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黄帝陵古侧柏健康评价

杨玲 康永祥 李小军 王富 王丹阳 郭乐

杨玲, 康永祥, 李小军, 王富, 王丹阳, 郭乐. 黄帝陵古侧柏健康评价[J]. 浙江农林大学学报, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
引用本文: 杨玲, 康永祥, 李小军, 王富, 王丹阳, 郭乐. 黄帝陵古侧柏健康评价[J]. 浙江农林大学学报, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
YANG Ling, KANG Yongxiang, LI Xiaojun, WANG Fu, WANG Danyang, GUO Le. Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
Citation: YANG Ling, KANG Yongxiang, LI Xiaojun, WANG Fu, WANG Danyang, GUO Le. Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019

黄帝陵古侧柏健康评价

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
基金项目: 

国家林业公益性行业科研专项 201404302

西北农林科技大学校重点科研专项 Z109021310

详细信息
    作者简介: 杨玲, 从事古树名木保护研究。E-mail:woaisheji2011@126.com
    通信作者: 康永祥, 教授, 博士, 博士生导师, 从事树木学及古树名木保护技术研究。E-mail:yxkang@nwsuaf.edu.cn
  • 中图分类号: S758.8

Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor

  • 摘要: 以黄帝陵轩辕庙内19株千年古侧柏Platycladus orientalis为研究对象, 在调查的基础上, 结合专家意见, 运用层次分析法(AHP, analytic hierarchy process)从树干、树冠及根系等3方面选取树干倾斜度、树皮完整程度、树干损伤程度、树干病虫害等13个评价指标, 并用Delphi-AHP法确定各指标相对权重, 建立古侧柏健康评价模型。且将黄帝陵古侧柏健康等级分为4级, 旨在无损评估古侧柏健康状况, 及时制定和调整保护与复壮方案。结果表明:19株古柏健康状况可分为健康、亚健康、不健康等3级, 其中以亚健康状态为主。评分结果表征树势强弱, 与实际调查情况一致; 并分析得出顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差、人为干扰等是影响古侧柏健康程度的主要原因。
  • 表  1  古侧柏健康评价指标体系

    Table  1.   Assessment system of ancient Platycladus orientalis health

    目标层结构层指标层
    古侧柏健康程度树干B1树干倾斜度C1/(°)
    树皮完整程度C2/%
    树干损伤程度C3/H
    树干病虫害C4/%
    树冠B2冠径比C5
    冠形C6/H
    顶梢枯死C7/%
    枯断枝、腐枝类型及比例C8
    结实量C9/%
    枝叶生长量C10/cm叶失绿率C11/%病虫害C12/%
    树根B3根系裸露程度C13/%
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    表  2  古侧柏健康评价模型

