
科学研究与应用
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
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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
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:
- [1] 唐瓴,邹贶林,蔡敏琪.基于城市古树名木资源的自然教育课程实践探索——以上海市“古树名木守护计划”课程为例[J].环境教育,2025(09):55-58.
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- [3] 李桐.兰州市国槐古树名木保护复壮技术及精细化养护措施[J].农业科技与信息,2025(07):76-80.
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- [5] 张杰.古树名木保护策略探究[J].花木盆景,2025(18):11-12.
