特大降雪災(zāi)害對(duì)淮南市園林綠化樹木損害的特征

董冬，顏守保*，丁曉浩，羅亞，張文露，葉迎

1. 淮南師范學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽 淮南 232038；2. 阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236037

城市綠化樹木在生長(zhǎng)過(guò)程中，往往會(huì)受到很多自然因素的干擾。冰雪災(zāi)害就是對(duì)城市園林樹木最重要的自然干擾因子之一。隨著全球氣候異常，冰雪災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度也呈現(xiàn)出一定的上升趨勢(shì)，研究冰雪災(zāi)害對(duì)區(qū)域綠化影響無(wú)疑具有重要的意義。城市綠化受人為因素影響大，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，在冰雪災(zāi)害中更容易蓄積大量冰雪，導(dǎo)致樹干彎曲、折斷和倒伏（李秀芬等，2005；郭淑紅等，2012）。雪災(zāi)對(duì)樹木本身物理結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p傷，這些損傷和破壞給樹木帶來(lái)的影響很難在短期內(nèi)得以恢復(fù)（黃川騰等，2012）。不僅對(duì)以園林樹木為骨架構(gòu)成的城市景觀以及城市生態(tài)質(zhì)量造成影響，還給城市園林綠化管理帶來(lái)意想不到的麻煩和經(jīng)濟(jì)損失。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于冰雪災(zāi)害對(duì)植物的影響研究較多，但主要集中在森林植被及草地灌叢等方面（Priebe et al.，2018；Thomas et al.，2016；Antti et al.，2010；Xu et al.，2016；阿的魯驥等，2017；李博文等，2012），而對(duì)于城市綠化樹木受冰雪災(zāi)害影響的研究相對(duì)較少。Foran et al.（2015）利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)研究了馬薩諸塞州劍橋市樹木由于積雪造成的樹枝傷害情況和死亡率。Kane et al.（2014）報(bào)道了2011年美國(guó)東北部暴雪后城市中綠化樹種雪災(zāi)受損情況，采用 logistic回歸分析評(píng)估不同樹種間樹枝斷裂情況及胸徑間的差異和不同樹種存在的缺陷。Muhammad et al.（2015）等利用機(jī)載激光掃描（ALS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對(duì)諾爾曼的城市樹木冰雪損害進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，提出了一種雪災(zāi)受損的快速評(píng)估方法。國(guó)內(nèi)涉及城市綠化植物受冰雪災(zāi)害影響的研究主要為降雪后低溫對(duì)園林植物的凍害（李淑娟等，2005；周敏功，1997；潘百紅等，2008），而關(guān)于城市綠化樹木雪壓受損的研究明顯不足。董玥等（2014）研究分析了北京城市中常見綠化樹種的抗雪壓能力及其所受到的影響，對(duì)受災(zāi)嚴(yán)重的 30余種樹木進(jìn)行調(diào)查分析。李海英等（2010）調(diào)查了 2009年災(zāi)害性暴雪天氣對(duì)鄭州市園林樹木受害程度，并提出低溫持續(xù)時(shí)間、樹種、立地條件、樹木營(yíng)養(yǎng)狀況是影響樹木凍害的主要原因。黃媛媛等（2010）對(duì)合肥市 2009年初冬雪災(zāi)后園林樹種受損情況進(jìn)行了調(diào)查，并運(yùn)用樹木斷枝斷干的數(shù)量分析綠化樹木的抗雪壓特性。張衡鋒等（2008）對(duì)南京林業(yè)大學(xué)樹木園內(nèi)5樹種雪災(zāi)破壞情況進(jìn)行了調(diào)查，并提出了提高樹木抗雪壓的對(duì)策。從相關(guān)文獻(xiàn)看，主要研究?jī)?nèi)容為雪災(zāi)受損樹木調(diào)查統(tǒng)計(jì)和樹種抗雪壓特性分析，缺少對(duì)城市綠化樹木雪災(zāi)受損特征的定量調(diào)查與評(píng)價(jià)。

2018年1月3日，陜西中南部、山西南部、河南大部、山東南部、湖北中西部、安徽中北部突發(fā)暴雪，僅淮南市在1月3—4日不到24 h的時(shí)間降雪量就達(dá)到33 mm，大量樹木受到嚴(yán)重的損害。本研究主要評(píng)估了淮南市城區(qū)綠化樹木在 2018年 1月3日突發(fā)雪災(zāi)中的受損情況，分析城市綠化樹木在雪災(zāi)中的受損程度和特征以及主要影響因素，旨在為城市最優(yōu)綠化樹種的選擇及在突發(fā)暴雪自然災(zāi)害中對(duì)綠化樹木的管理和保護(hù)提供一定的參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

淮南市位于安徽省中部偏北，屬于淮河中下游平 原 地 區(qū) ， 東 經(jīng) 116°21′5″～117°12′30″， 北 緯31°54′8″～ 33°00′26″。雨量豐沛，年降水量為 893.4 mm，季節(jié)性降水分布不均，春夏兩季雨水較為集中，冬季干燥少雨。全年平均氣溫為 16.6 ℃，最高氣溫和最低氣溫相差較大，極端最高氣溫為40 ℃，極端最低氣溫在-10 ℃以下。相對(duì)濕度為75%，全年無(wú)霜期為238 d。土壤質(zhì)地以粘壤土為主，土壤pH平均值為7.35±0.21，表現(xiàn)為弱堿性。淮南地處亞熱帶與暖溫帶的過(guò)渡帶，在植被分布上有很多南北過(guò)渡種類（張雨曲等，2009），以落葉闊葉為主?；茨鲜袨槿珖?guó)園林城市，主要的綠化樹種和鄉(xiāng)土樹種有銀杏（Ginkgo biloba）、雪松（Cedrus deodara）、楓香（Liquidambar formosana）、香樟（Cinnamomum camphora）、懸鈴木（Platanus acerifolia）、女貞（Ligustrum lucidum）、廣玉蘭（Magnolia grandiflora）、烏桕（Sapium sebiferum）、國(guó)槐（Sophora japonica）、欒樹（Koelreuteria paniculata）、合歡（Albizia julibrissin）等。2018年初，淮南市遭遇了自 2008年以來(lái)的最強(qiáng)降雪，其中市區(qū)范圍內(nèi)最大降雪量為33 mm，大量枝葉積雪，使城市綠化樹木出現(xiàn)嚴(yán)重的壓彎、折枝、斷干、倒伏等機(jī)械損傷。

