牛慶霖等

摘 要：本研究選取泰山王母池、羅漢崖、中天門、南天門、花口頂5個不同海拔高度，長勢相近古樹（側(cè)柏）下土壤為研究對象，測定土壤中N、P、K 及微量元素（Ca、Mg、Cu 、Zn）含量及pH。選取泰山王母池、羅漢崖、中天門、南天門、花口頂5個不同海拔高度，長勢相近古樹（側(cè)柏）下土壤為研究對象，測定土壤中N、P、K及微量元素（Ca、Mg、Cu、Zn）含量及pH。結(jié)果顯示：泰山隨著海拔高度的增加，土壤pH逐漸降低，海拔165m以上，土壤中全氮含量隨著海拔高度的升高先升高后降低；土壤全磷含量則是低海拔處最高達到25mg/kg，海拔300m左右為最低值；土壤含K量為先降低再升高的“U型”曲線，升高降低趨勢明顯，海拔847m左右為最低值；土壤含Ca量差異不顯著，隨著海拔高度的升高有下降的趨勢，總體含量在700～800mg/kg；而土壤中Mg的含量則隨著海拔的升高明顯升高，各個海拔高度差異性顯著；土壤中Cu的含量則呈現(xiàn)先下降后上升又下降的趨勢，低海拔高度165m時，土壤含Cu量最高，高海拔1540m時最低；土壤中Zn的含量各個海拔高度差異顯著，沒有明顯的變化趨勢，300m處含量在1mg/kg以下。

關(guān)鍵詞：泰山；古樹名木；微量元素；不同海拔；復(fù)壯

中圖分類號 S715.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）07-48-04

古樹名木是又被稱為“綠色的古董”和“活的文物”，是自然界和前人留給我們的寶貴財富，也是社會文明程度的標志。它們是歷史的見證、文化的載體，它們鐫刻著時代的印跡，具有很高的科研價值、文化價值、生態(tài)價值、景觀價值、社會公益價值等。泰山100a以上的古樹名木有9 810株，隸屬27科46種，其中樹齡達1000a以上的有7種，稀有珍貴的名木13種。其中有23株重點古樹名木列入了遺產(chǎn)清單，可見古樹名木對于泰山乃至整個社會和時代的重要性。然而景區(qū)內(nèi)游人踐踏、建筑及道路工程施工、古樹旁任意填堆垃圾或擺攤設(shè)點等嚴重破壞了古樹形態(tài)及其立地環(huán)境條件，使得生命力衰弱的古樹逐漸衰退，甚至不乏一定數(shù)量的死亡。因此對于古樹名木的保護迫在眉睫。

目前關(guān)于古樹的復(fù)壯研究主要涉及地下及地上兩部分。地上復(fù)壯措施以樹體管理為主，包括樹體修剪、修補、靠接、樹干損傷處理、填洞、葉面施肥及病蟲害防治等措施。地下復(fù)壯措施包括古樹生長的立地條件的改善，古樹根系活力誘導(dǎo)，通過地下系統(tǒng)工程創(chuàng)造適宜古樹根系生長的營養(yǎng)物質(zhì)條件、土壤含水通氣條件，并施用植物生長調(diào)節(jié)劑，誘導(dǎo)根系發(fā)育。對于泰山上古樹名木，前人研究多在結(jié)合復(fù)壯措施，對古樹進行生理生化指標測定，判斷復(fù)壯措施的有效性上，對于立地條件土壤的元素分析尚為稀缺。泰山海拔1 545m，每年接待客流量400多萬人次，由于人為或自然因素使得泰山土壤營養(yǎng)缺乏，分布于土壤貧瘠或水土流失嚴重的丘陵、山坡、懸崖等處的古樹，根系吸收的營養(yǎng)難以維持樹體的營養(yǎng)，使古樹營養(yǎng)不良而衰弱生長，甚至死亡。本研究立足根本，對5個不同海拔標志性景區(qū)內(nèi)的古樹名木（側(cè)柏）林下土壤進行分析，為泰山古樹名木復(fù)壯方案及撫育措施提供詳盡理論參照。

