古樹保護(hù)理論與技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030685124
- 條形碼:9787030685124 ; 978-7-03-068512-4
- 裝幀:一般膠版紙
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古樹保護(hù)理論與技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書總結(jié)了國(guó)內(nèi)外樹木衰老理論研究進(jìn)展、古樹健康及衰老階段診斷技術(shù),結(jié)合作者實(shí)施的古樹救治案例和古樹保護(hù)技術(shù)試驗(yàn)示范基地建設(shè),系統(tǒng)介紹了枝干加固、根系恢復(fù)、病蟲害防治等古樹復(fù)壯新技術(shù)。
古樹保護(hù)理論與技術(shù) 目錄
**篇 樹木衰老的理論
第1章 樹木壽命與衰老 3
1.1 樹木壽命 3
1.1.1 樹木壽命的多樣性 4
1.1.2 樹木長(zhǎng)壽機(jī)制 4
1.1.3 樹木種群發(fā)展軌跡 5
1.1.4 樹木生命周期 7
1.2 樹木衰老 7
1.2.1 衰老的生物學(xué)定義 8
1.2.2 植物衰亡 8
1.2.3 植物衰老機(jī)制 9
1.3 影響樹木衰老的因素 9
1.3.1 生物因子 10
1.3.2 非生物因子 12
第2章 葉片與樹木衰老 15
2.1 葉片衰老 15
2.2 衰老對(duì)葉片解剖特征的影響 16
2.2.1 對(duì)葉片組織解剖特征的影響 16
2.2.2 對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響 18
2.3 衰老對(duì)葉片超微結(jié)構(gòu)的影響 21
2.3.1 對(duì)線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響 21
2.3.2 對(duì)葉綠體的影響 24
第3章 根系與樹木衰老 27
3.1 根系分類及功能 27
3.1.1 根系分類 27
3.1.2 細(xì)根功能 28
3.2 細(xì)根壽命 32
3.2.1 細(xì)根周轉(zhuǎn) 32
3.2.2 影響細(xì)根壽命的因素 33
3.3 土壤養(yǎng)分對(duì)細(xì)根壽命的影響 37
3.3.1 土壤酸堿度對(duì)細(xì)根的影響 37
3.3.2 電導(dǎo)率對(duì)細(xì)根的影響 37
3.3.3 有效氮對(duì)細(xì)根的影響 38
3.3.4 有效磷對(duì)細(xì)根的影響 39
3.4 宿主細(xì)根與微生物組互作關(guān)系 39
3.4.1 細(xì)根與微生物組 40
3.4.2 宿主與根系微生物組 41
3.5 細(xì)根與葉片的關(guān)系 42
第4章 古樹健康管理 44
4.1 樹木防御機(jī)制 44
4.1.1 組成型防御 45
4.1.2 誘導(dǎo)型防御 46
4.2 有害生物綜合治理 48
4.2.1 IPM的工作內(nèi)容 49
4.2.2 古樹有害生物防治措施 50
4.3 古樹健康維護(hù) 51
4.3.1 樹木健康 51
4.3.2 古樹健康監(jiān)護(hù) 55
4.3.3 古樹健康管理策略 61
第二篇 古樹健康診斷
第5章 古樹立地調(diào)查和健康診斷 65
5.1 古樹立地調(diào)查 65
5.1.1 氣候環(huán)境和氣象傷害調(diào)查 65
5.1.2 地形環(huán)境調(diào)查 67
5.1.3 周圍空間環(huán)境調(diào)查 67
5.1.4 土壤環(huán)境調(diào)查 68
5.1.5 古樹生存地植被環(huán)境調(diào)查 71
5.2 樹體形態(tài)指標(biāo)調(diào)查 71
5.2.1 樹冠生長(zhǎng)與形態(tài)調(diào)查 71