1.2 調(diào)查方法

雪災(zāi)發(fā)生后，在對(duì)淮南市城市園林樹木受損情況進(jìn)行全面踏查的基礎(chǔ)上，選取了淮南市龍湖公園、淮南師范學(xué)院（泉山校區(qū)）、淮河大道（山南段）、信誼四季城小區(qū)等 4種類型的城市綠地，作為雪災(zāi)后樹木受損狀況調(diào)查樣地。調(diào)查樣地共計(jì)喬木樹種81種，其中龍湖公園為53種，淮南師范學(xué)院（泉山校區(qū)）為 47種，淮河大道（山南段）為27種，信誼四季城小區(qū)為31種，基本涵蓋了淮南市常見綠化樹種，具有一定的代表性。參考相關(guān)研究（王賀等，2012），測(cè)定各樣地的積雪厚度，并對(duì)樣地中樹木胸徑（地徑）在6 cm以上的喬木以及桿徑4 cm以上的竹類進(jìn)行全面調(diào)查。記錄樹種名稱、生長(zhǎng)型（常綠或落葉）、胸徑（地徑）、樹高、枝下高、冠幅、樹冠重疊度、應(yīng)用類型以及雪災(zāi)后樹木受損的實(shí)際情況，并用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄。參考有關(guān)雪災(zāi)對(duì)樹木影響的研究（李秀芬等，2005；曼興興等，2011；李笑寒等，2017），將樹木的受損程度劃分為輕度受損（Ⅰ）、中度受損（Ⅱ）和重度受損（Ⅲ）；根據(jù)受損程度將受損類型劃分為壓彎（1）、斷枝少（2）、斷枝多（3）、嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌遥?）、折斷（5）和倒伏（6）等6個(gè)等級(jí)（表1），未受損記為0級(jí)。需要指出的是，在雪災(zāi)解除后，部分被暴雪壓彎的樹木可以很快恢復(fù)直立姿態(tài)，對(duì)城市綠化景觀效果影響不大，而有一些樹木兩年后仍然彎曲，難以直立（Irland，2000），影響到城市綠化景觀效果。因此，雪災(zāi)時(shí)壓彎明顯但融雪后恢復(fù)較好的樹木不計(jì)入壓彎受損類型。另外，在不影響通行的情況下，在胸高（1.3 m）以上折斷的園林綠化樹種通?？梢员Ａ簦屍渥陨沓榘l(fā)出新的枝條，但過(guò)低折干的樹木通常沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值，以伐除居多。因此，本文將1.3 m以下主干折斷納入倒伏，受損等級(jí)為最高級(jí)別。

表1 調(diào)查綠地樹木受損類型的等級(jí)劃分Table1 Description of different levels of damage types for trees in green space of investigation

1.3 研究方法與數(shù)據(jù)處理

1.3.1 樹木雪災(zāi)受損影響因素

相關(guān)研究表明，樹木雪災(zāi)受損受樹木自身特性和外界因子的影響，樹木自身特性包括常落葉特性、胸徑（DBH）、樹高、樹干尖削度、葉面積、樹冠、林齡、根系狀況等，而外界因子主要包括地形、土壤（郭淑紅等，2012）。而同一地區(qū)的不同樹種之間抵抗雪災(zāi)的能力也存在一定差異（Peterson，2000；Hopkin et al.，2003）。結(jié)合城市綠化樹木和環(huán)境特點(diǎn)，選取生長(zhǎng)型（常綠/落葉）、胸徑（地徑）、樹高、樹冠重疊度等樹木屬性因素以及樹種因素用以分析樹木受損程度的影響因素及其關(guān)系。胸徑于離地面1.3 m處測(cè)量，對(duì)于分支點(diǎn)低（達(dá)不到胸徑測(cè)量高度）的小喬木（如桂花Osmanthus fragrans、紫葉李 Prunus cerasifera f.atropurpurea）于距離地面0.3 m處測(cè)量地徑；借助測(cè)高器、皮尺測(cè)量樹高（H）；冠幅分為東西冠幅（CWEW）和南北冠幅（CWSN），并計(jì)算平均冠幅（）；樹冠重疊度測(cè)定采用朱宇等（2013）外業(yè)調(diào)查方法。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