1 試驗地概況

泰山風(fēng)景名勝區(qū)位于山東省泰安市境內(nèi)，屬半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫12.1℃，極端最低氣溫-28℃，極端最高氣溫40.3℃，多年平均降水量690.3mm，多年平均蒸散量為414.18mm，徑流系數(shù)為0.1；面積為11 931.8hm2，有林地面積9 490hm2，森林覆蓋率81.5%，是自然生態(tài)環(huán)境保存比較完好的森林生態(tài)系統(tǒng)，其生物資源核心為泰山風(fēng)景區(qū)的針、闊葉林及其混交林，以及其他野生動植物資源。

2 材料與方法

2.1 土壤的選取與處理 王母池（165m）、羅漢崖（300m）、中天門（847m）、南天門（1 460m）、花口頂（1 540m）5個景點內(nèi)的側(cè)柏土壤，分別采集了0～20cm、20～40cm土層的土壤樣品混勻，每景區(qū)采集3個樣品，共采集15個土壤樣品。所采土樣經(jīng)風(fēng)干、磨細，分別過1.00mm篩，干燥處保存，5個海拔所取土壤編號為T1-1、T1-2、T1-3，T2-1、T2-2、T2-3，…，T5-1、T5-2、T5-3。

2.2 土壤的測定指標與方法 土壤酸堿度（pH）采用電位法進行測定。土壤全氮采用半微量開氏法進行測定。土壤全磷采用HClO4-H2SO4法進行測定。土壤速效鉀采用NH4OAc浸提-火焰光度法進行測定。土壤Ca、Mg、Cu、Zn使用Avanda PM型火焰原子吸收光譜儀測定。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同海拔土壤類型及pH 泰山的主要土壤類型是酸性棕壤，廣泛分布于十八盤以下，海拔200～1 000m；白漿化棕壤零星分布于中天門以下；十八盤到南天門之間主要為山地暗棕壤；南天門以上為山地山地灌叢草甸土。實驗結(jié)果可以看出泰山土壤pH在5.81～7.6，各個海拔高度土壤pH相差不大，隨著海拔高度的增加，pH有下降的趨勢（圖1）。

3.2 不同海拔土壤N、P、K含量 土壤中氮素絕大多數(shù)為有機質(zhì)的結(jié)合形態(tài)。土壤有機質(zhì)和氮素的消長主要決定于生物積累和分解作用的相對強弱、氣候、植被、耕作制度諸因素，特別是水熱條件，對土壤有機質(zhì)和氮素含量有顯著的影響。全氮量通常用于衡量土壤氮素的基礎(chǔ)肥力，而土壤有效氮量與作物生長關(guān)系密切。土壤中缺磷時，植物根系的生長受到影響，鉀能促進植株莖稈健壯、改善果實品質(zhì)、增強植株抗寒能力，鉀在植物體內(nèi)促進氨基酸、蛋白質(zhì)和碳水化合物的合成和運輸，可延遲植株衰老。實驗結(jié)果顯示泰山土壤中全N含量隨著海拔高度的升高表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢（圖2）；土壤全P含量則是低海拔處最高達到25mg/kg，海拔300m左右為最低值（圖3）；土壤含K量為先降低再升高的“U型”曲線，升高降低趨勢明顯，海拔847m左右為最低值。

3.3 不同海拔土壤Ca、Mg、Cu、Zn含量 植物缺Ca時，根系發(fā)育不良，植株矮小，莖和葉及根尖的分生組織受損，缺Ca嚴重時，植物幼葉卷曲，新葉抽出困難，葉尖之間發(fā)生粘連現(xiàn)象，葉尖和葉緣發(fā)黃或焦枯壞死，根尖細胞腐爛死亡；Mg是葉綠素的組成部分，也是許多酶的活化劑，植物缺Mg會導(dǎo)致葉片枯萎、脫落；Cu是植物體內(nèi)多種氧化酶的組成成分，它還參與植物的呼吸作用，缺Cu時，葉綠素減少，葉片出現(xiàn)失綠現(xiàn)象，最后葉片脫落，甚至影響生殖器官的發(fā)育；Zn也是植物體內(nèi)酶的組成元素，是促進一些代謝反應(yīng)的必需元素，Zn對于葉綠素生成和碳水化合物形成是必不可少的，缺Zn會出現(xiàn)小葉病和簇生現(xiàn)象。

