摘要：在推进新时代生态文明建设的背景下，围绕古树名木生存面临的最大问题之一——树洞的填充方法，从施工技术、修复效果等方面对聚氨酯树脂填充法、黄土填充诱导根技术进行了对比分析，阐述这些方法可借鉴的方面，对于促进古树名木树体修复和保护复壮技术的发展具有重要意义。
关键词：古树名木;树体修复;树洞填充;无损检测;保护复壮;
加强古树名木保护，对于提升历史文化传承能力、促进生态文明建设具有重要意义[1]。大部分的古树树干存在一定程度的腐烂、孔洞、开裂等问题，作为不可再生资源的古树，面临着树势衰弱、倒伏，甚至枯死的危险。如何让树体这些缺陷伤势减缓或者病灶修复，是古树名木保护复壮要研究的关键问题。通过分析文献资料可知，仿真树皮、水泥、聚氨酯树脂是目前古树修复过程中经常使用的材料。古树修复不是简单地把树体破损的部位复原，制作一个仿真的假干，仿真树皮只有美观效果，不能从根本上解决问题。现在常用的树洞修补材料有水泥、砖石[2,3]，这些硬质填料与树木的贴合程度不高，在雨季容易积水，导致树木腐烂更严重。占据国内新型填充材料主要市场的发泡剂[4,5,6]质轻、附着度高，但属于有毒且易燃的化学物质，且与树木的生理特性不符。前人研究中提到在韩国发展比较成熟的树体修复方法[7,8]，在树洞内部填充黄土，黄土中生出很多毛细根，辅助古树吸收营养，是目前看来最好的修复技术。对韩国目前使用的古树名木树洞填充修复技术进行了深入研究，挖掘韩国古树名木保护复壮的经验，为我国古树名木的有效保护提供参考。
1 韩国古树名木保护现状
韩国将树龄久远的大树，即包含“古树”“老树”“巨大树”之意的树木称为古树名木。古树名木一般树龄在二三百年以上，记录了当地生态环境的变迁，也是周边居民沟通交流、休息娱乐的场所，更是神话故事的守护者，文化价值非常大。从1970年韩国开展新农村运动后，很多地区以提供休息场所的名义，在古树名木周围设置水泥段，导致很多古树枯死，还有一部分被人为用作高级木材，乱砍滥伐。1972年整个韩国被登记为“保护树”的古树名木有13874株，到1983年减少到9515株，减少了约30%。同时，随着经济的发展，旅游事业也迅速发展，人们盲目地靠近古树名木，造成周围地面被严重踏压，而且古树名木还面临着被实施高风险的外科手术等威胁。
2 庆州鸡林古树现状
庆州鸡林是位于韩国庆州国立公园内的一个树林，庆州中部原新罗王宫附近(图1)。因其内有古树名木而被指定为史迹第19号的鸡林，是新罗建国初期的树林，总面积7300m2，内有古树名木376棵，在历史上是非常重要的天然森林。鸡林中大部分为榉树、国槐、柳树等树种，树龄在200～300年。
庆州四面环山，东临日本海，冬季受到大陆性气候的影响，夏季受到海洋性气候的影响。鸡林内的古树名木受人为、自然等因素的影响，大部分存在因病虫害和深材层腐烂而发生的内部孔洞，遇到雨雪台风天气就会有很多树干、树枝折断现象，很多古树枝干因此被锯掉，古树名木枯死现象也时有发生。而且树木的表皮也出现很多腐烂、开裂、窟窿等现象，影响其健康及美观度，需要应用有效的材料及技术进行补救。为此，从2015年3月开始，韩国地方政府、植物医院、高校及科研单位便联手进行庆州鸡林古树树体修复工作，庆州市政府主要负责项目的统筹规划，项目的实施主要由韩国植物医院负责，韩国东国大学造景学科及庆尚大学农业生命科学研究院进行技术研发与现场指导
3 古树名木树体修复技术
韩国古树名木树体修复技术的过程是按照清除树体腐烂组织、杀菌处理、杀虫处理、防腐处理、孔洞填充、垫布围裹、防水处理、人工树皮、防氧化处理等顺序进行。现以庆州鸡林古树名木为例，将各处理过程(图2)说明如下。
3.1 清除树体腐烂组织
尽可能地去除衰弱枝，切除枯死的树枝、树皮，防止继续腐烂。在去除腐烂部分时，实际损伤比肉眼所见更严重。因此，要彻底清除至露出健全的组织。