基于調(diào)查所得數(shù)據(jù)，對(duì)不同受損樹種的個(gè)體數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了說(shuō)明不同因素與樹木受損程度之間的關(guān)系，參考相關(guān)研究（何俊等，2011），根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合園林綠化樹種徑級(jí)集中的特征，將不同受損類型樹木按不同樹種的胸徑（DBH）或地徑（BD）、樹高（H）、樹冠重疊度（ODC）進(jìn)行分級(jí)。其中，樹木徑級(jí)（DBH/BD）從6 cm開始，每增加4 cm為1個(gè)徑級(jí)，共分為9個(gè)徑級(jí)，38 cm≤DBH/BD＜42 cm為最大徑級(jí)（本次調(diào)查實(shí)測(cè)的最大DBH為41.6 cm）。為了便于統(tǒng)計(jì)，將DBH<6 cm的竹類個(gè)體納入6 cm≤DBH/BD<10 cm徑級(jí)中；樹高從2 m開始（本次實(shí)測(cè)最低樹高2.1 m），每隔2 m劃定為1個(gè)高度級(jí)，共設(shè)定8個(gè)高度級(jí)（本次實(shí)測(cè)最高樹為 17.8 m）。城市綠化樹木樹冠重疊度相對(duì)于自然群落有著明顯的不規(guī)律性，而樹冠的重疊對(duì)于樹木相互支撐有著一定的作用，但同時(shí)會(huì)增加截雪的能力。研究樹冠重疊度與雪災(zāi)受損的關(guān)系，對(duì)指導(dǎo)城市綠化栽植密度有一定的指導(dǎo)作用。將重疊度劃分為0（樹冠無(wú)重疊），在0～0.5之間每隔0.1設(shè)定為1個(gè)重疊值，共6個(gè)等級(jí)。利用SPSS Statistics 20.0軟件分別將選取的各因素均值與受損程度進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。

為了分析不同樹種之間受損的差異，參考相關(guān)研究（閻恩榮等，2010），采用損傷指數(shù)（ID）評(píng)估城市綠化不同樹種受損情況，計(jì)算方法如下：

式中，LD,i為第i級(jí)的受損等級(jí)；ni為受損級(jí)值為i的株數(shù)；LD,max為某樹種內(nèi)受到的最大的受損等級(jí)；N為樣本總數(shù)目。利用SPSS Statistics 20.0對(duì)不同樹種間的受損指數(shù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)并進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 淮南市園林綠化樹木雪災(zāi)受損總體情況

在平均積雪厚度上，龍湖公園為32.91 mm，淮南師范學(xué)院（泉山校區(qū)）為32.77 mm，淮河大道（山南段）為33.43 mm，信誼四季城小區(qū)為32.82 mm，4個(gè)不同類型樣地積雪厚度差異較小。調(diào)查范圍內(nèi)園林綠化樹木受災(zāi)較為嚴(yán)重，共有 23種樹木存在受損，隸屬于12科、19屬。其中，常綠樹種17種，落葉樹種6種；闊葉樹種17種，針葉樹種6種。受損的23個(gè)樹種共計(jì)14059株，其中不同程度受損5181株，占36.85%。受災(zāi)較為嚴(yán)重的是香樟、廣玉蘭、枇杷（Eriobotrya japonica）、女貞、剛竹（Phyllostachys viridis）、側(cè)柏（Platycladus orientalis）等樹種，受損比例均超過(guò)了40%（表2）。

受損樹木中，中度受損的個(gè)體所占比例最大，達(dá)到44.53%，高于輕度受損個(gè)體的比例（36.15%）和重度受損個(gè)體的比例（19.32%）。樹木受損類型多樣，其中輕度損傷個(gè)體中以斷枝少所占比例最多，占總受損株數(shù)的21.66%；在重度損傷個(gè)體中，嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌宜急壤畲?，占總受損株數(shù)的10.48%（表3）。

2.2 受損情況與樹木屬性因素的關(guān)系

2.2.1 受損情況與生長(zhǎng)型（常綠/落葉）的關(guān)系

調(diào)查結(jié)果表明，受損樹種主要有 23種，其中常綠樹種17種，落葉樹種6種。受損的5181株樹木中，常綠樹5027株（占總受損株數(shù)的97.03%），明顯高于落葉樹（154株，占總受損株數(shù)的2.97%）。由表4可知，落葉樹種的未受損比例為84.63%，常綠樹種未受損比例為61.50%。常綠樹種在各個(gè)受損類型上的比例均高于落葉樹種。常綠樹種主要受損等級(jí)為3級(jí)（斷枝多），而落葉樹種受損等級(jí)以2～3級(jí)為主（斷枝少和斷枝多兩種類型）。

表2 受損的園林樹種情況統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of damaged tree species in green space

由表2可知，受損比例排在前10的均為常綠樹種，國(guó)槐為落葉樹種中受損比例最高的樹種，排在第 12位。可見，城市綠化常綠樹種受雪害比落葉樹種嚴(yán)重。落葉樹種在冬季落葉后，其樹枝積雪沉積的面積明顯少于常綠樹種枝葉積雪，樹枝被壓斷的可能性大大減小。在園林綠化樹種選擇中，適當(dāng)增加落葉樹種的比例，可較有效地減少雪災(zāi)對(duì)園林綠化樹木的危害。

2.2.2 受損情況與胸徑的關(guān)系

不同徑級(jí)樹木的受損類型分布不同。總體而言，輕度損傷樹木的比例隨著胸徑的增加而先減小后增加，在22 cm≤DBH(BD)<26 cm范圍內(nèi)最?。恢卸葥p傷樹木的比例則相反，隨著胸徑的增加而先增加后減小，在22 cm≤DBH (BD)<26 cm范圍內(nèi)最大；重度損傷樹木的比例基本呈隨胸徑的增加而逐漸減小，在34 cm≤DBH(BD)<38 cm范圍內(nèi)最?。▓D1）。

表3 淮南市城市綠地雪災(zāi)樹木受損類型分布Table 3 Summary of the number of damaged trees in green space of Huainan City

表4 不同生長(zhǎng)型（常綠/落葉）樹種的受損類型分布Table 4 Distribution of damage types of different growth forms (evergreen trees/deciduous trees)

Pearson相關(guān)性分析顯示，重度受損類型個(gè)體比例與胸徑呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.886，P<0.01），而輕度和中度受損個(gè)體比例與胸徑（地徑）無(wú)顯著關(guān)系（表5）；斷枝少個(gè)體的比例與胸徑（地徑）呈極顯著正相關(guān)（r=0.853，P<0.01）；嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌液驼蹟鄠€(gè)體的比例均與胸徑（地徑）呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.863，P<0.01；r=-0.851，P<0.01）；倒伏個(gè)體的比例與胸徑（地徑）呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.779，P<0.05）（表 5）。

