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树木雷达(TRU)在黄帝陵古侧柏树干空腐和粗根分布检测中的应用

甘明旭  
【摘要】:黄帝陵古侧柏群是黄帝陵景区的重要景观,古侧柏饱经风雨仍旧散发出生命的光芒是一道亮丽的风景线让人赞叹不已,是我国极其珍贵的历史文化遗存,但是近年来由于古侧柏生长势的衰退,以及环境的变化、游客日益增多而造成人为干扰加剧,使得古侧柏生长状况不佳,树势衰退,有的甚至已经死亡。目前对黄帝陵古侧柏相关研究内容较多,但是从未对黄帝陵古侧柏进行过全面的无损检测。随着树木雷达技术的广泛应用,本次研究旨在首次使用该技术对黄帝陵轩辕庙内19棵古侧柏的树干和树根进行检测调查。从外形表征上古树很难观察到树干腐朽的具体程度,运用无损性的树木雷达技术不会对古树造成任何负面影响。本次测得的数据可以为第二批古树复壮及生境恢复提供数据支持,以免施工过程中对根系造成伤害,以及对初期的树干腐朽进行修护保护。运用探地雷达技术对黄帝陵轩辕庙内19棵古侧柏的树干空腐和粗根分布规律进行了检测,得到如下结果:1、轩辕庙19棵古侧柏均有不同程度的空洞情况,其中17、4、7、1、16号相对空洞程度较高,有向重度空洞方向发展的趋势;3、5、8、18号属轻度空洞。粗根在土壤的垂直方向上0—60cm密度较高,粗根的水平分布范围在以树干为中心的4m范围内密度较高。2、经过对比粗根分布规律发现,古侧柏生长状况与粗根分布的状况密切相关:在水平方向上健康和亚健康古侧柏分布范围大于不健康古侧柏,并且在垂直分布中粗根密度由大到小依次是健康亚健康不健康;人为踩踏区域与未踩踏区域相比,粗根密度低于未踩踏区域,人为踩踏严重影响根系的生长;经过根系复壮的古侧柏较未经过根系复壮的古侧柏粗根密度更大,并且水平分布范围相对较广,复壮能够有效地促进根系密度增加。3、轩辕庙内19棵古侧柏也均有不同程度的树体倾斜,树干空腐会加剧树体倾斜。树体倾斜是与树冠受力不均有着直接的关系,树干空腐的加剧会导致树冠生长不均,但是树冠生长不均或者树体倾斜是由多方面因素引起的,如果仅通过树冠生长不均或者树体倾斜来估计树干是否发生空腐或者某侧空腐较为严重是不科学的。使用树木雷达对古树空腐的检测是很有必要的,提早的发现古树是否发生空腐,并且提前做好加固支撑,防止树体倾斜加剧。4、经过树木雷达对古侧柏各个方向的根系密度检测发现,树冠偏斜与根系在各个方向上的根系密度可能也有关,在树冠生长旺盛的方向根系密度相对较高,但是树干空腐的方向与根系密度分布较高的方向没有发现有较强相关性。运用树木雷达技术对古树名木的空腐和粗根检测,是一项无损、快速的检测手段,该技术值得更深入研究与应用。虽然今后还需要大量的工作要做,用以提高雷达获取信息的质量,但随着雷达的数字信号处理硬件和软件技术的提升,不可否认的是,探地雷达在无损检测植物根系方将有很大的潜力,随着雷达技术和图像处理技术的发展,未来高分辨率、高精度的树木雷达有望更深入地运用于古树名木的研究。


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