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科学研究与应用

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Journal of Scientific Research and Applications

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-7071(P)
  • ISSN: 
    3080-0757(O)
  • 期刊分类: 
    科学技术
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    3
  • 浏览量: 
    281

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潮州古城微更新中古树名木保护技术体系研究——以木棉、榕树、白玉兰为例

Research on the Technical System for the Protection of Ancient and Famous Trees in the Micro-Updating of Chaozhou Ancient City —Taking Bombax Ceiba, Ficus Microcarpa and Magnolia Denudata as Examples

发布时间:2026-03-11
作者: 沈刚 :广东省潮州市湘桥区生物多样性保护中心 广东潮州; 刘伟莉 :广东省潮州市园林绿化工程队 广东潮州;
摘要: 潮州古城微更新进程中,古树名木作为活态文化遗产面临特殊保护挑战。本文以古城内具代表性的木棉、榕树、白玉兰三类树种为研究对象,针对其生物学特性与古城立地环境,构建“诊断评估—共性保护—个性修复—持续监测”的四级技术体系。提出微更新背景下“微创干预、空间整合、文化共生”的保护原则,并详细阐述各类技术措施的应用要点与实施路径,以期为高密度历史城区古树科学保护提供可操作的范式。
Abstract: During the micro-renewal process of Chaozhou Ancient City, ancient and famous trees, as living cultural heritages, are facing special protection challenges. This paper takes three representative tree species within the ancient city, namely the Bombax Ceiba; the Ficus Microcarpa and the Magnolia Denudata as the research objects. Based on their biological characteristics and the local environment of the ancient city, a four-level technical system of "diagnosis and assessment - common protection - individual restoration - continuous monitoring" is constructed. The protection principles of "minimally invasive intervention, spatial integration and cultural symbiosis" under the background of micro-updating are proposed, and the application key points and implementation paths of various technical measures are elaborated in detail, with the aim of providing an operational model for the scientific protection of ancient trees in high-density historical urban areas.
关键词: 潮州古城;微更新;古树名木;保护技术;木棉;榕树;白玉兰
Keywords: Chaozhou Ancient City; micro-update; ancient and famous trees; protection technology; Bombax Ceiba; Ficus Microcarpa;Magnolia Denudata

引言

潮州古城是以“微更新”为主导模式的历史文化名城,其街巷肌理狭窄、人居活动密集、地下空间复杂。古城内存活的古树名木,如高大伟岸的木棉、盘根错节的榕树、清雅幽香的白玉兰,不仅是重要的生态资源,更是承载集体记忆的文化地标。在微更新过程中,这些古树面临根系空间压迫、立地条件恶化、树体结构老化等多重威胁。常规的城市绿化保护技术在此特殊语境下往往不适用。因此,本研究旨在针对潮州古城的空间特征与典型树种的生物学特性,提出一套精细化、低影响、可实施的具体保护技术措施。

1 三类古树的生物学特性与保护技术分析

1.1 木棉

古木棉(Bombax ceiba)作为岭南地区的标志性巨乔木,在潮州古城中往往以“英雄树”的姿态成为空间视觉焦点。其保护需在尊重其深根性、速生性、材质脆、花果期生态影响大等生物学特性的基础上,针对古城高密度建成环境的特殊挑战,实施以下四大关键技术体系。

1.1.1结构安全与抗风稳固技术

木棉树体高大,材质相对松脆,尤其在台风多发地区,结构性风险突出。

(1)基于力学的树冠动态平衡修剪

目标:减轻“风帆效应”,降低风荷载,避免主枝劈裂。

技术要点:内部清疏:重点清除树冠内部枯死枝、病虫枝、交叉重叠枝,增强通风透光。

冠幅调控:对过于外延、长势衰弱的侧枝进行轻度回缩修剪(回缩至强壮侧枝处),促进冠内更新,而非简单截顶。

伤口精准处理:所有直径大于3cm的切口必须立即修平,并涂抹弹性树木伤口密封剂,促进愈伤组织形成,防止腐朽菌侵入。

(2)弹性支撑与仿生加固系统

应用场景:主枝分叉处(U形夹角)结构脆弱、存在纵裂或大角度侧枝。

技术方案:高空缆索系统(软支撑):在高位主枝间安装镀锌钢缆或高性能纤维缆绳,通过三角形或网格状连接,形成具有弹性的整体支撑结构。连接点使用带缓冲垫的金属抱箍,避免损伤树皮。此系统允许树体在风中适度摆动,符合树木生理。