圖1 不同徑級(jí)下各受損程度所占百分比Fig. 1 Percentages of individuals of different damage extents by DBH (BD)-classes

壓彎的樹木主要出現(xiàn)在6 cm≤DBH/BD<10 cm范圍內(nèi)，主要樹種為剛竹、桂花、石楠（Photinia serrulata），而在10 cm≤DBH/ BD<18 cm占比較小的樹木主要有雪松、側(cè)柏、龍柏等樹種；隨著胸徑（地徑）的增加，斷枝少個(gè)體的比例逐漸增加（圖2a），其中，在38 cm≤ DBH/BD<42 cm范圍內(nèi)，樹木斷枝少比例最高。在DBH≥34 cm的樹木中，斷枝少的比例超過(guò)了50%；斷枝多在各徑級(jí)中的占比均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其中在 26 cm≤DBH/BD<30 cm達(dá)到最高，這一徑級(jí)的樹種主要是香樟，也是本次暴雪受災(zāi)比例最高的樹種。嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌?、折斷以及倒伏的個(gè)體比例隨著徑級(jí)的增加基本呈減小的趨勢(shì)。其中，在 34 cm≤DBH/BD<38 cm范圍內(nèi)，嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌员壤钚?；? cm≤DBH/BD<10 cm范圍，樹木折斷比例最高，主要是剛竹和小徑級(jí)的常綠樹種，而DBH≥22 cm 的樹木都未折斷；在 10 cm≤DBH/BD<14 cm范圍，倒伏的比例最高；除 1株DBH為34.1 cm的垂柳（Salix babylonica）（樹干中空腐爛，偏冠嚴(yán)重）倒伏外，其他DBH≥26 cm的樹木均未出現(xiàn)倒伏。

2.2.3 受損情況與樹高的關(guān)系

由圖2b可知，壓彎的類型主要發(fā)生在2 m≤H<6 m樹高范圍的樹木中，主要樹種為剛竹和桂花；樹木斷枝多的比例總體呈現(xiàn)隨樹高增加而增加的趨勢(shì)，H≥10 m的樹木中，斷枝多的比例超過(guò)了50%。在14 m≤H<16 m的樹高范圍內(nèi)，樹木斷枝多的比例最高，全部為香樟和廣玉蘭大樹；而斷枝少的樹木的在6 m≤H<8 m中比例最高。樹木嚴(yán)重折斷或斷梢的比例最高發(fā)生在12 m≤H<14 m的樹高范圍內(nèi)，除16 m≤H<18 m的樹高范圍無(wú)嚴(yán)重折斷或斷梢外，最低比例則出現(xiàn)在4 m≤H<6 m的樹高范圍。隨著樹高的增加，樹木折斷和倒伏的比例逐漸減小。其中，折斷只出現(xiàn)在2 m≤H<8 m樹木中，這類樹木主要為剛竹、枇杷、廣玉蘭、女貞，冠幅大而胸徑小，H≥8 m的樹木都未折斷；倒伏在本次調(diào)查中主要出現(xiàn)在4 m≤H<6 m的樹高范圍，其他樹高范圍樹木倒伏比較少（圖 2b）。在倒伏的樹木中，大部分為在較低處折斷的剛竹，另有少量栽植不到1年的樹木發(fā)生翻蔸，這些樹木沒(méi)有防護(hù)支撐或支撐不牢固。

表5 樹木受損等級(jí)與樹木特性因素的相關(guān)系數(shù)（r）Table 5 Correlation coefficients (r) between tree characteristic factors and damage types

圖2 各受損類型個(gè)體比例在不同樹木特性因素中的分布Fig. 2 Proportion of individual types of damaged by different tree characteristic factors

Pearson相關(guān)性分析表明，中度和重度受損類型個(gè)體比例均與樹高呈極顯著相關(guān)（r=0.894，P<0.01；r=-0.850，P<0.01），輕度受損個(gè)體比例與樹高無(wú)顯著關(guān)系（表 5）；壓彎、折斷和倒伏個(gè)體的比例與樹高呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.778，P<0.05；r=-0.810，P<0.05；r=-0.744，P<0.05）；斷枝多個(gè)體的比例與樹高呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.894，P<0.01）。其他受損類型與樹高沒(méi)有顯著相關(guān)性（P>0.05）（表5）。

2.2.4 受損情況與樹冠重疊度的關(guān)系

從本次調(diào)查結(jié)果看，受損的樹種的樹冠重疊度主要為0（占總調(diào)查數(shù)的75.6%），有24.4%的樹木存在不同程度的重疊，其中0～0.1為4.90%，0.1～0.2為8.11%，0.2～0.3為4.31%，0.3～0.4為4.69%，0.4～0.5為2.39%。在折斷類型上，總體表現(xiàn)為隨重疊度增加，損傷樹木的比例先減小后增大，在 0.3～0.4樹冠重疊度范圍內(nèi)損傷比例最小。重疊度高的樹木高生長(zhǎng)明顯，表現(xiàn)為主干細(xì)長(zhǎng)，分支點(diǎn)高；壓彎和倒伏類型上，呈現(xiàn)隨重疊度增加而樹木損傷比例減小的規(guī)律；斷枝少和嚴(yán)重?cái)嘀驍嗌翌愋蛽p傷樹木比例與樹冠重疊度無(wú)明顯規(guī)律；在斷枝多類型上，損傷樹木的比例先增加后減小，在 0.3～0.4樹冠重疊度損傷比例最高（圖2c）。

