合肥城市顯著樹樹種結(jié)構(gòu)、多樣性和空間分布格局

王嘉楠 童伶俐 張恒

收稿日期：2021-04-17

*基金項目：中央財政林業(yè)科技項目“毛竹筍材兩用林生態(tài)高效經(jīng)營利用研究及示范推廣”（皖[2018]TG02號）;安徽省

林業(yè)科技創(chuàng)新研究項目“城市森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升關(guān)鍵技術(shù)研究”（AHLYCX-2019-01）

第一作者：王嘉楠（1975- ），男，博士，教授，研究方向為城市林業(yè)與園林規(guī)劃。E-mail：wjn@ahau.edu.cn

摘要：為進(jìn)一步挖掘城市樹木的生態(tài)潛力，提高城市環(huán)境下樹種的多樣性，促進(jìn)城市樹木的可持續(xù)發(fā)展，文章根據(jù)城市顯著樹評價標(biāo)準(zhǔn)，在對合肥市一環(huán)主城區(qū)、瑤海區(qū)和政務(wù)區(qū)內(nèi)分布的顯著樹進(jìn)行實地認(rèn)定的基礎(chǔ)上，就合肥城市顯著樹的樹種結(jié)構(gòu)、多樣性和空間分布規(guī)律作進(jìn)一步的分析。結(jié)果表明：1）3區(qū)共認(rèn)定顯著樹528株，隸屬27科36屬40種，其中，定性指標(biāo)評定23株，定量指標(biāo)評定505株;數(shù)量分布上，瑤海區(qū)>一環(huán)主城區(qū)>政務(wù)區(qū);樹種相對豐度排名前4依次為二球懸鈴木、香樟、銀杏和雪松。2）顯著樹樹齡結(jié)構(gòu)上以20～40年居多，百年以上僅22株;常綠與落葉樹種種類比為1∶3，株數(shù)比為149∶379;鄉(xiāng)土樹種共23種，占比57.50%。3）區(qū)域分布上，瑤海區(qū)顯著樹平均樹高與冠幅面積最大，一環(huán)主城區(qū)平均胸徑、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)最高，政務(wù)區(qū)物種均勻度指數(shù)最高。4）不同立地類型中，城市道路、居住用地和公園的顯著樹分布最多，機(jī)關(guān)團(tuán)體、學(xué)校、公共設(shè)施用地、風(fēng)景名勝和宗教用地顯著樹數(shù)量占比僅11.74%。

關(guān)鍵詞：城市森林，顯著樹，樹種多樣性，空間分布，合肥市

DOI： 10.12169/zgcsly.2021.04.17.0001

Structure， Diversity and Spatial Distribution Pattern of

Significant Tree Species in Hefei City

Wang Jianan1 Tong Lingli2 Zhang Heng1

（1.College of Forestry and Landscape Architecture， Anhui Agricultural University，

Hefei 230036， China;

2.Anhui Construction Engineering Technician College， Hefei 230036， China）

Abstract：In order to further tap the ecological potential of urban trees， improve the diversity of tree species in urban environment， and promote the sustainable development of urban trees， this paper further analyzes the structure， diversity and spatial distribution law of the prominent tree species in Hefei city on the basis of on-the-spot identification of the prominent trees distributed in the main city， Yaohai district and government district of Hefei City according to the evaluation criteria of urban prominent tree species. The results show that： 1） 528 significant trees are identified in the three districts， belonging to 40 species， 36 genera and 27 families， with 23 trees evaluated by qualitative index and 505 trees by quantitative index. In quantity distribution， the number of significant trees in the three districts is ranked as Yaohai District > First Ring Road City > Government Affairs District. The top four tree species in relative abundance are ?Platanus acerifolia ， ?Cinnamomum camphora ， ?Ginkgo biloba ?and Cedar. 2） In terms of the tree age structure， most trees are 20～40 year old， and only 22 trees are over 100 years old; The ratio of evergreen to deciduous tree species is 1： 3， and the ratio of plant to tree is about 7： 18; There are 23 native tree species accounting for 57.50%， but only 171 trees. 3） In terms of area distribution， the average tree height and crown area in Yaohai District are the largest， the average DBH， Shannon-Wiener index and Simpson index in the first-ring city area are the highest， and the species evenness index in Government District is the highest. 4） In terms of site types， most significant trees are distributed in urban streets， residential areas and parks， and only 11.74% of them are distributed in government organizations， schools， public facilities， scenic spots and religious land.

