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古樹名木健康評(píng)估與保護(hù)策略

2026-06-26 13:34:52 點(diǎn)將科技 80

檢測(cè)古樹總數(shù)

30 株

5個(gè)樹種,百年以上

空洞發(fā)生率

70%

21棵存在不同程度空洞

主要健康等級(jí)

B 級(jí)

衰弱,占樣本100%

評(píng)估指標(biāo)體系

10 項(xiàng)

5大類二級(jí)指標(biāo)量化評(píng)分

一、研究背景與意義

古樹名木是自然與文化遺產(chǎn)的雙重載體,其生態(tài)價(jià)值、歷史價(jià)值與景觀價(jià)值不可再生。然而,隨著樹齡增長(zhǎng)和外界環(huán)境脅迫,古樹往往面臨樹干內(nèi)部腐朽、樹冠退化、根系淺化等結(jié)構(gòu)性退化問題,嚴(yán)重威脅遺產(chǎn)場(chǎng)所的完整性和游客安全。

傳統(tǒng)檢測(cè)方法(目視巡查、簡(jiǎn)單物理叩診)僅能評(píng)估樹體外部狀況,無(wú)法定量檢測(cè)樹干內(nèi)部空洞與根系退化,導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果片面、保護(hù)措施滯后。引入以樹木雷達(dá)為代表的無(wú)損檢測(cè)(NDT)技術(shù),是實(shí)現(xiàn)"精準(zhǔn)保護(hù)、科學(xué)管護(hù)"的關(guān)鍵突破。

傳統(tǒng)方法的局限

目視檢查、簡(jiǎn)單叩診等方法僅能反映外部形態(tài),無(wú)法量化內(nèi)部腐朽程度;人工鉆孔取芯雖可獲得內(nèi)部數(shù)據(jù),但對(duì)古樹造成物理創(chuàng)傷,違背保護(hù)原則。

NDT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

樹木雷達(dá)(TRU)、聲波斷層成像(如PiCUS? 3、ARBOTOM?)等無(wú)損檢測(cè)技術(shù),在不損傷樹體結(jié)構(gòu)的前提下獲取內(nèi)部空洞分布、根系深度等關(guān)鍵數(shù)據(jù),為古樹精準(zhǔn)診斷提供可靠依據(jù)。

二、核心檢測(cè)技術(shù)——樹木雷達(dá)(TRU Tree Radar)

本研究采用TRU Tree Radar系統(tǒng)進(jìn)行樹干內(nèi)部空洞無(wú)損檢測(cè),該技術(shù)基于探地雷達(dá)(GPR)原理,使用900 MHz雷達(dá)天線,可高效識(shí)別樹干內(nèi)部空洞、裂縫及根系分布深度,具有檢測(cè)快速、結(jié)果直觀、操作無(wú)損的特點(diǎn)。

2.1 檢測(cè)方法流程

① 選取測(cè)量高度:1.1 / 1.3 / 1.5 / 1.7 m 四個(gè)高度截面

② 環(huán)繞掃描:從正北方向起,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈

③ 雷達(dá)信號(hào)采集:測(cè)量輪緊貼樹皮勻速推進(jìn)

④ TBA軟件處理:濾波 → 閾值調(diào)整 → 異常區(qū)域標(biāo)注

⑤ 截面圖生成:各高度空洞分布可視化輸出

2.2 樹干空洞等級(jí)劃分

等級(jí)

空洞率(%)

樹干狀態(tài)描述

力學(xué)影響

處置建議

Ⅰ 完好

0

樹干結(jié)構(gòu)完整,木質(zhì)堅(jiān)硬致密,無(wú)腐朽跡象

生理功能完全正常

常規(guī)養(yǎng)護(hù)監(jiān)測(cè)

Ⅱ 輕度

0 ~ 25%

局部初期腐朽,主要承重結(jié)構(gòu)完整

力學(xué)強(qiáng)度未顯著下降

加強(qiáng)監(jiān)測(cè),預(yù)防性處理

Ⅲ 中度

25 ~ 50%

腐朽區(qū)域明顯擴(kuò)展,部分木質(zhì)疏松

樹干力學(xué)性能開始下降

實(shí)施加固措施

Ⅳ 重度

50 ~ 100%

嚴(yán)重腐朽,樹干結(jié)構(gòu)整體性喪失

存在倒伏風(fēng)險(xiǎn)

