济南中山公园侧柏古树群立地条件与复壮策略研究_宋凤.pdf

参考文献：1 林业部关于积极开展狩猎事业的指示J.中华人民共和国国务院公报，1959.2 人民出版社编.1956 年到 1967 年全国农业发展纲要（草案）M.人民出版社，1956.3 盛和林.濒危的华南虎J.野生动物保护用，1979（1）.4 马逸清.我国的东北虎J.野生动物保护用，1979（1）.5 中国科学院动物研究所.东北兽类调查报告M.科学出版社，1958.6 高耀亭.中国动物志 兽纲 第八卷 食肉目M.科学出版社，1987.7 潘清华，王应祥，岩崑.中国哺乳动物彩色图鉴M.中国林业出版社，2007.8 马逸清，文榕生.虎（Panthera tigris）的起源与地理分布变迁J.野生动物学报，2015，36（2）：134-145.作者简介：马逸清（1931-），男，研究员，主要从事动物学研究工作。通信作者：朱世兵（1980-），男，研究员，主要从事野生动物生态学研究工作。（2022-09-27 收稿 刘晓佳编辑）国土与自然资源研究 期刊征稿国土与自然资源研究 是由黑龙江省科学院自然与生态研究所主办的综合性学术期刊，创刊于 1979 年，原刊名 自然资源研究，是国内创刊最早的几份同类期刊之一，1998 年 7 月改为现刊名，已经有 40 多年的办刊历史，集学术性、实用性、权威性、前瞻性与专业性于一体，面向国内外公开发行，为广大教育、科研工作者提供学术交流平台。国土与自然资源研究 读者对象为相关学科的研究人员、院校师生、政府决策人员、自然资源开发利用单位和个人，为国土开发整治、区域发展、人口、经济与环境的可持续发展方面的理论交流提供一个窗口，为自然资源开发利用新技术新方法的应用搭建一座桥梁，为保护黑龙江省的生态环境、发挥黑龙江省的资源优势，富民强省、振兴经济、为我国的国土开发整治和自然资源的开发保护做贡献。该期刊为双月刊，包括区域经济、城乡建设、土地利用、农业可持续发展、环境质量评价、生态安全、旅游资源开发、动植物保护与利用等内容。现面向广大科研工作者常年征稿，欢迎各类大中专院校的教师和学生以及科研院所的专家、学者踊跃投稿。文章编号：1003-7853（2023）03-0080-05基金项目：山东建筑大学博士科研基金项目（X20041Z0101）济南中山公园侧柏古树群立地条件与复壮策略研究宋 凤1，巩汝龙1，曾全银2，夏甜甜1*（1.山东建筑大学 建筑城规学院，山东 济南 250100；2.山东华泰庄园园林有限公司，山东 济南 250100）摘要：济南中山公园古树群是济南十大古树群之一，古树品种以清代侧柏（Platycladus orientalis(L.)Franco）为主。作为服务于城市的公园，古树受游人影响与城市环境变化等生境问题影响巨大。以济南中山公园 53 株古侧柏为研究对象，采取实地调研法、实验检测与信息归纳的方法，分析园内不同区域古树立地土壤理化性质。最终实验显示园内土壤含水量均值达 19.33%，容重均值 1.38，空隙度 0.48，土壤物理性质粘重。土壤整体呈弱碱性，各养分含量均达到一般标准，S1、S2、S5 研究区碱解氮和有机磷含量过高，易造成古树根部的损失，整体古树群呈衰退状态。结合古侧柏树生物形态现状分析树群健康状态，提出有针对性的古树复壮养护建议，有利于济南地区古树名木保护工作的深化，进一步完善现代古树名木复壮养护体系。关键词：侧柏古树群；古树名木资源；土壤理化性质；复壮技术中图分类号：Q94文献标识码：Adoi:10.16202/ki.tnrs.2023.03.018Study on Site Conditions and ComplexStrategy of Ancient Arborvitae Treesin Zhongshan Park,JinanSong Feng1,Gong Rulong1,Zeng Quanyin2,Xia Tiantian1*(1.The School of Architecture and Urban Planning(SAU)ofShandong Jianzhu University,Jinan Shandong 250100,China;2.Shandong Huatai Manor Garden Co.,Ltd.,Jinan Shandong250100,China)Abstract:The old tree group in Jinan Zhongshan Park is one ofthe top ten old tree groups in Jinan.The old tree species aremainly arborvitae in the Qing Dynasty.As a park serving the city,old trees are