古樹健康管理面臨的問題和挑戰(zhàn)

趙忠

古樹健康管理是指為了維護(hù)古樹的健康生長和樹體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，延長其壽命所采取的管理措施，最早是由日本人提出來的。具體內(nèi)容包括：有害生物綜合防控、古樹健康診斷、日常養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測（樹體、土壤、環(huán)境）等。古樹健康管理主要針對具有重要歷史、文化、科研價值的古樹。古樹健康管理的基礎(chǔ)是對古樹特征的深入了解和研究。

近10余年來，隨著生態(tài)文明建設(shè)的持續(xù)深入推進(jìn)，古樹名木保護(hù)的重要性逐漸被人們所認(rèn)識，得到社會各界的廣泛重視。重要的古樹普遍得到保護(hù)，被“圍起來了，支起來了，看起來了”。但實踐中對古樹特征缺乏深入調(diào)查和了解，對氣候變化背景下古樹如何響應(yīng)和適應(yīng)季節(jié)節(jié)律的變化及高溫和干旱天氣等知之甚少，制約了古樹健康管理的精準(zhǔn)實施，給古樹健康管理帶來極大挑戰(zhàn)。正確理解古樹特征及其適應(yīng)性變化，可為應(yīng)對古樹健康管理面臨的挑戰(zhàn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 古樹特征及其適應(yīng)性變化

古樹特征包括樹種的壽命、樹體大小和功能性狀等生物學(xué)特征，不僅受樹木自身遺傳因子調(diào)控，還受環(huán)境因子影響，具備一定的可塑性。

1.1 樹種的壽命

樹齡是確定古樹價值和健康管理的基本依據(jù)。同時，準(zhǔn)確測定樹齡有助于正確認(rèn)識氣候變化對古樹的影響。目前，樹齡測定的方法主要有：文獻(xiàn)追蹤法、訪談估測法、年輪與直徑回歸估測法、年輪鑒定法、樹木針測儀（木材阻力儀）測定法、CT掃描測定法和碳14測定法等，但大型古樹樹齡測定仍然是“世界性”難題。

不同樹種的壽命存在差異。按照樹木的壽命可以將樹種劃分為：1）短壽命樹種。如楊樹（Populussp.）、柳樹（Salixsp.）、桉樹（Eucalyptussp.）等；2）中壽命樹種。如油松（Pinustabuliformis）、樟子松（P.sylvestrisvar.mongolica）、樟木（Cinnamomumcamphora）等；3）長壽樹種。如側(cè)柏（Platycladusorientalis）、槐（Sophorajaponica）、銀杏（Ginkgobiloba）等。樹木的壽命主要受樹種（基因）和生物地理因素影響。不同的樹種對氣候變化的響應(yīng)也不同，如德國北部Schleswig-Holstein州生長的歐洲赤松（P.sylvestris）和花旗松（Pseudotsugamenziesii）的直徑生長與冬季氣溫升高呈正相關(guān)關(guān)系，特別是與當(dāng)年1—3月的月均氣溫。與之相反，挪威云杉（Piceaabies）與當(dāng)年5—7月的月均降雨量以及3月氣溫呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。目前經(jīng)科學(xué)測定，樹齡最大的古樹是生長于智利AlerceCostero國家公園的智利柏（Fitzroyacupressoides），樹齡高達(dá)5484年。全球范圍內(nèi)，樹齡超過2000年的古樹大多分布在高寒、干燥、遠(yuǎn)離人煙的地方，以柏科（Cupressaceae）和松科（Pinaceae）樹種為主。這些古樹之所以能夠存活逾千年，與少有人類活動擾動有很大關(guān)系，也從一個側(cè)面證實了人為活動是影響樹木實際壽命的重要因子。

對于樹木來講，壽命和生長速率是矛盾的對立統(tǒng)一體。也就是說，如果樹木的生長速率很快，那么它的壽命必然是很短的。只有那些生長速率比較緩慢的樹種或個體才可能有較長的壽命。生長速度快的樹種對氣候變化的響應(yīng)是比較敏感的。相反，那些生長速率比較低的，樹體比較矮小的樹種或個體適應(yīng)氣候變化的韌性就比較強。

