古树是指树龄在100年以上的树木，我国古树名木资源丰富，共有352.48万株[1]，北京市有4万余株古树名木[2]。故宫院内有古树名木448株，如何科学做好古树的日常养护和衰弱古树的保护复壮是古树保护中的重点和难点。近年来，对于古树的研究越来越多，刘克峰等[3,4]对北京十大公园土壤性状进行了深入探讨，聂力水等[5]对北京戒台寺古油松生长衰退与土壤关系进行了研究，邹瑀琦等[6]分析了地坛、香山等北京地区典型古柏群内侧柏土壤常见矿质元素的特征，文璐等[7]研究了北京不同古树类型和级别对古树土壤物理性质的影响，Hokkanen等[8]测定并分析了北苏格兰松树土壤性质和关系。可见，大多数人认为古树的健康状况与土壤环境密切相关，但是对于古建筑群内生长的古树土壤环境的研究不够深入。本研究对故宫内养心殿、英华殿和城隍庙不同生长环境的古树土壤性质进行分析，探查故宫养心殿等宫区古树3种土壤生长环境特点，并通过分析土壤理化性质评价古树的健康状况，以期为养心殿等区域古树保护复壮提供理论依据。

1、材料与方法

1.1 研究区概况

北京地区地处华北大平原的北部，地理坐标为115°25′～117°30′E、39°28′～41°05′N，总面积16807.8km2，山区占总面积的62%，平原占38%。属暖温带半湿润气候区，四季分明，春秋短促，冬夏较长。年平均气温13℃，年平均降雨量507.7mm[9]。

故宫院内古树名木以常绿松柏树为主，桧柏和侧柏有342株，占比达76%，这些古柏地处古建筑群中，生长环境复杂，因此研究古柏的生长环境对故宫古树名木保护具有重要意义。本试验选取故宫内古桧柏（Sabina chinensis）及古侧柏（Platycladus orientalis)3种典型土壤生长环境进行研究，具体为：(1)选取养心殿区域古柏的2种生长环境：成片栽植古柏于平地的长形树池2个和单株栽植古柏的高台树池2个。(2)选取英华殿及城隍庙为第3种生长环境：单株栽植古柏的平地单体树池2个。以古树的这3种生长环境为研究对象，对以上区域采集的土样进行土壤理化性质分析。

1.2 土壤样品采集

在对研究区域古树的生长环境、形态特征等外在指标详细调查的基础上，在古树树冠垂直投影范围内的树池内，每个区域采集30cm、60cm、90cm 3个不同土层深度的土样，采集情况见表1。测定水解性氮、有效磷、速效钾、有机质、EC值，p H值、水溶性钠、氯离子、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、土壤质地。 

表1 土样采集信息表  

1.3 古树健康等级划分

古树健康等级划分选取能反映古树健康状况的可目测指标，包括树干、树枝、叶片、根系4大类，对各项指标打分并计算综合得分，健康等级分为4级：正常、衰弱、严重衰弱和濒危[10]。其中，生长正常的古树特征描述为：整体长势茂盛，无病虫害，枝繁叶茂，枝干无损伤。生长衰弱的古树特征描述为：枝叶偶有枯落，或有少量的病虫害，树干有部分损伤，整体长势有衰退趋势。严重衰弱古树特征描述为：受损严重，适应外界环境能力差。濒危古树特征描述为：整体长势差，枯损现象多，病虫害严重，树木已经处于濒临死亡状态。本研究选取养心殿外东、养心殿外西2个树池内9株古柏和养心殿内高台树池上2株古柏，英华殿1株古桧柏，城隍庙1株古侧柏作为研究对象。所有古树进行常规日常养护管理，判定古树健康等级见表2。

表2 古树健康等级划分  

1.4 数据分析

所有数据采用SPSS22.0软件，对研究区域的古树土壤理化性质进行统计分析，分析各指标之间的差异，利用Excel进行作图。土壤养分的丰缺程度依据关连珠《普通土壤学（第2版）》和北京市地方标准《园林绿化种植土壤技术要求》DB11/T 864-2020评定。

