古树健康管理面临的问题和挑战

赵忠

古树健康管理是指为了维护古树的健康生长和树体的稳定结构，延长其寿命所采取的管理措施，最早是由日本人提出来的。具体内容包括：有害生物综合防控、古树健康诊断、日常养护和监测（树体、土壤、环境）等。古树健康管理主要针对具有重要历史、文化、科研价值的古树。古树健康管理的基础是对古树特征的深入了解和研究。

近10余年来，随着生态文明建设的持续深入推进，古树名木保护的重要性逐渐被人们所认识，得到社会各界的广泛重视。重要的古树普遍得到保护，被“围起来了，支起来了，看起来了”。但实践中对古树特征缺乏深入调查和了解，对气候变化背景下古树如何响应和适应季节节律的变化及高温和干旱天气等知之甚少，制约了古树健康管理的精准实施，给古树健康管理带来极大挑战。正确理解古树特征及其适应性变化，可为应对古树健康管理面临的挑战提供科学依据。

1 古树特征及其适应性变化

古树特征包括树种的寿命、树体大小和功能性状等生物学特征，不仅受树木自身遗传因子调控，还受环境因子影响，具备一定的可塑性。

1.1 树种的寿命

树龄是确定古树价值和健康管理的基本依据。同时，准确测定树龄有助于正确认识气候变化对古树的影响。目前，树龄测定的方法主要有：文献追踪法、访谈估测法、年轮与直径回归估测法、年轮鉴定法、树木针测仪（木材阻力仪）测定法、CT扫描测定法和碳14测定法等，但大型古树树龄测定仍然是“世界性”难题。

不同树种的寿命存在差异。按照树木的寿命可以将树种划分为：1）短寿命树种。如杨树（Populussp.）、柳树（Salixsp.）、桉树（Eucalyptussp.）等；2）中寿命树种。如油松（Pinustabuliformis）、樟子松（P.sylvestrisvar.mongolica）、樟木（Cinnamomumcamphora）等；3）长寿树种。如侧柏（Platycladusorientalis）、槐（Sophorajaponica）、银杏（Ginkgobiloba）等。树木的寿命主要受树种（基因）和生物地理因素影响。不同的树种对气候变化的响应也不同，如德国北部Schleswig-Holstein州生长的欧洲赤松（P.sylvestris）和花旗松（Pseudotsugamenziesii）的直径生长与冬季气温升高呈正相关关系，特别是与当年1—3月的月均气温。与之相反，挪威云杉（Piceaabies）与当年5—7月的月均降雨量以及3月气温呈显著正相关（P<0.05）。目前经科学测定，树龄最大的古树是生长于智利AlerceCostero国家公园的智利柏（Fitzroyacupressoides），树龄高达5484年。全球范围内，树龄超过2000年的古树大多分布在高寒、干燥、远离人烟的地方，以柏科（Cupressaceae）和松科（Pinaceae）树种为主。这些古树之所以能够存活逾千年，与少有人类活动扰动有很大关系，也从一个侧面证实了人为活动是影响树木实际寿命的重要因子。

对于树木来讲，寿命和生长速率是矛盾的对立统一体。也就是说，如果树木的生长速率很快，那么它的寿命必然是很短的。只有那些生长速率比较缓慢的树种或个体才可能有较长的寿命。生长速度快的树种对气候变化的响应是比较敏感的。相反，那些生长速率比较低的，树体比较矮小的树种或个体适应气候变化的韧性就比较强。

树木的生长速率和寿命受环境的影响很大：在比较优越的环境条件下，树木生长速率很快，但寿命就会缩短；相反，在困难立地上，树木的生长速率比较低，所以树木寿命也相对就比较长。在全球范围内，树龄2000年以上的大型古树都是松科和柏科树种，分布在高寒、干旱地区。即使是同一个树种在不同环境下生长速度也会出现很大差异，生长速率快的树木个体寿命较短。树木的寿命与生长速率是对立的统一体，随着树龄的增长生长速率也随之下降。古树一般长期处于逆境条件下，虽生长缓慢但仍具有较大的生长潜力（包括高生长在内），在生境改善的情况下生长会明显加速，但也会由此加速古树的衰老进程。