樹木的生長速率和壽命受環(huán)境的影響很大：在比較優(yōu)越的環(huán)境條件下，樹木生長速率很快，但壽命就會縮短；相反，在困難立地上，樹木的生長速率比較低，所以樹木壽命也相對就比較長。在全球范圍內(nèi)，樹齡2000年以上的大型古樹都是松科和柏科樹種，分布在高寒、干旱地區(qū)。即使是同一個樹種在不同環(huán)境下生長速度也會出現(xiàn)很大差異，生長速率快的樹木個體壽命較短。樹木的壽命與生長速率是對立的統(tǒng)一體，隨著樹齡的增長生長速率也隨之下降。古樹一般長期處于逆境條件下，雖生長緩慢但仍具有較大的生長潛力（包括高生長在內(nèi)），在生境改善的情況下生長會明顯加速，但也會由此加速古樹的衰老進(jìn)程。

1.2 樹體大小

樹體大小對于樹木壽命有很大的影響。其機理主要有以下幾點：1）隨著樹齡和樹體的增加，樹木的水分利用效率和氣孔導(dǎo)度下降，由根系輸送到樹冠的水分和養(yǎng)分的阻力增加、動能下降，導(dǎo)致隨著樹齡和樹體增加樹木光合速率下降，致使樹木生長活力減弱；2）雖然樹齡和樹體大小都會對樹木壽命產(chǎn)生影響，但通常用樹體大小更容易衡量樹木的活力，比樹齡更具說服力；3）相對于樹體較小的古樹，大型古樹因其樹體巨大、樹冠開張，熱輻射和蒸騰量大對干旱更為敏感，對氣候變化（主要指干旱和高溫）更為敏感，特別是一些耐蔭樹種。高達(dá)65%的大型古樹死亡與干旱有關(guān)，這也是古樹保護(hù)要格外關(guān)注大型古樹的重要原因。

1.3 樹木的功能性狀

功能性狀作為反映樹木生長勢、健康狀況以及樹木對氣候變化響應(yīng)的特征，是研究古樹氣候變化適應(yīng)性、提出適應(yīng)性管理方案、制定古樹復(fù)壯保護(hù)方案或者在氣候變化極端事件發(fā)生以后為古樹制定救治方案等的重要科學(xué)依據(jù)。環(huán)境脅迫（如干旱、土壤貧瘠）會對樹木功能性狀（形態(tài)、生理和物候特征）產(chǎn)生顯著影響，包括生長、存活、葉片組織結(jié)構(gòu)、葉比表面積、葉片氮含量、水分利用效率、葉綠素含量、光合系統(tǒng)Ⅱ功能以及水分脅迫條件下的光合能力等。如84K楊（Populusalba×Populusglandulosa）葉片厚度、柵欄組織厚度以及柵欄組織與海綿組織的厚度比值等性狀會隨干旱程度的增加而增大，其對干旱的敏感度亦受土壤氮含量的影響?；哪h(huán)境中的胡楊（Populuseuphratica）在不同生長階段出現(xiàn)多種葉表型來適應(yīng)環(huán)境，幼年時為披針形葉，成年階段出現(xiàn)菱形、腎形和卵圓形葉，最后全部變?yōu)閷捖褕A形葉。側(cè)柏當(dāng)年生鱗葉的解剖細(xì)胞結(jié)構(gòu)同側(cè)柏整體健康狀況密切相關(guān)，穩(wěn)定的葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)是側(cè)柏維持正常光合作用/代謝活動的重要保障。

1.4 種源

不同樹種的生態(tài)適應(yīng)幅度不同。對于那些具有比較寬的生態(tài)適應(yīng)幅度的樹種來講，具有廣泛的地理分布，或者在不同的氣候帶里都有分布，經(jīng)長期進(jìn)化可形成地理種。即使同一個樹種，也會因為種源不同而表現(xiàn)出功能性狀差異。如側(cè)柏生長性狀（冠幅、胸徑、樹高和分枝角）在不同種源中的變異程度有很大差異，總體表現(xiàn)為南部種源變異系數(shù)較大，山東種源變異系數(shù)最小；種源間表型變異越大，遺傳多樣性越豐富。

不同種源的古樹在生長習(xí)性、功能性狀和氣候變化適應(yīng)性等方面存在差異，在古樹的健康管理中查清古樹的種源十分必要?，F(xiàn)實中經(jīng)常會遇到古樹分布格局與其樹種自然分布格局不符的問題，這與各地居民對樹種的喜好、風(fēng)俗以及宗教活動等有很大關(guān)系，即歷史上和現(xiàn)代人為活動打破了古樹樹種的天然分布格局和地理隔離。寺院和帝王陵墓區(qū)的古樹大多是人工栽植的。對陜西黃陵軒轅廟內(nèi)現(xiàn)存19株千年以上側(cè)柏的親緣關(guān)系研究證實，其遺傳距離和地理距離之間沒有顯著相關(guān)，說明這些古樹的種源很復(fù)雜，不是來自一個地方，證實這些古樹是先人人工栽植的。

