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古树树体形态指标调查

 深海之星ccpsl0 2022-08-11 发布于江苏
树树体的形态指标不仅能直观反映出古树生存环境和立地质量的优劣,其树冠、枝条、树干和根系生长指标和形态特征也能表征各种干扰如风、雪等灾害对古树的影响。在古树健康诊断时, 树体形态指标是最直观、最有效的一类判断指标。古树的树体形态调查要从整体树形、生长势人手,分别就树冠、枝条、树干和根系等逐项观察、测量、记录。

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图1:技术人员 正在做现场调查

一、树冠生长与形态调查

1.冠形

古树冠形指标除常规的树高、枝下高和冠幅等外,还包括冠长、冠径比、树冠密度、树冠健康率、生长势等。

(1)树高

树高是指主干枝梢距离地面的垂直高度。树高及树木生长量可以反映古树的立地质量,林业上常用林分的优势木高评价立地质量(立地指数或地位级指数)。可通过对古树树高及其顶梢枯损状况调查,评价其健康水平和衰弱度

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图2:树高示意图

(2)枝下高

枝下高是指树冠下第一活枝层距离地面的垂直高度。枝下高不仅与树种的生物、生态学特性有关,还能反映古树受到的竞争、遮阴或干扰程度。若古树生长在森林环境中,由于邻近树木个体的竞争,居于林冠下层的叶子得到的光照强度低于光补偿点,出现枯死现象,即自然整枝,密度越大,邻近个体大小越强壮,竞争越激烈,自然整枝越强烈,枝下高就越高。

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图3:枝下高示意图

(3)冠幅

冠幅是指树冠延伸的最宽部位幅度。冠幅反映了树木个体占领生长空间的大小和能力,也表明其在群落环境中的地位和受到竞争排斥的强度。冠幅庞大圆满,表明树木生长势旺盛,在竞争中居于优势地位,否则表明个体生长受到明显竞争,生长空间狭小,有效冠层空间不足。通常按照东西、南北两个方向分别测量记录,并计算其平均冠幅。

(4)冠厚

冠厚指第一活枝层到树冠顶梢的长度,也称冠长。从一个侧面反映了树木的竞争激烈程度,冠长越小,表明个体间竞争越激烈。实践中多用冠高(长)比,即冠长与树高之比作为其评级指标。

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图4:冠厚示意图

(5)冠径比

冠径比也称树冠系数,指树冠直径与树干胸径之比。冠径比大,说明枝叶生长繁茂,长势好。

(6)树冠密度

树冠密度表征树体的紧密程度,同一树种树冠密度越高,说明其生长越旺盛。该指标可用叶面积指数仪(如LAL-200)进行测定。

(7)树冠健康率

树冠枯死指整个树冠由于病害、自然或人为等原因发生的枯死情况,树冠枯死率是枯死部分占整个树冠的比例,一般采用百分数来表示。用100%减去树冠枯死率便可得树冠健康率。

(8)生长势

常用冠幅、冠长以及冠径比、冠高比等树冠形状和圆满度指标,新梢的长度、粗度,叶片的大小、颜色,以及枝叶有无枯死、树干是否出现空洞腐烂的状况等来判断生长势。新梢生长得越长、越粗、越快,叶片越大,则生长势越强,反之则越弱。该指标是树木树冠、枝叶、树干等各个部分的综合反映,反映古树生长发育的旺盛程度。按照旺盛、一般、较差、濒死和死亡5个级别来判断生 长势。旺盛是指树冠饱满并保持其自然状态,没有出现枯梢和枯枝现象,树叶健康没有出现枯黄现象;一般是指树冠保持自然形状,出现枯梢、枯枝现象,但比例不超过总枝梢的5%,且无明显病虫为害;较差是指树冠出现偏冠、残缺,枯梢、枯枝数量超过总量的15%,树干出现空腐现象,疏叶枯黄不健康;濒死是指树木仅存的树冠占自然树冠的20%以下,枯梢、枯枝严重,树木濒临死亡;死亡是指古树已经完全枯死。

2.枝和叶

枝叶即树木的树冠部分。树冠是树木生命活动所需能量的主要来源,其健康状态与整个树体健康状态密切相关。枝叶形态指标是用于评价树木健康 程度的外观指标中使用最广泛的指标。古树枝叶的形态指标包括1级枝和2级枝健康率、顶梢健康率、新枝生长量、枝叶密度、枯叶率、叶色、叶部病虫害、枝条病虫害等。

(1)1级枝健康率

记录古树上所有1级活枝以及枯损枝的数量,1级枝健康率用1级健康枝数量占1级枝总数量的百分比来表示。

(2)2级枝健康率

2级枝是指生长在1级枝上的侧枝。在树木的东南西北4个方向上各选择1个代表性1级枝,记录每个1级枝上的所有活枝以及枯损枝数量,用所有的2级活枝数量减去枯损枝数量,则为该1级枝上2级健康枝数量,则2级枝健康率是用2级健康枝数量占2级枝总数量的百分比来表示。该指标和1级枝健康率共同反映了枝条健康状况。

