古樹根境土壤改良及復壯效果評價——以重慶市銅梁區(qū)黃葛古樹為例

張國豪 蔡孔瑜 田艷 陳桂芳 蒲勇 蒲永蘭 肖波

摘要 通過拆除硬質鋪裝和原石板樹池，更換根系土壤等復壯保護措施，對重慶市銅梁區(qū)龍都路2號院內2株黃葛古樹進行復壯保護。為評價古樹復壯效果，以光合作用速率、新生梢生長量和葉綠素相對含量（SPAD），并結合樹體外部形態(tài)變化為評價指標，于2018—2020年進行跟蹤調查。結果表明，2株古樹生長勢有明顯改善。復壯后，2株黃葛古樹CO2日同化量均呈持續(xù)增長趨勢，增幅在72.58%～141.87%;2株古樹新生梢枝條長度、葉片數量、干物質量、葉面積以及SPAD均顯著增加。在跟蹤調查期間，葉片未出現提前落葉、枝條干枯等現象，樹體生長勢趨于正常水平。根際土壤改良是直接有效的古樹復壯保護方法，能從根本上改善古樹生產效能，提高葉片光合速率、SPAD和新梢生長量等表征生長能力指標，這些指標可對古樹復壯效果作出指示性評價。

關鍵詞 古樹;復壯保護;土壤改良;光合作用;生長量

中圖分類號 S-156? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）12-0103-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.026

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Evaluation on Soil Improvement and Rejuvenation Effect of the Ancient Trees—Taking Ancient Ficus virens in Tongliang District of Chongqing as an Example

ZHANG Guo hao1，2，CAI Kong yu1，TIAN Yan1 et al （1.Chongqing Key Laboratory of Forest Ecology，Protection and Restoration in Three Gorges Reservoir Region，Forestry Academy of Chongqing，Chongqing 400036;2.Chongqing Mountain Type Urban Forest Ecosystem National Posotioning Observatory and Research Station，Chongqing 400036）

Abstract Two ancient trees of Ficus virens Ait.var.sublanceolata （Miq.） Corner were rejuvenated and protected by removing hard pavement，original slate tree pool and changing root soil. To evaluate the rejuvenation effect of ancient trees，this study took photosynthetic rate，growth of new shoots and relative chlorophyll content （SPAD），and combined with the external morphological changes of trees as evaluation indexes to conduct follow up investigation from 2018-2020. The results showed that the growth potential of the two ancient trees had been significantly improved.After rejuvenation，the daily CO2 assimilation amount of the two ancient trees showed a trend of continuous increase，ranging from 72.58% to 141.87%.The length of new shoots，the number of leaves，the dry matter mass，the leaf area and SPAD of the two ancient trees increased significantly.During the follow up investigation，there were no early deciduous leaves or dried branches，and the growth potential of the trees tended to a normal level.Rhizosphere soil improvement is a direct and effective method for rejuvenation of ancient trees.It can fundamentally improve the production efficiency of ancient trees，improve the photosynthetic rate of leaves，relative content of chlorophyll and growth of new shoots，which can make an indicative evaluation for the rejuvenation effect of ancient trees.

Key words Ancient trees;Rejuvenation;Soil amelioration;Photosynthesis;Increment

黃葛樹（Ficus virens Ait.var.sublanceolata （Miq.） Corner），重慶市市樹，屬落葉喬木，喜光和酸性土壤，生長迅速，分布廣泛[1-2]。據《重慶市第二次古樹名木資源普查》結果，全市現存9 392株黃葛古樹，占古樹總量的36.6%。通過對重慶北碚、城口和豐都等19個區(qū)縣11 896株古樹生長狀態(tài)進行匯總分析，發(fā)現自然和人為原因是導致古樹衰弱、瀕危的主要因素，包括自然衰老、立地條件變差、病蟲草侵害、工程建設、人為破壞、風災、移植、雷擊和雪災霜凍等。