Pearson相關(guān)性分析顯示，中度受損類型個(gè)體比例與樹冠重疊度呈顯著正相關(guān)（r=0.824，P<0.01），輕度受損和重度受損個(gè)體比例與胸徑（地徑）無(wú)顯著關(guān)系（表5）；壓彎、折斷和倒伏個(gè)體的比例與樹冠重疊度呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.824，P<0.05；r=-0.820，P<0.05；r=-0.884，P<0.05）；斷枝多類型個(gè)體的比例與樹冠重疊度呈顯著正相關(guān)；其他受損類型與樹冠重疊度沒(méi)有顯著相關(guān)性（P>0.05）（表5）。

2.3 不同樹種的受損指數(shù)及比較

選取本次調(diào)查受損比例超過(guò)40%的香樟、廣玉蘭、枇杷、女貞、剛竹、側(cè)柏進(jìn)行比較。香樟的受損指數(shù)（ID）最大（0.42），其次依次為廣玉蘭（0.32）、女貞（0.28）、側(cè)柏（0.27）和枇杷（0.26），剛竹（0.25）的受損指數(shù)最?。ū?）。6種不同樹種在雪災(zāi)中的受損指數(shù)呈正態(tài)分布（P>0.05）。One-way ANOVA顯示，香樟、廣玉蘭、枇杷、剛竹和女貞之間的受損指數(shù)差異顯著（P>0.05）。多重比較分析表明香樟與其余5個(gè)樹種均存在顯著差異，但其他5個(gè)樹種間差異均不顯著（表6）。

表6 不同樹種受損指數(shù)及顯著性差異Table 6 Difference in the damage index across tree species

6種不同樹種之間受損分布也不相同。從表 6可知，香樟損傷以斷枝多、嚴(yán)重?cái)嘀蛿嗌覟橹鳎謩e占受損香樟的72.87%和 12.31%；廣玉蘭、枇杷受損分布比較廣泛，以斷枝多和斷枝少占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；女貞以斷枝少為主，并且有較少比例的折斷和倒伏；而剛竹的損傷以壓彎為主，占受損剛竹的60.23%，并有一定比例的折斷和倒伏。

3 討論

3.1 城市綠化植物受損與樹木屬性因素的關(guān)系

3.1.1 生長(zhǎng)型（常綠/落葉）

本次雪災(zāi)中受損比較嚴(yán)重的樹種主要集中在常綠樹種上，其受損總株數(shù)遠(yuǎn)高于落葉樹種。該結(jié)論與曼興興等（2011）對(duì)古田山常綠闊葉林雪災(zāi)受損研究結(jié)果一致，與董玥等（2014）得出的城市綠化中常綠樹種與落葉樹種受雪害差異不大的結(jié)論不同，后者主要是由于降雪的時(shí)間發(fā)生得比較早，落葉樹種尚未完全落葉或剛開始落葉?？梢?，雪災(zāi)對(duì)于城市綠化樹種的影響一定程度上還取決于降雪的時(shí)間。不論是常綠還是落葉樹種，葉面積大，枝葉稠密，截留的降雪就更多，樹枝被壓彎或壓斷的可能性就越大。湯景明等（2008）對(duì)湖北省東南和西南地區(qū)雪災(zāi)受損的研究表明，西南地區(qū)落葉樹種受損高于常綠樹種，推測(cè)該地區(qū)常綠樹種長(zhǎng)期不斷受雪災(zāi)影響，具備了一定的抵抗能力。由此可知，樹種的常綠或落葉特性與受雪災(zāi)影響的關(guān)系并不穩(wěn)定，受雪災(zāi)發(fā)生的時(shí)間、氣候條件等多種因素共同影響。

3.1.2 胸徑（地徑）

胸徑是反映樹木在雪災(zāi)中受損程度的一個(gè)重要性狀指標(biāo)（Proulx et al.，2001）。本研究表明，隨著胸徑的增加，城市綠化樹木受損的比例先減小后逐漸增大，在20～25 cm徑級(jí)最小。這與森林植被雪災(zāi)受損有一定的區(qū)別（Hopkin et al.，2003）。一般而言，隨著樹木胸徑的增大，冠幅也隨之增大，樹木所承受的冰雪重量大，造成損傷的比例增加，但胸徑大的林木往往占據(jù)林冠上層，更易直接受到破壞。森林植被的小樹位于森林的底層，受到上層樹木的庇護(hù)，是小樹受損較輕的重要原因（曼興興等，2011）。在城市綠化中，綠地郁閉度往往較低，大樹庇護(hù)小樹的現(xiàn)象不及森林明顯。徑級(jí)小的園林樹木往往直接受到雪災(zāi)傷害，出現(xiàn)斷枝少、折斷和倒伏等受損類型；而大徑級(jí)的樹木樹干粗壯，本身就具有較強(qiáng)的抵抗力。另外，相對(duì)于森林植被，城市綠地更容易受到人為因素的影響。在多個(gè)調(diào)查點(diǎn)中都發(fā)現(xiàn)有相關(guān)單位和部門組織人員清除樹木積雪，這從一定程度減輕了大胸徑級(jí)樹木的受損程度。

胸徑與樹木的受損類型也有著較強(qiáng)的相關(guān)性（Hopkin et al.，2003）。本研究發(fā)現(xiàn)，彎曲和折斷僅出現(xiàn)在 8 cm≤DBH<15 cm的樹木中，且多集中于8～10 cm，彎曲的樹木柔韌性強(qiáng)，如桂花、雪松、龍柏、剛竹等，而折斷的樹木柔韌性差，質(zhì)地硬，且部分為存在蛀干害蟲的樹種，如枇杷、垂柳；倒伏主要發(fā)生在10 cm≤DBH<20 cm的樹木中，為新移植的樹木（小于2 a），且為缺乏有效支撐防護(hù)的樹木；而大徑級(jí)樹木（DBH>43 cm）以斷枝（主枝）和斷梢為主。隨著胸徑（地徑）增加，除斷枝和斷梢外，其他受損類型均有減少的趨勢(shì)。此結(jié)果與森林植被在冰雪災(zāi)害中受損特征的規(guī)律有一定的相似性，即小徑級(jí)樹木容易壓彎，中等徑級(jí)樹木容易倒伏和折斷，而大徑級(jí)樹木以斷枝為主。不同的是，城市綠化樹木容易發(fā)生折斷的也是小徑級(jí)，而倒伏主要集中在中小徑級(jí)，并且在不同受損類型上，徑級(jí)整體偏小，這說(shuō)明在徑級(jí)上，城市綠化樹木雪災(zāi)受損高于森林植被。

