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古树树体健康与安全评估技术

发布人：太原市园林植物研究中心发布时间： 2018-09-25 10:33:33 浏览次数：

树木无损检测又称非破坏性检测,是利用应力波在不同材料的传播速率不同的特性进行木材测试与检验，尤其是对各种缺陷的测量。无损检测的最大特点是既不破坏树木的原有状态，又能在短时间内检测树木内部本身存在空洞或腐朽[2]，分析在风力或其它外界因素的作用下产生破坏的可能性。目前，使用最为广泛的就是应用应力波原理的木材无损检测仪[1]。

1.试验仪器

ArborSonic检测仪（包括检测箱和工具箱）和树木缺陷成像软件。

2.试验方法

测量前准备：

（1）各个传感器的距离=同一水平的树木周长÷传感器个数

（2）传感器数量选择要适当，小型树可能只要求较少数量，而大型树可能需要较多。

测量过程：

（1）将传感器缚在树上，通过分析软件将输入各个传感器的位置

（2）通过连接缆线将传感器、电脑等相互连接起来，激活分析软件。

（3）用锤子依次击打每个传感器，从而获得各个传感器之间的应力波传播数据。

（4）显示分析结果，分析结果可存储或者打印。ArborSonic检测仪的分析程序将树干横截面不同的声导特性以不同的颜色表示出来，即深色（绿色以及棕色）代表高声导速区域--即健康木质部。其它颜色（红色、紫色、蓝色至浅蓝色）代表低声导速率区域--即受损木质部或者空气。

（5）分析统计。根据现场古树树洞情况、生长势、树木材质和树冠统计和判断古树树体健康状况。

3.技术应用

选取太原市12株古树作为研究对象，这些古树主干从外部观察都很完整，没有任何破损迹象，且这些古树地理位置特殊，位于街道、小区、寺庙等处，人流相对集中（参见表2-1），古树主干健康状况检测非常必要。

表2-1 试验对象古树情况统计表

序号	编号	位置	树种	长势情况
1	B017	杏花岭区三墙路省总工会门前南侧	国槐	该古树长势差。该树位于街道中央，树池高出路面约1750px，严重的干旱是该古树长势逐渐衰微的主因；其次，病虫害也是该古树长势衰弱的原因之一。
2	D051	小店区体育路长风街口	国槐	该古树长势一般，叶色正常，只是枝叶逐渐稀少。该古树立地环境相对较好。
3	E018	尖草坪区三给村沙河街	国槐	该古树位于居民生活区平房旁边，虽有树池保护，但是周围堆有大量的垃圾及煤堆，长势不佳。
4	F023	晋源区晋祠镇镇花塔村关帝庙	国槐	该古树位于关公庙门外，目前该古树长势旺盛。
5	F034	晋源区姚村镇西邵村张氏宗祠	国槐	该古树位于张氏祠堂西侧，紧靠墙根，周围堆有砖块及大量的生活垃圾。该古树已经严重衰微，分析主要原因是病虫害严重及立地环境差所造成。该树主干曾经由于修房被土深埋，且地下土中留有大量的煤渣及石灰。
6	F035	晋源区姚村镇西邵村文殊寺院中	侧柏	该树位于文殊寺院中，盖土垫高明显，是翻修院落堆土造成的。目前，该古树长势衰微，枝叶极其稀疏，叶色偏黄。
7	F113	晋源区赤桥村	侧柏	该树长势中等，叶色基本正常，只是枝叶开始变得越来越少。该树位于居民院中，周围杂物凌乱。经过土壤剖面观察，土壤中含有大量的煤渣和石灰。立地环境差是该树逐渐衰微的主因。
8	A022	迎泽区柳巷皇华馆	国槐	该古树位于城市繁华地段，紧邻树体是违章建筑和铺有沥青的街道，距树体不足1m是下水道口，污水横流。该树长势极其衰微。立地环境差是该树生长衰微的最主要原因。
9	E024	尖草坪区柏板村东头街	国槐	该国槐周围是垃圾场，污染严重，夏季国槐尺蠖严重。立地环境极差是该树长势不佳的最主要原因。
10	E004	尖草坪区杜家村8号院中	国槐	该国槐古树位于居民院中，虫害严重。
11	D052	小店区许坦西街公路局宿舍	侧柏	该古树长势极其衰弱，枝叶逐渐回缩，叶色发黄，濒临死亡。该树主要问题是该树附近刚完成房屋翻修，地下环境遭到严重的破坏，根系受损严重，此外，严重的蛀干害虫是树势衰弱的另一主因。
12	E045	尖草坪区南固碾村千寿寺	侧柏	该古树长势旺盛，树干通直，暂未发现蛀干害虫。该古树长势旺盛主要是周围没有高大建筑，向阳性好，且周围地面没有硬化，土壤容重适宜侧柏古树生长。

