貴陽市主要綠化樹種功能評價

楊靜怡 張政文 吳峰

摘要：城市樹木為城市居民提供了多種多樣的服務(wù)功能，但不同樹種不同類型的功能是有差異的，因此需要建立評價體系以評估不同綠化樹種功能的表現(xiàn)等級。建立了一個包含降溫遮陰、滯塵、觀賞性能和適應(yīng)性的城市綠化樹種功能綜合評價指標(biāo)體系，并以貴陽市為例，利用該評價體系計算了貴陽市59種主要綠化樹種的功能表現(xiàn)得分。結(jié)果顯示，柏木（Cupressus funebris）、柳杉（Cryptomeria fortunei）和馬尾松（Pinus massoniana）的綜合功能表現(xiàn)得分較高，滇鼠刺（Itea yunnanensis）、紫荊（Cercis chinensis）和櫻桃（Cerasus pseudocerasus）的綜合功能得分較低。建議根據(jù)不同綠地類型的功能選擇適宜的綠化樹種，可將不同功能表現(xiàn)等級的樹種進(jìn)行搭配，以實現(xiàn)綠化樹種在功能上的互補(bǔ)。

關(guān)鍵詞：綠化樹種;功能表現(xiàn);評價指標(biāo);貴陽市

中圖分類號： TU985.12+7 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）03-0156-06

當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷得到提高，但人居環(huán)境質(zhì)量卻在不斷下降[1]。全球氣候變化、空氣污染等環(huán)境問題成為了諸多城市病發(fā)病率不斷上升的主要誘因[2]。人們在物質(zhì)生活水平提高的同時，也更多地將注意力集中到如何提高人居環(huán)境質(zhì)量上。眾所周知，城市森林在改善城市環(huán)境的進(jìn)程中扮演著重要角色，比如城市森林可以減少地表徑流[3]，緩解城市熱島強(qiáng)度[4]，吸收二氧化碳[5]，減少空氣污染[6]等。

園林樹木由于其生物量高、生命周期長、生態(tài)效益顯著等特點，成為了城市綠化的主體[7]。但是，在城市這樣一個特殊的環(huán)境中，如何讓樹木在適應(yīng)城市環(huán)境的同時還能充分發(fā)揮各種功能，達(dá)到美化和凈化城市環(huán)境、提高城市居民身心健康水平的目的，綠化樹種的選擇是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)[8]。要想建立一個穩(wěn)定的、高效的、持續(xù)發(fā)展的城市森林生態(tài)系統(tǒng)，必須要根據(jù)樹種的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合其生態(tài)功能進(jìn)行科學(xué)的樹種選擇。

不同樹種由于形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點的不同，在功能上的表現(xiàn)也不盡相同[9]。例如，植物的蒸騰作用能夠?qū)Τ鞘协h(huán)境起到降溫增濕的作用[10]。植物的蒸騰作用主要是葉片表面的水分散發(fā)到空氣中，因此植物葉片的一些特征，如葉片大小、葉量多少以及植物生長速率等都會影響其降溫增濕功能[11-13]。不同樹種樹冠的形態(tài)和密度直接影響其遮陰面積和對太陽輻射的過濾量。樹冠對輻射的攔截量取決于林木的樹枝密度、分枝量和葉片蓋度，這些因素同時也會影響林木樹型和茂密程度的總體特征[14]。目前較多的研究都比較關(guān)注對綠化樹種滯塵功能的表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，葉片結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、表面較粗糙、有黏性、具有絨毛結(jié)構(gòu)的樹種截獲PM的效率較高[15]。常綠針葉樹種因為針葉樹枝莖復(fù)雜且全年有葉，其滯塵能力強(qiáng)于闊葉樹種[16]。同時，綠化樹種在城市這樣一種特殊的環(huán)境中，必須要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?、瘠薄土壤和具有一定的抗旱能力，這樣才能更加高效地發(fā)揮其功能效益。

因此，要對不同樹種的生態(tài)功能及其適應(yīng)性進(jìn)行綜合的量化評價，必須建立一個綜合、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)評價模型。評價研究必須要建立指標(biāo)體系，指標(biāo)體系有3個特點：一是可以簡化復(fù)雜的信息，二是可以將信息量化，三是便于建立使用者與信息之間的交流。所以，構(gòu)建指標(biāo)體系是對科學(xué)精確性與信息簡潔性要求之間的協(xié)調(diào)。

