行道樹樹種結(jié)構(gòu)及健康評(píng)價(jià)的研究

李 娟，韓 姣，王曉娜，李青梅，孫 悅，趙珊珊

(吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130033)

行道樹是城市森林生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分［1］，不僅可以依靠其優(yōu)美的樹姿為人類日常生活帶來(lái)愉悅和放松，并且擁有強(qiáng)大的生態(tài)功能，如吸收空氣中的粉塵和有害氣體［2］、增加生物多樣性、緩解城市洪澇災(zāi)害和調(diào)節(jié)城市熱島效應(yīng)以改善小氣候等［3］。但近年來(lái)由于城市面積的不斷擴(kuò)張，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口的不斷涌入，行道樹的結(jié)構(gòu)和組成時(shí)刻發(fā)生著劇烈的變化，進(jìn)而嚴(yán)重影響其健康程度，阻礙其生態(tài)功能的發(fā)揮［4］。作者以長(zhǎng)春市主城區(qū)78 條公路的行道樹為對(duì)象，對(duì)其樹種結(jié)構(gòu)特征及健康狀況進(jìn)行研究，旨在為行道樹的經(jīng)營(yíng)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)春市地處東北亞中心位置，是東北地區(qū)中心城市之一，亦是中國(guó)四大園林城市之一，被譽(yù)為“北國(guó)春城”。地理坐標(biāo):124°18'～127°05'E，43°05'～45°15'N。長(zhǎng)春市主城區(qū)處于松遼平原腹地的伊通河臺(tái)地之上，地勢(shì)西低東高，市區(qū)海拔在250 ～350 m 之間。氣候四季分明，雨熱同季，干濕適中;年平均氣溫4.8°C，最高溫度39.5°C，最低溫度－39.8°C，日照時(shí)間2 688 h，年平均降水量522 ～615 mm。環(huán)城路全長(zhǎng)48.6 km，環(huán)內(nèi)面積約為213.76 km2。研究區(qū)范圍如圖1 所示。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2012 年6 ～9 月，在研究區(qū)內(nèi)根據(jù)道路長(zhǎng)度的10%設(shè)置樣地，測(cè)定樣地內(nèi)所有樹木的種類、胸徑、樹高［5］、第一活枝下高和冠幅以及目視樹皮完整度、葉片完整度、樹冠透視度、冠－枝均勻度、相鄰樹冠重疊度、地表根系狀況和樹冠枯枝比［6］等與樹木健康相關(guān)的因子。各觀測(cè)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

圖1 研究區(qū)域范圍示意圖Fig.1 The sketch map of research region scope

表1 行道樹健康評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分Tab.1 The health evaluation index and score of street trees

1.3 評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，采用廣泛應(yīng)用的層次分析法(analytical hierarchy Process，AHP)［7］來(lái)獲取各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重。依據(jù)森林健康監(jiān)測(cè)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，本研究將行道樹健康評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為4 個(gè)等級(jí):健康、亞健康、中等健康及不健康［8，9］。將各項(xiàng)指標(biāo)加權(quán)后得到綜合得分，與等級(jí)分值進(jìn)行對(duì)照以確定該株樹木具體隸屬的健康等級(jí)。

根據(jù)下述公式結(jié)合調(diào)查評(píng)分和指標(biāo)權(quán)重值計(jì)算各株樹木的健康得分，按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)對(duì)所有植株的健康狀況進(jìn)行分級(jí)。結(jié)果見表5。

其中:Fj——第j 棵樹的健康得分(j=1，2，…，5897);

Fi——每一指標(biāo)調(diào)查中給定的分值;

Wi——各指標(biāo)權(quán)重值;

n——指標(biāo)個(gè)數(shù)株數(shù)(n =1，2，…，7)。

表2 行道樹健康分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 The health classification standard of street trees

2 結(jié)果分析

2.1 行道樹種類及數(shù)量分布

在213.76 km2的主要研究范圍內(nèi)，共包含16 個(gè)樹種:新疆楊(Populus alba var. pyramidalis Bunge)、銀中楊(Populus alba ×P.berolinensis)、長(zhǎng)林1 號(hào)楊(Populus×beijingensis cv.‘changlin－1’)、糖槭(Acer saccharum)、垂柳(Salix babylonica)、垂 榆(Ulmus pumila var.pendula)、黑 皮 油 松(Pinus tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)、梓樹(Catalpa ovata)、蒙古櫟(Quercus mongolica Fischer)、水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)、旱 柳(Salix matsudana Koidz)、中華金葉榆(Ulmus pumila cv.jinye)、梨樹(Pyrus sorotina)、紫椴(Tilia amurensis Rupr.)、欀槐(Maackia amurensis Rupr. Et. Maxim.)和紅皮云杉(Picea koraiensis Nakai)。

長(zhǎng)春市區(qū)行道樹分布呈放射狀分布，以人民廣場(chǎng)為中心，在環(huán)城路以內(nèi)表現(xiàn)為中心放射狀、周邊網(wǎng)狀相結(jié)合的分布。根據(jù)樣地推算，研究區(qū)內(nèi)大約有58 970 株行道樹，面積為9.21 km2，行道樹覆蓋率為4.31%，樹木平均密度為276 株·hm－2。樹種分布及主要特征見表3。