3.1.3 樹高

雪災(zāi)對(duì)樹木的損害還體現(xiàn)在風(fēng)的影響上，隨著樹高的增加，風(fēng)對(duì)其的影響越大（Gardiner et al.，2008）。氣象資料顯示，本次雪災(zāi)發(fā)生后的風(fēng)力為東北風(fēng)3～4級(jí)，一定程度上加重了雪災(zāi)的影響。本研究結(jié)果顯示，隨著樹高增加，樹木的損傷比例逐漸減小；但斷枝多、斷梢等損傷程度高的比例有增加的趨勢(shì)。這與王旋等（2017）對(duì)側(cè)柏林的雪災(zāi)影響研究結(jié)果一致，與 Dobbertin（2002）得出的 樹高越高，越容易受雪災(zāi)影響的觀點(diǎn)不一致。從各受災(zāi)類型分布看，不同樹高級(jí)與胸徑（地徑）級(jí)存在顯著相關(guān)性，表現(xiàn)為矮樹主要出現(xiàn)壓彎和折斷，中低高度樹木斷枝少，中高以及高樹斷枝多。

3.1.4 樹冠重疊度

研究表明，森林植被林分密度大，往往受損嚴(yán)重（張建國(guó)等，2008）。郁閉度高，林木高生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯，極易折斷或倒伏。而城市綠地植物群落結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，受人為干擾的影響程度大，樹種多為城市中常見的園林綠化樹種，栽植密度小。本研究采用樹冠的重疊度來(lái)反映林分密度對(duì)樹木受災(zāi)的影響。樹冠重疊度指林木樹冠部分相互重疊的比例（Pretzsch，2009；陳永輝等，2017）。樹木重疊度高，林分密度和郁閉度相應(yīng)高。樹冠之間的重疊使得樹木枝葉之間相互支撐，但同時(shí)也會(huì)增加枝葉的截雪量。本研究結(jié)果表明，重疊度越高，損傷樹木壓彎、折斷、倒伏的比例總體呈減小的趨勢(shì)，這與何茜等（2010）對(duì)粵北地區(qū)杉木人工林樹木損害結(jié)果相似，重疊度低的樹木易發(fā)生壓彎和折斷，重疊度高的易發(fā)生斷枝。由雪災(zāi)造成的城市綠化樹木大面積受損具有普遍性和廣泛性，并非受樹冠重疊度的直接影響。但是，樹冠重疊度高會(huì)直接影響樹木的生長(zhǎng)狀況。因此，在城市綠地中，合理的植物配置密度對(duì)抵御和減輕雪災(zāi)的影響至關(guān)重要。

3.2 城市綠化植物受損與樹種之間的關(guān)系

本次雪災(zāi)中，不同的樹種受損指數(shù)表現(xiàn)為香樟>廣玉蘭>枇杷>女貞>剛竹。此結(jié)果與黃媛媛等（2011）對(duì)合肥市2009年初冬雪災(zāi)后園林樹種受損情況的調(diào)查以及李海英等（2010）對(duì)鄭州市園林樹木損害情況調(diào)查研究結(jié)果相似。剛竹以壓彎和折斷為受損類型。受損的香樟樹木中斷枝比例遠(yuǎn)高于其他樹種，且主要是主枝。葉面積雪量決定了樹木的受損程度（Nock et al.，2016），葉面積越大的樹木，其樹冠蓄積冰雪的量越大，對(duì)枝干等支撐器官造成的壓力也就越大，從而導(dǎo)致樹木受損。本研究結(jié)果顯示，香樟的受損指數(shù)高于廣玉蘭，雖然廣玉蘭的單葉面積高于香樟，但廣玉蘭單株葉數(shù)量遠(yuǎn)少于香樟。廣玉蘭原產(chǎn)北美，雖然本地引種有近百年的時(shí)間，但近年來(lái)不斷有報(bào)道廣玉蘭在城市綠化中長(zhǎng)勢(shì)差、恢復(fù)慢的特點(diǎn)（羅貴斌等，2016），故其枝葉稀疏也是本次受災(zāi)程度低于香樟的主要原因。本次受災(zāi)最為嚴(yán)重的香樟，原產(chǎn)于中國(guó)東南部和中南部，在淮南地區(qū)已應(yīng)用多年，但淮南冬季少雨，氣候寒冷干燥的特點(diǎn)加重了香樟枝干的脆性，在遇到暴雪時(shí)容易發(fā)生樹枝折斷。鑒于此，建議園林管理部門和相關(guān)單位加強(qiáng)冬季修剪工作，及時(shí)開展疏枝疏葉，避免園林綠化樹種遭受雪災(zāi)的重大影響。枇杷受損程度略大于女貞，枇杷和女貞中均有個(gè)體出現(xiàn)了折斷等嚴(yán)重受損的情況。值得一提的是，本次雪災(zāi)正值枇杷的開花末期，大量花和幼果在雪災(zāi)中脫落，后期對(duì)其觀賞價(jià)值尤其是果實(shí)有重要影響。剛竹的受損類型主要是壓彎和折斷，小徑級(jí)的樹種基本為壓彎，而大徑級(jí)的有一定比例的折斷。剛竹的韌性強(qiáng)，在融雪后大部分能慢慢回調(diào)，但株體凌亂，向不同的方向斜展，觀賞價(jià)值大大降低，并且需要較長(zhǎng)的恢復(fù)期。本次調(diào)查有大量孝順竹（Bambusa glaucescen）因其干徑較小，未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，但其受損嚴(yán)重，不可忽視，后續(xù)研究將進(jìn)一步觀察其恢復(fù)情況。

