黄帝陵古侧柏健康评价

杨玲，康永祥，李小军，王富，王丹阳，郭乐

（1.西北农林科技大学林学院，陕西杨凌 712100；2.陕西省黄帝陵管理局，陕西黄陵 727300）

黄帝陵古侧柏健康评价

杨玲1，康永祥1，李小军2，王富1，王丹阳1，郭乐1

（1.西北农林科技大学林学院，陕西杨凌 712100；2.陕西省黄帝陵管理局，陕西黄陵 727300）

以黄帝陵轩辕庙内19株千年古侧柏Platycladusorientalis为研究对象，在调查的基础上，结合专家意见，运用层次分析法（AHP，analytic hierarchy process）从树干、树冠及根系等3方面选取树干倾斜度、树皮完整程度、树干损伤程度、树干病虫害等13个评价指标，并用Delphi-AHP法确定各指标相对权重，建立古侧柏健康评价模型。

黄帝陵；侧柏；古树；健康评价；层次分析法

侧柏Platycladusorientalis为柏科Cupressaceae侧柏属Platycladus常绿乔木，阳性树种，耐寒耐旱耐瘠薄，抗污染，被认为是适应性强且长寿的树种之一。黄帝陵轩辕庙内现存古侧柏19株，树龄均在千年以上，以黄帝“手植柏”、汉武“挂甲柏”为代表的古柏不仅是珍贵的自然遗产，也是重要的历史文化遗产。然而，近年来，由于古侧柏树龄较高而自身生理机能下降，加上人为破坏、管理不善、环境污染、土壤板结和地表裸露、病虫害危害等原因，黄帝陵古柏日趋衰弱甚至死亡［1］。开展古侧柏保护与复壮工作迫在眉睫，而健康评价是及时实施保护与复壮的基础与前提。无损健康诊断技术是古侧柏健康评价的关键，也是国内外学者研究的热点。关于古树健康评价主要集中在外部特征观察和树体内部检测两方面。外观特征主要指根据树干、树冠等形态或外貌状况来判断树木的生长势［2-4］；内部检测主要检测树木心腐程度、根系分布、根系吸收能力以及病虫害情况等［5-6］。两者各有优缺点，前者直观便于操作，但健康判断结果相对滞后；而后者判断结果准确且具有预判功能，如应力波断层成像技术［7］，但需要昂贵的仪器设备，且检测对树体有一定的损伤。基于外观特征，谢媛媛等［8］首次运用层次分析法对北京古树的健康状况进行了符合实际的评价，取得较为满意的评价结果。目前，未见有关黄帝陵古柏健康评价的研究报道。鉴于此，本研究针对黄帝陵古侧柏的生物学特性和生长现状，建立了较为完整的古树外观评价指标体系，运用层次分析法对黄帝陵古侧柏的健康状况进行评价，为进一步制定古侧柏的保护、恢复以及复壮方案提供参考依据。

1 评价体系的建立

1.1 层次分析结构

树木的枝叶、根等生长状况可反映树木的健康情况［9］。因此，基于前人的研究现状［10-12］，采用层次分析法（AHP）将古侧柏健康程度作为层次分析的目标层（A）；按照树木结构和外貌将指标分成树干、树冠、根部等3部分，作为体系的结构层（B）；选择每个结构层中能普遍反映古侧柏健康状况的性状作为指标层（C），构成黄帝陵古侧柏健康评价指标体系（表1）。

1.2 评价指标的选择与分级描述

评价指标的选择依据科学性、全面性、代表性和实用性等基本原则，在不伤害树体的基础上，所选定的评价指标尽可能全面、系统地反应古侧柏生长健康状况。在确定指标时，各指标间尽可能相互独立，相互补充，并且要求直观便于测度。未采用立地条件、生长空间等导致古侧柏生长势弱原因的因子。具体评价指标见表1。指标评分按照5级分制，从优到差依次赋值5，4，3，2，1，对每个分级说明具体的得分标准，最终构成古侧柏健康评价模型（表2）。