Keywords： urban forest， significant tree， tree species diversity， spatial distribution， Hefei City

顯著樹是指城市中體量大、樹型優(yōu)美、位置重要、種類珍稀，視覺上十分醒目、突出，備受公眾關(guān)注、喜愛，或具有較高歷史文化內(nèi)涵和美學(xué)價值的樹木[1]。21世紀(jì)以來，城市在發(fā)展過程中對生態(tài)綠色的訴求不斷增加，樹木成為城市綠色生態(tài)的象征。世界諸多地區(qū)包括北美、歐洲、中國，其城市相關(guān)管理者和決策者在制定城市發(fā)展規(guī)劃時也逐漸重視城市綠化生態(tài)建設(shè)，實施了一系列大規(guī)模的綠化建設(shè)措施。然而城市對樹木來說并非是友好的環(huán)境，多數(shù)樹木在城市背景下不能充分發(fā)揮自身的生物學(xué)潛能[2-5]，其景觀、生態(tài)效益有待挖掘和提高。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為城市環(huán)境中珍稀或顯著樹木的保護(hù)和管理應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)，以最大限度地發(fā)揮其景觀生態(tài)價值。有關(guān)城市樹木研究也涉及保護(hù)策略[6-8]、區(qū)系組成變化、生長機(jī)理[9-12]、古樹及珍稀樹木[13-16]等多個方面，但對樹木個體形成過程、歷史原因、樹種及生態(tài)因素的制約肌理，在城市不同地區(qū)、不同生境條件下樹木生長特點和預(yù)期效益的系統(tǒng)研究均較為缺乏。對顯著樹數(shù)量和質(zhì)量的調(diào)查可直接衡量區(qū)域內(nèi)其綠地生態(tài)和樹木總體狀況，其空間分布則從側(cè)面反映城市不同區(qū)域的生態(tài)水平，對其深入研究不僅能為城市園林樹種選擇、管理保護(hù)與評價提供重要依據(jù)，也將有利于維護(hù)城市地帶性植被風(fēng)貌、提高城市綠地質(zhì)量。本文在前期團(tuán)隊對城市顯著樹概念提出、評價指標(biāo)體系構(gòu)建、合肥市一環(huán)主城區(qū)顯著樹認(rèn)定的基礎(chǔ)上[1]，對研究范圍進(jìn)行了擴(kuò)展，進(jìn)一步補(bǔ)充認(rèn)定合肥瑤海區(qū)和政務(wù)區(qū)內(nèi)的顯著樹，并對顯著樹樹種結(jié)構(gòu)、多樣性和空間分布規(guī)律進(jìn)行了分析，以期提高對城市樹木的保護(hù)管理和科學(xué)養(yǎng)護(hù)，進(jìn)一步發(fā)掘城市樹木所具有的生長潛力。

1 研究區(qū)域概況

合肥市地處江淮丘陵，介于北緯31°38′～31°58′，東經(jīng)117°11′～117°22′。境內(nèi)主要地貌以丘陵崗地為主，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，亞熱帶常綠闊葉林植被帶，四季相對分明。年均降水量約1 000 mm，年日照約2 000 h，年均氣溫15.7 ℃，年均無霜期228 d，平均相對濕度為77%。主要植被類型為常綠林與落葉林組成的針闊葉混交林。