立即應(yīng)急保護(hù)或移除

三、古樹健康綜合評(píng)估體系

本研究參照《古樹名木快速診斷技術(shù)導(dǎo)則》,結(jié)合Ying(2011)、Weng等(2009)的研究成果,運(yùn)用層次分析法(AHP)構(gòu)建多維度、多層級(jí)的健康評(píng)估體系。評(píng)估體系包含5大一級(jí)指標(biāo)、10個(gè)二級(jí)指標(biāo),融合外部形態(tài)指標(biāo)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)指標(biāo)(樹干空洞),實(shí)現(xiàn)綜合量化評(píng)估。

3.1 評(píng)估指標(biāo)體系(10項(xiàng)二級(jí)指標(biāo))

一級(jí)指標(biāo)

二級(jí)指標(biāo)

檢測(cè)類型

Ⅰ 無(wú)(3分)

Ⅱ 輕度(2分)

Ⅲ 中度(1分)

Ⅳ 嚴(yán)重(0分)

葉片

葉片黃化枯萎比例(%)

外部評(píng)估

< 60%

60 ~ 75%

75 ~ 90%

> 90%

樹干

樹皮開裂/病斑/脫落(%)

外部評(píng)估

< 5%

5 ~ 15%

15 ~ 30%

> 30%

樹干

樹干傾斜角度(°)

外部評(píng)估

< 5°

5 ~ 10°

10 ~ 15°

> 15°

樹干

樹干內(nèi)部腐朽率(%)★NDT

內(nèi)部NDT

0%

0 ~ 25%

25 ~ 50%

50 ~ 100%

枝條

枯死/折斷枝條比例(%)

外部評(píng)估

< 5%

5 ~ 15%

15 ~ 20%

> 20%

根系

外露根數(shù)量(條)

外部評(píng)估

0條

0 ~ 1條

2 ~ 3條

> 3條

根系

淺根/發(fā)育不良(>60cm)★NDT

內(nèi)部NDT

> 10

10 ~ 7

7 ~ 3

3 ~ 0

環(huán)境

周邊建筑干擾距離(m)

外部評(píng)估

> 10m

10 ~ 3m

3 ~ 1m

< 1m

環(huán)境

人為踩踏干擾(人次/m2)

外部評(píng)估

0

0 ~ 10

10 ~ 30

> 30

環(huán)境

病蟲害侵染程度(%)

外部評(píng)估

< 5%

5 ~ 15%

15 ~ 30%

> 30%

3.2 健康等級(jí)劃分(總分0~30分)

A

健康(Normal)

總分 26 ~ 30 分

整體生長(zhǎng)良好,無(wú)明顯病蟲害,樹干完好,枝繁葉茂

B

衰弱(Weak)

總分 16 ~ 25 分

偶有葉片枯萎或枝條脫落,輕微病蟲害跡象,樹干局部受損

C

嚴(yán)重衰弱(Blighted)

總分 6 ~ 15 分

遭受嚴(yán)重?fù)p害,對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)能力差,整體生長(zhǎng)狀況不佳

D

瀕危(Endangered)

總分 0 ~ 5 分

整體極差,枯萎損傷嚴(yán)重,病蟲害侵害嚴(yán)重,處于瀕死狀態(tài)

四、實(shí)證研究——北京圓明園正覺寺古樹群

4.1 研究區(qū)域概況

正覺寺位于北京市海淀區(qū)圓明園遺址公園內(nèi),北京年降水量600~700mm,主要集中于夏季(6~8月,約占全年60%),冬季較為干燥,氣候條件總體適宜古松柏類生長(zhǎng)。檢測(cè)涵蓋5個(gè)樹種:國(guó)槐(Sophora japonica)、側(cè)柏(Platycladus orientalis)、圓柏(Juniperus chinensis)、白皮松(Pinus bungeana)、酸棗(Ziziphus jujuba var. spinosa)。

4.2 樹干空洞檢測(cè)結(jié)果

空洞發(fā)生率

70%

30株中21株檢出空洞

輕度空洞(Ⅱ級(jí))比例

67%

空洞率0~25%,占多數(shù)

中度空洞(Ⅲ級(jí))

1株

重度空洞(Ⅳ級(jí)):0株

 

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)①:樹齡是空洞形成的核心驅(qū)動(dòng)因素

研究證實(shí)樹齡增長(zhǎng)與空洞率呈正相關(guān)——隨樹齡增大,樹干空洞普遍發(fā)展,這與衰老過(guò)程中木質(zhì)部活力下降、防御性化合物積累減少密切相關(guān)。然而,樹種差異顯著影響這一規(guī)律:一棵樹齡330年的側(cè)柏木質(zhì)結(jié)構(gòu)幾乎完好,推測(cè)與該樹種特有的防御性化合物大量積累有關(guān),凸顯物種特異性管護(hù)策略的重要性。

