国内首次,北京4万余株古树名木体检“全覆盖”
北京有4万余株古树名木,是名副其实的“古树之都”。在浩瀚的时间长河中,古树见证了朝代的更迭、文明的兴衰,用自己的方式延续着北京的历史脉络。已经成为北京胡同文化符号的胡同古树,则与鸽哨、老院落一起,承载着市民的乡愁情思。古树,是会生长的“活文物”,是自然与文化的“双遗产”。
近年来,北京开展了区域性古树名木体检,摸清了北京古树名木资源家底和生长状况,形成了古树名木的健康档案和体检报告。如此大规模、全覆盖的古树名木体检,在国内尚属首次。从体检到复壮,北京形成了古树保护的“闭环”。
穿过漫长岁月,古树蕴含生态文化科学价值
(资料图)
古树指生长百年以上的树木,其中树龄300年以上的为一级古树,其余的为二级古树。名木则是指树种稀有、名贵或具有历史价值、纪念意义的树木。
北京共有古树名木4万余株,主要集中在侧柏、油松、桧柏、国槐4种乡土树种,共计38000余株,约占北京古树名木总数93%,其中,北海公园“白袍将军”(白皮松)、“遮荫侯”(油松),中山公园的辽柏等更是全国闻名。
北海公园“遮荫侯”。北海公园供图
“古树具有极其重要的生态、历史、文化、科学、景观价值。”北京市园林绿化科学研究院(简称北京市园科院)古树与树木健康研究所首席专家王永格说。
如今,生物多样性和气候变化是生态领域的重要议题。古树名木历经千百年,是研究当地古气候、植物分布和生态变化的重要实证资料。古树根深叶茂、冠大荫浓,固碳释氧、保持水土、降温增湿、阻止烟尘、保护生物多样性等生态效益显著。
古树名木散生于景区、庙宇、祠堂或村寨内外,与宗教、民俗和文化融为一体,具有丰富的历史价值。北京颐和园东宫门内的两排古柏,在靠近建筑物的一面保留着火烧痕迹,是八国联军侵华罪行的真实记录。
千姿百态的古树名木根深叶茂,具有强烈的视觉冲击力,形成独特景观,成为重要的旅游资源。
古树也是研究自然的标本,它们经过自然界千百年的风雨洗礼,对当地的气候和土壤有较强的适应性。分析古树,可了解当地气候、水文、植被、环境的变迁,为众多领域研究提供科学依据。
极端天气、人为破坏等威胁古树健康
尽管拥有长寿、抗性强等基因,但古树仍会生病、死亡。
在北京市园科院的古树展厅,倒放着一株古油松。这株古树曾生长于山林,尽管生命已逝,仍拥有粗壮的树体和遒劲的姿态。
古油松原本整体外观完好,长势正常,人们肉眼很难发现它的问题。2017年,当地突遇雷雨大风天气,古油松体量太大,被大风齐根吹折。大家这才发现,它的树干基部存在大范围空洞腐烂的情况。如今,古油松的树干基部被切割成若干年轮盘,古树完成了生态使命,作为展品向公众科普,参观者可以从“砧板”状的年轮盘上看到树体内部的腐朽程度。
经树龄检测,古油松距地面0.5米处年轮数为266轮。这也意味着,它从18世纪50年代起,已经“见证”了众多历史事件的发生。
古油松年轮盘,可看出其内部空洞腐烂的情况。新京报记者 张璐 摄
“树木和人一样,及时体检十分重要”。王永格说,如果能通过体检发现空腐并采取保护措施,古油松仍有可能健康地生活着。
在自然界中,大风、雷电、雨雪、冰雹、地震、病虫害都会导致古树衰弱甚至死亡。古树衰弱也与树龄增长、立地环境改变等因素有关。比如修路或新建建筑会打破古树原有生长环境,挖方、填方等会导致古树生长空间不足,树干周围铺装面过大、土壤密实度过高、水土流失、日常养护关键时期或极端天气下未及时采取管护措施,都会对古树健康造成影响。
2021年,北京开展全国首次大规模区域性古树名木体检,摸清了北京古树名木资源家底和整体健康状况。
古树名木体检全覆盖,形成体检报告
类似中医的望闻问切,古树的体检也先从外观开始。
北京市园科院高级工程师巢阳是一名“树木医生”,每次体检时,他都会先观察古树树体是否倾斜、树干是否劈裂、树皮是否受损、叶片长度和生长量等。
“看诊”结束,巢阳开始“听诊”,他用皮锥敲击树干,存在空腐结构的树干会发出与正常健康的树干不同的声音,称为“异常音”。 如果树干下方有空腐情况,上面是“实心”健康树干,则树体折断或倒伏的风险更大。