1.2 树体大小

树体大小对于树木寿命有很大的影响。其机理主要有以下几点：1）随着树龄和树体的增加，树木的水分利用效率和气孔导度下降，由根系输送到树冠的水分和养分的阻力增加、动能下降，导致随着树龄和树体增加树木光合速率下降，致使树木生长活力减弱；2）虽然树龄和树体大小都会对树木寿命产生影响，但通常用树体大小更容易衡量树木的活力，比树龄更具说服力；3）相对于树体较小的古树，大型古树因其树体巨大、树冠开张，热辐射和蒸腾量大对干旱更为敏感，对气候变化（主要指干旱和高温）更为敏感，特别是一些耐荫树种。高达65%的大型古树死亡与干旱有关，这也是古树保护要格外关注大型古树的重要原因。

1.3 树木的功能性状

功能性状作为反映树木生长势、健康状况以及树木对气候变化响应的特征，是研究古树气候变化适应性、提出适应性管理方案、制定古树复壮保护方案或者在气候变化极端事件发生以后为古树制定救治方案等的重要科学依据。环境胁迫（如干旱、土壤贫瘠）会对树木功能性状（形态、生理和物候特征）产生显著影响，包括生长、存活、叶片组织结构、叶比表面积、叶片氮含量、水分利用效率、叶绿素含量、光合系统Ⅱ功能以及水分胁迫条件下的光合能力等。如84K杨（Populusalba×Populusglandulosa）叶片厚度、栅栏组织厚度以及栅栏组织与海绵组织的厚度比值等性状会随干旱程度的增加而增大，其对干旱的敏感度亦受土壤氮含量的影响。荒漠环境中的胡杨（Populuseuphratica）在不同生长阶段出现多种叶表型来适应环境，幼年时为披针形叶，成年阶段出现菱形、肾形和卵圆形叶，最后全部变为宽卵圆形叶。侧柏当年生鳞叶的解剖细胞结构同侧柏整体健康状况密切相关，稳定的叶细胞结构是侧柏维持正常光合作用/代谢活动的重要保障。

1.4 种源

不同树种的生态适应幅度不同。对于那些具有比较宽的生态适应幅度的树种来讲，具有广泛的地理分布，或者在不同的气候带里都有分布，经长期进化可形成地理种。即使同一个树种，也会因为种源不同而表现出功能性状差异。如侧柏生长性状（冠幅、胸径、树高和分枝角）在不同种源中的变异程度有很大差异，总体表现为南部种源变异系数较大，山东种源变异系数最小；种源间表型变异越大，遗传多样性越丰富。

不同种源的古树在生长习性、功能性状和气候变化适应性等方面存在差异，在古树的健康管理中查清古树的种源十分必要。现实中经常会遇到古树分布格局与其树种自然分布格局不符的问题，这与各地居民对树种的喜好、风俗以及宗教活动等有很大关系，即历史上和现代人为活动打破了古树树种的天然分布格局和地理隔离。寺院和帝王陵墓区的古树大多是人工栽植的。对陕西黄陵轩辕庙内现存19株千年以上侧柏的亲缘关系研究证实，其遗传距离和地理距离之间没有显著相关，说明这些古树的种源很复杂，不是来自一个地方，证实这些古树是先人人工栽植的。

2 影响古树健康和生存的因素

目前古树保护得到了空前重视，人为扰动对古树健康和生存的威胁大大减弱，古树受到的影响主要来自于自身遗传特性和环境胁迫，特别是频发的极端天气对古树的破坏。

2.1 古树的生活史

不同的树种或者不同的生物种生活史轨迹是不一样的。木本植物中，除竹（Bambusoideae）和泰氏榈（Tahinapalm）一生只开一次花外，其他木本植物一生都要经历3个阶段：幼年期、成熟期和衰亡期。树木的幼年期一般2年或者数十年。成熟期是树木生活史中的主要阶段，因树种不同从数十年到数千年。很多千年以上的古树仍然处在成熟期。衰亡期是树木生活史的最后阶段，这个阶段一般很短，几年或者更短。也就是说，如果发现古树出现衰亡的迹象，一般情况下古树会很快出现衰亡。不同于人类、动物、昆虫和草本植物，树木的死亡率在达到最初的高峰之后，随着树龄的增大死亡率呈现出稳定趋势。这是为什么在千年古树上仍然可以看到果实累累，种实产量仍然维持在较高水平。