3.2 杀菌处理
去除孔洞、枯死树枝树皮、断裂部位等腐败部位后，即使肉眼认定是健全的组织，木材腐朽菌的菌丝也会渗入其中，因此必须喷洒足够的杀菌剂。特别是有裂缝部分的内部更要彻底杀菌消毒。杀菌剂应使用工艺上挥发性快、对树体影响较弱的杀菌剂，如鸡林古柳修复过程中主要使用乙醇1.0L/m2。
3.3 杀虫处理
腐烂的部位或树枝树皮枯死部分的下面存在各种蛀干类的害虫，如天牛类、木蠹蛾类、白蚁、蟑螂等，应进行杀虫剂处理。杀虫处理最好使用对木材渗透力强的农药和熏蒸剂。鸡林古柳使用的杀虫剂是柏拉息昂(Parathion)、加多纳(Gadona)等渗透性好的农药。熏蒸剂使用的是二硫化炭素(CS2)、甲基丁胺(Methyl bromide)等。为杀死为害木质部的害虫，需要有充分的药剂渗透到木质部内。因此，最好反复多次使用，特别是混合使用2种农药效果更佳。
3.4 防腐处理
杀菌剂和杀虫剂处理后如放任不管，一定会导致腐朽病菌侵入并再次腐烂。因此，要使用防腐剂进行处理，防止病菌入侵。防腐剂的有效性要长，鸡林古树名木修复过程中使用的熟桐油是一种涂饰用干性植物油，具有高强渗透力，能够进入木材内部，与木材中的还原性物质发生化学变化，转变为不溶性化合物，完全固定在木材中，杀菌力也会半永久性地持续，可防止树干腐烂及阻挡白蚁、天牛等虫害。
3.5 防水处理
木质部进水受潮时，水、空气中的致腐微生物便大量滋生，导致树体再次腐烂。因此，为防止湿气或雨水进入，应进行防水处理。防水剂一般使用油漆、凡士林、石蜡、松脂等，而鸡林古柳使用的是与木质部黏合力或渗透力都较好的人工树脂。防水处理有2种方法：一种是在孔洞填充前进行处理，另一种方法是在孔洞填充后只对外部暴露部分进行处理。防水剂一般在直射光线照射一段时间就会被氧化，因此应该进行遮光处理，避免阳光直射。
3.6 孔洞填充
树木外科手术中最重要的部分就是孔洞填充。鸡林古树名木之前使用的是发泡性树脂聚氨酯(Poly urethan foam)填充孔洞的方法。聚氨酯树脂是混合液体状态的聚醇(Polyol)和异氰酸酯(Isocyanate)后加入发泡剂及硬化剂制成的化学物质，在强大的压力下，进入缝隙或小孔洞，像面包一样膨胀，完全填补孔洞部分，因此对孔洞内部不规则、凹凸严重的情况非常有效。孔洞填充方法将主体和硬化剂以1∶1的比例混合，搅拌均匀后放入孔洞中，然后堵住所有外部孔洞，防止混合物向外流出。发泡性树脂的孔洞填充与水泥填充一样没有支撑效果。因此，孔洞大或有全优的风险时，可以往孔洞中放入石头、木块、水泥砖等进行填充，或在孔洞中竖起20cm以上的PVC管道，在其中放入钢筋和水泥混凝土，用铁棒相互连接后，其它部分用发泡性树脂进行孔洞填充等。这种方法，要根据孔洞的实际损害情况而定。
目前，国内外古树名木的外科手术中，一般都使用聚氨酯树脂填充法，这种聚氨酯树脂很容易现场制作，施工简便，整形性好，是进行古树名木孔洞填充的材料。孔洞填充后再在外部贴上树皮并着色，观赏性较好。但是，聚氨酯树脂具有易燃易爆的可燃性，一旦着火就会喷出一氧化碳(CO)或氰化氢(HCN)等各种有毒气体。如果大量进入人体，会造成致命性损失。施工后经过一段时间，树木孔洞缺陷部位的腐烂现象普遍加重，一般施工后5年左右，需要再次接受手术，不仅浪费人力物力财力，古树名木自身的衰老也更加严重。树体修复的目的是为了防止老树腐烂，填充聚氨酯树脂这种化学材料会促使木质部的腐烂。这是因为使用与木材性质完全不同的化学产品，不符合木质部生长规律，导致填充部位发生龟裂，雨雪水渗透到裂缝内部成为病虫害滋生的环境，进一步导致心材层的腐烂。