仿生支撑杆(硬支撑):对已明显下垂或开裂的大枝,采用仿木纹/仿树皮颜色的可调节金属支撑杆进行顶撑。支撑点需精确计算,杆底设混凝土基座,与树体接触面使用柔性橡胶垫。

1.1.2 根系系统与立地环境保护技术

木棉为深根性树种,古城硬质铺装和地下工程是其最大威胁。

(1)根系分布无损探测与保护区划定

技术:采用探地雷达对树冠投影区及外延5米范围进行扫描,绘制主根(直径>2cm)分布图。

应用:依据探测结果,严格划定根系绝对保护区(树冠投影内)和根系影响区(投影外延3—5米)。所有微更新工程在设计和施工前必须进行此步骤。

(2)非侵入性土壤改良与通气技术

垂直深穴通气法:在根系保护区外围,使用钻机打设直径10—15cm、深度1.2—1.5米的通气井,井内填充陶粒、竹炭与腐殖土的混合物,形成垂直通气排水通道。

高压根系区土壤改良:使用土壤注射枪,将富含腐殖酸、海藻精和丛枝菌根真菌的液态有机肥,以高压注入根系主要分布层的土壤中,改善板结,激发根系活力。

根系保护性施工工法

微型隧道技术:若管线必须穿越根系影响区,应采用微型盾构或定向钻等非开挖技术,从根系层下方穿越。

人工探槽与根系桥梁:对于浅表开挖,必须先进行人工探槽,暴露并识别根系。对遇到的粗根,采用“上跨”(在根系上方架设轻型桥梁结构)或“下穿”(在根系下方小心掏挖通过)方式避让,严禁直接切断。

1.1.3 花果期生态管理与公众安全维护技术

木棉花果期集中,落花落果体量大,兼具景观价值与安全隐患。

(1)花果期动态监测与风险预警

建立物候观测记录,在盛花期和果荚成熟期前,通过社区公告、标识牌等方式进行预警提示。

(2)关键区域的可逆性物理防护

临时性柔性防护篷:在主干道、出入口等关键活动区域的上方,架设可快速拆装的高强度、透光率高的网状或布质遮阳篷。既缓冲落物冲击,又不过度影响景观和采光。

地面缓冲层设置:在树冠投影下的硬质铺装上,于花果期临时铺设透水弹性橡胶垫或木屑层,减轻落物冲击力,便于清理。

(3)科学化落物管理

避免在高峰期使用重型机械清扫损伤铺装和浅表根系。宜采用人工或轻型吸扫设备及时清理,收集的花果可作为堆肥原料,实现资源化利用。

1.1.4 数字化健康监测与应急预案

(1)生命体征实时监测

安装树干倾斜传感器和微生长量传感器,实时监测树干姿态和生长速率变化,数据异常时自动报警。每年花期后,利用无人机多光谱相机拍摄,分析叶面积指数和叶绿素相对含量,评估树势恢复状况。

(2)台风应急预案

风前:全面检查加固系统;修剪易折枝;疏松树池土壤增加抓地力。

风中:实时监测传感器数据,必要时实施交通管制。

风后:立即进行损伤评估,优先处理悬吊断枝和新鲜撕裂伤,对倾倒树木进行专业扶正与固定。

1.2 榕树

古榕树(Ficus microcarpa)是潮州古城最具生态与文化标志性的树种。其独特的气生根、板根系统与巨大开张的冠幅,在高密度古城环境中形成了特殊的“树—城—人”共生关系。保护需遵循“引导而非对抗,共生而非清除”的核心理念,构建以下四大关键技术体系:

1.2.1 根系系统引导与共生技术

榕树根系(特别是气生根与板根)的生长需求与古城硬质空间矛盾最为突出,是本技术体系的核心。

(1)气生根定向诱导与支柱根培育技术

目标:将可能破坏墙体或杂乱生长的气生根,转化为增强树体稳定性的新支柱根。

技术方法:保湿引导管法:对已萌发的气生根,使用剖开的竹筒、PVC管或椰棕纤维管包裹,内部填充保水的水苔或椰糠,将其末端引导至预设的种植土坑或扩大的树池中。

滴灌诱导法:在希望气生根生长的目标位置上方,设置微量滴灌头,持续保持土壤湿润,利用植物向水性引导气生根向下生长。

成功转化后,可逐步拆除引导管,形成自然美观的支柱根。

(2)板根空间释放与生态化展示技术

目标:为板根创造延展空间,并将其转化为特色景观。

技术方法:局部“揭盖”工程:谨慎拆除板根隆起区域的硬质铺装(如石板、水泥)。

营造微生境:在露出的土壤区域,覆盖树皮、火山石,种植耐荫的乡土蕨类(如肾蕨)、地被植物(如翠云草),形成富有禅意的苔藓微景观。既能保持水土、促进根系呼吸,又极具观赏价值。

设置柔性防护围栏:用低矮的天然石条、旧船木或仿竹护栏轻轻围合,防止踩踏,提示保护区范围。

(3)建筑与地下设施保护性防根技术

目标:在保护榕树的同时,避免根系对邻近历史建筑基础和地下管线造成破坏。

技术方法:垂直阻根屏障系统:在需要保护的建筑或管线一侧,开挖窄沟,埋设高密度聚乙烯(HDPE)物理阻根板或含铜离子的化学阻根膜,深度建议60—100cm,有效引导根系向其他方向生长。

根系隔离与监测井:在关键界面处设置可检查的观察井,定期监测根系动态,实现可控管理。

1.2.2 树冠层优化与微气候调节技术

榕树冠幅巨大,荫蔽度过高,需通过科学修剪优化其生态功能。

(1)“开天窗”式冠层疏透修剪

原则:不大改其伞形风貌,而是增加通透性。

技术要点:选择性移除树冠中上部部分过密层叠枝、内向枝、弱枝;创造若干“光通道”,让阳光和风能穿透冠层,改善树下空间的采光与通风,减少阴湿感,促进树下植被健康。此修剪亦能降低台风期间的受风阻力。

(2)关键区域上方冠层提升

对影响建筑主要门窗、街巷重要节点视线的低垂枝,进行谨慎的回缩修剪或提升修剪,保留树木整体形态,解决具体矛盾。

1.2.3 树体结构与空腐修复技术

古榕树体庞大,常伴有空洞和结构隐患。

(1)腔体探查与生态化修复

使用内窥镜探查树洞内部情况。

柔性填充技术:清除腐朽物后,用不锈钢网支撑内部,表面覆盖铜网防虫,最后使用聚氨酯发泡剂进行轻度、有弹性的填充。外部用环氧树脂混合木屑、树皮粉进行仿生封涂,颜色纹理与原生树皮匹配。

关键原则:确保排水、通气,绝不使用水泥等刚性材料。

(2)主枝分叉点加固

对U形分叉等脆弱节点,采用高空缆索系统(软连接)进行内部拉结,分散应力,防止劈裂。

1.2.4 综合养护与社区协同管理技术

(1)个性化土壤与水分管理

根系分区管理:板根区保持透气覆盖,气生根引导区保持湿润,外围土壤可通过深孔施肥法补充有机肥和菌根菌剂。

智慧节水灌溉:在干旱季节,对引导区的土壤进行精准滴灌。

(2)病虫害生态防控

榕树易受蓟马、榕管蓟马、灰白蚕蛾等侵害。优先采用悬挂黄色粘虫板、释放捕食螨等生物物理方法。慎用农药,以免杀伤为其传粉的榕小蜂。

(3)社区共建与文化赋能

“榕树下的客厅”营造:围绕古榕,设置可移动的休闲座椅,将其打造为社区议事、休闲交往的核心公共空间。

“守护人”制度:培养社区志愿者,负责日常观察(如是否有异常落叶、新生气生根等),并建立快速上报通道。

文化叙事整合:将古榕的历史传说、生态智慧纳入古城解说系统,使其成为活的生态博物馆展品。

1.3 白玉兰

白玉兰作为潮州古城中兼具高雅观赏价值与文化意涵的常绿乔木,其保护面临“浅根性、土壤高要求、花期生态敏感”等核心挑战。在古城高密度建成区,需围绕“土壤本位、精细调控、文化融合”三大原则,构建以下四大关键技术体系:

1.3.1 根系区微域土壤系统重构技术

白玉兰为肉质浅根系,对土壤透气性、酸碱度、有机质含量极为敏感,此乃保护成败之根本。

(1)精准土壤诊断与酸化改良

网格化取样分析:在树冠投影范围内,按3m×3m网格采集土壤样品,深度0-30cm(主要吸收根层),检测pH值、EC值、容重、有机质含量。

靶向酸化改良:对于pH值高于7.0的碱性土壤,采用“高压注射+表面缓释”双路径改良法。

深层注射:使用土壤注射枪,将硫磺粉、硫酸亚铁与腐熟松针土的混合浆液高压注入根系主要分布层,快速降低局部pH。

表层覆盖:树池内铺设酸性有机覆盖物,如松针、栎树叶、粉碎的树皮,厚度5—8cm,通过自然分解持续、温和地酸化根际表层土壤。

(2)非破坏性土壤通气与结构改良

微孔通气网络:使用直径2—3cm的钻头,在树冠投影范围内打设密集的通气微孔,深度40—60cm,孔内填充粗砂与草炭土的混合物,形成“呼吸通道”。

有机质与微生物联合输入:通过上述微孔,灌注富含腐殖酸、海藻提取物的液态有机肥,并接种杜鹃花类菌根真菌,该菌种与木兰科植物共生效率高,能极大提高根系对磷、锌等元素的吸收能力。

(3)生态化树池扩容与水分管理

隐形扩池:逐步将树池边缘向硬质铺装下方延伸,形成“隐形”的土壤改良区,上方铺设高强度透水格栅,保证地面承重与透水。

精准节水灌溉:安装土壤湿度传感器联动的地下滴灌系统。灌溉带埋深15—20cm,根据传感器数据在清晨或傍晚进行低频深层补水,保持根区湿润但避免积水。

1.3.2 树体生理与微生境优化技术

(1)精细化树冠管理与花期营养支持

“疏内保外”式轻修剪:仅疏除树冠内膛的枯死枝、细弱枝、过密枝,改善内部通风透光。严格避免对树冠外围枝条进行大规模短截,以保护花芽(多着生于枝顶)。

花期前后营养管理:花后及时补充高磷钾、中氮的缓释肥,配合叶面喷施硼肥和钙肥,促进花芽分化和增强树势,为来年开花积蓄能量。

(2)树干保护与伤口极致处理

白玉兰树皮较薄,易受日灼和机械损伤。对裸露的树干可涂刷浅色环保型树干保护剂(具有反光、保湿、防菌功能)。

对于任何修剪或意外造成的伤口,无论大小,均需立即修平,并涂抹具有透气性的树木伤口生物敷料,促进愈伤组织生长,阻隔病原。

(3)芳香物排放与人群活动引导

盛花期花香浓烈,可能吸引过量人群聚集,踩实根系土壤。需通过柔性引导(如设置赏花路径、科普牌示)分散人流,并在主要聚集区下方临时铺设透水护根板。

1.3.3 健康监测与应激响应技术

(1)生命体征物联网监测

在树干上部安装树干径向生长传感器,监测其微生长动态,评估树势。

在根区埋设土壤温湿度、pH值传感器,数据实时上传管理平台,实现根域环境的可视化与预警管理。

(2)逆境应激快速响应方案

干旱应激:启动深层滴灌,同时树冠喷施抗蒸腾剂。

涝渍应激:立即启动备用抽水泵,抽取树池积水,并打设更深层的排水井。

污染或盐害应激:对根区进行大量清水淋洗(灌水),并结合使用土壤调理剂。

1.3.3文化赋能与协同管养技术

(1)“香韵”文化场景营造:围绕古白玉兰,设计“闻香寻径”文化体验节点。可在树下设置雅致的石凳,配以介绍其“玉堂春富贵”文化寓意的解说牌,将其从一棵树提升为一个文化空间。

(2)社区“护花使者”计划:与周边住户、商户共建,培训其成为日常观察员,负责报告异常落叶、病虫害迹象等,并参与花瓣的收集(可用于制作香囊等文创品),建立情感联结。