常规的古树只需基础体检,重点古树名木还会进行精细化体检。精密诊断要用上空腐检测仪、探地雷达仪、叶绿素荧光仪、光合仪等设备,以确定树体在结构上的稳固程度和生理上的健康程度,为进一步开展古树树体加固和复壮保护提供准确的诊断依据。
在门头沟戒台寺的一棵古树前,应力波二维成像仪的多个探头被等距钉进树皮中,围成一圈,通过信号采集器连接电脑。探头中安装有振动传感器,敲击探头时,振动在树木健康部位和空腐部位中传递的速率不一样,空腐部位更慢一些,仪器通过探测物质中传递的振动,了解空洞大小。这相当于给古树做CT,巢阳的电脑上会呈现出一幅清晰的空洞横截面示意图。
6月19日,北京市园林绿化科学研究院,高级工程师巢阳用应力波二维成像仪进行树体空腐检测。新京报记者 薛珺 摄
除了显而易见的地上部分,暗藏地下的古树根系也是体检的重要内容。树枝干枯、叶片狭小,很可能是古树根部缺水或者受损。以往探根,“树木医生”会翻开人行道上的砖块,现在,他们用上了树木雷达无损检测技术。这种检测设备是树木精准复壮的“安全透视眼”,把检测设备围着古树转几圈,通过对检测数据的处理和分析,就能获知地下1-4米深范围内根系的生长分布状况。
“我们还会对土壤进行理化性质检测,包括氮、磷、钾、有机质等营养元素含量,以及土壤酸碱度、土壤密实度等指标。”王永格说,古树生长不良可能是土壤存在问题。她和团队曾做过侧柏土壤改良研究,将草炭、有机肥等材料配比组合,配出14个配方。“做完种植实验后,我们在第二年、第三年挖开土壤看,逐一细数根的数量,从中筛选出能明显促进树木根系生长的4个配方,使根系更好地从地下吸收水分供地上部分生长。”
据北京市园林绿化局义务植树处副处长方芳介绍,全市在册古树名木已初步实现GPS定位,“我们将日常确认登记与定期调查有机结合,加强古树资源动态管理,发现一株,确认一株,登记一株,保护一株。”
同时,北京对古树名木开展全面体检后,实现“一树一牌”“一树一档”“一树一报告”,为提升古树名木保护管理精细化水平提供数据与支撑依据。
科技复壮,让古树“老有所养”
完成体检后,饱经沧桑的古树进入复壮阶段。
首钢园西北侧的山上,有一片独特的古侧柏,它们盘根错节的根系没有扎在泥土里,而是生长在陡峭的山石、崖壁上和墙体里,形成了壮观的自然景象。方芳说,此次体检发现这些古侧柏长势不错,但存在局部腐朽、主干倾斜等问题,工作人员采取“一树一策”的方式,对古树损伤部位进行防腐处理,清理了古树周围与其争夺养分的杂灌,补植了低矮的地被植物。
在实践中,“树木医生”不断创新复壮技术,为古树提供最精准的治疗方案。北京市园科院的古树展厅中,用模型展示了古树复壮技术的变迁。
游览公园时,游客可能留意过古树修复后愈合口上留下的“伤疤”。王永格说,过去,“树木医生”在树洞内部填充砖头、石块,外部用水泥修补树洞,不仅看起来灰暗突兀,水泥经过长时间风吹日晒还会开裂。随着技术的进步,“树木医生”在树洞内喷药杀虫杀菌,刷桐油防腐,在洞内用钢筋做支架,并注入发泡剂,树洞外用环氧树脂复合物制作树体假皮。但在跟踪研究中,他们发现,这种方式仍有缺陷,注入的发泡剂会吸收渗入树体的水分,导致空洞部分腐烂更加严重。
经过反复尝试,如今,“树木医生”使用“补干不补皮”的修补方法。空洞清腐、杀菌杀虫、刷桐油等环节之后,他们在洞内架设木框架,再用硅胶修补树干。和古建“修旧如旧”的道理相似,硅胶可塑性好,可以仿制树的纹理效果和木橛等部位,遮住古树的伤疤,还原其沧桑感。
“古树的树皮是有活力的,受伤后会愈合,如果修补树皮,新生长的树皮与死树皮相抵触,就会导致修补的缝隙开裂。现在‘不补皮’,树皮愈合后会逐渐包裹修补部分,看起来更加自然美观。”王永格解释说。
古树修剪技术也在不断改进。以往一些修剪标准要求,常绿树一般留1-2厘米残桩,但在实际修剪后,工作人员发现,经长时间风雨侵蚀后,残桩易腐烂成为风险口,导致雨水渗入。目前,北京大树修剪已不再要求留残桩。