1.3 权重的确定

采用Delphi-AHP法确定各指标权重［13］。

1.3.1 建立判断矩阵本研究在前人相关研究成果的基础上［9］，结合黄帝陵古侧柏的特殊性和专家意见，根据各类指标的作用程度以及重要性不同，构成B1，B2，B3两两比较判断矩阵AB1-B3=﹛1，1/2，5；2，1，6；1/5，1/6，1﹜；C1，C2，C3，C4，C5两两比较判断矩阵AC1-C5=﹛1，1/6，15，1/4，1/3；6，1，2，2，3；5，1/2，1，2，3；4，1/2，1/2，1，2；3，1/3，1/3，1/2，1﹜，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12两两比较判断矩阵AC6-C12=﹛1，1/6，1/2，1/3，1/5，1/5，1/4；6，1，4，3，2，2，2；2，1/4，1，1/2，1/3，1/3，1/4；3，1/4，2，1，1/2，1/2，1/4；5，1/2，3，2，1，1，1/2；5，1/2，3，2，1，1，1/2；4，1/2，4，4，2，2，1﹜。判断矩阵的标度值及含义参考表3。

1.3.2 计算各指标相对权重并进行一致性检验①矩阵各列归一化处理：②求判断矩阵各元素之和：归一化处理：。④根据Aw= λmaxw＇，求出最大特征值及其特征向量λ：⑤一致性检验：随机一致性比率RCR=ICR/IRI，其中，ICI=（λmax-n）/（n-1），RRI参见表4。RCR＜0.1，证明判断矩阵有满意的一致性。⑥得出综合权重：根据③求得特征向量值，即为权重值（表2）。

表1 古侧柏健康评价指标体系Table 1 Assessment system ofancient Platycladusorientalis health

表2 古侧柏健康评价模型Table 2 Ancient Platycladus orientalis health assessmentmodel

表2 （续）

2 结果与分析

2.1 综合评价分值的确定

表3 判断矩阵标度值及其含义Table 3 Valuesof Aijand their implications

2.2 评价结果与健康分级

严格按照评分标准，通过问卷调查和专家打分，最终求得加权平均数，得到黄帝陵轩辕庙内19株古侧柏健康评价结果（表5）。并将评价结果划分为Ⅰ（健康）、Ⅱ（亚健康）、Ⅲ（不健康）、Ⅳ（濒死）等4级（表6）。

2.3 结果

根据评价结果可以看出：黄帝陵轩辕庙内古侧柏大致分为健康、亚健康、不健康等3类，其中以亚健康为主。结合调查结果，健康古柏5号和11号生长势良好，树干无明显损伤；树冠饱满枝繁叶茂，叶色正常；病虫害发生率小于5%；树基周围草坪面积较大，除苔藓外无其他寄生植物，人为干扰相对较小。而不健康的1号（手植柏）、7号、12号（将军柏）、13号等古柏生长势较差，顶梢枯死和叶片失绿严重，病虫害发生较为严重；其中12号和13号，16号，17号古柏树干脱皮和损伤较严重，枯枝量较大；7号，12号，13号树基周围草坪面积相对较小，且被践踏板结；生长空间因建筑物部分受阻，叶片烟尘污染严重。

表4 平均随机一致性指标RRI的值Table 4 Valuesof the average random consistency index R

表5 古侧柏健康评价结果Table 5 Results of ancient Platycladus orientalis health assessment

3 结论与讨论

本研究在调查的基础上，结合专家意见及前人研究现状选取黄帝陵古侧柏健康评价指标，并通过层次分析法确定各指标相对权重，构建完成黄帝陵古柏健康评价模型，为今后古柏健康状况评价提供方法借鉴，为进一步制定古侧柏保护与恢复技术方案提供基础资料。

本研究评价指标选择上，摒弃传统树木健康评价系统中的立地土壤条件、生长空间、寄生等间接因素，而将它们作为可能影响古侧柏衰弱死亡原因进行分析研究。权重赋值方面，邀请专家根据标度值对各指标做相对重要性判断以建立两两矩阵，使各指标的重要性排序更合理准确；结构层因根系部分只选择了地面可观察的根部裸露情况，未对地下根系生长更新及健康情况进行调查，所以根系指标权重（0.081）相对树干（0.342）、树冠（0.577）较低。指标层因顶梢枯死是树木衰老最明显最直接的特征之一，顶梢枯死权重（0.159）相对较大；而树干倾斜（0.016）与古柏健康程度相关性最小，因此权重较小。