5.2.2 樹干和樹皮調(diào)查 74
5.2.3 根系調(diào)查 75
5.3 古樹健康指標(biāo)測(cè)定 76
5.3.1 葉解剖特征 76
5.3.2 樹木活力 76
5.3.3 生理生化指標(biāo) 78
5.4 繁殖能力測(cè)定 81
5.4.1 無性繁殖能力 81
5.4.2 有性繁殖能力 81
5.5 樹干空腐程度檢測(cè) 82
5.5.1 檢測(cè)方法 82
5.5.2 樹木雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng) 83
5.5.3 應(yīng)力波斷層成像檢測(cè)技術(shù) 87
5.5.4 微鉆阻力檢測(cè)技術(shù) 88
5.5.5 敲擊共振診斷技術(shù) 90
5.6 古樹健康診斷 91
5.6.1 古樹健康診斷依據(jù) 91
5.6.2 古樹健康診斷技術(shù)流程 92
5.6.3 古樹健康診斷技術(shù)要點(diǎn) 93
5.6.4 古樹健康綜合判定 99
5.6.5 健康等級(jí)評(píng)價(jià) 101
第6章 古樹穩(wěn)固性評(píng)估及加固技術(shù) 102
6.1 影響古樹穩(wěn)固性的因素 102
6.1.1 樹體結(jié)構(gòu)失衡 103
6.1.2 枝干和根系受損 104
6.1.3 日常管護(hù)不善 105
6.2 古樹穩(wěn)固性評(píng)估 106
6.2.1 古樹穩(wěn)固性評(píng)估程序 106
6.2.2 古樹穩(wěn)固性評(píng)估因子 109
6.2.3 古樹穩(wěn)固性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 110
6.2.4 古樹穩(wěn)固性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 114
6.3 古樹風(fēng)險(xiǎn)管理策略 115
6.3.1 改善古樹生境質(zhì)量 115
6.3.2 降低樹木危險(xiǎn) 115
6.3.3 增強(qiáng)樹木抵抗干擾能力 116
6.4 古樹加固支撐技術(shù)措施 116
6.4.1 拉纖技術(shù) 117
6.4.2 硬性支撐 117
第7章 古樹有害生物診斷 126
7.1 診斷原則和依據(jù) 126
7.1.1 診斷的原則 126
7.1.2 診斷的依據(jù) 126
7.1.3 科赫法則 127
7.2 診斷方法 128
7.2.1 望 128
7.2.2 聞 134
7.2.3 診 134
7.2.4 切 135
7.3 病原物、害蟲及生理性病害鑒定 135
7.3.1 病原物 135
7.3.2 由昆蟲、螨類和其他動(dòng)物引起的病害及其癥狀 137
7.3.3 生理性病害 140
7.4 古樹有害生物診斷的步驟 140
7.4.1 野外診斷 141
7.4.2 室內(nèi)診斷 142
第三篇 古樹修復(fù)和康復(fù)技術(shù)
第8章 古樹腐朽與修復(fù) 145
8.1 古樹腐朽 145
8.1.1 古樹腐朽發(fā)生過程 145
8.1.2 古樹腐朽病原菌種類 147
8.1.3 古樹腐朽類型 150
8.1.4 古樹腐朽侵染循環(huán)和發(fā)生條件 151
8.2 古樹腐朽防治措施 152
8.2.1 撫育管理 152
8.2.2 古樹腐朽檢測(cè) 153
8.2.3 立木腐朽防治 155
8.3 古樹樹洞修補(bǔ) 157
8.3.1 樹洞填充材料 157
8.3.2 填充和防腐處理程序 158
8.3.3 填充和防腐處理 159
8.3.4 常用的樹洞修復(fù)方法 161
8.4 常見古樹腐朽與防治 164
8.4.1 古槐心材腐朽 164
8.4.2 古柏腐朽 167
8.4.3 古松根腐病 169
8.4.4 古松根白腐病 170
第9章 根系復(fù)壯與土壤改良 173
9.1 人為活動(dòng)對(duì)古樹根系生長(zhǎng)的影響 173
