泰山油松古樹衰老機理與樹勢評價.pdf

1、古樹名木是珍貴的自然資源和文化遺產(chǎn)。泰山油松古樹是構(gòu)成泰山世界自然遺產(chǎn)的重要組成部分，是泰山歷史文化和自然遺產(chǎn)的完美融合，已經(jīng)成為泰山精神的象征。長期以來，由于受全球氣候變暖影響，加之缺乏科學(xué)系統(tǒng)的管理，泰山風(fēng)景區(qū)古樹名木隨著樹齡增加和生境惡化，導(dǎo)致古樹名木樹勢普遍衰弱，對逆境的抗性明顯降低。開展古樹名木樹勢評價和衰老機理的研究，闡明古樹名木衰老的誘發(fā)原因和機理，提出樹勢評價體系和評價方法，并據(jù)此實施切實可行的管理和復(fù)壯技術(shù)，對于提高泰

2、山古樹名木的保護(hù)管理水平，提高樹木生長勢，延長古樹名木的年齡，保護(hù)古樹名木資源具有重要意義。
　　本研究以泰山油松古樹為研究對象，以幼齡和壯齡油松為參比，通過水分脅迫下油松生長及生理生化特性的研究，闡明了油松對水分逆境的適應(yīng)性；通過萌芽抽枝能力、新梢連年生長量、針葉特征、葉綠素含量、光合特性及葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)特征、礦質(zhì)營養(yǎng)、內(nèi)源激素、膜脂特性等方面的系統(tǒng)觀測，對比分析了不同樹齡階段油松形態(tài)特征、生物學(xué)特性、生理生化特性的變化規(guī)律，

3、基于 AHP-模糊綜合評價法構(gòu)建了泰山油松古樹樹勢評價指標(biāo)體系。本文取得了以下主要研究成果：
　　1.采用盆栽試驗方法，研究了生長季節(jié)持續(xù)干旱、水澇逆境對4年生油松幼樹的根系、葉片生長與生物量分配、葉片水勢以及光合碳同化能力的影響，以闡明水分逆境對幼齡油松生長及光合生理特性的影響，探討及油松生長對不同程度水分脅迫的適應(yīng)性。結(jié)果表明：（1）干旱和水澇脅迫均顯著抑制油松生長，水分逆境脅迫下油松根、莖、針葉生物量均有不同程度下降，且干旱

4、脅迫的下降幅度大于水澇脅迫。（2）干旱脅迫初期，根系粗度增加，毛細(xì)根數(shù)量增多；隨著脅迫時間延長，樹勢逐漸衰弱，毛細(xì)根逐漸減少；干旱脅迫50天以上植株逐漸死亡；凈光合速率（Pn）、氣孔阻力（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）隨脅迫時間的延長，受脅迫程度呈不斷下降趨勢，且表現(xiàn)為顯著差異（P<0.05），土壤水勢（WP）及小枝水勢（BWP）與對照（CK）相比也呈現(xiàn)下降趨勢；（3）水澇脅迫初期對油松生長沒有明顯影響；隨水澇程度的

5、加重，油松表現(xiàn)為葉片發(fā)黃、失綠；Gs及Pn呈下降趨勢，且Pn逐漸接近為0，Ci呈上升趨勢，WP和BWP略高于 CK，且 BWP與 CK相比呈現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）；持續(xù)水澇超過20天，油松細(xì)根腐爛，植株逐漸死亡。
　　2.選取不同生長狀況的泰山油松古樹為研究對象，以生長健壯的幼齡和壯齡油松為參比，通過對枝梢連年生長量、針葉長度、針葉粗度等形態(tài)變化指標(biāo)及葉綠素含量、細(xì)胞膜透性、Pn、Gs、Ci、Tr、C、N、P、K、Mg礦質(zhì)元

6、素含量和脫落酸（ABA）含量等生長生理特性的測定分析，以探明油松古樹衰老機制，以便對古樹樹勢進(jìn)行診斷并采取適宜的復(fù)壯養(yǎng)護(hù)管理措施以延緩衰老。與健壯油松相比，油松古樹針葉細(xì)、短，枝梢的生長量低；光合作用能力弱，葉綠素含量低，膜透性增大；C、N、Mg、K元素含量升高，P元素含量無明顯變化；內(nèi)源激素 ABA含量顯著提高，造成樹勢的衰弱。其中瀕危油松古樹ABA含量最高、膜脂過氧化最嚴(yán)重、胞間CO2含量較高，同時其他各項指標(biāo)均處于最低水平。油松形

7、態(tài)變化指標(biāo)與生理指標(biāo)之間有顯著的相關(guān)性。研究結(jié)果表明：細(xì)胞膜透性、葉綠素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、C、N、P、K、Mg礦質(zhì)元素含量和ABA含量等生理變化指標(biāo)揭示衰弱及瀕死古樹與健壯油松間各種反應(yīng)機制的差別，能夠作為樹勢診斷的指標(biāo)。
　　3.以層次分析法為依據(jù)，構(gòu)建以形態(tài)、生長、生理、枝梢枯死狀態(tài)為準(zhǔn)則層和14個指標(biāo)層的泰山油松古樹樹勢評價體系。針對泰山油松古樹的實際情況，借鑒有關(guān)歷史資料及相關(guān)文獻(xiàn)，并結(jié)合專家評判等方法來確定指

8、標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各層次不同的隸屬度，運用模糊算子進(jìn)行模糊綜合評價，根據(jù)評價結(jié)果將樹勢情況劃分為5種，分別是健壯（綜合評分 Q≥80）、輕度衰弱（80>Q≥60）、中度衰弱（60>Q≥40）、重度衰弱（40>Q≥20）以及瀕危（20>Q≥0）。研究表明，15株典型油松古樹均呈現(xiàn)出不同程度的衰老表征，輕度衰老古樹 E0051、I0001與健壯油松相比，各項指標(biāo)沒有明顯下降；中度衰老古樹 D0110、E0043、G0002等樹冠殘缺、枝條枯死