重慶市銅梁區(qū)龍都路50號院內現存2株黃葛古樹，據歷史文獻記載，該古樹栽植于1832年，曾見證了銅梁地區(qū)人類社會發(fā)展和歷史自然的變遷，是銅梁歷史文化底蘊的象征。自2016年以來，受自然衰老和人類活動等因素影響，逐漸表現出葉片變黃，提前脫落，側枝大量干枯死亡等現象，長勢衰弱，亟需采取有效復壯保護措施加以保護。該研究以重慶市銅梁區(qū)龍都路50號院內2株黃葛古樹為研究對象，調查古樹生境情況，提出復壯措施，以期為同類型古樹復壯保護提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 生境概況 復壯古樹位于重慶市銅梁區(qū)龍都路50號院內，2株呈左右對稱分布，相距6.32 m，位于106.05°E，29.85°N，海拔230 m，古樹等級均為3級。樹高、冠幅、胸徑及位置信息見表1。2000年，政府以修建石板樹池（高145 cm、長520 cm、寬約350 cm，厚50 cm）來保護古樹，2樹池內側為硬質公路，外側各有約20 m2長方形裸露綠地;但2016年因道路重新規(guī)劃，硬質公路改為人行步道，樹冠外側綠地改為硬質鋪裝公路，僅保留樹池內18.2 m2土壤供古樹生長利用。原樹池內填充大量建筑垃圾（圖1）。

為明確2株古樹根際土壤的理化性質，用鉆孔機分別在樹池內（2個）、樹池外硬質鋪裝區(qū)域（2個）以及古樹間鋪裝區(qū)域（1個），選擇5個位置打孔獲取土樣，打孔深度為1.70～2.50 m。從土壤組成來看，樹池內0～0.60 m深處為正常土壤層，無明顯吸收根;0.61～2.30 m深處為建筑垃圾層，多為碎石子、水泥塊、方磚等;2.30 m以下為硬土層。樹池外側硬質鋪裝區(qū)域最上層為混凝土層（0～0.50 m），中層為建筑垃圾（>0.50～1.60 m），下層為回填土和硬土層（>1.60～2.50 m）。在2株古樹之間自上而下分別為混凝土層（厚0.55 m）、條石路基層（厚0.15 m）、建筑垃圾層（厚0.65 m）、硬土層（厚0.40 m）。從土壤pH來看，所有取樣點均呈弱堿性（測定儀器為PHSJ-4F型酸度計），平均為8.52±0.25。2016年以來，古樹長勢逐漸衰弱的真正原因系工程建設，地面硬質鋪裝降低了土壤通透性，減弱了土壤與大氣間的水氣交換，再加上長期在堿性環(huán)境下生長，生長勢趨向衰弱甚至死亡。

1.2 試驗方法

1.2.1 拆除樹池、地面硬質鋪裝。

徹底清除樹冠投影范圍內所有硬質鋪裝，包括2個樹池、混凝土層及建筑廢棄物層，拆除面積440 m2;為避免機械設備對根系產生傷害，先用大型機械設備挖開混凝土層，大塊混凝土被運走后，剩余小塊及其他建筑廢棄物用洋鎬、鋼叉、鐵鍬等進行人工清除。累計清理混凝土及其他建筑廢棄物594 m3，含池內建筑垃圾42 m3。

1.2.2 土壤改良。將根際土壤中的水泥渣、石礫等雜物清理干凈后，用50%多菌靈可濕性粉劑和生根粉稀釋500倍液后澆灌根際其余土壤，最后回填土壤。回填土壤時，均勻混合舊土、新鮮園土、5%腐葉土、1%～2%腐熟有機肥和適量發(fā)酵鋸末。回填后整平踏實，并保證略高于原表土。為避免根系長時間裸露，樹池和硬質鋪裝拆除與改良作業(yè)分批次進行，同時對裸露根系每隔0.5 h噴霧補水1次。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 光合速率及葉綠素相對含量測定。