試驗測定不同海拔高度古樹下土壤含Ca量差異不顯著，隨著海拔高度的升高有下降的趨勢，總體含量在700～800mg/kg（圖5）；而土壤中Mg的含量則隨著海拔的升高明顯升高，各個海拔高度差異性顯著（圖6）；土壤中Cu的含量則呈現(xiàn)先下降后上升又下降的趨勢，低海拔高度165m時，土壤含Cu量最高，高海拔1 540m時最低（圖7）；土壤中Zn的含量在各個海拔高度差異顯著，沒有明顯的變化趨勢，300m處含量在1mg/kg以下（圖8）。

4 結(jié)論與討論

國內(nèi)外相當(dāng)重視古樹名木的保護，德國一直很重視古樹的保護，在土壤中采用埋管、埋陶粒和氣筒打氣等方法解決通氣問題，用土鉆打孔灌液態(tài)肥料，用修補和支撐等外科手術(shù)保護古樹；日本20世紀90年代就研究出樹木強化器，埋于樹下來完成樹木的土壤通氣、灌水及供肥等工作；英國則重點探討土壤堅實、空氣污染等因素對古樹生長的影響，而采取相應(yīng)防治措施；美國早期就研究出肥料氣釘，解決古樹表層土供肥問題。

保護古樹首先應(yīng)調(diào)查當(dāng)?shù)毓艠滟Y源情況，為每株古樹備檔。然后根據(jù)經(jīng)濟條件不同和地理概貌不同，對古樹進行機械或人工的定期監(jiān)測，及時對病蟲害進行預(yù)測預(yù)報，因地制宜，對癥下藥。泰山古樹幾百年甚至幾千年固定生長在一個地方，原本土壤肥力有限，再加上景區(qū)內(nèi)游人踩實，通氣不良，土壤板結(jié)，排水不暢，另外由于景區(qū)禁止規(guī)模改建，有些古樹由于位置關(guān)系，栽植時只能在樹坑中更換好土，樹木長大后未能擴展樹穴，根系的活動受到限制，加快樹木的衰老。對于泰山古樹的研究多集中在古樹生理生化特性方面，而忽視了泰山古樹土壤狀況及自然、人為因素所造成的土壤肥力下降、土層結(jié)構(gòu)破壞及元素的過度流失。因此，可根據(jù)具體情況采取換土、澆水、增施有機肥等綜合措施，以改善其營養(yǎng)條件。施肥和深耕土壤有利于古樹復(fù)壯。測定泰山土壤元素含量，在進行土壤管理的過程中，因地而施、因樹而施，更有針對性。只有當(dāng)土壤環(huán)境經(jīng)改善后，加速微生物的活動，促進有機質(zhì)的分解，才能使根系得以吸收利用。

對泰山不同海拔5個景點古樹下土壤N、P、K及微量元素（Ca、Mg、Zn、Cu）結(jié)果分析，結(jié)果顯示泰山隨著海拔高度的增加，土壤pH逐漸降低；海拔165m以上，土壤中全氮含量隨著海拔高度的升高先升高后降低；土壤全磷含量則是低海拔處最高達到25mg/kg，海拔300m左右為最低值；土壤含K量為先降低再升高的“U型”曲線，升高降低趨勢明顯，海拔847m左右為最低值；土壤含Ca量差異不顯著，隨著海拔高度的升高有下降的趨勢，總體含量在700～800mg/kg；而土壤中Mg的含量則隨著海拔的升高明顯升高，各個海拔高度差異性顯著；土壤中Cu的含量則呈現(xiàn)先下降后上升又下降的趨勢，低海拔高度165m時，土壤含Cu量最高，高海拔1 540m時最低；土壤中Zn的含量在各個海拔高度差異顯著，沒有明顯的變化趨勢，300m處含量在1mg/kg以下。本研究立足根本，在泰山垂直方向上測定基本元素的含量，因地制宜、適地適肥，力求為泰山古樹的管理復(fù)壯、土壤改良提供理論參考，但由于泰山古樹數(shù)量繁多，且生態(tài)及歷史的重要性，對于具體的土肥配方與施肥方案還有待于進一步研究。

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