古树名木是珍贵的自然资源和文化遗产。泰山油松古树是构成泰山世界自然遗产的重要组成部分,是泰山历史文化和自然遗产的完美融合,已经成为泰山精神的象征。长期以来,由于受全球气候变暖影响,加之缺乏科学系统的管理,泰山风景区古树名木随着树龄增加和生境恶化,导致古树名木树势普遍衰弱,对逆境的抗性明显降低。开展古树名木树势评价和衰老机理的研究,阐明古树名木衰老的诱发原因和机理,提出树势评价体系和评价方法,并据此实施切实可行的管理和复壮技术,对于提高泰山古树名木的保护管理水平,提高树木生长势,延长古树名木的年龄,保护古树名木资源具有重要意义。本研究以泰山油松古树为研究对象,以幼龄和壮龄油松为参比,通过水分胁迫下油松生长及生理生化特性的研究,阐明了油松对水分逆境的适应性;通过萌芽抽枝能力、新梢连年生长量、针叶特征、叶绿素含量、光合特性及叶绿素荧光动力学特征、矿质营养、内源激素、膜脂特性等方面的系统观测,对比分析了不同树龄阶段油松形态特征、生物学特性、生理生化特性的变化规律,基于AHP-模糊综合评价法构建了泰山油松古树树势评价指标体系。本文取得了以下主要研究成果:1.采用盆栽试验方法,研究了生长季节持续干旱、水涝逆境对4年生油松幼树的根系、叶片生长与生物量分配、叶片水势以及光合碳同化能力的影响,以阐明水分逆境对幼龄油松生长及光合生理特性的影响,探讨及油松生长对不同程度水分胁迫的适应性。结果表明:(1)干旱和水涝胁迫均显著抑制油松生长,水分逆境胁迫下油松根、茎、针叶生物量均有不同程度下降,且干旱胁迫的下降幅度大于水涝胁迫。(2)干旱胁迫初期,根系粗度增加,毛细根数量增多;随着胁迫时间延长,树势逐渐衰弱,毛细根逐渐减少;干旱胁迫50天以上植株逐渐死亡;净光合速率(Pn)、气孔阻力(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)随胁迫时间的延长,受胁迫程度呈不断下降趋势,且表现为显著差异(P<0.05),土壤水势(WP)及小枝水势(BWP)与对照(CK)相比也呈现下降趋势;(3)水涝胁迫初期对油松生长没有明显影响;随水涝程度的加重,油松表现为叶片发黄、失绿;Gs及Pn呈下降趋势,且Pn逐渐接近为0,Ci呈上升趋势,WP和BWP略高于CK,且BWP与CK相比呈现出显著差异(P<0.05);持续水涝超过20天,油松细根腐烂,植株逐渐死亡。2.选取不同生长状况的泰山油松古树为研究对象,以生长健壮的幼龄和壮龄油松为参比,通过对枝梢连年生长量、针叶长度、针叶粗度等形态变化指标及叶绿素含量、细胞膜透性、Pn、Gs、Ci、Tr、C、N、P、K、Mg矿质元素含量和脱落酸(ABA)含量等生长生理特性的测定分析,以探明油松古树衰老机制,以便对古树树势进行诊断并采取适宜的复壮养护管理措施以延缓衰老。与健壮油松相比,油松古树针叶细、短,枝梢的生长量低;光合作用能力弱,叶绿素含量低,膜透性增大;C、N、Mg、K元素含量升高,P元素含量无明显变化;内源激素ABA含量显著提高,造成树势的衰弱。其中濒危油松古树ABA含量最高、膜脂过氧化最严重、胞间CO2含量较高,同时其他各项指标均处于最低水平。油松形态变化指标与生理指标之间有显著的相关性。研究结果表明:细胞膜透性、叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Ci、C、N、P、K、Mg矿质元素含量和ABA含量等生理变化指标揭示衰弱及濒死古树与健壮油松间各种反应机制的差别,能够作为树势诊断的指标。3.以层次分析法为依据,构建以形态、生长、生理、枝梢枯死状态为准则层和14个指标层的泰山油松古树树势评价体系。针对泰山油松古树的实际情况,借鉴有关历史资料及相关文献,并结合专家评判等方法来确定指标评价标准。根据各层次不同的隶属度,运用模糊算子进行模糊综合评价,根据评价结果将树势情况划分为5种,分别是健壮(综合评分Q≥80)、轻度衰弱(80>Q≥60)、中度衰弱(60>Q≥40)、重度衰弱(40>Q≥20)以及濒危(20>Q≥0)。研究表明,15株典型油松古树均呈现出不同程度的衰老表征,轻度衰老古树E0051、I0001与健壮油松相比,各项指标没有明显下降;中度衰老古树D0110、E0043、G0002等树冠残缺、枝条枯死、光合能力下降;J0008、E1108、E1097及E0002树势衰老情况严重,针叶稀疏、主枝及大枝大量枯死、细胞膜透性增大。4.根据油松古树树势评价研究结果,提出了不同衰老程度油松古树养护和复壮措施。