已經(jīng)過(guò)了其生長(zhǎng)發(fā)育的旺盛時(shí)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(hù)管理不善，人為和自然因素對(duì)古樹造成損傷時(shí)有發(fā)生，古樹樹勢(shì)衰弱已屬必然，為病蟲的侵入提供了條件。對(duì)已遭到病蟲危害的古樹，如得不到及時(shí)和有效的防治，其樹勢(shì)衰弱的速度將會(huì)進(jìn)一步加快，衰弱的程度也會(huì)因此而進(jìn)一步增強(qiáng)。北京市園林科學(xué)研究所在上一世紀(jì)的八十年代中期，就對(duì)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(yán)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(shí)間長(zhǎng)，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(huì)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(shì)嚴(yán)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(yán)重衰弱時(shí)，一旦這些害蟲寄生后，就會(huì)加速古樹的衰老直至死亡，此時(shí)再來(lái)?yè)尵染捅容^困難。因此在古樹保護(hù)工作中，及時(shí)有效地控制主要病蟲害的危害，是一項(xiàng)極其重要的措施。
（二）人為活動(dòng)的影響
　　如上所述大多數(shù)古樹生長(zhǎng)在人為活動(dòng)所及的地域，由于人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)改變了其原生的生長(zhǎng)環(huán)境，促使古樹加速衰老過(guò)程的進(jìn)程，一般人為活動(dòng)的影響表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
　　1.生長(zhǎng)條件
　　(1)土壤條件對(duì)古樹名木生長(zhǎng)的影響。土壤是古樹名木生存生長(zhǎng)的重要基礎(chǔ)之一。由于人為活動(dòng)造成土壤條件的惡劣，主要在于致使土壤密實(shí)度過(guò)高、土壤理化性質(zhì)惡化，這往往是造成古樹名木樹勢(shì)衰弱的直接原因之一。
　　①土壤密實(shí)度過(guò)高。古樹名木大多生長(zhǎng)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(zhǎng)。但是由于人類活動(dòng)的延伸，這些地方已不象早時(shí)一般不會(huì)受到過(guò)多的干擾。特別是隨著經(jīng)濟(jì)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(lái)就缺乏耕作條件的土壤，密實(shí)度日趨增高，導(dǎo)致土壤板結(jié)，土壤團(tuán)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(wú)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(zhǎng)受阻，樹勢(shì)日漸衰弱。
　　②土壤理化性質(zhì)惡化，樹木營(yíng)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(huì)、演出會(huì)或是開辟場(chǎng)地供周圍居民（游客）進(jìn)行操練，隨意排放人為活動(dòng)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(yíng)養(yǎng)生理平衡失調(diào)。
　　樹木通過(guò)根系從土壤中吸收的無(wú)機(jī)養(yǎng)分（或葉面追肥），是其進(jìn)行正常生長(zhǎng)發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源。但是古樹名木在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(jī)養(yǎng)分的合成。另一方面，由于土壤的密實(shí)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(zhǎng)期固定生長(zhǎng)在某一地點(diǎn)，持續(xù)不斷地吸收消耗土壤中的各種必需的營(yíng)養(yǎng)元素，在得不到營(yíng)養(yǎng)的自然補(bǔ)償以及定期的人工施肥補(bǔ)償時(shí)，常常形成土壤中某些營(yíng)養(yǎng)元素的貧缺，致使古樹長(zhǎng)期處于缺素條件下生長(zhǎng)，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(duì)古樹名木生長(zhǎng)的影響。古樹名木大多生長(zhǎng)在殿堂、寺廟或地勢(shì)高燥之處，幾乎處于一種自生、自長(zhǎng)、自滅的環(huán)境中，很少進(jìn)行人為的施肥與灌水，其生長(zhǎng)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(diǎn)，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(jìn)行大面積鋪裝，僅留下較小的樹池。鋪裝地面平整、夯實(shí)，加大了地面抗壓強(qiáng)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(wú)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(yíng)養(yǎng)與水分極差的環(huán)境中。
　　（3）生長(zhǎng)空間對(duì)古樹生長(zhǎng)的影響。有些古樹名木生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)，久而久之就會(huì)造成大樹的偏冠，樹齡越大，偏冠現(xiàn)象就越發(fā)嚴(yán)重。這種樹體的畸形生長(zhǎng)，不僅影響了樹體的美觀，更為嚴(yán)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(duì)高大樹木破壞性更大。
　　2.環(huán)境污染。人為活動(dòng)造成的環(huán)境污染，直接和間接地影響了植物的生長(zhǎng)，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(jìn)程。
　　（1）大氣污染對(duì)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(guò)葉片進(jìn)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(jìn)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(jìn)行，從而使樹木的生長(zhǎng)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(duì)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(jìn)入土壤，造成土壤的污染。對(duì)樹木造成直接或間接的傷害。這些有毒物質(zhì)對(duì)樹木的傷害，一方面表現(xiàn)為對(duì)根系的直接傷害，如根系發(fā)黑、畸形生長(zhǎng)，側(cè)根萎縮、細(xì)短而稀疏，根尖壞死等，另一方面，表現(xiàn)為對(duì)根系的間接傷害，如抑制光合作用和蒸騰作用的正常進(jìn)行，使樹木生長(zhǎng)量減少，物候期異常，生長(zhǎng)勢(shì)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(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(diǎn)；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(yán)重者可致其死亡。在有些名勝古跡或旅游點(diǎn)的古樹名木，樹干遭到個(gè)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(shí)有發(fā)生；更為甚者，對(duì)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(zhǎng)勢(shì)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(duì)古樹生命威脅的主要因素，而這類影響有時(shí)不是一朝一夕就能發(fā)現(xiàn)的，但一旦出現(xiàn)生長(zhǎng)受阻的情況，再要恢復(fù)就困難了。

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