2 微更新背景下的共性基础保护技术措施

2.1 精准诊断与数字化建档

对每株古树进行无损检测,建立“一树一档”数字孪生模型。内容包括:

(1)三维激光扫描获取精确形态数据。

(2)探地雷达探测主根系走向与范围。

(3)树木阻抗仪检测树干内部空洞。

(4)土壤理化性质多点分析。

3.2立地环境微创改良

土壤通气:采用垂直通气井法(深度80—100cm,内置填充陶粒的穿孔管),最小化破坏铺装。

树池生态化改造:置换为架空式铸铁树池箅子或透水铺装,边界采用可移动的乡土石材条凳进行柔性区隔,兼具保护与休憩功能。

地下空间避让:所有微更新地下工程,必须在设计阶段依据根系雷达图进行避让,或采用微型顶管、定向钻等非开挖技术。

3 针对树种的差异化保护与修复技术

3.1 古木棉保护关键技术

3.1.1结构性加固与防风修剪

在台风季前,对主枝分叉处进行弹性钢缆软连接加固,增加整体性;实施精细化疏剪,重点去除内膛枯枝、过密平行枝,减少“风帆效应”,而非截短树冠。

3.1.2 根系保护区强化

在其深根区域(冠幅投影外延3—5米),严格禁止开挖。必须进行的地下作业,需在专业指导下采用人工探槽厘清根系后,进行手工避让或桥梁式跨越。

3.1.3 花果期管理

在花期于主要人行区域上方设置临时性、美观的可收放遮阳篷,既保护行人,又避免花朵被过早扫除影响景观。

3.2 古榕树保护关键技术

3.2.1 气生根引导与板根空间营造

对有潜在发展空间的气生根,悬挂导引管(竹筒、PVC管),填充苔藓保湿,引导其向预定土壤区域生长,形成新支柱根;在板根隆起处,拆除硬化铺装,改造为覆有苔藓、蕨类植物的微地形景观,提供自然伸展空间。

3.2.2 树冠Light-and-Air修剪法

采用“开天窗”式修剪,选择性地移除部分中层枝条,增加树冠内部透光率与空气流通,减轻对下部环境的压迫,同时保持其伞形风貌。

3.2.3 根系引导与建筑共生

在靠近建筑基础一侧,埋设垂直阻根板,引导根系向另一侧或深处发展;对已与墙体共生的根系,采用局部墙体加固、根系包覆保护的方式,达成“共生性保护”,而非简单切除。

3.3 古白玉兰保护关键技术

3.3.1 土壤系统性改良

在树冠投影范围内,采用多点深层注射法,将腐熟松针土、硫磺粉(调节pH)、有机肥及菌根菌剂的混合物注入土壤深部,系统性改善根际环境。

3.3.2 滴灌与集雨保湿

安装隐蔽式滴灌系统,于旱季定期深层补水;结合树池改造,设置小型雨水花园或集水渗井,收集雨水并缓慢下渗。

3.3.3 精细化树冠回缩与复壮

对树冠外围衰弱枝进行轻度回缩修剪,刺激隐芽萌发,促进树冠更新。修剪后所有伤口必须立即用环保伤口愈合剂密封。

4 持续监测、维护与社区参与

建立智能监测网络:安装土壤温湿度、树干倾斜传感器,将数据接入古城管理平台,实现风险预警。

制定周期性养护日历:针对不同树种物候期,制定施肥、灌溉、修剪、病虫害防治(优先采用生物防治)的标准化作业流程。

社区共建与文化叙事:发起“古树守护人”计划,培训社区居民进行日常观察。结合树种特点开展文化活动(如木棉摄影、白玉兰香道、榕树下茶席),将技术保护升华为文化传承。

5结论与讨论

潮州古城微更新中的古树保护,是一项融合了精密工程技术、生态智慧与文化敏感性的复杂工作。对于木棉,关键在于结构性安全与深根保护;对于榕树,核心在于引导其独特的根系生长模式并与建筑空间达成平衡;对于白玉兰,重点在于营造一个透气、酸润的微域土壤环境。成功的保护不仅依赖于上述差异化技术措施的精准应用,更取决于将这些措施有机嵌入古城的微更新流程中,形成“评估—设计—施工—养护—监测”的闭环管理体系,最终实现古树生命延续与历史街区活力焕新的共赢。

参考文献:

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