2、结果与分析

2.1 土壤理化性质分析

2.1.1 同一区域不同土层古树土壤养分状况分析。

由表3可知，故宫4个区域古树水解性氮、速效钾、有机质含量丰富，有效铁、有效铜、有效锌、有效锰含量高，能够满足古树生长需要。4个区域均缺乏有效磷，养心殿外东和养心殿外西长形树池稍缺，均值含量分别为7.23mg/kg、7.14mg/kg，有效磷稍缺的范围为5～10mg/kg[11]，而养心殿内高台树池、英华殿-城隍庙单株树池缺乏有效磷，均值含量分别为3.77mg/kg、3.73mg/kg，确有效磷缺的范围为3～5mg/kg[11]。但是，养心殿外东和养心殿外西长形树池30cm土层有效磷含量中等，分别为15.53mg/kg和12.95mg/kg，有效磷中等范围为10～20mg/kg[11]能够满足古树生长需要，60cm及90cm土层缺乏，其他区域3个土层均缺乏有效磷。

由表3可知，同一区域不同土层古树土壤养分含量的特征，养心殿外东古柏土壤的水解性氮、有效磷、速效钾、有机质、有效铁、有效铜、有效锌的含量30cm土层显著高于60cm及90cm土层，60cm及90cm土层各个元素含量没有显著差异。养心殿外西的水解性氮、有效磷、有机质、有效铜、有效铁、有效锌的含量30cm土层显著高于60cm及90cm土层；速效钾3个土层无显著差异；有效锰含量为90cm土层显著高于30cm;60cm及90cm土层，水解性氮及有机质含量存在显著差异，60cm及大于90cm土层，其他元素均无显著差异；养心殿内古柏土壤的水解性氮、速效钾、有机质、有效铜含量30cm土层显著高于60cm及90cm土层；有效磷、有效锰、有效铁、有效锌含量3个土层间均无显著差异。英华殿-城隍庙古柏土壤的各土层各个养分含量均无显著差异。

表3 同一区域不同土层的古树土壤养分状况 

2.1.2 同一土层不同区域古树土壤化学性质分析。

由表4可知，30cm土层，养心殿外东和养心殿外西2个区域，各元素含量没有显著差异；养心殿内和英华殿-城隍庙2个区域，除了速效钾、有效铜以外，其余各元素含量没有显著差异；4个区域的水解性氮、有效磷、有机质、有效铁、有效锌含量存在显著差异，且都为养心殿外东和养心殿外西显著高于养心殿内和英华殿-城隍庙，养心殿外东、养心殿外西与养心殿内的速效钾、有效锰含量无显著差异，但养心殿外东和养心殿外西及养心殿的显著高于英华殿-城隍庙。60cm土层，除速效钾以外，养心殿外东和养心殿外西2个区域各元素含量无显著差异，除速效钾、有效锰以外，养心殿内和英华殿-城隍庙各元素含量无显著差异，有效磷、有效铜、有效锌含量4个区域无显著差异，4个区域在水解性氮、速效钾、有机质、有效铁、有效锰存在显著差异，且为养心殿外东和养心殿外西显著高于养心殿内和英华殿-城隍庙。90cm土层，养心殿外西的速效钾显著高于其他3个区域，其他养分含量各区域间无显著差异。

2.1.3 土壤其他化学性质。

土壤其他化学性质包括土壤的酸碱度、水溶性钠、氯离子含量、可溶性盐的含量等，这些指标是古树的生长环境适宜性的体现。由表5可知，4个区域的土壤p H值为微碱性至中强碱性，数值在7.83～8.44之间，均在古树生长适宜p H值6.0～8.5范围内[12]。但4个区域土壤p H值存在显著差异，英华殿-城隍庙>养心殿内>养心殿外西>养心殿外东，养心殿外东和养心殿外西无显著差异，养心殿内与英华殿-城隍庙无显著差异，英华殿-城隍庙和养心殿外东、养心殿外西存在显著差异，养心殿内与养心殿外东、养心殿外西存在显著差异，其中养心殿外东p H值最低，为7.83，英华殿-城隍庙p H值最高，为8.44，高出养心殿外东8%，养心殿内p H值高出养心殿外东和养心殿外西分别为6%和5%，可见养心殿外东和养心殿外西土壤p H值更适合古树生长；4个区域的土壤EC值在136.07～257.28μS/cm之间，均小于500μS/cm，适宜古树生长[12]，但4个区域土壤EC值存在显著差异，养心殿外东和养心殿外西无显著差异，英华殿-城隍庙与养心殿内无显著差异，养心殿外西和养心殿外东显著高于养心殿内和英华殿-城隍庙，可见养心殿外西和养心殿外东EC值高，说明其土壤可溶性盐含量高，更适于古树生长。水溶性钠和氯离子含量均在古树适宜范围内[12]。  