2 影響古樹健康和生存的因素

目前古樹保護(hù)得到了空前重視，人為擾動對古樹健康和生存的威脅大大減弱，古樹受到的影響主要來自于自身遺傳特性和環(huán)境脅迫，特別是頻發(fā)的極端天氣對古樹的破壞。

2.1 古樹的生活史

不同的樹種或者不同的生物種生活史軌跡是不一樣的。木本植物中，除竹（Bambusoideae）和泰氏櫚（Tahinapalm）一生只開一次花外，其他木本植物一生都要經(jīng)歷3個階段：幼年期、成熟期和衰亡期。樹木的幼年期一般2年或者數(shù)十年。成熟期是樹木生活史中的主要階段，因樹種不同從數(shù)十年到數(shù)千年。很多千年以上的古樹仍然處在成熟期。衰亡期是樹木生活史的最后階段，這個階段一般很短，幾年或者更短。也就是說，如果發(fā)現(xiàn)古樹出現(xiàn)衰亡的跡象，一般情況下古樹會很快出現(xiàn)衰亡。不同于人類、動物、昆蟲和草本植物，樹木的死亡率在達(dá)到最初的高峰之后，隨著樹齡的增大死亡率呈現(xiàn)出穩(wěn)定趨勢。這是為什么在千年古樹上仍然可以看到果實累累，種實產(chǎn)量仍然維持在較高水平。

2.2 極端天氣

極端天氣對古樹生存的影響近年來非常突出，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人為破壞的影響。這種自然現(xiàn)象可能在瞬間給古樹造成難以修復(fù)的損傷，甚至造成古樹死亡。所以，要高度關(guān)注氣候變化對古樹可能造成的危害。特別是近幾年，極端天氣持續(xù)頻發(fā)，強度超乎尋常。據(jù)世界氣象組織報告，2024年多項氣候變化指標(biāo)創(chuàng)紀(jì)錄，全球近地表平均溫度較工業(yè)革命之前高1.5℃，較1850—1900年高1.55±0.13）℃。極端天氣現(xiàn)在已經(jīng)成為古樹保護(hù)必須高度關(guān)注的因素，對古樹健康管理造成極大挑戰(zhàn)。如2024年1月極寒天氣下樹冠上形成的“冰掛”使陜西多地側(cè)柏古樹造成折枝和樹干斷裂等機械傷害。2025年4月15日，南昌市太平鎮(zhèn)1株超1500年樹齡的銀杏樹在大風(fēng)中倒塌。受氣候變化加速和極端天氣的影響，黃河中游地區(qū)一級古樹達(dá)到極度衰退的比例已經(jīng)達(dá)到了17.99%。

2.3 人為干擾

在全球范圍內(nèi)，千年以上的古樹主要生長在高寒、干旱、人稀少的地區(qū)。在我國，千年古樹主要出現(xiàn)在西北地區(qū)。第二次全國古樹名木資源調(diào)查結(jié)果顯示，我國的古樹名木主要集中在東南地區(qū)。除了氣溫和降水量影響以外，古樹的分布主要與人口密度以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平有很大的關(guān)系。同時，還與古樹的利用和在宗教上的意義有很大關(guān)系。也就是說，人為因子在古樹分布格局的形成中發(fā)揮著很大作用，也左右了古樹的壽命。《莊子》“人世間”一篇中，講述了一個木匠行至齊國曲轅對一櫟社樹（古樹）的評價，“散木也”“是不材之木也，無所可用，故能若是之壽”，也正是這樣的原因，才使得一些大型古樹存留至今。