4.3 健康等級(jí)評(píng)估結(jié)果

對(duì)30株古樹進(jìn)行10項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)分后,全部30株(100%)被評(píng)定為B級(jí)(衰弱),無(wú)A級(jí)(健康)樹木,也無(wú)C/D級(jí)嚴(yán)重衰弱或?yàn)l危株。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)②:樹齡不是健康的決定因素

研究顯示,樹齡與健康評(píng)分之間無(wú)顯著相關(guān)性——部分古老樹木在良好養(yǎng)護(hù)和生境條件下保持健壯,而一些相對(duì)年輕的樹木因環(huán)境脅迫出現(xiàn)明顯衰退。單一樹干空洞指標(biāo)對(duì)整體健康影響有限;空洞率相近的個(gè)體,因病蟲害防控、根系狀況和樹冠活力的差異,健康評(píng)分可能差異顯著。

五、分級(jí)保護(hù)策略與管理建議

5.1 基于空洞等級(jí)的差異化保護(hù)方案

無(wú)空洞株(預(yù)防性養(yǎng)護(hù))

定期監(jiān)測(cè),實(shí)施常規(guī)土壤改良、施肥和水分管理,優(yōu)化立地條件,降低病蟲害侵染風(fēng)險(xiǎn)。建立個(gè)體檔案,每年開展一次無(wú)損檢測(cè)復(fù)查。

 

輕度空洞株(修復(fù)+監(jiān)測(cè))

實(shí)施腐朽部位清理、防腐處理和物理修復(fù)(樹洞填充),使用樹木雷達(dá)進(jìn)行半年期復(fù)檢,評(píng)估空洞擴(kuò)展速率,適時(shí)實(shí)施枝條減重和樹體支撐。

 

中度空洞株(結(jié)構(gòu)加固+生態(tài)恢復(fù))

安裝鋼纜或支撐系統(tǒng),防止風(fēng)荷載導(dǎo)致斷裂或倒伏;同步開展根系促進(jìn)措施(減少踩踏、擴(kuò)大護(hù)樹池),配合冠層修剪減少受力。季度復(fù)檢,制定應(yīng)急預(yù)案。

 

重度空洞株(應(yīng)急保護(hù))

立即實(shí)施圍欄隔離,防止游客接近。評(píng)估倒伏風(fēng)險(xiǎn),必要時(shí)安裝監(jiān)測(cè)傳感器實(shí)時(shí)預(yù)警。與專業(yè)團(tuán)隊(duì)會(huì)商是否采取應(yīng)急移除或就地保護(hù)方案。

5.2 數(shù)字化管理體系建設(shè)

"一樹一檔"數(shù)字管理系統(tǒng)

建立每株古樹的數(shù)字檔案,涵蓋基礎(chǔ)信息(樹種、樹齡、坐標(biāo))、歷次NDT檢測(cè)數(shù)據(jù)(空洞分布圖、根系圖)、健康評(píng)分曲線和養(yǎng)護(hù)記錄,支持持續(xù)監(jiān)測(cè)與自適應(yīng)管理。

專業(yè)維護(hù)團(tuán)隊(duì)配置

組建由樹木學(xué)家、樹藝師、無(wú)損檢測(cè)工程師組成的專業(yè)團(tuán)隊(duì),制定年度評(píng)估計(jì)劃,將古樹健康狀態(tài)納入遺產(chǎn)場(chǎng)所常態(tài)化管理機(jī)制,確??茖W(xué)、精準(zhǔn)、可持續(xù)保護(hù)。

六、主要無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)比

在古樹名木健康檢測(cè)中,樹木雷達(dá)(TRU)與聲波斷層成像(Picus 3)是兩類主流技術(shù),各有適用場(chǎng)景,通??山Y(jié)合使用以獲取更全面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。

對(duì)比維度

樹木雷達(dá)(TRU)

聲波斷層成像(PiCUS)

工作原理

900 MHz電磁波反射

聲波飛行時(shí)間(ToF),聲速差異成像

主要檢測(cè)內(nèi)容

樹干內(nèi)腔、根系分布深度

樹干截面空洞、腐朽區(qū)域

根系檢測(cè)