    Table  2.   Ancient Platycladus orientalis health assessment model

    结构层指标层评价指标含义权重评价等级含义
    古侧柏健康程度树干B1(0.342)树干倾斜度C1/(°)因风吹、光照不均、土壤塌陷、栽植不规范或修剪不当等原因造成古侧柏树干形成一定程度的倾斜或偏冠,影响树体的稳定性。0.0171:树干倾斜度>20°; 2: 15°~20°; 3:10°~15°; 4:5°~10°; 5:树干通直、树干倾斜度≤5°
    树皮完整程度C2/%树皮有防寒、防暑、防病虫害、运输有机养分等功能。树皮破坏将使树体自身产生的有机养分无法运送到根部,从而使根系生长受阻,导致树木生长不良。0.1291:树皮缺失严重"保留 < 20%;2:保留25%~50%;3:保留50%~75%;4:保留>75%;5:树皮保留完整、无损伤。
    树干损伤程度C3%指树干基部腐朽、有树穴、明显的伤口、树树干损伤程干劈裂、中空等。树干损伤危害树体生长及其稳定性,降低对自然灾害及病虫害的抗性,从而导致树干腐烂,甚至整株死亡。0.0941:树干空洞,或劈裂面积大;2:树干损伤或腐朽程度大、有大树穴;3:树干有明显伤口或腐朽、无树穴,或有劈裂;4:树干有轻微损伤,无树穴,无劈裂;5:树干无明显损伤,无腐朽、无树穴、无劈裂。
    树干病虫害C4/%指树干上发生的病菌或虫害侵染。病害、虫树干病虫害害易侵染树势较弱的植物;且一旦发生,容易造成大面积的危害,是造成古侧柏直接死亡的主要原因之一。0.0631:树干病虫侵害极其严重,病虫害率> 30%; 2:21%~30%; 3:11%~20%; 4:5%~10% 5:不超过5%。
    树冠B2(0.577)冠径比C5冠径比也称为树冠系数,指树冠直径与树干胸径之比。冠径比越大,说明枝叶生长繁茂,长势好。0.0381:冠径比值 < 7; 2:7~8; 3:9~10; 4:11~12;5:>13
    冠形C6/%指树冠饱满度与均匀度。树冠是从外观评价树木健康与否最为广泛使用、最直观的指标之一,树体缺冠是树体生长状态不佳的明显指标。0.0211:树冠缺失极其严重,树枝极为不均且长势很差;2:树冠缺失严重,枝叶分布凌乱、长势较差;3:树冠有一定程度缺失,枝叶分布不均;4:树冠有少许缺失,树冠总体形状较为规则;5:树冠饱满、均匀对称,冠形优美,无偏冠现象。
    顶梢枯死C7/%指树冠从顶端向下逐渐枯死的现象。顶梢枯死是反映古侧柏衰弱的良好指标。在测定时,通过目测树干主枝顶梢枯死比例,以及枯死程度,并据此分级[11]0.1651:>60%顶梢枯死;2:40%~60%顶梢枯死;3:20%~40%顶梢枯死;4: < 20%顶梢枯死;5:几乎无枯死。
    枯断枝、腐枝类型及比例C8/%指树冠内干枯死亡、腐烂以及由于修剪不当或风折、雪压等因素造成的断枝。且通过判断枯断枝、腐枝类型及比例来划分等级。0.0331:树干枯断枝数量>30%,且含主枝;2:树干枯断枝数量20%~30%,类型多为中级枝和大枝;3:树干枯断枝数量10%~20%,类型多为中级枝;4:树干枯断枝数量5%~10%,类型主要是小枝条和中级枝;5:树干枯断枝数量 < 5%,且均为小枝。
    结实量C9/%生长势良好的树木体内营养物质充实,当年抽生新梢、结果还能产生花芽保证次年结果量。反之,生长势较弱的树木体内营养物质有限,结果量大会导致次年花芽分化和新梢生长减少。0.0491:较之上年结果枝条 < 10%,甚至不结实;2:结果枝条10%~20%,果实小;3:0.049结果枝条约20%~35%,果实较小;4:结果枝条约35%~50%,果实较大;5:结果枝条>50%,果实大。
    枝叶生长量C10/cm健康古侧柏体内营养物质充实,能够抽生新梢,且越健康,枝叶生长量越长。0.0891:当年生枝叶平均生长量 < 6 cm; 2:6~8cm; 3:8~9cm; 4:10~12cm; 5:>12cm。
    树干B2(0.577)叶失绿率C11/%叶片的正常与否直接影响树体光合作用,从而影响树体健康。反之,叶色是否正常也能0.089反应树体健康与否。0.0891:叶片呈现明显的黄褐色,且面积> 30%; 2:叶片大面积呈现黄绿色,且局部出现黄褐色叶片20%~30%; 3:叶片呈现黄绿色,占10%~20%; 4:少许叶色表现反常,失绿率5%~10%; 5:叶片基本保持原有绿色,失绿率 < 5%。
    病虫害C12/%指枝叶上发生的病菌或虫害侵染。病虫害发生的程度直接表征树体健康程度。0.1331:枝叶病虫侵害极其严重,病虫害率>30%; 2: 21%~30%; 3: 11%~20%; 4:5%~10%; 5:≤5%。
    树根B3(0.081)根系裸露程度C13/%指以树干为中心,直径2 m内根系裸露情况。根系裸露易造成损伤,从而影响根系的正常生长及吸收水分和养分。0.0811:根系裸露>1/4;2:裸露1/5~1/4;3:裸露1/8~1/6;4:裸露 < 1/8;5:无根系裸露损伤。
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    表  3  判断矩阵标度值及其含义

    Table  3.   Values of A" and their implications

    Aij含义
    1AiAj同等重要
    3AiAj稍微重要
    4AiAj明显重要
    7AiAj非常重要
    9AiAj及其重要
    2, 4, 6, 81~3, 3~5, 5~7, 7~9的中间值
    Aji=1/Aij表示AjAi不重要程度
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    表  4  平均随机一致性指标RRI的值

    Table  4.   Values of the average random consistency index RRI

    nRRI
    10
    20
    30.58
    40.90
    51.12
    61.24
    71.32
    81.41
    91.45
    101.49
    111.51
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    表  5  古侧柏健康评价结果

    Table  5.   Results of ancient Platycladus orientalis health assessment

    编号树高/m胸径/m冠幅/m分值健康等级
    119.52.67518.02.879
    217.51.43317.42.963
    311.51.05116.53.543
    416.51.65612.33.291
    517.51.59214.94.227
    617.51.11511.73.727
    716.51.49714.72.893
    819.51.17813.33.154
    915.51.59212.13.824
    1018.51.84715.33.47
    1116.51.65617.84.09
    1215.01.62412.92.695
    1311.51.40111.12.324
    1412.01.40112.52.746
    1514.51.59216.03.106
    1616.51.33813.32.49
    1716.51.7213.02.947
    1816.01.68815.23.426
    1915.51.24212.23.977
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    表  6  古侧柏健康等级表