9.1.1 地面鋪裝 173
9.1.2 人為踩踏 174
9.1.3 疏于水肥管理 174
9.1.4 生活垃圾 174
9.1.5 建筑垃圾填埋 175
9.2 根系分布探測(cè) 175
9.2.1 TRU樹木雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)探測(cè)原理 175
9.2.2 根系探測(cè)的具體方法 177
9.2.3 影響TRU準(zhǔn)確性的因素 177
9.3 土壤肥力測(cè)定 179
9.3.1 有機(jī)質(zhì)含量 180
9.3.2 氮含量 180
9.3.3 酸堿性 180
9.3.4 鉀含量 181
9.3.5 磷含量 181
9.3.6 土壤結(jié)構(gòu) 181
9.4 根系復(fù)壯技術(shù)措施 182
9.4.1 換土復(fù)壯 182
9.4.2 增加土壤通氣性、透水性 183
9.4.3 復(fù)壯溝技術(shù) 191
9.4.4 營(yíng)養(yǎng)坑法 193
9.5 古樹不定根誘導(dǎo)復(fù)壯 194
9.5.1 技術(shù)關(guān)鍵 195
9.5.2 日本古皂莢樹不定根誘導(dǎo)技術(shù) 197
9.5.3 日本古櫻花不定根誘導(dǎo)技術(shù) 199
第10章 古樹病蟲害及其防治 206
10.1 側(cè)柏古樹主要蟲害及其防治 207
10.1.1 雙條杉天牛 207
10.1.2 柏膚小蠹 209
10.1.3 側(cè)柏毒蛾 211
10.1.4 柏大蚜 212
10.1.5 金綠寬盾蝽 213
10.2 側(cè)柏古樹主要病害及其防治 215
10.2.1 古側(cè)柏葉枯病 215
10.2.2 側(cè)柏赤枯病 218
10.3 國(guó)槐古樹主要蟲害及其防治 219
10.3.1 銹色粒肩天牛 219
10.3.2 槐尺蠖 221
10.3.3 美國(guó)白蛾 222
10.3.4 槐蚜 224
10.3.5 槐豆木虱 225
10.4 國(guó)槐古樹主要病害及其防治 227
10.4.1 國(guó)槐瘤銹病 227
10.4.2 槐樹潰瘍病 228
10.4.3 國(guó)槐白粉病 230
10.4.4 國(guó)槐煤污病 232
10.5 銀杏古樹主要病蟲害及其防治 234
10.5.1 銀杏大蠶蛾 234
10.5.2 銀杏葉枯病 236
10.6 黃帝陵古柏林有害生物的防治實(shí)踐 238
10.6.1 病蟲害發(fā)生情況調(diào)查 238
10.6.2 景區(qū)內(nèi)有害生物發(fā)生原因分析 238
10.6.3 古柏群病蟲害的防治措施 239
第四篇 古樹復(fù)壯保護(hù)方案
第11章 周公廟古樹復(fù)壯方案 245
11.1 周公廟古樹現(xiàn)狀 245
11.1.1 古樹健康診斷 245
11.1.2 古樹名木衰敗的原因 246
11.2 側(cè)柏古樹復(fù)壯方案 247
11.2.1 廟門西側(cè)唐柏復(fù)壯方案 247
11.2.2 廟門東側(cè)唐柏復(fù)壯方案 249
11.3 國(guó)槐古樹復(fù)壯方案 250
11.3.1 正門漢槐復(fù)壯方案 250
11.3.2 姜嫄殿前2棵古槐復(fù)壯方案 251
11.3.3 財(cái)神殿附近國(guó)槐復(fù)壯方案 252
11.4 其他古樹復(fù)壯方案 253
11.4.1 八卦亭西南側(cè)合歡樹復(fù)壯方案 253
11.4.2 檔案館東側(cè)雪松復(fù)壯方案 255
11.4.3 八卦亭東側(cè)白杜復(fù)壯方案 255
11.4.4 郊媒殿前龍爪槐復(fù)壯方案 256
第12章 官莊村國(guó)槐古樹復(fù)壯方案 259
12.1 古槐生長(zhǎng)環(huán)境 259
12.2 古槐樹體結(jié)構(gòu)及穩(wěn)固性評(píng)估 260
12.2.1 樹體結(jié)構(gòu) 260