? 支持

部分支持(ARBOTOM? Arboradix)

三維成像

多高度截面疊加

原生3D(ArborSonic)/ 多截面合并

操作方式

環(huán)繞推進(jìn)掃描

傳感器固定+錘擊激勵(lì)

對(duì)樹體損傷

無(wú)損

輕微(傳感器釘入約2mm)

典型應(yīng)用場(chǎng)景

遺址古樹、文保單位,根系退化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

城市行道樹、林業(yè)科研,風(fēng)險(xiǎn)樹木評(píng)估

本文獻(xiàn)使用

? TRU系統(tǒng)(主要工具)

未使用(可作互補(bǔ))

七、對(duì)國(guó)內(nèi)古樹名木保護(hù)工作的啟示

引入NDT定量檢測(cè)

將樹木雷達(dá)、聲波斷層儀等設(shè)備納入古樹名木日常普查和年度體檢體系,彌補(bǔ)傳統(tǒng)目視巡查對(duì)內(nèi)部病害"看不見"的根本缺陷,特別關(guān)注空洞率指標(biāo)。

構(gòu)建多指標(biāo)評(píng)估體系

采用內(nèi)外部指標(biāo)結(jié)合、結(jié)構(gòu)指標(biāo)與生理生態(tài)指標(biāo)結(jié)合,建立科學(xué)統(tǒng)一的健康分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),替代單純依賴外觀的主觀評(píng)估。

物種差異化管護(hù)

不同樹種抗腐能力差異顯著(如側(cè)柏vs.國(guó)槐)。應(yīng)針對(duì)不同樹種制定專項(xiàng)保護(hù)規(guī)程,避免"一刀切"管護(hù)措施,注重物種特有的防御機(jī)制。

數(shù)字化臺(tái)賬建設(shè)

推進(jìn)"一樹一檔"數(shù)字化管理,結(jié)合GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)古樹空間定位與健康狀態(tài)可視化,便于主管部門動(dòng)態(tài)掌握轄區(qū)古樹名木整體健康趨勢(shì)。

遺產(chǎn)場(chǎng)所專項(xiàng)方案

文化遺產(chǎn)地的古樹兼具生態(tài)與文化價(jià)值,在標(biāo)準(zhǔn)健康評(píng)估基礎(chǔ)上,還應(yīng)綜合考慮人流踩踏、建筑擠壓、地面鋪裝等特有環(huán)境壓力因素。

建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制

對(duì)中度以上空洞株實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控,可在關(guān)鍵位置安裝傾斜傳感器或應(yīng)力傳感器,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)(大風(fēng)、暴雨預(yù)警)聯(lián)動(dòng)處置,防止安全事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] Wang M., Wang X., Zhang R. (2025). Integrated Health Assessment and Support Strategies for Ancient Trees in Cultural Heritage Sites Based on Non-Destructive Testing. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLVIII-5/W3-2025, 147-154.

[2] Peng T., Zhou M., Guo X. et al. (2021). Application of TRU Tree Radar in Detecting Trunk Health of Street Trees. Tropical Agricultural Engineering, 45(3): 108-111.

[3] Weng S., Li C., Pang R. (2009). Construction of a Health Evaluation System for Landscape Trees Using the Analytic Hierarchy Process. Journal of Northwest Forestry College, (1): 182-186.

[4] Zheng R., Le Y., Wang X. et al. (2013). Study on Risk Assessment and Risk Management Methods of Ancient Trees. Journal of Beijing Forestry University, 35(6): 144-150.

[5] Liu X., Kang Y., Gan M. et al. (2017). Study on Trunk Heartwood Decay of Ancient Platycladus orientalis at the Mausoleum of the Yellow Emperor. Journal of Northwest Forestry College, 32(2): 180-187.

[6] Bertolin C. et al. (2021). Analysis of Jerk as a novel tree-fails hazard index. International Journal of Disaster Risk Reduction, 56: 102122.

[7] An Y. (2013). Study on Two-Dimensional Imaging Technology of Wood Defects Based on Stress Waves. Beijing: Chinese Academy of Forestry.


本文基于Wang M. et al.(2025)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)整理,圖表數(shù)據(jù)來(lái)源于原文,健康評(píng)分示例為說(shuō)明性示意圖,僅供參考。各地古樹名木檢測(cè)應(yīng)結(jié)合具體樹種、立地條件及當(dāng)?shù)丶夹g(shù)規(guī)范制定專項(xiàng)方案。