2.2 极端天气

极端天气对古树生存的影响近年来非常突出，已经远远超过了人为破坏的影响。这种自然现象可能在瞬间给古树造成难以修复的损伤，甚至造成古树死亡。所以，要高度关注气候变化对古树可能造成的危害。特别是近几年，极端天气持续频发，强度超乎寻常。据世界气象组织报告，2024年多项气候变化指标创纪录，全球近地表平均温度较工业革命之前高1.5℃，较1850—1900年高1.55±0.13）℃。极端天气现在已经成为古树保护必须高度关注的因素，对古树健康管理造成极大挑战。如2024年1月极寒天气下树冠上形成的“冰挂”使陕西多地侧柏古树造成折枝和树干断裂等机械伤害。2025年4月15日，南昌市太平镇1株超1500年树龄的银杏树在大风中倒塌。受气候变化加速和极端天气的影响，黄河中游地区一级古树达到极度衰退的比例已经达到了17.99%。

2.3 人为干扰

在全球范围内，千年以上的古树主要生长在高寒、干旱、人稀少的地区。在我国，千年古树主要出现在西北地区。第二次全国古树名木资源调查结果显示，我国的古树名木主要集中在东南地区。除了气温和降水量影响以外，古树的分布主要与人口密度以及当地的经济发展水平有很大的关系。同时，还与古树的利用和在宗教上的意义有很大关系。也就是说，人为因子在古树分布格局的形成中发挥着很大作用，也左右了古树的寿命。《庄子》“人世间”一篇中，讲述了一个木匠行至齐国曲辕对一栎社树（古树）的评价，“散木也”“是不材之木也，无所可用，故能若是之寿”，也正是这样的原因，才使得一些大型古树存留至今。

2.4 根际微生物

树木在长期的进化过程中与土壤微生物协同进化，形成了密切关系。土壤微生物，特别是根际微生物在提高和维持土壤肥力和养分循环方面发挥着不可替代的作用。在增强宿主免疫能力、改善土壤结构、增强根系活力等方面发挥着巨大的作用。全球变化背景下，树木面临着越来越严重的干旱、氮沉降等各种环境压力（非生物胁迫），通过改善生境条件，直接利用根际特定微生物类群或间接利用微生物-微生物相互作用可帮助树木适应非生物胁迫。根际促生菌（PGPR）通过合成植物调节因子脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）、吲哚乙酸（IAA）、1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶（降低乙烯含量）、亲水性胞外多糖等途径，协助宿主植物应对干旱胁迫。菌根共生体通过水通道蛋白调节水分和营养物质吸收与转移，通过调节植物激素水平提高水分利用效率，通过合成抗氧化代谢物参与水分渗透调节，协助宿主植物应对干旱胁迫。根际解磷微生物的富集能够缓解氮沉降带来的磷限制，减轻氮沉降对树木的影响。

3 古树健康管理应重点解决的问题

从生态学的角度来讲，应对气候变化只有两个途径：一是减排，即通过减少温室气体排放，如通过减碳和控碳减少气候变化的影响；二是适应，即充分利用树木的生态弹性，把环境影响或气候变化（特别是极端天气）的影响降到最低，使古树能够平安度过危机。因此，气候变化背景下古树健康管理应重点解决好以下问题。

3.1 逆境控制

适当的逆境能增加树木对干旱及有害生物的抗性，但长期和强度的逆境（填埋、根系损伤、过度灌溉等）会严重危害树木健康，导致古树受损、衰老、甚至衰亡。对于古树来讲，在漫长的生活史中经历了无数次的极端天气事件，所以对环境或者逆境有很强的适应能力。在古树健康管理的日常监护中，要充分利用古树的生态弹性，通过逆境控制增强古树对气候变化的适应性。不要过度干预古树的生长环境，如灌水、施肥等土壤管理过度和不科学的管理不利于古树健康，更不利于古树寿命的延长。树木的寿命与生长速率是矛盾的对立统一体，生长速度较快的速生树种，由于投入到生长和生命维持中的能量资源较多，相对来说只能保留较少的能量资源进行防御，所以一般速生树种抵抗逆境的能力就差、寿命短，而生长速度较慢的树种则相反，抵抗逆境的能力较强、寿命长。