12.2.2 樹干空洞情況 261
12.2.3 大枝空洞情況 264
12.2.4 支撐情況 265
12.2.5 結(jié)論和建議 266
12.3 古槐根系檢測(cè)結(jié)果 267
12.3.1 檢測(cè)方法 267
12.3.2 同心圓法檢測(cè)結(jié)果及分析 268
12.3.3 平行線法檢測(cè)結(jié)果及分析 272
12.3.4 結(jié)論和建議 280
12.4 古槐根際土壤調(diào)查分析 280
12.4.1 調(diào)查分析方法 280
12.4.2 土壤理化性質(zhì) 281
12.4.3 土壤剖面分析 287
12.4.4 結(jié)論和建議 288
12.5 古槐保護(hù)與復(fù)壯方案 288
12.5.1 古槐樹體保護(hù)技術(shù)方案 288
12.5.2 圍欄和鋪裝改造 291
12.5.3 避雷針 292
12.5.4 樹池植被 292
12.6 古槐復(fù)壯技術(shù)方案 293
12.6.1 換土復(fù)壯與引根技術(shù) 293
12.6.2 土壤通氣技術(shù)方案 294
12.6.3 灌溉與排水設(shè)施 295
12.7 日常養(yǎng)護(hù)管理 295
12.7.1 澆水及排水 295
12.7.2 施肥 296
12.7.3 病蟲害防治 296
第13章 留壩縣張良廟紫柏復(fù)壯保護(hù)方案 297
13.1 紫柏生長(zhǎng)環(huán)境 297
13.1.1 紫柏周圍現(xiàn)狀 297
13.1.2 花池種植及地面鋪裝 298
13.1.3 北花園內(nèi)水路現(xiàn)狀 298
古樹保護(hù)理論與技術(shù) 節(jié)選
**篇 樹木衰老的理論 第1章 樹木壽命與衰老 樹木的壽命( life span)有多長(zhǎng),一直是人們普遍關(guān)心和感興趣的話題,也是生命科學(xué)研究的一個(gè)重要課題。近年來,隨著生命科學(xué)的迅猛發(fā)展,特別是以測(cè)序、生物信息學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)研究突飛猛進(jìn),有關(guān)生命過程的機(jī)制不斷被揭示,許多長(zhǎng)壽基因相繼被發(fā)現(xiàn),如 SIR1-7、LSC54等蛋白的編碼基因,促使有關(guān)生命過程和壽命的研究有了很大進(jìn)展(Donmez et al.,2014)。研究已經(jīng)證實(shí),樹木的壽命與衰老(aging)進(jìn)程有著密切的關(guān)系。衰老是生物體與生俱來的一種特性,不因物種的進(jìn)化而改變,對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和推動(dòng)物種進(jìn)化具有積極的意義(Mitteldorf and Sagan,2016)。 1.1 樹木壽命 樹木壽命是指其*終生存年齡( terminal age)。一個(gè)樹種的壽命一般用其分布區(qū)內(nèi)眾多個(gè)體的平均壽命表示,也可用單株*長(zhǎng)壽命表示(表1-1)。 表1-1 單株和無性系木本植物*長(zhǎng)壽命(Howard,2013) 續(xù)表 1.1.1 樹木壽命的多樣性 不同樹種的壽命有很大差異,一些樹種僅能存活幾十年,而有些樹種似乎“長(zhǎng)生不老”,壽命甚至可達(dá)4000年以上(Flanary and Kletetschka,2005)。依據(jù)樹種壽命的長(zhǎng)短,一般可將樹種分為短壽命樹種,如楊樹(Populus sp.)、柳樹(Salix sp.)、桉樹(Eucalyptus sp.)等;中壽命樹種,如油松(Pinus tabulaeformis)、赤松(P. densiflora)、濕地松(P. elliottii)等;長(zhǎng)壽命樹種,如側(cè)柏(Platycladus orientalis)、國(guó)槐(Sophora japonica)、銀杏(Ginkgo biloba)等。