目前國內(nèi)外對城市綠地生態(tài)功能評價標(biāo)準(zhǔn)的研究很多[17-20]，但缺乏單木尺度，也就是基于不同樹種的形態(tài)特征與功能之間的關(guān)系研究。而且，過去對城市森林功能和價值的研究多數(shù)是針對某一個特定區(qū)域的，研究結(jié)果不能在更大的范圍進(jìn)行推廣。本研究在單木尺度上建立城市綠化樹種功能和適應(yīng)性的綜合評價指標(biāo)體系，并以森林城市貴州省貴陽市為例，對貴陽市主要綠化樹種的4種功能進(jìn)行評分劃級，研究結(jié)果不僅能夠為貴陽城市綠化樹種選擇提供科學(xué)依據(jù)，還能為今后貴陽市園林樹木的育種工作提供方向性的建議。除此之外，該研究所建立的評價指標(biāo)體系還可以在其他省（市、區(qū)）進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)調(diào)查

查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，匯集影響林木生態(tài)效益、觀賞性和對城市環(huán)境的適應(yīng)性的形態(tài)和生長指標(biāo)。通過專家咨詢，從降溫遮陰、滯塵、觀賞性能和適應(yīng)性能4個方面選擇18個綠化樹種評價指標(biāo)并確定分級標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

1.2 城市綠化樹種綜合評價指標(biāo)體系模型構(gòu)建

采用層次分析法自上而下逐層分解，把城市綠化樹種綜合評價指標(biāo)體系分為3個層次。第1層為目標(biāo)層，即城市綠化樹種綜合評價的總體目標(biāo)（A）。第2層為準(zhǔn)則層，評價城市綠化樹種降溫遮陰（B1）、滯塵（B2）、觀賞性能（B3）和適應(yīng)性能（B4）的4個方面。第3層為指標(biāo)層，即針對綠化樹種4個方面的具體的18項評價指標(biāo)：冠幅（C1）、樹高（C2）、樹冠致密程度（C3）、葉片大?。–4）、葉量（C5）、生長速度（C6）、樹種類型（C7）、葉片復(fù)雜程度（C8）、葉片大?。–9）、葉面粗糙程度（C10）、樹型（C11）、冠型（C12）、花果（C13）、色彩（C14）、氣候適應(yīng)性（C15）、土壤適應(yīng)性（C16）、干旱適應(yīng)性（C17）和病蟲害抗性（18）。在各級層次上，兩兩比較指標(biāo)間的相對重要性，在1～9之間進(jìn)行賦值。根據(jù)判斷結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣，計算出指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗，檢驗結(jié)果如表2所示。

1.3 貴陽市城市公園主要綠化樹種的功能評價

于2018年10月實地調(diào)查了貴陽市的12個城市公園：黔靈山公園、觀山湖公園、南郊公園、南埡山體公園、經(jīng)開區(qū)體育公園、仙人洞山體公園、文峰苑山體公園、南岳山山體公園、龍山公園、照壁山山體公園、檀香山公園和二層巖森林公園。在每個公園根據(jù)面積大小隨機(jī)布設(shè)4～8個20 m×20 m的樣方，調(diào)查樣方內(nèi)胸徑大于10 cm的樹種，并記錄樹種名稱、胸徑、樹高、冠幅、健康狀況等信息。根據(jù)調(diào)查的樹種特征利用表1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值，并根據(jù)所確定的指標(biāo)權(quán)重計算各樹種最終的功能得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 城市綠化樹種功能綜合評價指標(biāo)體系

利用層次分析法構(gòu)建的城市綠化樹種功能綜合評價指標(biāo)體系（表3）。

2.2 貴陽市主要綠化樹種調(diào)查結(jié)果

在貴陽市的12個公園總共測量了1 303株胸徑大于10 cm的林木單株，包含59個樹種。圖1顯示了這59個樹種的出現(xiàn)頻率。出現(xiàn)頻率排名前10的樹種是馬尾松（414株）、女貞（Ligustrum lucidum，204株）、滇鼠刺（89株）、燈臺樹（Bothrocaryum controversum，68株）、光皮樺（Betula luminifera，55株）、樸樹（Celtis sinensis，48株）、梧桐（Firmiana platanifolia，44株）、刺槐（Robinia pseudoacacia，40株）、國槐（Sophora japonica，28株）和柏木（21株）。