对比现有技术中的不足，鸡林古柳使用了黄土填充诱导根技术(图3)，该技术使用了黄土、离子芯片、拮抗微生物等天然材料，被评价为亲环境环保型治疗法。另外，树木接受治疗后，孔洞内部的腐烂现象也会停止。黄土质密，直立性好，可以提高树干的坚固性和负载能力，在黄土中加入生根粉，促进树体缺陷部位长出不定根，将无机养料硝酸钙、硫酸镁、磷钾肥、氯化铁等稀释1000～2000倍一起使用，促进根生长，效果更佳。
填充过程中，将黄土材料搅拌均匀，在树洞内部充分填充，一段时间后，黄土中生出很多毛细根，辅助古树吸收营养，促使树体水分和养分正常运转、贮存，同时有效减少外界水分渗入。最重要的是材料费用低廉，施工成本低、方法简单，有利于推广应用。
3.7 垫布围裹
树体孔洞填充后必须实行填充物保护，既可以防止火灾及病害虫的侵入，又能防止填充物和树体木质部脱落。鸡林古树名木在填充物保护时使用的材料是无纺布和胶粘用树脂。根据受损情况和木质部及孔洞外部裸露部分的形状，将无纺布裁剪好，利用树脂粘贴或用小钉子固定好。
3.8 人工树皮
在树木外科手术中，使用的人工树脂类因直射光线会氧化、变质，因此必须避免直射光线，必须制作能够阻断空气或雨水湿气的人工树脂皮。这里使用的人工树皮是用可可粉、树脂、生橡胶或阿拉伯橡胶、氨水、丙酮、色素等材料搅拌均匀，根据受害情况自由黏合，操作比较简便。另外一种方法是涂上黏性强的树脂，在上面贴上可可粉末，待硬化后再根据需要反复贴敷。此时,伤口上应涂抹凡士林,以免因树脂受损。
3.9 防氧化处理
人工树皮由可可粉和阿拉伯橡胶等材料处理的，可可粉与树体之间会产生间隙，黏合力会减弱。鸡林古树使用的方法是在涂上黏合力强的树脂后，在上面涂上与树皮颜色相似染色后的可可粉，完全切断直射光线。这时，不要让树脂和可可粉沾染形成层或树皮，形成层暴露时，用凡士林处理。
随着对古树名木的认识变化，仅靠外科手术的实施很难保存古树名木，因此在黄土填充诱导根技术实施的同时，还应改善古树的生长环境，即修剪枯死枝条、去除混凝土铺装、土壤改良、改善生根环境，并根据需要安装钢丝拉索、支撑木等方法。
4 古树名木无损检测技术
应力波断层成像技术可以测定树木内部腐烂、孔洞、开裂等缺陷，以二次元图像、色彩变化的形式，将树干内部状态表现出来，再结合现实情况，可以准确地确定树干缺陷的大小、类型及具体位置,本研究使用应力波断层成像无损检测技术，进行古树名木树体健康诊断，诊断过程及诊断结果如图4。蓝紫色分别代表孔洞腐烂部位，绿色为已经感染区域，棕色是健康的部分，经过比较，黄土材料填充完成时孔洞腐烂部位占63%，感染区域占15%，健康部位占22%,1年后再检测，孔洞腐烂部位占69%，感染区域占7%，健康部位占24%，可以发现，腐烂孔洞部位有一定增加，可能与手术时腐烂感染部位的切除有关，绿色感染区域面积明显减少，健康部分几乎无变化，可以判断黄土材料可以有效防止树体继续腐烂，达到良好的修复目的。结合有效的古树名木树体无损检测技术，对树木实施外科手术后，可以检测分析出修复前的树体健康状态以及修复后的效果，为古树名木的保护管理提供科学依据。
a.古柳无损检测b.黄土填充前断层效果c.手术1年后检测断层效果
5 结语
随着树龄增加，树势日渐衰弱，再加上气候环境与各种人为因素的影响，很多古树存在中空、腐烂、断枝等严重的问题，却得不到很好的保护与修复。本研究对韩国目前使用的古树名木树体填充修复技术进行总结与分析，通过实际的调查和研究，总结韩国现在正在使用的古树名木的地上部分复壮技术优缺点与实际效果。古树名木树体填充修复技术有巨大的发展空间，韩国在聚氨酯树脂填充过程、黄土材料填充诱导不定根产生、亲环境拮抗微生物使用等方面有很多值得借鉴的经验，今后应该更加全面、深入地对相关技术进行研究分析，促进古树名木保护事业的发展。
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