greatly affected by habitat problems such as theinfluence of tourists and changes in the urban environment.Taking53 oldoriental arborvitae in Jinan Zhongshan Park as the researchobject,the soil physicochemical properties of old planting sites indifferent areas of the park were analyzed by means of on-the-spotinvestigation,experimental detection and information induction.Thefinal experiment showed that the average soil moisture content inthe garden was 19.33%,the average bulk density was 1.38,theporosity was 0.48,and the soil physical properties were sticky andheavy.The soil is weakly alkaline as a whole,and the content ofeach nutrient reaches the general standard.The content of alkali-hydrolyzed nitrogen and organic phosphorus in the S1,S2,and S5study areas is too high,which is easy to cause the loss of old treeroots,and the overall old tree group is in a state of decline.Combined with the status quo of old tree biomorphology,put国土与自然资源研究80TERRITORY&NATURAL RESOURCES STUDY2023 No.3forward targeted old tree restoration and maintenance suggestions,which is conducive to deepening the protection of old and famoustrees in Jinan,and further improving the modern old and famoustree restoration and maintenance system.Key words:old arborvitae group;old and famous tree resources;physical and chemical properties of soil;restoring techniques0引言我国古树评定是根据住建部文件规定，树木树龄在一百年以上者划为古树范围1。“十九大”以来，党中央和国务院提出“坚定文化自信”的战略要求，古树作为一种绿色的生物资源，具有珍贵的社会人文价值、自然资源效应、环境科研价值以及基因宝库意义2。伴随着城市化的快速推进，诸多古树被破坏，尤其是位于城市著名景点和城市公园内的古树，受人为因素影响频繁，自然环境不断改变，造成了原有古树生长生境的破坏，进而影响了公园绿地中古树的正常生长。研究发现，现阶段国内外学者针对古树的研究文章主要集中在郊野或山林大片区古树的景观评价、枝叶健康评价、现状资源调查、文化价值探讨等方面3-6，而城市古树健康与立地条件的关系并未得到重视，因此对济南中山公园古侧柏根周土壤进行现场调查记录，加强有关部门和游人对古树的重视。土壤是古树生长的立地基础，在植物生长过程中，古树从土壤中汲取所需的生长物质，又通过呼吸作用、光合作用等自身生理功能协调不同物质的供应关系，从而实现生长状态的自我调节7。因此探究古树生长土壤的理化因素与古树健康状态，进而推导测定古树对各类养分的汲取作用，这是判断古树健康调节作用、提出古树复壮方案的重要前提之一。1研究内容及方法1.1研究对象本次研究以济南中山公园的古侧柏群为对象，首先应对古树所处的区域进行分析。济南市的土壤种类以棕壤和褐土为主，最为适合各类植物生长需求。13 年济南市古树名木普查结果显示，侧柏以 53.6%的占比居于树种首位，生长于城市公园内的古树名木达八百余株8。因此，从树种代表性和普遍性上来说，古侧柏作为古树健康诊断的研究对象是最佳选择。