古樹(shù)保護 探索古樹(shù)衰亡機理 科學(xué)進(jìn)行復壯保護

訪(fǎng)首都師范大學(xué)生物重點(diǎn)實(shí)驗室教授 趙琦

　　樹(shù)木衰亡是個(gè)復雜的過(guò)程，既有樹(shù)體自身生理功能衰退的原因，也有外界環(huán)境作用的結果。在北京市科委支持下，為揭開(kāi)古樹(shù)衰亡機理，奠定古樹(shù)復壯堅實(shí)的理論基礎，首都師范大學(xué)生物重點(diǎn)實(shí)驗室教授趙琦對古樹(shù)衰弱機理進(jìn)行了專(zhuān)項研究。趙琦介紹，他們的研究涉及葉片結構、色素和蛋白質(zhì)含量、內源防御酶、內源激素以及礦質(zhì)營(yíng)養元素等方面。

　　葉片結構及細胞組變化葉片是植物進(jìn)行光合、呼吸及蒸騰作用的重要器官，其中葉綠體、線(xiàn)粒體是判斷細胞生理活性的重要結構。對古樹(shù)而言，發(fā)生在這些細胞器中的漸進(jìn)性功能衰退及細微的結構變化，直接影響到古樹(shù)的代謝平衡，干擾古樹(shù)的正常生長(cháng)。研究結果顯示，古樹(shù)衰弱主要表現在葉綠體的超微結構上，古樹(shù)葉片的葉綠體片層減少，導致葉綠體中積累大量的淀粉粒，在衰弱古樹(shù)葉片的葉綠體超微結構上，可以看到葉綠體中巨大淀粉粒的積累，顯示葉片衰老的開(kāi)始。

　　趙琦介紹，在植物衰老進(jìn)程中，葉綠素和蛋白質(zhì)含量會(huì )顯著(zhù)下降。葉綠素和蛋白質(zhì)形成了色素蛋白復合體，在光合過(guò)程中共同起作用，其變化趨勢基本一致。不同樹(shù)齡的古樹(shù)，衰弱程度不同，葉綠素和蛋白質(zhì)含量也不同，例如，古油松強勢樹(shù)比衰弱樹(shù)的葉綠素含量要高30%。故根據古樹(shù)葉綠素或蛋白質(zhì)含量可以判斷古樹(shù)的衰老程度，便于及時(shí)采取復壯措施。

　　內源防御酶和激素變化趙琦認為，葉片衰老與活性氧代謝呈正相關(guān)。如果植物體內積累過(guò)多的活性氧，就會(huì )破壞膜結構，危害植物正常代謝。同時(shí)，植物細胞內的超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POA）共同組成活性氧清除系統，去除細胞中的活性氧，防止活性氧對細胞的氧化損壞，故這三種酶的活性可用來(lái)判斷植物的衰老程度。而延緩古樹(shù)衰老，從改善內源防御酶系統入手，可事半功倍。

　　生長(cháng)素、細胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯等內源激素是植物體內微量但具有重要調節作用的生理活性物質(zhì)，與植物生長(cháng)發(fā)育和衰老有關(guān)。許多試驗證實(shí)，生長(cháng)素、細胞分裂素及赤霉素可明顯地推遲離體葉片的衰老，而脫落酸和乙烯可加速離體葉片衰老。曾有人利用細胞分裂素、生長(cháng)素、赤霉素對古銀杏進(jìn)行過(guò)復壯研究，結果表明，細胞分裂素能有效延緩古銀杏的葉綠素降解，并降低核酸酶的活力，從而延緩衰老。趙琦說(shuō)，細胞分裂素和生長(cháng)素的復合處理，比單一處理延緩古銀杏枝條的葉綠素降解效果明顯。

　　礦質(zhì)營(yíng)養元素失衡趙琦發(fā)現，礦質(zhì)營(yíng)養元素的失衡會(huì )影響古樹(shù)的正常生長(cháng)。通過(guò)高頻等離子吸收光譜儀分析古油松、古白皮松、側柏的當年生針葉及根系的礦質(zhì)元素，同時(shí)測定葉片、土壤中的N素含量，結果表明，古油松的氮和鉀兩種元素嚴重缺失，導致古油松生長(cháng)勢衰弱；而古白皮松礦質(zhì)元素平衡失調與缺鎂、鐵、鋅有直接關(guān)系。鈉元素過(guò)量則是古白皮松、古側柏、古油松的礦質(zhì)營(yíng)養失衡共同的特點(diǎn)。趙琦說(shuō)，元素過(guò)量或不足都會(huì )影響樹(shù)體的正常代謝，此外，土壤中的礦物質(zhì)元素含量對樹(shù)木的生長(cháng)也具有一定的影響。古樹(shù)的衰老和死亡是一個(gè)漸變的進(jìn)程，如果能在開(kāi)始階段就檢測出古樹(shù)的衰老，并發(fā)現衰主要原因，就能在古樹(shù)保護中占領(lǐng)先機，有的放矢。