本研究范圍涉及合肥市一環(huán)主城區(qū)、瑤海區(qū)、政務(wù)區(qū)，其中一環(huán)主城區(qū)為市一環(huán)路以內(nèi)的區(qū)域，調(diào)查面積為16 km2;該區(qū)域綠地格局以建立在合肥老城的舊城墻基礎(chǔ)上，約137.6 hm2的城市環(huán)城公園為核心，具有良好的生態(tài)本底，生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，自然化程度高?，幒^(qū)則與一環(huán)主城區(qū)相鄰，位于其東部，面積64.4 km2，是工業(yè)主導(dǎo)的城市功能區(qū)，該區(qū)抽樣調(diào)查樣地為長淮、勝利路、三里街、銅陵路和明光路5個街道，調(diào)查區(qū)域面積共12.83 km2。政務(wù)區(qū)則位于主城區(qū)西南，調(diào)查面積為12.67km2，作為合肥政治經(jīng)濟(jì)中心和商業(yè)文化中心，其綠化建設(shè)規(guī)模及指標(biāo)居合肥市各區(qū)之首。研究區(qū)域顯著樹實地調(diào)查時間根據(jù)區(qū)域分布有所不同，一環(huán)主城區(qū)調(diào)查時間為2016年4月—2017年3月，瑤海區(qū)、政務(wù)區(qū)為2017年9月—2020年3月。

2 研究方法

2.1 顯著樹認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)團(tuán)隊前期針對城市顯著樹構(gòu)建的評價指標(biāo)體系[1]，對研究區(qū)域內(nèi)待評價城市樹木進(jìn)行6個定性指標(biāo)和12個定量指標(biāo)的評價，其中6個定性指標(biāo)為B1歷史見證（C1歷史見證、C2歷史標(biāo)識、C3歷史文化）、B2社會文化（C4紀(jì)念意義、C5典故、C6鄉(xiāng)愁）;12個定量指標(biāo)為B3樹齡及活力（C7樹齡、C8生長情況、C9病蟲害狀況）、B4體量（C10胸徑、C11樹高、C12冠幅）、B5樹種（C13珍稀度、C14種質(zhì)資源情況）、B6立地位置（C15視覺貢獻(xiàn)、C16立地位置）、B7美學(xué)價值（C17樹形美、C18色彩美）。符合定性指標(biāo)條件即可認(rèn)定為顯著樹，定量指標(biāo)則按照各項標(biāo)準(zhǔn)條件賦予分值1～5分，待評樹木定量指標(biāo)綜合評分累計30分及以上，即可被認(rèn)定為顯著樹。

2.2 顯著樹調(diào)查方法

參照研究團(tuán)隊對顯著樹的定義，以實地調(diào)查為主，對研究區(qū)域公園、街道、居住區(qū)、機(jī)關(guān)學(xué)校等場所存在的樹木進(jìn)行勘察觀測，初步篩選出3區(qū)范圍內(nèi)潛在的可能作為顯著樹的樹木。結(jié)合樹木立地環(huán)境、樹木生長勢態(tài)，依照城市顯著樹定性、定量評價指標(biāo)體系，對樹木的各類指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行實測，記錄種名、高度、水平枝葉冠幅、立木直徑、樹齡、潛在文化價值屬性等數(shù)據(jù)，同時定位坐標(biāo)，拍照記錄樹木生長狀況，建立城市潛在顯著樹樣本庫。

2.2.1 定性指標(biāo)調(diào)查

定性指標(biāo)調(diào)查是對城市樹木潛在文化價值的考量，以實地考察與文獻(xiàn)資料查閱為手段，結(jié)合居民評價，聯(lián)系樹木生長背景與立地環(huán)境，挖掘城市樹木所具有的歷史文化價值、城市印象和鄉(xiāng)愁情節(jié)。

2.2.2 定量指標(biāo)調(diào)查

1） 樹種、樹齡、生長情況以及景觀美學(xué)價值調(diào)查。根據(jù)調(diào)查者所具有的專業(yè)知識識別樹種，對于不確定的樹種，采集其枝葉果樣本后對照書籍或問詢專家進(jìn)行鑒定;樹齡調(diào)查主要采用訪談估測、文獻(xiàn)追蹤和實地勘測進(jìn)行估算;生長情況以及景觀美學(xué)參照定量指標(biāo)進(jìn)行主觀打分。