济南中山公园属于典型城市公园，位于济南市的西部，始建于光绪三十年，是山东省内最早的“公园”之一，占地达 3.1 公顷，植被覆盖率达到 75%，受早期公园布局的影响古树生长空间较为紧凑。因公园内绿植丰盈，景色宜人，至今仍是当地居民主要游憩场地之一，古树生境受人为干扰较大。本文选择了 53 株遗留于清末的胸径大于 100 厘米的古侧柏进行研究，其种植点散布于中山公园北入口处、休闲广场、健身广场、儿童游乐场和中山书院五处片区内，健康状况各异。1.2数据处理将济南中山公园均匀分为 5 个采样研究区，同一试验区内随机选择古树根周土壤进行五点土样采集（图 1）混合，具体按照“研究区-取样点”的模式多次利用铝盒和环刀进行样品采集，用于土壤理化性质研究，最后利用烘干机检测计算土壤含水量，使用环刀法计算土壤容重，然后计算孔隙度。计算公式为：土壤含水量=水重/干土重100%土壤容重=环刀内湿土重100/（含水量+100）环刀体积土壤容重=环刀内湿土重100/（含水量+100）环刀体积使用土钻仪器随机取样，将每个取样点地表下010 厘米和 2030 厘米处分别适量取土，对于选定取样的古树在采集时，在树冠线内每 90的范围内分次取样（图 2），提取个样并将个样均匀混合为一个样品，充分均匀混合装实验袋取样，用电位法测定 PH值、K2Cr2O7外加热法测定有机质含量、盐解-扩散法测定碱解氮、浸提-钼锑抗分光光度法测定速效磷9等化学特性的变化规律。返回实验室后通过实验获得图 1采样实验分区平面图宋凤等 济南中山公园侧柏古树群立地条件与复壮策略研究81数据结果，建立回归数据模型，对比分析土壤成分是否正常。实验结果结合每木调查的方法，对济南中山公园53 株清末古侧柏树进行形态特征、立地条件养护管理现状及现状复壮措施资料的调查，调查过程中数据填表（现场调查表）归档记录每株古柏树现状，每木结合济南市古树名木普查系统测定古树准确树龄，依据通过形态特征从三个方面分为四类（表 1），具体依据包括古树的叶片情况、主干情况以及古树的枝杈情况记录每株古侧柏树状态作为健康分类评价基础，实验结果与调研结果进行对比，实现对数据的综合分析研究。图 2取样点示意图取样点树冠投影线表 1古树生长势分级表生长势级别分级标准数量叶片枝杈树干正常株衰退株濒亡株死亡株树冠中 95%以上为健康正常叶片全冠中有 95%50%健康正常叶片未全部枯死，但全叶量中健康叶片不到 50%无新叶，全部枯死枝条生长正常，抽条萌发力强新梢生长衰弱，部分枝杈枯萎枝条新生较少，枯枝量大枝条全部枯死主干正常，树皮无缺失、无树洞主干树皮有少量残缺或枯死，小树洞主干大面积残缺，树洞体积较大树皮坏死，树身枯亡638542古树名木土壤理化性质分析2.1物理性质侧柏习性喜湿润肥沃、排水良好的钙质土，土壤的物理特性对于古树根部的生长发育有着极其重要的作用，但是侧柏立地土壤质量目前国内并没有统一标准，本文对照 2015 年山东省园林种植土壤质量要求表 210和全国土壤普查办公室提出的林地土壤资源评价分级指标表 311，用于判断济南中山公园侧柏古树群立地土壤理化性质丰缺状况。由表 4 对照分析可知，研究区内土壤物理性质整体适中，含水量均值为19.33%处于较低水平，古树的土壤容重均值 1.38，古树土壤孔隙度均值为 0.48，土壤相对紧实，整体结构有碍于古侧柏根系的生长。研究区 S1、S2、S5 物理性质综合评价较差，三处试验区分别为儿童游乐场、健身广场和中山书院，场地使用频率较高，其中 S1、S2 研究区因服务对象的限制，使用人数存在潮汐现象且活动类型相对剧烈，土壤受此影响易有板结现象，两研究区容重达 1.41g/m3，含水量相对偏高皆超过了 20%，土壤整体黏重潮湿，透气疏水能力不足，极易造成古树烂根。S5 研究区作表 2一般园林种植土理化性状要求项目类别PH 值有机质（g/Kg）质地养分指（mg/Kg）容重（g/m3）有效 N速效 P一般园林种植土6.07.510壤土6081.3表 3林地土壤质量主要指标的分级标准指标很低较低适中较高很高容重（g cm3）总孔隙度（%）毛管持水量（%）PH 值有机质（g/kg）有效氮（mg/kg）速效磷（mg/kg）1.035104.563051.01.2354510154.56.561030605101.21.5455515206.57.51020609010201.52.0556520257.58.520309012020302.065408.53012030表 4土壤物理性质检测结果实验区毛管持水量（%）环刀内鲜土重（g）容重（g/cm3）孔隙度（%）评价S1S2S3S4S5均值20.87%20.65%16.54%19.83%18.74%19.33%170.24169.91152.51146.07184.32164.611.411.411.311.221.551.38474751544148差差适中优差适中为济南盛名的旧书市场，客流量最为巨大，古树附近活动频繁，树冠线内土壤踩踏频繁，进而造成土层紧实度过高，土壤中含氧量和含水量随之下降，削弱了古树立地土壤的物理性质，严重妨碍了古树根系有效汲取养分和进行气体交换，逐渐演变成为古侧柏的整体生长势衰。