评价结果显示，黄帝陵古侧柏以亚健康状态为主。评价结果的分值大小与树势强弱成正相关，相同健康等级的古柏健康程度存在不同。例如，同为亚健康状态19号与15号古侧柏分值差距较大，说明15号树树势相对较弱，甚至接近不健康状态；而同为不健康的1号手植柏和12号将军柏分值也有差距，证明12号古侧柏树势较弱，此评价结果与实际调查结果一致，表明指标体系有较好的适用性。结合调查结果，经分析顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差和人为干扰等是影响黄帝陵古侧柏健康状况的主要原因。在保护过程中应加强养护管理和病虫害防治，适度改善立地土壤条件等。

古侧柏的生长受诸多内因和外因影响，作为一个古侧柏健康初步评价体系不可能涉及所有的因素。本研究以不损害古树为前提，尝试从外在易观测、综合的树体形态指标来反映古侧柏的健康状况，为科学管理及保护古侧柏提供新思路。在实践工作中，可根据本评价体系得出的评价结果，针对不健康、濒危的古侧柏还应结果相关仪器，测定能表征古侧柏衰弱程度的生理和分子指标，以进一步准确分析影响古侧柏健康的关键因子。同时，加强养护管理，及时制定和调整古侧柏的保护与复壮技术方案。

表6 古侧柏健康等级表Table 6 Grade division of ancient Platycladus orientalis health

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Health of ancient Platycladus orientalis in the Mausoleum of the Yellow Emperor

YANG Ling1，KANG Yongxiang1，LIXiaojun2，WANG Fu1，WANG Danyang1，GUO Le1
（1.College of Forestry，Northwest A&F University，Yangling 712100，Shaanxi，China；2.Huangling Administration，Huangling 727300，Shaanxi，China）

The purpose of this study was to evaluate the health of ancientPlatycladusorientalistreeswith nondestructive methods and to establish and adjust in a timely manner the relative protection and rejuvenation measures.Based on an open space survey and opinions of experts，health of the 19 ancientP.orientalistrees in the mausoleum of the Yellow Emperor was assessed.Thirteen evaluation indicators in terms of trunk，crown，and root，including stem gradient，bark integrity，trunk injury，and trunk pest were chosen using the Delphianalytic hierarchy process（AHP）to determine relative indicator weights.Finally，amodel for assessing ancientP.orientalishealth was established and its health was divided into 4 grades.Results indicated 2 trees being healthy，9 trees being sub-healthy，and 8 trees being unhealthy.The final scores symbolizing the health of the ancient treeswerematched to the results of the open space survey with themain influences on tree health determined as dieback，pests and diseases，trunk injury，poor soil conditions，and interference，which can help to make the protection plan.［Ch，6 tab.13 ref.］

the Mausoleum of the Yellow Emperor；Platycladusorientalis；ancient tree；health evaluation；AHP

S758.8

A

2095-0756（2014）05-0779-06

2013-12-09；

2014-02-24

国家林业公益性行业科研专项（201404302）；西北农林科技大学校重点科研专项（Z109021310）

杨玲，从事古树名木保护研究。E-mail：woaisheji2011@126.com。通信作者：康永祥，教授，博士，博士生导师，从事树木学及古树名木保护技术研究。E-mail：yxkang@nwsuaf.edu.cn

且将黄帝陵古侧柏健康等级分为4级，旨在无损评估古侧柏健康状况，及时制定和调整保护与复壮方案。结果表明：19株古柏健康状况可分为健康、亚健康、不健康等3级，其中以亚健康状态为主。评分结果表征树势强弱，

与实际调查情况一致；并分析得出顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差、人为干扰等是影响古侧柏健康程度的主要原因。表6参13