2.4 根際微生物

樹木在長期的進(jìn)化過程中與土壤微生物協(xié)同進(jìn)化，形成了密切關(guān)系。土壤微生物，特別是根際微生物在提高和維持土壤肥力和養(yǎng)分循環(huán)方面發(fā)揮著不可替代的作用。在增強宿主免疫能力、改善土壤結(jié)構(gòu)、增強根系活力等方面發(fā)揮著巨大的作用。全球變化背景下，樹木面臨著越來越嚴(yán)重的干旱、氮沉降等各種環(huán)境壓力（非生物脅迫），通過改善生境條件，直接利用根際特定微生物類群或間接利用微生物-微生物相互作用可幫助樹木適應(yīng)非生物脅迫。根際促生菌（PGPR）通過合成植物調(diào)節(jié)因子脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）、吲哚乙酸（IAA）、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）脫氨酶（降低乙烯含量）、親水性胞外多糖等途徑，協(xié)助宿主植物應(yīng)對干旱脅迫。菌根共生體通過水通道蛋白調(diào)節(jié)水分和營養(yǎng)物質(zhì)吸收與轉(zhuǎn)移，通過調(diào)節(jié)植物激素水平提高水分利用效率，通過合成抗氧化代謝物參與水分滲透調(diào)節(jié)，協(xié)助宿主植物應(yīng)對干旱脅迫。根際解磷微生物的富集能夠緩解氮沉降帶來的磷限制，減輕氮沉降對樹木的影響。

3 古樹健康管理應(yīng)重點解決的問題

從生態(tài)學(xué)的角度來講，應(yīng)對氣候變化只有兩個途徑：一是減排，即通過減少溫室氣體排放，如通過減碳和控碳減少氣候變化的影響；二是適應(yīng)，即充分利用樹木的生態(tài)彈性，把環(huán)境影響或氣候變化（特別是極端天氣）的影響降到最低，使古樹能夠平安度過危機。因此，氣候變化背景下古樹健康管理應(yīng)重點解決好以下問題。

3.1 逆境控制

適當(dāng)?shù)哪婢衬茉黾訕淠緦Ω珊导坝泻ι锏目剐?，但長期和強度的逆境（填埋、根系損傷、過度灌溉等）會嚴(yán)重危害樹木健康，導(dǎo)致古樹受損、衰老、甚至衰亡。對于古樹來講，在漫長的生活史中經(jīng)歷了無數(shù)次的極端天氣事件，所以對環(huán)境或者逆境有很強的適應(yīng)能力。在古樹健康管理的日常監(jiān)護(hù)中，要充分利用古樹的生態(tài)彈性，通過逆境控制增強古樹對氣候變化的適應(yīng)性。不要過度干預(yù)古樹的生長環(huán)境，如灌水、施肥等土壤管理過度和不科學(xué)的管理不利于古樹健康，更不利于古樹壽命的延長。樹木的壽命與生長速率是矛盾的對立統(tǒng)一體，生長速度較快的速生樹種，由于投入到生長和生命維持中的能量資源較多，相對來說只能保留較少的能量資源進(jìn)行防御，所以一般速生樹種抵抗逆境的能力就差、壽命短，而生長速度較慢的樹種則相反，抵抗逆境的能力較強、壽命長。

面對頻發(fā)、高強度的極端天氣，必須加強古樹對氣候變化適應(yīng)性的研究，特別是對于樹木生態(tài)彈性的研究。因為，樹木在它的生態(tài)彈性范圍內(nèi)對干旱或者是高溫的影響會做出彈性反應(yīng)，即在脅迫解除以后樹木的生長可恢復(fù)如初。但當(dāng)這種影響或者脅迫超出了樹木適應(yīng)性彈性范圍以后，整個情況就會發(fā)生逆轉(zhuǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)一些不可恢復(fù)的損傷，甚至導(dǎo)致樹木死亡。所以，古樹健康管理中要十分重視逆境控制，防止生境出現(xiàn)嚴(yán)重、不可逆變化，給古樹健康造成不可逆的損害。

3.2 古樹復(fù)壯保護(hù)的依據(jù)

迄今，人們對氣候變化背景下古樹如何響應(yīng)和適應(yīng)逆境知之甚少，成為古樹健康管理亟待解決的瓶頸問題，不僅在理論上限制了人們對古樹衰亡加劇現(xiàn)象背后科學(xué)問題的認(rèn)識，而且也在實踐上制約了古樹養(yǎng)護(hù)和救治的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