    Table  6.   Grade division of ancient Platycladus orientalis health

    健康等级综合指数
    Ⅰ(健康) > 4.0
    Ⅱ(亚健康)3.0~4.0
    Ⅲ(不健康)2.0~3.0
    Ⅳ(濒死) < 2.0
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  • [1] 刘铭汤, 戴建昌.黄帝陵古侧柏死亡原因调查[J].西北林学院学报, 1995, 10(2):109-111. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBLX502.021.htm

    LIU Mingtang, DAI Jianchang. On death of Platycladus orientalis in Huangdiling Tomb[J]. J Northwest For Coll, 1995, 10(2):109-111. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBLX502.021.htm
    [2] 池敏杰, 刘海桑, 游思洋, 等.古榕树健康诊断初探[J].亚热带植物科学, 2010, 39(3):21-23. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YRDT201003007.htm

    CHI Minjie, LIU Haisang, YOU Siyang, et al. The diagnosis of the ancient trees of Ficus microcarpa[J]. Subtrop Plant Sci, 2010, 39(3):21-23 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YRDT201003007.htm
    [3] 刘静鹤, 辛国旗, 邱晓军, 等.古树名木健康安全分析及复壮养护技术[J].中国园艺文摘, 2009, 25(11):63-64. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YUWZ200911030.htm

    LIU Jinge, XIN Guoqi, QIU Xiaojun, et al. The ancient and famous trees in health and safety analysis and re-juvenation maintenance technology[J]. Chin Hort Abstract, 2009, 25(11):63-64. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YUWZ200911030.htm
    [4] MATTHECK C, BRELOER H, LONADALE D, et al. The Body Language of Trees:A Handbook for Failure Analysis[M]. London:HMSO Publications Centre, 1994:203.
    [5] 刘颂颂, 叶永昌, 朱纯, 等.东莞市古树名木健康状况初步研究[J].广东园林, 2008, 30(1):55-56. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYL200801019.htm

    LIU Songsong, YE Yongchang, ZHU Chun, et al. A preliminary study in the healthy condition of ancient and famous trees in Dongguan, Guangdong[J]. Guangdong Landsc Arch, 2008, 30(1):55-56. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYL200801019.htm
    [6] RINN F, SCHWEINGRUBER F H, SCHÄR E. RESISTOGRAPH and X-ray density charts of wood comparative evaluation of drill resistance profiles and X-ray density charts of different wood species[J]. Holzforschung, 1996, 50(4):303-311. doi:  10.1515/hfsg.1996.50.4.303
    [7] 梁善庆, 胡娜娜, 林兰英, 等.古树名木健康状况应力波快速检测与评价[J].木材工业, 2010, 24(3):13-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MCGY201003006.htm

    LIANG Shanqing, HU Nana, LIN Lanying, et al. Rapid defect detection and structural assessment of ancient and famous trees[J]. China Wood Ind, 2010, 24(3):13-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MCGY201003006.htm
    [8] 谢媛媛, 吴海龙, 黄灏峰, 等.北京古树健康评价[J].林业资源管理, 2012(6):71-75. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LYZY201206016.htm

    XIE Yuanyuan, WU Hailong, HUANG Haofeng, et al. Ancient trees' health evaluation in Beijing[J]. For Resour Manage, 2012(6):71-75. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LYZY201206016.htm
    [9] 翁殊斐, 黎彩敏, 庞瑞君.用层次分析法构建园林树木健康评价体系[J].西北林学院学报, 2009, 24(1):177-181. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBLX200901044.htm

    WENG Shufei, LI Caimin, PANG Ruijun. Establishment of landscaping tree health assessment model using analytic hierarchy process[J]. J Northwest For Univ, 2009, 24(1):177-181. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBLX200901044.htm
    [10] 王晓晖.北京古树生态监测与评价[D].北京:北京林业大学, 2011:19-29. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10022-1011134796.htm

    WANG Xiaohui. Ecological Monitoring and Assessment on the Ancient Trees in Beijing[D]. Beijing:Beijing Forestry University, 2011:19-29. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10022-1011134796.htm
    [11] 汪瑛.北京市行道树结构分析与健康评价[D].北京:中国林业科学研究院, 2011:43-44. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-82201-1011247101.htm

    WANG Ying. The Structural Analysis and Health Assessment of Roadside Trees in Beijing[D]. Beijing:Chinese Academy of Forestry, 2011:43-44. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-82201-1011247101.htm
    [12] 刘瑜, 徐程扬.古树健康评价研究进展[J].世界林业研究, 2013, 26(1):37-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJLY201301007.htm