《古樹名木鑒定規(guī)范》( LY/T 2737—2016)將樹齡在 100年及以上的樹木稱為古樹( old tree),并將古樹分為三級(jí):樹齡 500年及以上的樹木為Ⅰ級(jí)古樹,樹齡在300~499年的樹木為Ⅱ級(jí)古樹,樹齡在100~299年的樹木為Ⅲ級(jí)古樹。 與其他物種相比較,樹木總是表現(xiàn)出超乎尋常的長(zhǎng)壽,在自然界經(jīng)常可見到樹齡超過千年的樹木(Flanary and Kletetschka,2005)。迄今,世界上得到年輪學(xué)研究證實(shí)的*古老的樹是生存于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州(Nevada)惠勒峰(Wheeler Peak)上的一株狐尾松( Pinus longaeva)——普羅米修斯( Prometheus),樹齡高達(dá)4862年(McDonald,2014)。此外,在一些環(huán)境極其嚴(yán)酷的立地(如酷熱、寒冷、降水稀少等)上生長(zhǎng)的樹種,依靠根系萌生繁殖策略抵御地上逆境,壽命可達(dá)數(shù)千年以上,如生長(zhǎng)在美國(guó)猶他州南部(Southern Utah)的一片面積約40.5hm2的美洲山楊,據(jù)估計(jì),其根系年齡近 10 000年。對(duì)生長(zhǎng)在同一地區(qū)、面積更小的拉瑞爾灌木林根系年齡的評(píng)估結(jié)果與美洲山楊林的相似,為10 000~13 000年(McDonald,2014)。 1.1.2 樹木長(zhǎng)壽機(jī)制 半個(gè)多世紀(jì)以來,科學(xué)家一直試圖從樹木細(xì)胞更新的確切機(jī)制及樹木機(jī)體方面揭示其特殊性,弄清楚樹木如何能上百年甚至數(shù)千年生長(zhǎng)在野外?在自然與人類的各種威脅之下,或者長(zhǎng)期存活于相當(dāng)惡劣、其他草本物種和動(dòng)物都“無法立足”的環(huán)境中,樹木為何還能如此長(zhǎng)壽?樹木的長(zhǎng)壽是否與樹木基因組在漫長(zhǎng)的生命長(zhǎng)河中積累有益突變有重要關(guān)系? 此前科學(xué)家曾發(fā)現(xiàn),不同樹木的基因決定其壽命,不同樹種的DNA在其漫長(zhǎng)生命中會(huì)進(jìn)行無數(shù)次的復(fù)制。法國(guó)波爾多大學(xué)研究人員Plomion等(2018)通過對(duì)夏櫟(Quercus robur)的基因組測(cè)序、組裝和注釋,并將其結(jié)構(gòu)與其他植物(包括木本和草本物種)的基因組序列進(jìn)行比較,研究了林木長(zhǎng)壽潛在基因組區(qū)域的平行演化。研究發(fā)現(xiàn),夏櫟曾經(jīng)暴發(fā)過一次串聯(lián)基因復(fù)制(占了櫟樹基因家族擴(kuò)張的 73%),擴(kuò)張的基因家族在很大程度上與“抗病基因”相關(guān),并表現(xiàn)出正向選擇特征。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn),這種情況并不僅限于夏櫟,相對(duì)于草本物種,其他樹木的基因組也有類似的“抗病基因”擴(kuò)張現(xiàn)象。這種平行基因擴(kuò)張意味著,樹木的免疫系統(tǒng)對(duì)其長(zhǎng)壽具有至關(guān)重要的作用。研究結(jié)果為解釋長(zhǎng)期暴露于各種脅迫下的樹木能在地球上存活成百上千年提供了證據(jù)。 1.1.3 樹木種群發(fā)展軌跡 樹木的基因型(genotype)決定了其在環(huán)境中表型(phenotype)的年齡模式,反過來,這些年齡模式又決定了基因型對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。同其他物種一樣,樹木種群軌跡可以用生育力、死亡率和存活等年齡模式( age pattern)變化來描述(圖1-1)。