面对频发、高强度的极端天气，必须加强古树对气候变化适应性的研究，特别是对于树木生态弹性的研究。因为，树木在它的生态弹性范围内对干旱或者是高温的影响会做出弹性反应，即在胁迫解除以后树木的生长可恢复如初。但当这种影响或者胁迫超出了树木适应性弹性范围以后，整个情况就会发生逆转，导致出现一些不可恢复的损伤，甚至导致树木死亡。所以，古树健康管理中要十分重视逆境控制，防止生境出现严重、不可逆变化，给古树健康造成不可逆的损害。

3.2 古树复壮保护的依据

迄今，人们对气候变化背景下古树如何响应和适应逆境知之甚少，成为古树健康管理亟待解决的瓶颈问题，不仅在理论上限制了人们对古树衰亡加剧现象背后科学问题的认识，而且也在实践上制约了古树养护和救治的科学性和精准性。

古树“复壮保护”是针对古树生长势衰弱经常采用的措施，主要包括土壤管理、树干和大枝加固、树体空腐修复以及病虫害防治等内容。其中，复壮保护方案制定最为关键。目前普遍存在的问题是复壮保护方案制定的依据不科学或不足，主要存在两方面的欠缺：1）对古树的生活史或曾经经历过什么缺乏了解 历史上的自然灾害或人为活动都会对古树特征和生长势造成影响和留下“印记”，是正确认识古树特征和生存现状的依据；2）对古树生长势恢复潜力、复壮措施效果及其对古树寿命的影响没有研判 有一种错误的认识，以古树恢复“枝繁叶茂”为判断复壮的标准。在不同的生长发育阶段，古树会呈现出多样的生长模式，呈现出多样的健康状态）。因此，盲目地灌溉、施肥、换土和引根，一味地追求“恢复生机”只会加速古树的生命进程，缩短古树的寿命。

3.3 古树稳固性评估

古树稳固性评估是精准实施古树加固和支撑保护的依据，是应对极端天气措施的重要内容。在极端天气发生期间，古树树体倒塌或折断损害均与没有提前进行稳固性评估、精准实施保护措施有关。古树稳固性评估需考虑三大因素：1）古树树体本身的稳定性 也就是树体本身发生解体、倾倒、折断的潜势。所谓潜势是指树木或一部分树体，在一定的期限内发生断裂或倾倒的可能性；2）生境胁迫或干扰的诱发因素 古树周边的工程建设（道路和建筑等），树干周围的开挖填埋，污水的排放，极端灾害性天气条件（大风、暴雨、雷电、冰雪等）均为破坏树体稳固性的诱发因素；3）损害或伤害的目标物 即古树的稳固性风险，一方面是对古树自身造成的伤害或伤损，另一方面是古树的倾倒或断枝掉落可能伤害到周围的民众及财产，造成连带效应。因此，在古树稳固性评估过程中，必须考虑是否存在可能的目标物，为及时清理、移除和警示预警提供依据。

4 结 论

近50年来，气候变化加速了极端天气现象的发生频次，导致古树（特别是千年以上的大型古树）普遍出现生长衰退甚至衰亡的现象，给古树健康管理带来极大的挑战，亟待解决以下3个关键问题：1）古树适应气候变化的机制（反馈、前馈和表型可塑性）；2）极端天气（冰雹、强风、龙卷风、雷暴、冻雨等）危害的预警；3）古树群的健康经营。为此，应加强以下两方面研究。

4.1 古树功能性状对逆境响应的异质性

全球变化背景下，古树的叶片和细根功能性状变异同时受树木遗传因子和环境因子（气候、土壤）的共同影响，表现出不同生物学特征，其中有3个关键点亟需弄清：1）古树植物功能性状对逆境胁迫的响应；2）叶片和细根功能性状间的耦合关系；3）功能性状的因果异质性。

4.2 植物微生物组在古树响应逆境胁迫中的关键作用

植物微生物组在古树长期适应全球变化过程中形成独特菌群结构，影响宿主对逆境的响应。深刻理解逆境胁迫中植物微生物组的作用机制，有3点亟待破解：1）核心微生物群落结构、功能与组装；2）微生物种群间的协同进化关系；3）植物微生物组在宿主逆境响应中的作用过程。

文献来源：赵忠.古树健康管理面临的问题和挑战[J].林业科学,2025,61(07):94-99.

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