古樹“復(fù)壯保護(hù)”是針對古樹生長勢衰弱經(jīng)常采用的措施，主要包括土壤管理、樹干和大枝加固、樹體空腐修復(fù)以及病蟲害防治等內(nèi)容。其中，復(fù)壯保護(hù)方案制定最為關(guān)鍵。目前普遍存在的問題是復(fù)壯保護(hù)方案制定的依據(jù)不科學(xué)或不足，主要存在兩方面的欠缺：1）對古樹的生活史或曾經(jīng)經(jīng)歷過什么缺乏了解 歷史上的自然災(zāi)害或人為活動都會對古樹特征和生長勢造成影響和留下“印記”，是正確認(rèn)識古樹特征和生存現(xiàn)狀的依據(jù)；2）對古樹生長勢恢復(fù)潛力、復(fù)壯措施效果及其對古樹壽命的影響沒有研判 有一種錯誤的認(rèn)識，以古樹恢復(fù)“枝繁葉茂”為判斷復(fù)壯的標(biāo)準(zhǔn)。在不同的生長發(fā)育階段，古樹會呈現(xiàn)出多樣的生長模式，呈現(xiàn)出多樣的健康狀態(tài)）。因此，盲目地灌溉、施肥、換土和引根，一味地追求“恢復(fù)生機”只會加速古樹的生命進(jìn)程，縮短古樹的壽命。

3.3 古樹穩(wěn)固性評估

古樹穩(wěn)固性評估是精準(zhǔn)實施古樹加固和支撐保護(hù)的依據(jù)，是應(yīng)對極端天氣措施的重要內(nèi)容。在極端天氣發(fā)生期間，古樹樹體倒塌或折斷損害均與沒有提前進(jìn)行穩(wěn)固性評估、精準(zhǔn)實施保護(hù)措施有關(guān)。古樹穩(wěn)固性評估需考慮三大因素：1）古樹樹體本身的穩(wěn)定性 也就是樹體本身發(fā)生解體、傾倒、折斷的潛勢。所謂潛勢是指樹木或一部分樹體，在一定的期限內(nèi)發(fā)生斷裂或傾倒的可能性；2）生境脅迫或干擾的誘發(fā)因素 古樹周邊的工程建設(shè)（道路和建筑等），樹干周圍的開挖填埋，污水的排放，極端災(zāi)害性天氣條件（大風(fēng)、暴雨、雷電、冰雪等）均為破壞樹體穩(wěn)固性的誘發(fā)因素；3）損害或傷害的目標(biāo)物 即古樹的穩(wěn)固性風(fēng)險，一方面是對古樹自身造成的傷害或傷損，另一方面是古樹的傾倒或斷枝掉落可能傷害到周圍的民眾及財產(chǎn)，造成連帶效應(yīng)。因此，在古樹穩(wěn)固性評估過程中，必須考慮是否存在可能的目標(biāo)物，為及時清理、移除和警示預(yù)警提供依據(jù)。

4 結(jié) 論

近50年來，氣候變化加速了極端天氣現(xiàn)象的發(fā)生頻次，導(dǎo)致古樹（特別是千年以上的大型古樹）普遍出現(xiàn)生長衰退甚至衰亡的現(xiàn)象，給古樹健康管理帶來極大的挑戰(zhàn)，亟待解決以下3個關(guān)鍵問題：1）古樹適應(yīng)氣候變化的機制（反饋、前饋和表型可塑性）；2）極端天氣（冰雹、強風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷暴、凍雨等）危害的預(yù)警；3）古樹群的健康經(jīng)營。為此，應(yīng)加強以下兩方面研究。

4.1 古樹功能性狀對逆境響應(yīng)的異質(zhì)性

全球變化背景下，古樹的葉片和細(xì)根功能性狀變異同時受樹木遺傳因子和環(huán)境因子（氣候、土壤）的共同影響，表現(xiàn)出不同生物學(xué)特征，其中有3個關(guān)鍵點亟需弄清：1）古樹植物功能性狀對逆境脅迫的響應(yīng)；2）葉片和細(xì)根功能性狀間的耦合關(guān)系；3）功能性狀的因果異質(zhì)性。

4.2 植物微生物組在古樹響應(yīng)逆境脅迫中的關(guān)鍵作用

植物微生物組在古樹長期適應(yīng)全球變化過程中形成獨特菌群結(jié)構(gòu)，影響宿主對逆境的響應(yīng)。深刻理解逆境脅迫中植物微生物組的作用機制，有3點亟待破解：1）核心微生物群落結(jié)構(gòu)、功能與組裝；2）微生物種群間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系；3）植物微生物組在宿主逆境響應(yīng)中的作用過程。

文獻(xiàn)來源：趙忠.古樹健康管理面臨的問題和挑戰(zhàn)[J].林業(yè)科學(xué),2025,61(07):94-99.

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