而 S4 研究区属于中山公园安静休闲区域，人为活动对古树立地土壤形象较弱，土壤物理性质为五处研究区内实验结果最优处，土壤孔隙度达 54%，含水量 19.83%，形成了协调的水气关系，符合周玮12等的研究，有利于古树的根部生长。2.2主要化学特性土壤化学性质主要影响古树立地土壤养分情况，是衡量土壤肥力状况的重要依据13，而土壤的肥力变化是导致古树退化的重要因素14。通过实验结果表 5所示，济南中山公园古树群土壤 PH 均值在 8.19，PH范围在 8.008.31，整体水平偏弱碱性，在所有化学指标中变异性最低，稳定性最高。原因在于济南属于温带季风性气候，加之周边的山势造成了地下水蒸发量偏高，土壤偏碱性。而另一指标的土壤有机质含量，不仅是供给土壤酶活性，还作为植物养分的重要来源。在测定中五个研究区的有机质含量均高于山东省地方标准，其中 S4 区域到达了极富水平，更加有助于古树生长。碱解氮和有效磷的含量，能够影响古树的枝叶和82宋凤等 济南中山公园侧柏古树群立地条件与复壮策略研究根系的生长。经过测定济南中山公园碱解氮含量极高，五个实验区都达到了国家标准的适中水平以上，S1 研究区更是远超其他实验区达到了 227.76 mg/Kg，是山东省地方标准的 4 倍左右。综合数据比对，与郊野古树土壤研究的 PH 值升高会导致碱解氮含量降低的结果不同，济南中山公园古树群的 PH 值与碱解氮并不符合这一规律15，通过调研分析，个别实验区数据的增加，与人为日常的水肥养护力度有关。城市公园不同于郊野，人为当地养护对于古树立地土壤化学性质影响巨大，富足的养分是古树整体生长的基础，充足的氮含量能够促进古树叶子的健康发展和光合作用水平，延缓古树衰老，但是过度的碱解氮含量极易造成植物根系的损伤。济南中山公园古树群立地土壤受人工养护的影响，S1、S2、S5 研究区在碱解氮和有效磷都有着极高含量，不同研究区速效磷含量差异较大，由速效磷的吸收回归线的稳定线性可知（图 3）速效磷的测定准确。S1、S2、S5 研究区有效磷含量极高，远超山东省所要求的基本正常水平，S5 最高为 52.60 mg/kg，仅 S2、S3 实验区的 8.19 mg/kg、13.25 mg/kg 含量符合古树生长所需。过高的碱解氮和有效磷含量都证明了济南中山公园存在过度施肥、频繁施肥的问题，同时又受土壤物理性质的影响，易导致古树根部因失水而加剧生长衰弱，严重威胁古树健康。表 5土壤化学性质检测结果实验区PH 值有机质（g/Kg）碱解氮含量（mg/kg）有效磷（mg/kg）S1S2S3S4S5均值8.168.008.218.318.278.1910.4910.6417.4430.6519.0717.66227.7683.4681.4671.1692.77124.95435.018.1942.9013.2552.6030.39图 3速效磷的吸收回归线0.500246810吸收值y=0.0507xR2=0.99982.3综合分析济南中山公园古树群所处土壤，通过取样检测属于适宜植物生长的壤土，但是通过理化性质的研究来看，公园绝大多处游人活动区都存在土壤容重较高，孔隙度与含水量不足的问题，仅 S4 研究区符合山东省园林种植土质标准，黏重的土壤并不利于古树根部的呼吸作用，土壤整体通气排水性较弱，易造成土壤溶液浓度大于古树根毛细胞，阻碍土壤养分的吸收和运输16。由于树龄的自然老化，树木本身生长发育所需元素会随着树木进入树龄自然成熟而随之变少，作为百年以上的古侧柏树群，济南中山公园重视古树的人工养护，但是忽略了古树自身所需土壤肥力的含量，人工施肥带来了土壤化学性质上的各养分含量均达到一般标准，但是受过度施肥的影响，部分研究区的碱解氮和有效磷含量远远高于古树耐受值，超出正常水平太多，会加快古树的呼吸消耗，降低古树对营养的存储能力，影响 Ca、Zn、Cu、Mo 等微量元素的活性，削弱古树根部吸收能力，引发缺素。造成土壤中有害元素积累，进一步导致土壤理化性质恶化，毒害古树根部，影响了古树的整体健康。3济南中山公园古树复壮建议3.1济南中山公园古树健康状况通过对于济南中山公园 53 株清代古树的形态分析，归纳每木健康状态，由图 4 结果来看，研究的古树群内 71.70%植株处于衰退水平，9.43%为濒亡古树，7.55%为濒死状态，仅 11.32%属于健康古树水平，整体古树群处于衰弱势发展。除一小部分树木受到虫害的侵袭影响古树形态特征外，基于上述古树群立地土壤理化性质现状，济南中山公园古侧柏急需从立地土壤角度出发的复壮保护。