    LIU Yu, XU Chengyang. Research progress in ancient trees health assessment[J]. World Fore Res, 2013, 26(1):37-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJLY201301007.htm
    [13] 张秋根, 王桃云, 钟全林.森林生态环境健康评价初探[J].水土保持学报, 2003, 17(5):16-18. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQS200305005.htm

    ZHANG Qiugen, WANG Taoyun, ZHONG Quanlin. Forest eco-environment health assessment[J]. J Soil Water Conserv, 2003, 17(5):16-18. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQS200305005.htm
  • [1] 靳孟理, 胡俊, 齐实, 逯进生, 李月, 蒋九华.  北京市侧柏低效林物种多样性改造策略 . 浙江农林大学学报, 2020, 37(1): 27-35. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2020.01.004
    [2] 李伟克, 张晨, 谷兴翰, 牛树奎, 殷继艳, 刘晓东.  北京西山侧柏林可燃物调控措施的影响评价 . 浙江农林大学学报, 2020, 37(3): 472-479. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190343
    [3] 赵勋刚, 胡雨村, 王文辉, 胡云卿.  乌海市生态环境评价及驱动因子分析 . 浙江农林大学学报, 2019, 36(5): 990-998. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.05.019
    [4] 毛靓, 王婧茹, 邵卓峰.  东北林区旅游可持续发展现状评价 . 浙江农林大学学报, 2017, 34(6): 1113-1119. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.06.020
    [5] 丁绍刚, 朱嫣然.  基于层次分析法与模糊综合评价法的医院户外环境综合评价体系构建 . 浙江农林大学学报, 2017, 34(6): 1104-1112. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.06.019
    [6] 张燕如, 梁丽壮, 牛树奎, 韩海荣.  山西省太岳山景观生态质量评价 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(4): 599-604. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.04.007
    [7] 王巧, 聂鑫, 孙德浩, 王华田, 孟先鹏, 曹桂萍, 李健, 黄昌豹.  基于AHP-模糊综合评价法的泰山油松古树树势评价 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(1): 137-146. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.01.019
    [8] 许秀玉, 肖莉, 王明怀, 张华新.  沿海抗台风树种评价体系构建与选择 . 浙江农林大学学报, 2015, 32(4): 516-522. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2015.04.004
    [9] 武爱彬, 游先祥, 赵艳霞, 秦彦杰, 刘欣.  应用3S获取与分析侧柏人工林空间结构研究 . 浙江农林大学学报, 2014, 31(1): 57-63. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.01.009
    [10] 孔洋阳, 韩海荣, 康峰峰, 王清春.  莫莫格国家级自然保护区生态评价 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(1): 55-62. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.01.008
    [11] 丁彦芬, 张佳平.  云台山野生乔灌木资源园林开发利用综合评价 . 浙江农林大学学报, 2012, 29(4): 558-565. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2012.04.012
    [12] 李因刚, 应光明, 柳新红, 何小勇, 应尚蛟, 陈军晓.  速生五金木柄原料林树种评价体系构建与应用 . 浙江农林大学学报, 2010, 27(5): 719-724. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2010.05.013
    [13] 张佳音, 丁国栋, 余新晓, 史宇, 贾丽娜.  北京山区人工侧柏林的径级结构与空间分布格局 . 浙江农林大学学报, 2010, 27(1): 30-35. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2010.01.005
    [14] 汪平, 贾黎明, 李效文, 李江婧.  北京西山地区侧柏游憩林群落结构及植物多样性 . 浙江农林大学学报, 2010, 27(4): 565-571. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2010.04.015
    [15] 宁惠娟, 邵锋, 戴思兰, 包志毅.  40个品种菊的切花用途评价 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(3): 389-394.
    [16] 马丰丰, 贾黎明.  北京地区侧柏、油松带皮胸径与去皮胸径的关系 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(1): 13-16.
    [17] 马俊, 韦新良, 尤建林, 徐小军.  生态景观林树种选择定量研究 . 浙江农林大学学报, 2008, 25(5): 578-583.
    [18] 齐明.  运用ISSR分子标记鉴定杉木 × 侧柏远交杂种 . 浙江农林大学学报, 2008, 25(5): 666-669.
    [19] 金国龙, 孟鸿飞.  诸暨市古树资源调查研究 . 浙江农林大学学报, 2004, 21(2): 164-167.
    [20] 孟鸿飞, 金国龙, 翁仲源.  诸暨市香榧古树资源调查 . 浙江农林大学学报, 2003, 20(2): 134-136.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-09
  • 修回日期:  2014-02-24
  • 刊出日期:  2014-10-20