目前，有關(guān)雪災(zāi)對(duì)園林綠化樹種的損害的研究還較少，其作用機(jī)制尚不清楚，研究雪災(zāi)對(duì)城市綠地人工植物群落的影響仍需要長(zhǎng)期的觀測(cè)。由于暴雪危害具有一定的偶然性，在災(zāi)害天氣來(lái)臨之前以及在冬季的養(yǎng)護(hù)管理中，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施及時(shí)保護(hù)抗性較弱的園林樹種并進(jìn)行合適的園林樹木撫育管理，確保樹木正常生長(zhǎng)。在城市綠化樹種規(guī)劃以及城市綠地建設(shè)中，應(yīng)盡量選用抗雪災(zāi)強(qiáng)的樹種，合理的配置不同的樹種，控制落葉樹與常綠樹的比例、針闊葉樹種的比例，以及選擇抗逆性、穩(wěn)定性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種。此外，應(yīng)加強(qiáng)園林綠化樹種材性、栽培管理、樹種抗逆性等方面的研究，篩選材質(zhì)優(yōu)、抗性強(qiáng)的樹種，提高園林綠化樹種抵御雪災(zāi)的能力。同時(shí)，更多開展園林綠化樹木栽后恢復(fù)的研究，加強(qiáng)栽后管理，有利于城市綠化的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

淮南市位于安徽中北部，處于中國(guó)南北分界線，降雪過(guò)程頻繁，降雪災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，對(duì)城市綠化產(chǎn)生一定的損害。2018年1月3—4日雪災(zāi)，淮南市綠化樹種損害較嚴(yán)重，有23個(gè)樹種存在不同程度的受損，受損樹木以中度受損和斷枝多（30%以上60%以下的主枝折斷）類型為主；生長(zhǎng)型（常綠/落葉）、胸徑、樹高、樹冠重疊度是影響樹木受損程度和類型的重要因素。其中，常綠樹種受損程度明顯高于落葉樹種。隨著胸徑的增加，城市綠化樹木受損的比例先減小后逐漸增大；小徑級(jí)的樹木容易發(fā)生壓彎和折斷，中徑級(jí)樹木易發(fā)生倒伏和斷枝，而大徑級(jí)樹木少量斷枝。隨著樹高增長(zhǎng)，樹木的損傷比例逐漸減小，但斷枝多、斷梢等損傷程度高的比例有增加的趨勢(shì)。不同樹高級(jí)與胸徑（地徑）級(jí)存在顯著相關(guān)性，表現(xiàn)為矮樹以壓彎和折斷為主，中低高度樹木斷枝少，中高以及高樹斷枝多。樹冠重疊度與樹木中度受損相關(guān)性顯著，在受損類型上，重疊度低的樹木易發(fā)生壓彎、折斷和倒伏，重疊度高的易發(fā)生斷枝。本研究表明，此次雪災(zāi)香樟的受損最為嚴(yán)重，以斷枝多、嚴(yán)重?cái)嘀蛿嗌覟橹饕獡p傷類型。本文研究結(jié)果對(duì)城市最優(yōu)綠化樹種的選擇及突發(fā)暴雪災(zāi)害中樹種的管理和保護(hù)具有一定的參考價(jià)值。

致謝：野外調(diào)查得到淮南師范學(xué)院園林專業(yè)王毫、魏娜娜、鐘玉婉、高陸陸、石方可、蔣德寶、李停停、張宇昌、沈啟慧、許子耀、謝宛、黃榮、盧昌慧等同學(xué)的幫助，在此表示衷心的感謝。

ANTTI K, HILPPA G, HARRI S, et al. 2010. Impacts of climate change on the risk of snow-induced forest damage in Finland [J]. Climatic change, 99(1): 193-209.

FORAN C M, BAKER K M, NARCISI M J, et al. 2015. Susceptibility assessment of urban tree species in Cambridge, MA, from future climatic extremes [J]. Environment Systems and Decisions, 35(3):389-400.

GARDINER B, BYRNE K, HALE S, et al. 2008. A review of mechanistic modelling of wind damage risk to forests [J]. Forestry, 81(3): 447-463.HOPKIN A, WILLIAMS T, SAJAM R, et al. 2003. Ice storm damage to eastern Ontario forests: 1998—2001 [J]. Forestry Chronicle, 79(1):47-53.

IRLAND L C. 2000. Ice storms and forest impacts [J]. The Science of the Total Environment, 262(3): 231-242.

KANE B, FINN J T. 2014. Factors affecting branch failures in open-grown trees during a snowstorm in Massachusetts, USA [J]. Springerplus,3(1): 1-10.

MUHAMMAD T R, TAREK R. 2015. Urban tree damage estimation using airborne laser scanner data and geographic information systems: An example from 2007 Oklahoma ice storm [J]. Urban Forestry & Urban Greening, 14(3): 562-572.

NOCK A C, LECIGNE B, TAUGAOURDEAN O, et al. 2016. Linking ice accretion and crown structure:towards a model of the the effect of freezing rain on tree canopies [J]. Annals of Botany, 117(7):1163-1173.

PETERSON C J. 2000. Damage and recovery of tree species after two different tornadoes in the same old growth forest: a comparison of infrequent wind disturbances [J]. Forest Ecology and Management,135(1-3): 237-252.