表3 行道樹種類、株數(shù)與測(cè)樹因子Tab.3 The category，number and tree measuring of street trees

從表3 中可以看出，闊葉樹是研究區(qū)內(nèi)行道樹的主要類群，在16 種樹種中有14 種，占研究區(qū)樹木種類的87.78%;常綠針葉樹只有黑皮油松和云杉2 種，占12.22%。在闊葉樹種中，尤以垂柳、新疆楊和糖槭占居主導(dǎo)地位，分別占研究區(qū)樹木總株數(shù)5 897 株的12.79%、10.99%和10.53%。說明研究區(qū)內(nèi)行道樹的樹種多樣性和物種豐富度極低，不利于行道樹整體生態(tài)功能的發(fā)揮。

研究區(qū)內(nèi)行道樹的平均胸徑、平均冠幅、平均樹高分別為12.5 cm、347 cm、742 cm，總體上以中等徑階的樹木為主，冠幅較小。同樣不利于生態(tài)功能的發(fā)揮。

2.2 行道樹健康等級(jí)評(píng)價(jià)

利用層次分析法，將樣地內(nèi)所有樹木7 項(xiàng)指標(biāo)兩兩重要性進(jìn)行比較，構(gòu)造通過一次性檢驗(yàn)的判斷矩陣，得到相應(yīng)的權(quán)重值(經(jīng)四舍五入后保存兩位小數(shù))，具體見表4。

表4 各指標(biāo)權(quán)重值Tab.4 The weight value of each index

依據(jù)權(quán)重值和行道樹生長(zhǎng)狀況進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，結(jié)果見表5。

表5 行道樹健康等級(jí)分布Tab.5 The health rank distribution of street trees

從表5 中可以看出，在調(diào)查研究的5 897株樣木中，處于亞健康和中等健康等級(jí)的植株最多，分別為43.86%和27.66%，而處于健康和不健康等級(jí)的植株最少，分別為17.49%和10.99%。說明長(zhǎng)春市行道樹生長(zhǎng)狀況不佳，難以發(fā)揮應(yīng)有的景觀與生態(tài)功能。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

以長(zhǎng)春市主城區(qū)(環(huán)城路內(nèi))78 條主要道路行道樹為對(duì)象，對(duì)其樹種結(jié)構(gòu)特征和健康狀況進(jìn)行了隨機(jī)抽樣研究，結(jié)果表明:垂柳、新疆楊和糖槭是研究區(qū)內(nèi)行道樹的主要樹種，分別占研究區(qū)樹木總株數(shù)5 897 株的12.79%、10.99%和10.53%;樹木平均密度為276 株·hm－2，平均胸徑、平均樹高、平均活枝下高和平均冠幅分別為12.5 cm、742 cm、201 cm 和347 cm。環(huán)城路內(nèi)43.96%的植株處于亞健康等級(jí);健康樹木和不健康植株最少，分別占總株數(shù)的17.49%和10.99%;中等健康等級(jí)植株為總株數(shù)的27.66%。

闊葉樹在研究區(qū)內(nèi)行道樹中占有較大比重，在16 種樹種中有14 種，占研究區(qū)樹木總株數(shù)的87.78%;常綠針葉樹只有黑皮油松和云杉2 種，占總株數(shù)的12.22%。研究區(qū)內(nèi)行道樹的樹種多樣性和物種豐富度極低，不利于行道樹整體生態(tài)功能的發(fā)揮。

3.2 討論

本研究?jī)H考慮樹木自身方面的指標(biāo)，并沒有綜合其他各方面，如土壤、大氣、病蟲害、人類和社會(huì)等環(huán)境因子的影響，而且對(duì)于指標(biāo)權(quán)重的賦予所采用的層次分析法具有很強(qiáng)的主觀性，而這一權(quán)重值直接影響到評(píng)價(jià)結(jié)果，因此，存在誤差是不可避免的。

研究區(qū)內(nèi)行道樹大部分植株處于亞健康狀態(tài)，其主要原因有:①由于行道樹不同于其他類型的城市綠地植物，如公園樹木等，其受環(huán)境影響較大，且長(zhǎng)時(shí)間大范圍地遭受空氣污染、車輛的尾氣影響等;②初植植株的體量過大，重新生根能力弱，導(dǎo)致后期生長(zhǎng)不良。③長(zhǎng)期大量使用化學(xué)融雪劑，導(dǎo)致街路綠化帶鹽分過多累積，對(duì)行道樹造成致命傷害［10］;④后期養(yǎng)護(hù)不到位。

因此，建議:①在選擇行道樹樹種時(shí)，要十分注重小環(huán)境，做到適地適樹適環(huán)境;植株的體量不可過大，胸徑控制在8cm 之內(nèi);②在定植時(shí)，要加大整地深度，破壞掉綠化帶下的路基層，使其排水通暢;③使用環(huán)保型融雪劑;④加強(qiáng)人工撫育，減少人為損傷。

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