表4 同一土层不同区域的古树养分含量  

表5 不同区域古树的其他化学性质均值  

2.1.4 土壤质地。

由表6可知，故宫4个古树区域的土壤颗粒组成以砂粒（0.05～2mm）和粉砂粒（0.005～0.05mm）为主，砂粒占到62.74%～83.90%，粘粒占比较小，仅为0.48%～5.25%。根据美国土壤质地分类标准，除了养心殿外东及养心殿外西2个长形树池30cm土层为砂土，其余各个区域各个土层均为砂壤土，土壤质地适中。

表6 土壤颗粒组成  

2.1.5 古柏的不同健康等级与土壤养分特征分析。

土壤矿质元素参与植物体内许多酶系统的活动，呼吸作用、光合作用、碳水化合物的运转均离不开矿质元素，因此，矿质元素在植物体内占有举足轻重的地位，是土壤中植物生长发育必须的化学元素[6]。

对古树的不同健康等级和土壤养分之间的相关性进行分析，由表7可知，古树的健康等级与有效铁呈极显著正相关，与p H值呈显著负相关。  

表7 古树不同健康等级和土壤养分含量相关性分析  

3、结论与讨论

古树不同区域土壤养分含量方面，养心殿外2个树池和养心殿东、西2个高台树池水解性氮、速效钾、有机质含量丰富，有效铁、有效铜、有效锌含量高，能够满足古树生长需要。4个区域均缺乏有效磷，养心殿外东和养心殿外西长形树池稍缺，养心殿内高台树池、英华殿-城隍庙单株树池缺乏有效磷。

古树不同土层土壤养分含量方面，养心殿外东和养心殿外西古柏土壤的大部分养分含量30cm土层显著高于60cm及90cm土层，60cm及90cm土层各个元素含量没有显著差异。养心殿内古柏土壤的水解性氮、速效钾、有机质、有效铜的含量30cm土层显著高于60cm及90cm土层；有效磷、有效锰、有效铁、有效锌含量3个土层间均无显著差异，形成这种土层间土壤养分显著差异的原因是由于20世纪90年代，故宫博物院（以下简称我院）在古树复壮中常采用表层施用腐叶土而造成，英华殿-城隍庙古柏土壤的各个元素各土层均无显著差异，说明这2个区域没有进行过土壤改良复壮。

古树周围土壤化学性质不良也是影响古树健康生长的重要因素之一。4个区域土壤p H值均在古树适宜生长的范围内，但4个区域土壤p H值存在显著差异，养心殿外东和养心殿外西土壤p H值较低，更适合古树生长。4个区域土壤的EC值适中，养心殿外西和东2个古柏树池EC值显著高于养心殿内和英华殿-城隍庙，土壤可溶性盐含量相对高，更适于古树生长。

养心殿内高台树池和英华殿-城隍庙树池古树土壤质地适中，养心殿外东和养心殿外西树池30cm土壤质地为砂土，通气性好，应为我院20世纪90年代使用单一复壮基质腐叶土为古树开展复壮，导致土壤保水性略差，但其下层60cm和90cm土层为砂壤土，质地适中，适合古树生长。

相关性研究表明，古树的健康等级与有效铁呈极显著正相关，与p H值呈显著负相关。

根据故宫古树3种典型生长环境土壤理化性质特征分析，提出以下古树保护复壮的建议。首先，因养心殿、英华殿和城隍庙古树土壤普遍缺乏有效磷，土壤健康等级与有效铁及p H值具有显著相关性，可以通过施肥的方式改善缺磷状态，及调节土壤p H值和微量元素，春季结合浇灌返青水，采用地面打孔或挖穴方法，在古树周围吸收根多的地方打3～6个深度80cm的孔或穴，填入草炭土和凯因棒肥等缓释肥[15]。其次，在树冠投影下挖设3～5个通气孔，埋入透气管，每年可向透气管内施肥[15]，可浇灌液态肥料或放入固体缓释肥。第三，古树进行土壤改良时挖设复壮沟（井），深度至少达地下80cm土层，以引导根系向土壤深层生长，复壮基质避免使用单一基质，应采用腐叶土、松针土与适量肥料等复配营养土[13,14]，或草炭土+有机肥或草炭土+禾神元生物菌肥[15]，使土壤理化性质适合古树生长。

参考文献:

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基金资助:故宫博物院养心殿研究性保护项目(项目编号:KTYXD2016-30);

文章来源:贾慧果.故宫古树不同生长环境土壤理化性质特征分析[J].现代园艺,2024,47(01):35-38.