分別于2018年8月10日、2019年8月17日和2020年7月15日，采用便攜式光合測量系統LI-6400型（LI-COR，USA），測定8～10片成熟葉片凈光合速率（photosynthetic rate，Pn）、蒸騰速率（transpiration rate，Tr）、氣孔導度（stomatal conductance，Cond）、胞間CO2濃度（intercellular CO2 concentration，Ci）日變化情況，測定時間為07：30、09：30、11：30、13：30、15：30和17：30，重復測定4次[2]。采用TYS-B葉綠素儀（浙江托普云農科技有限公司）測定葉片葉綠素相對含量（SPAD）[3]，即分別在東、西、南、北4個方位及冠層中部選取30片成熟葉進行測定，重復測定3次。

1.3.2 新生長量測定。在古樹東、西、南和北側以及冠層中部，采集當年新生梢，帶回實驗室用自來水沖洗后，用20 mmol/L EDTA溶液浸泡10 min，洗去表面吸附的金屬離子，再用去離子水沖洗3次，吸水紙吸干表面水分，分別裝入信封中，經105 ℃迅速殺青、80 ℃烘干至質量恒定后，用電子天平稱量其干物質量[4]。

在烘干測定新生梢葉片干物質量之前，先統計新生梢葉片數量、葉片大小及近似葉面積[5]等指標。

1.4 數據統計 采用SPSS Statistics 22.0對試驗數據進行單因素方差分析（One-way ANOVA），平均數的多重比較采用最小顯著性差異法（Least-Significant Difference，LSD，P<0.05）。所有圖表的制作在OriginPro 9.1中完成。

2 結果與分析

2.1 光合速率 黃葛古樹（50015101008）Pn（圖2 A）和Tr（圖2 B）日變化曲線均呈雙峰型，Pn 2個峰值分別出現在09：30和15：30左右，Tr的2個峰值在11：30和15：30左右，且第2峰值較第1峰值低，在13：30左右出現峰谷，有光合“午睡”現象。通過以Pn對時間進行積分，計算出復壯保護前（2018年）該古樹CO2日同化量即日積分值約292.10 mmol/（m2·d）;采取復壯保護措施后1～2年，CO2日同化量呈持續(xù)增長趨勢，增幅分別為72.58%（2019年日積分值504.13 mmol/（m2·d））和88.20%（2020年日積分值549.75 mmol/（m2·d））。從圖2C、圖2D可以看出，Cond隨光照強度增加而增大，Ci在07：30左右最高，隨著Pn增加而降低，午后略有升高。

黃葛古樹（50015101009）Pn（圖3A）和Tr（圖3B）日變化曲線均呈雙峰型。通過以Pn對時間進行積分，計算出復壯保護前（2018年）該古樹CO2日同化量即日積分值約245.66 mmol/（m2·d）;采取復壯保護措施后，CO2日同化量呈持續(xù)增長趨勢，2019和2020年日積分值增幅分別為141.87%[594.20 mmol/（m2·d）]和106.13%[506.39 mmol/（m2·d）]，光合效率明顯增強。

2.2 年生長量及葉綠素相對含量變化

采取復壯措施后，50015101008號黃葛古樹新生梢長度（F=19.066，df=2.58，P<0.001）、新生梢葉片數量（F=65.149，df=2.58，P<0.001）和新生梢干物質量（F=12.588，df=2.58，P<0.001）均顯著增加（圖4A～C）。50015101009號黃葛新生梢生長量呈顯著復壯效果，新生梢長度增長79.02%（F=13.277，df=2.53，P<0.001），新生梢葉片數量增加75.16%（F=61.114，df=2.58，P<0.001）和新生梢干物質量增長91.91%（F=24.863，df=2.58，P<0.001）（圖5A～C）。復壯后，2株黃葛古樹葉面積均在2019年顯著增加，2020年5001510108號古樹降低到2018年復壯前水平（P=0.631），50015101009號古樹仍顯著高于2018年（P<0.001），但相較于2019年略有降低（P<0.001）（圖4D、圖5D）。葉綠素含量總體呈增加趨勢（圖4E、圖5E）（50015101008號：F=419.717，df=2.312，P<0.001;50015101009號：F=294.055，df=2.312，P<0.001）。