2.3 貴陽市主要綠化樹種功能綜合評價結(jié)果

貴陽市主要綠化樹種功能綜合評分結(jié)果如表4所示。柏木、柳杉、馬尾松和杉木（Cunninghamia lanceolata）等常綠針葉樹種的綜合評分較高。欒樹（Koelreuteria paniculata）、翅莢香槐（Cladrastis platycarpa）、皂莢（Gleditsia sinensis）和構(gòu)樹（Broussonetia papyrifera）等落葉闊葉樹種的綜合評分較高。從降溫遮陰的性能來看，榆樹（Ulmus pumila）、響葉楊（Populus adenopoda）、加楊（Populus×canadensis）、樸樹和楓香（Liquidambar formosana）的評分較高。而常綠針葉樹種的滯塵效果較好。山櫻花（Cerasus serrulata）、燈臺樹、冬青（Ilex chinensis）、金合歡（Acacia farnesiana）、枇杷（Eriobotrya japonica）、紅葉木姜子（Litsea rubescens）和紫荊的觀賞性能得分較高。其中，37種樹種的適應(yīng)性較強(qiáng)，得分均在70分以上。梓樹（Catalpa ovata）、喜樹（Camptotheca acuminata）、楸樹（Catalpa bungei）、香樟（Cinnamomum camphora）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、紫荊和櫻桃的適應(yīng)性較差。

3 結(jié)論與討論

本研究從單木尺度建立了一個包含綠化樹種的降溫遮陰、滯塵、觀賞性能和適應(yīng)性的評價指標(biāo)體系，并對貴陽市的59種綠化樹種的功能表現(xiàn)進(jìn)行了評價和分析。研究結(jié)果顯示，7種綠化樹種的綜合評分在70分以上，21種綠化樹種的綜合評分在60分以下，其余的31種綠化樹種綜合得分均在 60～70分之間。在具體的綠化樹種選擇中，應(yīng)根據(jù)不同綠地類型的功能選擇適宜的綠化樹種。例如，公路綠化應(yīng)選擇滯塵效果較好的樹種，如柏木、柳杉、欒樹等;人行道綠化可選擇降溫增濕和減小輻射能力較好的樹種，例如響葉楊、楓香和樸樹等;城市公園、小區(qū)和單位綠地等可以搭配不同生態(tài)功能表現(xiàn)等級的樹種，并兼具美觀性，在發(fā)揮生態(tài)功能的同時又能滿足居民視覺上的景觀需求。從季相變化的角度考慮，落葉樹種與常綠樹種相搭配，闊葉樹種與針葉樹種相搭配，既能做到功能上的互補(bǔ)，又能營造出四季變化的園林景觀。

目前，有諸多學(xué)者都建立過城市綠化樹種的評價指標(biāo)體系。例如何興元等構(gòu)建了一個包含17個指標(biāo)的城市森林樹種綜合評價指標(biāo)體系[21]，但該研究并未給出具體的評價實例，無法驗證其可行性。常亞敏等以北京為例，根據(jù)樹種形態(tài)特征評估了北京市常見綠化樹種阻滯吸附PM2.5的能力[22]，但并未對綠化樹種的其他生態(tài)功能進(jìn)行評價。解迪以沈陽為例，從城市森林樹種的生態(tài)功能及其抗性角度對沈陽市的常見綠化樹種進(jìn)行了綜合評價[23]，但其中的一些指標(biāo)操作不夠簡單易行。本研究從綠化樹種生態(tài)功能的角度，根據(jù)綠化樹木的形態(tài)和生長特點與其功能的關(guān)系，借鑒國內(nèi)外的研究成果，建立了一個易操作的城市綠化樹種功能綜合評價指標(biāo)體系，可為城市綠化提供一個快速、簡潔、實用的樹種選擇方案。

但該評價體系只是一種定性評價，樹種不同生態(tài)功能的指標(biāo)賦值是根據(jù)樹種的平均狀況給出的，未考慮具體的環(huán)境和人工管護(hù)措施。在將來的研究中，可再進(jìn)一步細(xì)化指標(biāo)。

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