图 4济南中山公园古树群健康状态14121086420古树数量正常株衰退株濒亡株死亡株S10612S50921S44600S321310S204113.2土壤复壮措施3.2.1增加中耕频率。由分区健康状态与土壤理化性质综合分析，在土壤理化性质较差的 S1、S2 和 S5 部分，古树生长势衰严重，甚至出现死亡现象，土壤疏松程度一方面影响植物根部呼吸，另一方面排水能力又会加剧化学性质的劣势。整体建议对于古树土壤加强中耕翻土频率，以此保存土壤疏松肥沃、良好排水。同时，古树存在过度施肥问题，应当加强灌溉补水，改善土壤 PH 时不可采取添加有机肥的方式，可以尝试使用稻壳、酒糟、泥炭等物质作为生态改良剂能够很好的调节土壤酸碱17，增加土壤空隙度18。3.2.2更换硬质铺装。五处研究区内为服务游客的健身休闲活动设有大面积的硬质铺装，人类在古树周围活动频繁，原有不透气性硬质铺装会造成古树周遭气体交换不畅，进而引发古树生长衰弱19，因此要及时更换透气性良好的硬质或软质铺装，如选用烧制的青砖、透水砖、草皮砖、透气水泥砖等。宋凤等 济南中山公园侧柏古树群立地条件与复壮策略研究83透气铺装可以满足人们的正常活动需求，而 S1研究区的古树多采取树池方式种植，对于这类种植方式的古树，需要预防游人过近踩踏，以保护古树为主还需满足通行顺畅要求，因此设置悬浮铺装是较好的选择。在古树名木的冠缘线投影内外 3 米采用悬浮铺装方法，配合外置透气铺装能够形成良好的海绵效应，古树对于天然降水和人工补水的利用效率增加，同时增加根部透气性，有利于古树根部复壮，见图 5。图 5更换透气铺装示意图简介牌N木坐凳嵌草铺装木坐凳3.2.3打穴埋管通气。S3、S4 研究区生长于绿地中的古树，由于周围茂密的杂木植被丛生，使有限空间变得郁闭度过密，植被密集，空间的温度升高、湿度变大，易于害虫和真菌的滋生。古树生长年代久远，树体各机能都有所下降，无法在与杂木乱草的竞争中占据优势，长此以往树体因养分不足而日渐衰弱直至衰亡。而通过适当的梳剪植被，通过在古树四周的土壤打孔，可以增大树穴的通气性，同时使土壤的通气性也随之增强，土壤中的含氧量大幅度增加，帮助根系进行呼吸作用。对于濒亡株可以进一步埋设通气管，改善树体附近土壤的透气性，帮助古树根部呼吸，氧气充足的情况下，有利于帮助古树健康生长，通气管又可以作为浇水和施肥的辅助设施进行使用。3.2.4 复壮沟技术应用。复壮沟是在古树名木生长的地下建立一个由沟、井、管互相连通的复壮网，能够改善土壤的透气性，还可以提高土壤中营养元素的含量20，进而帮助古树健康生长，延长其寿命。复壮沟的建设要满足原有地形要求，同时以古树保护为主，综合各方因素之后进行施工，一般的形式包括放射状和弧线形，一般是四到八条为宜。4结论济南中山公园古树群立地土壤质量受人为影响显著，不同活动场地土壤质量与古树健康差异较大，古树周边硬质铺装面积较大与过度施肥严重影响古树根部健康，是古树立地条件中最大的问题，古树又受公园其他植物影响，加剧了古树生长势衰。从风景园林角度，对古树土壤理化性质和健康状态剖析，能够从工程措施方面提出更加切合实际的建议，为了实现对古树名木的最大程度保护，还应该在全社会范围内进行意识引导，培养全民对古树的爱护思维，力求做到自发保护。参考文献：1 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市古树名木保护管理办法Z.建城 2000 192 号，2000.2 全国绿化委员会.全国绿化委员会关于进一步加强古树名木保护管理的意见EB.2016（2）：8-10.3 马想，张浪，黄绍敏，等.上海城市绿地土壤肥力变化分析J.中国园林，2020，36（5）：104-109.4 董锦熠，胡军和，金晨钟，等.我国古树资源的生存现状评估及威胁因素分析J.应用生态学报，2021，32（10）：3707-3714.5 刘益曦，胡春，朱圣潮，等.基于 GIS 的温州古树资源空间分布特征分析J.中国园林，2019，35（5）：107-111.6 薛晓飞，高云昆.赏古树芳华 享历史浓荫论北京香山公园古树景观可持续利用J.中国园林，2014，30（6）：79-84.7 文璐，刘晶岚，习妍，等.北京地区重要古树土壤物理性状分析J.水土保持研究，2011，18（5）：175-178.8 济南市园林绿化局.济南市古树名木物种资源普查汇总Z.2013.9 史瑞和.土壤农化分析（第 2 版）M.北京：中国农业出版社，1990：29-94.10 山东省住房和城乡建设厅.山东省园林种植土质量要求s.济南：DB37/T2748-2015.11 全国土壤普查办公室.中国土壤普查技术M.北京：农业出版社，1992：214-215.12 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