黄帝陵古侧柏健康评价

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
    基金项目:

    国家林业公益性行业科研专项 201404302

    西北农林科技大学校重点科研专项 Z109021310

    作者简介:

    杨玲, 从事古树名木保护研究。E-mail:woaisheji2011@126.com

    通信作者: 康永祥, 教授, 博士, 博士生导师, 从事树木学及古树名木保护技术研究。E-mail:yxkang@nwsuaf.edu.cn
  • 中图分类号: S758.8

摘要: 以黄帝陵轩辕庙内19株千年古侧柏Platycladus orientalis为研究对象, 在调查的基础上, 结合专家意见, 运用层次分析法(AHP, analytic hierarchy process)从树干、树冠及根系等3方面选取树干倾斜度、树皮完整程度、树干损伤程度、树干病虫害等13个评价指标, 并用Delphi-AHP法确定各指标相对权重, 建立古侧柏健康评价模型。且将黄帝陵古侧柏健康等级分为4级, 旨在无损评估古侧柏健康状况, 及时制定和调整保护与复壮方案。结果表明:19株古柏健康状况可分为健康、亚健康、不健康等3级, 其中以亚健康状态为主。评分结果表征树势强弱, 与实际调查情况一致; 并分析得出顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差、人为干扰等是影响古侧柏健康程度的主要原因。

English Abstract

杨玲, 康永祥, 李小军, 王富, 王丹阳, 郭乐. 黄帝陵古侧柏健康评价[J]. 浙江农林大学学报, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
引用本文: 杨玲, 康永祥, 李小军, 王富, 王丹阳, 郭乐. 黄帝陵古侧柏健康评价[J]. 浙江农林大学学报, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
YANG Ling, KANG Yongxiang, LI Xiaojun, WANG Fu, WANG Danyang, GUO Le. Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
Citation: YANG Ling, KANG Yongxiang, LI Xiaojun, WANG Fu, WANG Danyang, GUO Le. Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2014, 31(5): 779-784. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.05.019
  • 侧柏Platycladus orientalis为柏科Cupressaceae侧柏属Platycladus常绿乔木,阳性树种,耐寒耐旱耐瘠薄,抗污染,被认为是适应性强且长寿的树种之一。黄帝陵轩辕庙内现存古侧柏19株,树龄均在千年以上,以黄帝“手植柏”、汉武“挂甲柏”为代表的古柏不仅是珍贵的自然遗产,也是重要的历史文化遗产。然而,近年来,由于古侧柏树龄较高而自身生理机能下降,加上人为破坏、管理不善、环境污染、土壤板结和地表裸露、病虫害危害等原因,黄帝陵古柏日趋衰弱甚至死亡[1]。开展古侧柏保护与复壮工作迫在眉睫,而健康评价是及时实施保护与复壮的基础与前提。无损健康诊断技术是古侧柏健康评价的关键,也是国内外学者研究的热点。关于古树健康评价主要集中在外部特征观察和树体内部检测两方面。外观特征主要指根据树干、树冠等形态或外貌状况来判断树木的生长势[2-4];内部检测主要检测树木心腐程度、根系分布、根系吸收能力以及病虫害情况等[5-6]。两者各有优缺点,前者直观便于操作,但健康判断结果相对滞后;而后者判断结果准确且具有预判功能,如应力波断层成像技术[7],但需要昂贵的仪器设备,且检测对树体有一定的损伤。基于外观特征,谢媛媛等[8]首次运用层次分析法对北京古树的健康状况进行了符合实际的评价,取得较为满意的评价结果。目前,未见有关黄帝陵古柏健康评价的研究报道。鉴于此,本研究针对黄帝陵古侧柏的生物学特性和生长现状,建立了较为完整的古树外观评价指标体系,运用层次分析法对黄帝陵古侧柏的健康状况进行评价,为进一步制定古侧柏的保护、恢复以及复壮方案提供参考依据。

    • 树木的枝叶、根等生长状况可反映树木的健康情况[9]。因此,基于前人的研究现状[10-12],采用层次分析法(AHP)将古侧柏健康程度作为层次分析的目标层(A);按照树木结构和外貌将指标分成树干、树冠、根部等3部分,作为体系的结构层(B);选择每个结构层中能普遍反映古侧柏健康状况的性状作为指标层(C),构成黄帝陵古侧柏健康评价指标体系(表 1)。