PRETZSCH H. 2009. Forest dynamics, growth and yield: from measurement to model [M]. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.

PRIEBE J E, MATTHEW D P, ELIZABETH C C. 2018. Species, tree size,and overstory environment affect likelihood of ice storm damage to understory trees in a mature Douglas-fir forest [J]. Forest Ecology and Management, 409: 777-788.

PROULX O J, GREENE D F. 2001. The relationship between ice thickness and northern hardwood tree damage during ice storms [J]. Canadian Journal of Forest Research, 31(10): 1758-1767.

THOMAS A N, DEJAN F, DUSAN R, et al. 2016. Patterns and drivers of ice storm damage in temperate forests of Central Europe [J]. European Journal of Forest Research, 135(3): 519-530.

XU J X, XUE L, SU Z Y. 2016. Impacts of Forest Gaps on Soil Properties After a Severe Ice Storm in a Cunninghamia lanceolata Stand [J].Pedosphere, 26(3): 408-416.

DOBBERTIN M. 2002. Influence of stand structure and site factors on wind damage comparing the storms Vivian and Lothar [J]. Forest Snow Landscape Research, 77(1): 187-204.

阿的魯驥, 字洪標(biāo), 劉敏, 等. 2017. 高寒草甸地下根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)對(duì)積雪變化的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 37(20): 6773-6784.

陳永輝, 張曉麗, 劉會(huì)玲, 等. 2017. 甘肅大野口青海云杉距離加權(quán)大小比競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)研究[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 39(2): 40-48.

董玥, 丁國(guó)棟, 趙媛媛, 等. 2014. 極端降雪事件對(duì)北京市城市綠化樹種的損害特征[J]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 32(2): 134-142.

郭淑紅, 薛立. 2012 . 冰雪災(zāi)害對(duì)森林的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 32(16):5242-5253.

何俊, 趙秀海, 張春雨, 等. 2011. 九連山自然保護(hù)區(qū)常綠闊葉林冰雪災(zāi)害研究[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 17(2): 180-185.

何茜, 李吉躍, 陳曉陽(yáng), 等. 2010. 2008年初特大冰雪災(zāi)害對(duì)粵北地區(qū)杉木人工林樹木損害的類型及程度[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 34(2):195-203.

黃川騰, 莊雪影, 李榮喜, 等. 2012. 冰災(zāi)后南嶺五指山森林樹種的受損與早期恢復(fù)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 31(6): 1390-1396.

黃媛媛, 黃成林. 2011. 合肥市園林樹種抗初冬雪壓特性的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 38(2): 202-207.

李博文, 董蕾, 葉萬(wàn)輝, 等. 2012. 粵北天井山國(guó)家森林公園三種林木在 2008年特大冰雪災(zāi)害后的恢復(fù)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 21(6):1009-1115.

李海英, 張杰. 2010. 暴雪對(duì)鄭州市園林樹木損害情況調(diào)查研究[J]. 北方園藝, (16): 117-119.

李淑娟, 李汝娟, 王景紅. 2005. 2002年西安地區(qū)常綠園林植物凍害分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 20(2): 147-151.

李笑寒, 黃力, 楊圣賀, 等. 2017. 縉云山常綠闊葉林雪災(zāi)受損特征及影響因素[J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 30(5): 735-742.

李秀芬, 朱教君, 王慶禮, 等. 2005. 森林的風(fēng)/雪災(zāi)害研究綜述[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 25(1): 148-157.

羅貴斌, 張建軍. 2016. 修剪方式對(duì)廣玉蘭大樹移植成活率及生長(zhǎng)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 25(6): 875-881.

曼興興, 米湘成, 馬克平. 2011. 雪災(zāi)對(duì)古田山常綠闊葉林群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 生物多樣性, 19(2): 197-205.

潘百紅, 劉克旺, 曹鐵如. 2008. 冰雪災(zāi)害對(duì)株洲市常綠木本園林植物的影響[J]. 林業(yè)科學(xué), 44(11): 87-90.

湯景明, 宋叢文, 戴均華, 等. 2008. 湖北省主要造林樹種冰雪災(zāi)害調(diào)查[J]. 林業(yè)科學(xué), 44(11): 2-10.

王賀, 蔡體久, 滿秀玲, 等. 2012. 小興安嶺不同類型人工林林內(nèi)積雪特征[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 26(6): 263-267, 273.

王旋, 曹幫華, 毛培利, 等. 2017. 雪災(zāi)對(duì)魯南地區(qū)側(cè)柏林的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 36(6): 1509-1514.

閻恩榮, 仲?gòu)?qiáng), 周武, 等. 2010. 浙江天童雨雪冰凍災(zāi)后林木機(jī)械受損與相關(guān)功能性狀的關(guān)聯(lián)[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 27(3): 360-366.

張衡鋒, 湯庚國(guó), 韋慶翠, 等. 2008. 雪災(zāi)對(duì)南京林業(yè)大學(xué)樹木園內(nèi)5樹種破壞情況的調(diào)查[J]. 江蘇林業(yè)科技, 35(3): 36-37.

張建國(guó), 段愛國(guó), 童書振, 等. 2008. 冰凍雪壓對(duì)杉木人工林近成熟林分危害調(diào)查[J]. 林業(yè)科學(xué), 44(11): 18-22.

張雨曲, 胡東, 杜鵬志. 2009. 淮南市植物區(qū)系特征與大通煤礦廢棄礦區(qū)植被狀況的比較分析[J]. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 30(5):47-53.

周敏功. 1997. 100種園林樹木凍害情況的調(diào)查分析[J]. 中國(guó)園林, 13(4):42-43.

朱宇, 劉兆剛, 金光澤. 2013. 大興安嶺天然落葉松林單木健康評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 24(5): 1320-1328.