根据ArborSonic检测仪探测结果如表2-2可以得出：通过对太原市五个城区具有典型特点的12株国槐和侧柏古树树洞探测发现，12株古树主干全部具有空洞（参见图1和图2）。腐烂率为ArborSonic检测仪探测断层横截面中腐烂部分面积与总面积之间的比率，该比率越大，说明该古树树干该断层横截面积腐烂程度越高。从表2-2 可以得出，国槐古树的腐烂率明显高于侧柏古树，国槐古树的腐烂率平均值为59.79%，而侧柏古树的腐烂率平均值只有33.28%。这可能与古树木质有着直接关系，国槐和侧柏木质都属于硬质木材，质地坚硬不易磨损，但国槐木材含水量远高于侧柏，腐生菌及蛀干害虫更容易侵染国槐，造成国槐木质部，尤其是髓首先腐烂，依次波及木质部及韧皮部，直至树皮。同样，当古树某一部分破损，雨水及腐生菌也会进入树体内部，国槐朽蚀的速度也快于侧柏。腐烂程度与树龄有着密切的关系，年代越久远额古树腐烂程度越高；古树主干腐烂程度同时与周围生存环境、人类活动也有着密切的联系，具体表现在周边环境复杂的古树，古树处于周围复杂的因素环境中的空洞腐烂的程度就会相对较高，这是由于各种病虫害，光照，人为损害等加速了树体主干的朽蚀。

表2-2 古树树洞探测情况统计表

序号	编号	树种	胸径（cm）	冠幅（m）	探针数量	探测高度（cm）	空洞情况	腐烂率（%）
1	B017	国槐	128	7.2×5.8	10	125	有	52.4
2	D051	国槐	77	5.7×6.9	8	130	有	64.8
3	E018	国槐	106	8.5×8.1	8	130	有	75.9
4	F023	国槐	135	14.2×12.8	10	140	有	48.9
5	F034	国槐	118	8.3×6.1	8	160	有	51.3
6	F035	侧柏	124	5.7×5.2	10	150	有	32.8
7	F113	侧柏	49	4.6×5.5	8	150	有	26.7
8	A022	国槐	136	13.3×10.8	10	130	有	55.2
9	E024	国槐	109	9.2×7.5	8	140	有	84.4
10	E004	国槐	89	10.3×11.8	8	140	有	45.4
11	D052	侧柏	97	6.2×6.3	8	150	有	31.2
12	E045	侧柏	108	8.4×7.8	8	150	有	42.4

结合ArborSonic检测仪探测断层横截面中腐烂部分的位置、腐烂率、木质性质与该古树树冠枝条分布情况，是否有保护措施等情况可以初步分析该古树是否安全问题[4]。如果古树树洞位置对应相同方向的树冠偏大（即该方向上树木枝叶数量过多），很可能存在大风及雷雨等恶劣天气下发生树干劈裂危及行人安全的事故隐患。依据发生事故可能行的大小，对上述12棵古树划分危险隐患等级：一级（严重安全隐患），二级（一般安全隐患），三级（轻度安全隐患）四级（近期无安全隐患），得出以下结论，参见表2-3：

表2-3 古树危险隐患等级划分情况统计表

序号	编号	树种	胸径（cm）	冠幅（m）	腐烂率（%）	树冠偏离状况	现有保护措施	危险隐患等级
1	B017	国槐	128	7.2×5.8	52.4严重	严重	无	一级
2	D051	国槐	77	5.7×6.9	64.8严重	严重	无	一级
3	E018	国槐	106	8.5×8.1	75.9严重	一般	无	一级
4	F023	国槐	135	14.2×12.8	48.9较重	严重	无	一级
5	F034	国槐	118	8.3×6.1	51.3严重	严重	有两个支撑和3股拉纤	四级
6	F035	侧柏	124	5.7×5.2	32.8较重	一般	无	三级
7	F113	侧柏	49	4.6×5.5	26.7一般	一般	无	四级
8	A022	国槐	136	13.3×10.8	55.2严重	严重	有3个支撑	三级
9	E024	国槐	109	9.2×7.5	84.4严重	严重	有2个支撑	二级
10	E004	国槐	89	10.3×11.8	45.4较重	严重	有2个支撑和2股拉纤	三级
11	D052	侧柏	97	6.2×6.3	31.2较重	一般	无	四级
12	E045	侧柏	108	8.4×7.8	42.4较重	一般	无	三级

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