      表 1  古侧柏健康评价指标体系

      Table 1.  Assessment system of ancient Platycladus orientalis health

      目标层结构层指标层
      古侧柏健康程度树干B1树干倾斜度C1/(°)
      树皮完整程度C2/%
      树干损伤程度C3/H
      树干病虫害C4/%
      树冠B2冠径比C5
      冠形C6/H
      顶梢枯死C7/%
      枯断枝、腐枝类型及比例C8
      结实量C9/%
      枝叶生长量C10/cm叶失绿率C11/%病虫害C12/%
      树根B3根系裸露程度C13/%
    • 评价指标的选择依据科学性、全面性、代表性和实用性等基本原则,在不伤害树体的基础上,所选定的评价指标尽可能全面、系统地反应古侧柏生长健康状况。在确定指标时,各指标间尽可能相互独立,相互补充,并且要求直观便于测度。未采用立地条件、生长空间等导致古侧柏生长势弱原因的因子。具体评价指标见表 1。指标评分按照5级分制,从优到差依次赋值5,4,3,2,1,对每个分级说明具体的得分标准,最终构成古侧柏健康评价模型(表 2)。

      表 2  古侧柏健康评价模型

      Table 2.  Ancient Platycladus orientalis health assessment model

      结构层指标层评价指标含义权重评价等级含义
      古侧柏健康程度树干B1(0.342)树干倾斜度C1/(°)因风吹、光照不均、土壤塌陷、栽植不规范或修剪不当等原因造成古侧柏树干形成一定程度的倾斜或偏冠,影响树体的稳定性。0.0171:树干倾斜度>20°; 2: 15°~20°; 3:10°~15°; 4:5°~10°; 5:树干通直、树干倾斜度≤5°
      树皮完整程度C2/%树皮有防寒、防暑、防病虫害、运输有机养分等功能。树皮破坏将使树体自身产生的有机养分无法运送到根部,从而使根系生长受阻,导致树木生长不良。0.1291:树皮缺失严重"保留 < 20%;2:保留25%~50%;3:保留50%~75%;4:保留>75%;5:树皮保留完整、无损伤。
      树干损伤程度C3%指树干基部腐朽、有树穴、明显的伤口、树树干损伤程干劈裂、中空等。树干损伤危害树体生长及其稳定性,降低对自然灾害及病虫害的抗性,从而导致树干腐烂,甚至整株死亡。0.0941:树干空洞,或劈裂面积大;2:树干损伤或腐朽程度大、有大树穴;3:树干有明显伤口或腐朽、无树穴,或有劈裂;4:树干有轻微损伤,无树穴,无劈裂;5:树干无明显损伤,无腐朽、无树穴、无劈裂。
      树干病虫害C4/%指树干上发生的病菌或虫害侵染。病害、虫树干病虫害害易侵染树势较弱的植物;且一旦发生,容易造成大面积的危害,是造成古侧柏直接死亡的主要原因之一。0.0631:树干病虫侵害极其严重,病虫害率> 30%; 2:21%~30%; 3:11%~20%; 4:5%~10% 5:不超过5%。
      树冠B2(0.577)冠径比C5冠径比也称为树冠系数,指树冠直径与树干胸径之比。冠径比越大,说明枝叶生长繁茂,长势好。0.0381:冠径比值 < 7; 2:7~8; 3:9~10; 4:11~12;5:>13
      冠形C6/%指树冠饱满度与均匀度。树冠是从外观评价树木健康与否最为广泛使用、最直观的指标之一,树体缺冠是树体生长状态不佳的明显指标。0.0211:树冠缺失极其严重,树枝极为不均且长势很差;2:树冠缺失严重,枝叶分布凌乱、长势较差;3:树冠有一定程度缺失,枝叶分布不均;4:树冠有少许缺失,树冠总体形状较为规则;5:树冠饱满、均匀对称,冠形优美,无偏冠现象。
      顶梢枯死C7/%指树冠从顶端向下逐渐枯死的现象。顶梢枯死是反映古侧柏衰弱的良好指标。在测定时,通过目测树干主枝顶梢枯死比例,以及枯死程度,并据此分级[11]0.1651:>60%顶梢枯死;2:40%~60%顶梢枯死;3:20%~40%顶梢枯死;4: < 20%顶梢枯死;5:几乎无枯死。
      枯断枝、腐枝类型及比例C8/%指树冠内干枯死亡、腐烂以及由于修剪不当或风折、雪压等因素造成的断枝。且通过判断枯断枝、腐枝类型及比例来划分等级。0.0331:树干枯断枝数量>30%,且含主枝;2:树干枯断枝数量20%~30%,类型多为中级枝和大枝;3:树干枯断枝数量10%~20%,类型多为中级枝;4:树干枯断枝数量5%~10%,类型主要是小枝条和中级枝;5:树干枯断枝数量 < 5%,且均为小枝。
      结实量C9/%生长势良好的树木体内营养物质充实,当年抽生新梢、结果还能产生花芽保证次年结果量。反之,生长势较弱的树木体内营养物质有限,结果量大会导致次年花芽分化和新梢生长减少。0.0491:较之上年结果枝条 < 10%,甚至不结实;2:结果枝条10%~20%,果实小;3:0.049结果枝条约20%~35%,果实较小;4:结果枝条约35%~50%,果实较大;5:结果枝条>50%,果实大。
      枝叶生长量C10/cm健康古侧柏体内营养物质充实,能够抽生新梢,且越健康,枝叶生长量越长。0.0891:当年生枝叶平均生长量 < 6 cm; 2:6~8cm; 3:8~9cm; 4:10~12cm; 5:>12cm。
      树干B2(0.577)叶失绿率C11/%叶片的正常与否直接影响树体光合作用,从而影响树体健康。反之,叶色是否正常也能0.089反应树体健康与否。0.0891:叶片呈现明显的黄褐色,且面积> 30%; 2:叶片大面积呈现黄绿色,且局部出现黄褐色叶片20%~30%; 3:叶片呈现黄绿色,占10%~20%; 4:少许叶色表现反常,失绿率5%~10%; 5:叶片基本保持原有绿色,失绿率 < 5%。
      病虫害C12/%指枝叶上发生的病菌或虫害侵染。病虫害发生的程度直接表征树体健康程度。0.1331:枝叶病虫侵害极其严重,病虫害率>30%; 2: 21%~30%; 3: 11%~20%; 4:5%~10%; 5:≤5%。
      树根B3(0.081)根系裸露程度C13/%指以树干为中心,直径2 m内根系裸露情况。根系裸露易造成损伤,从而影响根系的正常生长及吸收水分和养分。0.0811:根系裸露>1/4;2:裸露1/5~1/4;3:裸露1/8~1/6;4:裸露 < 1/8;5:无根系裸露损伤。
    • 采用Delphi-AHP法确定各指标权重[13]