(3)顶梢健康率

顶梢健康率表征新梢生长的势头。顶梢枯死是指树冠上部暴露在太阳下的嫩枝从末端往下逐渐死亡,顶枝枯死率是反映树木衰老和受胁迫程度的良好指标。 在测定时,主要是测定树冠枯死顶梢的实际长度,用此长度除以古树的树高来表示顶梢枯死率,顶梢健康率为1减去顶梢枯死率的值。

(4)新枝生长量

新枝生长量指每年新枝的平均数量和长度,反映了枝条生长状况,是表征古树生长活力的重要指标。

(5)枝叶密度

枝叶密度是一个综合反映枝条和树冠绿叶层健康状况的指标,可用位于树冠外层、长有绿叶的那部分树冠占总树冠的比例衡量。

(6)枯叶率

枯叶率是指干枯症状达到50%或以上的叶片数占总叶片数的百分比。该指标直观地反映了古树叶片生长的不良程度。

(7)叶色

叶片变色是指叶绿素遭到破坏而使叶片的颜色发生改变,变色的细胞本身并不死亡。叶片变色是树木生长不正常时最直观的症状。用出现这些症状的叶片数量所占百分比来对树木的叶色进行分级。

(8)叶部病虫害

不同树种的病虫害种类不同,为害特征各异。例如, 黄河中游地区古侧柏的主要虫害有侧柏毛虫、柏大蚜、侧柏红蜘蛛,主要病害有侧柏叶枯病、侧柏叶凋病等,表现为叶片大量被食,叶焦、叶黄,树冠似火烧状的凋枯,病叶大批脱落,枝条枯死。通过观察枝叶形态上表现出的症状确定受害情况,按照受害叶量占总叶量的百分比分级。

(9)枝条病虫害

不同树种的病虫害种类和为害特征各异,具体调查内容和方法详见第7章古 树有害生物诊断的相关内容。例如,古侧柏的主要虫害为双条杉天牛和柏肤小蠹,其取食于皮、木之间,切断水分、养分输送,引起针叶黄化,导致树木长势衰退,当破坏严重时会引起风折、雪折或整株树木死亡。

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图5:柏大蚜

二、树干和树皮调查

树干担负着枝叶和根系之间营养物质供给与交流以及同化物质运输和贮存的作用。古树树干和树皮的形态指标包括倾斜程度、干腐程度、树皮健康率等。

1.倾斜程度

因为风吹、光照不均匀、土壤塌陷、裁植不规范及修剪不当等,树木会出现树干倾斜或偏冠的现象,影响树体稳定性,容易倒伏,严重影响其生理健康状况,倾斜程度越大,隐患越大。该指标是表征古树健康情况的重要指标,依据树干的倾斜方向、倾斜角度确定。倾斜角度为树木主干与竖直方向的夹角[《古树名木生长与环境监测技术规程》 (LYT 2070-2018)]。

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图6:树干倾斜状

2、腐朽程度

干腐是很多古树都存在的问题,尤其是干基腐朽,严重削弱了树木抗风抗压 的能力、影响树木健康生长,将其纳入健康状况评价指标非常有必要。传统的树干健康状况评估方法,主要借助在树干上打洞来确定树干中空的程度。使用这种 方法不仅会造成古树树体本身的伤害,还容易使古树受到细菌和真菌侵染而生长不良,而且评估结果不准确。树干无损伤检测技术近年来发展很快,在古树树干健康评估中得到广泛应用。例如,采用美国产TRU树木雷达检测系统,借助地面探测技术和核磁共振技术对树木进行非侵入式扫描,无损检测树木内部结构受损程度,通过清晰成像分析判断树木是否发生树干腐朽,若发生腐朽,根据干腐横断面积占树干横断面积的比例确定腐朽程度。

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图7:树干腐烂状

3.树皮健康率

树皮损伤指由人为或自然条件引起的树干木质部裸露,如果处理不当可能造成很大的伤害,害虫容易经由伤口进入,最后导致树干腐烂,甚至整株死亡。树皮损伤率根据树皮损伤面积占树皮总面积的百分比来计算,则树皮健康率等于1减去树皮损伤率的值。

三、根系调查

根部因埋藏在土壤中,受监测技术的限制,过去在古树健康状况评估中很少被采用。近年来,随着无损伤雷达探测技术的发展,根系被越来越多地用于古树健康评估。常用的古树树根形态指标包括根腐程度、根部损伤和根系分布范围等。

1.根腐程度

类似于干腐程度,根腐的发生影响古树对水分和养分的吸收与生理代谢,严重时影响树体的稳定性,制约树木的健康生长。一般用无损伤探测技术进行测定,如用TRU树木雷达检测系统的根系检测功能对树木根系进行非侵入式扫描,无须扰动土壤,可以穿透地基和公路等坚硬表面,无损检测地下根系内部腐化程度,通过绘制3D图像分析根腐程度。

2.根部损伤

由地下害虫或人为施工等造成的古树根部伤害,影响古树根系的正常生理代谢作用。 该指标的检测方法与根腐程度相同。

3.根系分布范围

根系在土壤中分布得越均匀、越深, 则其吸收水分、养分的能力越强,树体越稳固, 长势越旺盛。该指标同样使用树木雷达检测系统的根系检测功能检测根系分布和密度, 通过3D图像进行描述。

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