2.3 古樹復壯前后立地條件及外部形態(tài)特征

龍都路50號院內2株古樹復壯前、后生長狀況如圖6（復壯前）和圖7（復壯后）所示。除了拆除硬質鋪裝、樹池以及改良土壤等措施外，還結合景觀打造，設置通氣孔與復壯溝、安裝樹體支撐材料，對樹干和樹洞進行修復等保護措施，并安排專人定期進行養(yǎng)護。綜合以上保護措施，2株古樹立地條件得到明顯改善。復壯后，生長勢開始由弱漸強，新生梢生長量連續(xù)2年呈增加趨勢，枯梢量變少，葉片變大且不再異常脫落，從整體上不如周圍相同樹種枝繁葉茂。

3 結論與討論

（1）該研究采用打孔取樣，證實土壤理化性質直接影響樹體健康狀況。從土壤構成來講，2株古樹根境表層均為混凝土硬質鋪裝，中層為建筑垃圾，下層為回填土和硬土層，樹池和地面硬質鋪裝幾乎完全將根系密閉，導致立地生長環(huán)境變差，根系難以正常吸收養(yǎng)分、水分，根系生長受限。在土壤化學層面，原回填土壤多為建筑垃圾，導致樹池內及根際土壤pH呈弱堿性（pH 7.97～8.75）。而大多數古樹更適宜在酸性土壤中生存，堿性土壤易使其根系活力下降，側根、須根發(fā)育較少。綜合各種因素，導致根際土壤狀況變差，根系吸收養(yǎng)分、水分等受阻，在外觀上古樹長勢逐漸衰弱。根系環(huán)境改良是目前古樹復壯保護常用、有效措施之一[6-7]。拆除樹池、硬質鋪裝，改良土壤后，古樹立地條件得到明顯改善，土壤pH保持在6.8～7.0，適宜黃葛樹生長。

（2）大多數古樹生長勢本身較弱，復壯后，短期內難以達到明顯的復壯效果。葉片是古樹發(fā)揮光合作用的主要器官，凈光合作用大小決定其新生梢干物質量大小。程程[8]以周公廟不同樹齡的國槐古樹為研究對象，發(fā)現健康狀況評級差的古樹光能利用率低。古樹因自然衰老、生長環(huán)境變差

等因素的影響，其凈光合速率、葉綠素含量以及新梢生長量等較同種健壯個體低，甚至會出現負生長現象[9]。就古樹復壯效果評價而言，1年內枝梢生長長度是反映樹勢強弱的指標之

一，能直觀地衡量復壯效果[10-11]。

（3）通過跟蹤調查，發(fā)現采取復壯措施后，2株古樹生長勢已有明顯改善。在光合作用方面，2株黃葛古樹CO2日同化量均呈

持續(xù)增長趨勢，增長幅度達72.58%以上，最高可達141.87%，說明復壯后生長量顯著增加，最終表現在新生梢枝條長度、葉片數量和干物質量等指標。復壯后，葉綠素相對含量總體顯著提升，光合作用有效面積顯著增加，導致植物干物質積累迅速，各項指標均

有利于提高凈光合速率，樹體生長勢趨于正常水平。

（4）通過根際土壤改良，龍都路50號2株黃葛古樹生長狀況得到明顯改善，但更值得人們反思的是在古樹周邊開展城市基礎設施建設或重點打造古樹景觀時，不應該貪圖施工便利、追求利益等人為破壞古樹生長環(huán)境，必須留足生長空間;古樹管護單位應該加強對施工單位進行監(jiān)管，出現問題時要及時處理。

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