    • 本研究在前人相关研究成果的基础上[9],结合黄帝陵古侧柏的特殊性和专家意见,根据各类指标的作用程度以及重要性不同,构成B1B2B3两两比较判断矩阵AB1-B3={1,1/2,5;2,1,6;1/5,1/6,1};C1C2C3C4C5两两比较判断矩阵AC1-C5={1,1/6,15,1/4,1/3;6,1,2,2,3;5,1/2,1,2,3;4,1/2,1/2,1,2;3,1/3,1/3,1/2,1},C6C7C8C9C10C11C12两两比较判断矩阵AC6-C12={1,1/6,1/2,1/3,1/5,1/5,1/4;6,1,4,3,2,2,2;2,1/4,1,1/2,1/3,1/3,1/4;3,1/4,2,1,1/2,1/2,1/4;5,1/2,3,2,1,1,1/2;5,1/2,3,2,1,1,1/2;4,1/2,4,4,2,2,1}。判断矩阵的标度值及含义参考表 3

      表 3  判断矩阵标度值及其含义

      Table 3.  Values of A" and their implications

      Aij含义
      1AiAj同等重要
      3AiAj稍微重要
      4AiAj明显重要
      7AiAj非常重要
      9AiAj及其重要
      2, 4, 6, 81~3, 3~5, 5~7, 7~9的中间值
      Aji=1/Aij表示AjAi不重要程度
    • ①矩阵各列归一化处理:${u_{ij}} = {A_{ij}}/\sum\limits_{}^n {{u_{ij}}\left( {i, j = 1, 2, 3, \cdots, n} \right)} $。②求判断矩阵各元素之和:${{\bar w}_i} = \sum\limits_{i = 1}^n {{A_{ij}}\left( {i = 1, 2, 3, \cdots, n} \right)} $。③归一化处理:${{\bar w}_i} = {{\bar w}_i}/\sum\limits_{i = 1}^n {{{\bar w}_i}\left( {i = 1, 2, 3, \cdots, n} \right)} $。④根据Aw=λmaxw',求出最大特征值及其特征向量λ:$\lambda = \frac{1}{n}\sum\limits_i {\frac{{\left( {{A_w}} \right)}}{{{w_i}}}} $。⑤一致性检验:随机一致性比率RCR=ICR /IRI,其中,ICI=(λmax-n)/(n-1),RRI参见表 4RCR < 0.1,证明判断矩阵有满意的一致性。⑥得出综合权重:根据③求得特征向量值,即为权重值(表 2)。

      表 4  平均随机一致性指标RRI的值

      Table 4.  Values of the average random consistency index RRI

      nRRI
      10
      20
      30.58
      40.90
      51.12
      61.24
      71.32
      81.41
      91.45
      101.49
      111.51
    • 通过健康综合评价指数法,即:$V = \sum\limits_{i = 1}^n {{x_i}{y_i}} $,得出综合健康评价分值。其中,V表示古侧柏健康综合评价指数,xi表示某评价因子的权重值,yi表示古侧柏在某评价因子下的得分值,n为因子数。