由圖1-1不難看出不同物種間生命軌跡(壽命)的差異。不同物種間的年齡模式存在很大的差異,樹木即使在生命的*后階段仍然保持了較高的生育力(Jones et al.,2014;McDonald,2014)。不同于人類、動(dòng)物和草本植物,樹木具有特別的生長(zhǎng)曲線。隨著年齡的增長(zhǎng),人類和動(dòng)物的死亡率急劇增大而樹木在達(dá)到*初的高峰之后,隨著樹齡的增大,死亡率呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢(shì)。 圖1-1 種群發(fā)展軌跡(Jones et al.,2014) 作為年齡的函數(shù),死亡率(紅線)和生育力(藍(lán)線)從成熟階段統(tǒng)計(jì)到5%的成年個(gè)體仍然存活,死亡率和生育力相對(duì)均值而言;小圖按*大年齡時(shí)的相對(duì)死亡率降序排列與其他物種不同,樹木的生育力隨著樹齡增大而增加,在其進(jìn)入成熟期之后保持穩(wěn)定直到生命終結(jié)。人類的生育力曲線呈“鐘狀”(bell-shaped),意味著生育力的*大值出現(xiàn)在我們一生的中青年時(shí)期。對(duì)于動(dòng)物,它們的生育力曲線也大概呈“鐘狀”,只不過其他動(dòng)物的曲線呈現(xiàn)上界分布,昆蟲的曲線則更集中于生命早期(圖1-1)(Jones et al.,2014)。理想的生長(zhǎng)和生存模式表明(圖1-2),生物細(xì)胞群增長(zhǎng)、組織、器官或整株植物大小(S)的增長(zhǎng)遵循典型的“S”形模式,即隨年齡增長(zhǎng)起初呈現(xiàn)不斷增加/增大,而到達(dá)一定年齡增長(zhǎng)趨于平緩或停止;然而瞬間生長(zhǎng)速率(G)的*大值出現(xiàn)
古樹保護(hù)理論與技術(shù) 作者簡(jiǎn)介
趙忠,西北農(nóng)林科技大學(xué)二級(jí)教授,博士研究生導(dǎo)師,森林培育學(xué)科帶頭人,國(guó)家林業(yè)和草原局干旱與半干旱區(qū)植被恢復(fù)與重建技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,國(guó)家級(jí)森林培育學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)帶頭人,陜西省教學(xué)名師,享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。現(xiàn)任國(guó)家林業(yè)和草原局古樹名木保護(hù)與繁育工程技術(shù)研究中心主任,兼任教育部高等學(xué)校林學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任委員,中國(guó)林學(xué)會(huì)常務(wù)理事、森林培育分會(huì)副主任,陜西省林學(xué)會(huì)監(jiān)事長(zhǎng)。 主要從事森林培育研究與教學(xué)工作。主要研究領(lǐng)域:黃土高原森林景觀化經(jīng)營(yíng)、古樹名木保護(hù)、山杏精深加工。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊以第一和通信作者發(fā)表論文200余篇。獲得陜西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng),國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省高等教育教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)2項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
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