“我们还开发了树木修剪机,可以进行疏果。油松、白皮松都喜欢比较疏松的土壤,我们用树木通气机对土壤进行透气改良,使古树周围土壤达到疏松通透状态。”王永格说。
支撑也是保护古树的有效手段。圆环一般的抱箍可以将树干围住,与支架一起将古树稳固支起。抱箍可以调节大小,随着树木生长变粗,小“圆环”可以扩展至大“圆环”。不过,抱箍与树干接触部位长时间不透气,可能会存在积水问题。为了解决这个问题,工作人员在抱箍和衬垫上打孔,增加通气透水性,避免树木积水腐烂。王永格说,抱箍与支架接触部位还放置了弹簧,树木生长季枝叶茂盛,弹簧挤压紧密;冬季落叶后重量减轻,弹簧弹开。
“下一步,北京将继续开展濒危、衰弱古树名木抢救复壮工作,加强对千年古树和珍稀树种古树的特别保护。”王永格说,在创新保护技术上,北京将利用现代科技手段努力实现土壤墒情、水肥管理、病虫害病症的智能识别,以及灾害天气的提前预警等,实现最精细化养护管理。
天坛公园桧柏树龄近600年,天然形成“屈原问天”的形态。天坛公园供图
攻关“树龄鉴定”,无损伤测定古树树龄
确定古树树龄,是科学保护古树的前提和依据。古树名木的年轮记载着丰富的信息,包括树龄、气候、水文、生长健康变化、方向。
一些建设项目实施之前,也有为“老树”鉴龄的需求。《<北京市古树名木保护管理条例>实施办法》中明确,建设项目规划选址应当在古树名木保护范围以外。因市级以上重点工程等特殊情况涉及古树名木保护范围的,在规划、设计、施工、安装中,应当采取避让保护措施。
数古树年轮,是古树鉴龄的方式。在巢阳的办公室中,放着多个年轮盘,它们经砂纸抛光打磨后,像艺术品一样光滑精致,细如发丝的年轮清晰可见,“诉说”着古树生长的秘密。“树木刚被砍伐后,年轮盘表面是湿的,一打磨就模糊了,我们要等水分蒸发后才能开始处理。”他说,前期处理比较复杂,要将不平整的年轮盘表面用粗砂纸、细砂纸一层层打磨平整,直至可在显微镜下观察到细胞结构为止。
而对于活体树木,不能为了获取年轮盘而将其锯倒。国际上还有一种树龄测定方法,即“打树钻”取样测定——在树干胸径位置处钻取贯穿树干的“树芯”,取出直径5毫米粗的年轮样条,将样条固定在样品架上打磨加工好后,再放置于连接电脑的显微镜下,计数样条上的年轮,这种方法虽不会危及古树的生命,但会对古树的正常生长造成一些影响。
如何在不影响古树生长的情况下测出树龄?北京市园科院通过多年的探索和研究,研发了通过枯死分枝的树龄推算古树树龄的方法。
巢阳说,一些古树会因树枝折断或者修剪,在树体上留下断枝,在断杈处锯下一个断片,就可以通过树枝的年轮测定树龄。他解释说,这种方式是先通过测定死枝的年龄以及初生年代,再根据死枝在古树的高度位置,以及该古树所属树种的高生长平均速率,推算出古树生长到这一位置时的树龄,进而计算出古树基部的年轮数,得到古树的整体年龄。
目前,科研人员也正在尝试采集北京浅山地区相同环境中的同树种样本,研究树龄与胸径、降水和温度等气候因子变化的规律,再通过建立模型的方式算出古树年龄。“建模成功后,测树龄的速度将大大提高,不用再锯树杈、数年轮,只要测量树木的干围,套用模型公式,就可以得出结果。”不过巢阳也表示,尽管立体环境相同,树木的生长也未必完全相同,所以目前攻关难点在于模型的代表性。
在研究过程中,巢阳发现,可以通过树木年轮的结构,了解具体年份树木遇到的问题。
“古树是不会说谎的史书。”他举例说,树木一圈圈的年轮间隔相对平均,但某一圈年轮间隔突然变窄,可能意味着树木在当年遭到突发事件的严重伤害,例如移栽,人为或自然因素导致树体或根系严重损伤。除了测定古树年龄,年轮还可用于分析树木的生长过程,复原它的经历,这对于了解树木的生长习性、管护方式和历史事件都很有意义。
新京报记者 张璐
编辑 白爽 校对 翟永军
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