    • 严格按照评分标准,通过问卷调查和专家打分,最终求得加权平均数,得到黄帝陵轩辕庙内19株古侧柏健康评价结果(表 5)。并将评价结果划分为Ⅰ(健康)、Ⅱ(亚健康)、Ⅲ(不健康)、Ⅳ(濒死)等4级(表 6)。

      表 5  古侧柏健康评价结果

      Table 5.  Results of ancient Platycladus orientalis health assessment

      编号树高/m胸径/m冠幅/m分值健康等级
      119.52.67518.02.879
      217.51.43317.42.963
      311.51.05116.53.543
      416.51.65612.33.291
      517.51.59214.94.227
      617.51.11511.73.727
      716.51.49714.72.893
      819.51.17813.33.154
      915.51.59212.13.824
      1018.51.84715.33.47
      1116.51.65617.84.09
      1215.01.62412.92.695
      1311.51.40111.12.324
      1412.01.40112.52.746
      1514.51.59216.03.106
      1616.51.33813.32.49
      1716.51.7213.02.947
      1816.01.68815.23.426
      1915.51.24212.23.977

      表 6  古侧柏健康等级表

      Table 6.  Grade division of ancient Platycladus orientalis health

      健康等级综合指数
      Ⅰ(健康) > 4.0
      Ⅱ(亚健康)3.0~4.0
      Ⅲ(不健康)2.0~3.0
      Ⅳ(濒死) < 2.0
    • 根据评价结果可以看出:黄帝陵轩辕庙内古侧柏大致分为健康、亚健康、不健康等3类,其中以亚健康为主。结合调查结果,健康古柏5号和11号生长势良好,树干无明显损伤;树冠饱满枝繁叶茂,叶色正常;病虫害发生率小于5%;树基周围草坪面积较大,除苔藓外无其他寄生植物,人为干扰相对较小。而不健康的1号(手植柏)、7号、12号(将军柏)、13号等古柏生长势较差,顶梢枯死和叶片失绿严重,病虫害发生较为严重;其中12号和13号,16号,17号古柏树干脱皮和损伤较严重,枯枝量较大;7号,12号,13号树基周围草坪面积相对较小,且被践踏板结;生长空间因建筑物部分受阻,叶片烟尘污染严重。

    • 本研究在调查的基础上,结合专家意见及前人研究现状选取黄帝陵古侧柏健康评价指标,并通过层次分析法确定各指标相对权重,构建完成黄帝陵古柏健康评价模型,为今后古柏健康状况评价提供方法借鉴,为进一步制定古侧柏保护与恢复技术方案提供基础资料。

      本研究评价指标选择上,摒弃传统树木健康评价系统中的立地土壤条件、生长空间、寄生等间接因素,而将它们作为可能影响古侧柏衰弱死亡原因进行分析研究。权重赋值方面,邀请专家根据标度值对各指标做相对重要性判断以建立两两矩阵,使各指标的重要性排序更合理准确;结构层因根系部分只选择了地面可观察的根部裸露情况,未对地下根系生长更新及健康情况进行调查,所以根系指标权重(0.081)相对树干(0.342)、树冠(0.577)较低。指标层因顶梢枯死是树木衰老最明显最直接的特征之一,顶梢枯死权重(0.159)相对较大;而树干倾斜(0.016)与古柏健康程度相关性最小,因此权重较小。

      评价结果显示,黄帝陵古侧柏以亚健康状态为主。评价结果的分值大小与树势强弱成正相关,相同健康等级的古柏健康程度存在不同。例如,同为亚健康状态19号与15号古侧柏分值差距较大,说明15号树树势相对较弱,甚至接近不健康状态;而同为不健康的1号手植柏和12号将军柏分值也有差距,证明12号古侧柏树势较弱,此评价结果与实际调查结果一致,表明指标体系有较好的适用性。结合调查结果,经分析顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差和人为干扰等是影响黄帝陵古侧柏健康状况的主要原因。在保护过程中应加强养护管理和病虫害防治,适度改善立地土壤条件等。

      古侧柏的生长受诸多内因和外因影响,作为一个古侧柏健康初步评价体系不可能涉及所有的因素。本研究以不损害古树为前提,尝试从外在易观测、综合的树体形态指标来反映古侧柏的健康状况,为科学管理及保护古侧柏提供新思路。在实践工作中,可根据本评价体系得出的评价结果,针对不健康、濒危的古侧柏还应结果相关仪器,测定能表征古侧柏衰弱程度的生理和分子指标,以进一步准确分析影响古侧柏健康的关键因子。同时,加强养护管理,及时制定和调整古侧柏的保护与复壮技术方案。

参考文献 (13)

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