2） 樹木胸徑、冠幅、樹高等體量指標(biāo)調(diào)查。以樹干高于地面1.3 m處為測量點，利用皮尺測量樹干最大胸徑與最小胸徑值，再以平均值作為樹木的平均胸徑;同時用卷尺依照樹木生長態(tài)勢，測量樹木枝葉生長邊緣最長寬度與最短寬度，取平均值作為樹木的平均冠幅;利用布魯萊斯測高器，根據(jù)樹木立地環(huán)境選擇合適的間距測量樹高，同時以樹木周邊易觀測構(gòu)筑物作為參照進(jìn)行輔測。

2.3 相關(guān)指標(biāo)計算方法

采用常用的物種多樣性分析方法對各區(qū)域顯著樹分布特征進(jìn)行分析，計算豐富度指數(shù)（S）和Pielou均勻度指數(shù)（J），用于反映不同區(qū)域城市顯著樹物種上與分布程度上的差異;以Simpson指數(shù)（D）和Shannon-Wiener指數(shù)（H）作為綜合反映或分析各區(qū)域物種多樣性的指標(biāo);計算相對豐度（物種中樹木的數(shù)量/研究區(qū)域中樹木的總數(shù)）分析合肥顯著樹樹種特征。

3 結(jié)果與分析

3.1 城市顯著樹的評定、得分及分布

本次對瑤海區(qū)與政務(wù)區(qū)的顯著樹評定，初選確認(rèn)提名的城市顯著樹共859株，參照評價指標(biāo)體系認(rèn)定的顯著樹有416株，結(jié)合學(xué)科團(tuán)隊之前對一環(huán)主城區(qū)的112株顯著樹認(rèn)定，對合肥一環(huán)主城區(qū)、瑤海、政務(wù)3區(qū)共確認(rèn)顯著樹528株。在確認(rèn)的顯著樹中，以定性指標(biāo)認(rèn)定23株，占比4.36%;定量指標(biāo)認(rèn)定505株，占比95.64%;按得分值分布，得分在30～35分的共421株，占比79.73%， 36～40分的共70株，占比13.26%，41～45分的僅14株，占比2.65%，顯著樹數(shù)量與得分值分布呈金字塔型逐級遞減（表1）。

區(qū)域分布上，一環(huán)主城區(qū)評定城市顯著樹112株（其中以定性指標(biāo)認(rèn)定21株），瑤海區(qū)347株（其中以定性指標(biāo)認(rèn)定2株），政務(wù)區(qū)69株。結(jié)合城區(qū)建設(shè)發(fā)展的歷史看，一環(huán)主城區(qū)與瑤海區(qū)開發(fā)建設(shè)年代較早，是合肥市典型的老城區(qū)，因而具有歷史見證、社會文化的顯著樹數(shù)量明顯高于政務(wù)區(qū)。在定量評定的顯著樹分布上，主城區(qū)位于合肥市中心地帶，更新發(fā)展迭代快，建筑人口相對密集，除古樹名木得到了一定的保護(hù)外，其他樹木還面臨更新改造、所處棲息地資源利用緊張的問題，導(dǎo)致樹木生長空間受到一定的限制，因此能達(dá)到預(yù)期生長量的顯著樹木在數(shù)量上遠(yuǎn)少于瑤海區(qū)。

3.2 城市顯著樹樹種組成、相對豐度及結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 城市顯著樹樹種組成及相對豐度

3區(qū)認(rèn)定顯著樹528株隸屬27科36屬40種，按照樹種相對豐度值排名前4的依次為二球懸鈴木（ Platanus acerifolia ）（26.52%）、香樟（ Cinnamomum camphora ）（14.02%）、銀杏（ Ginkgo biloba ）（5.68%）和雪松（ Cedrus deodara ）（5.49%）（圖1）。在早期合肥城市園林綠化建設(shè)中，為了滿足短時間形成良好景觀效果的要求，大量應(yīng)用二球懸鈴木和香樟作為行道樹與休閑綠地中的遮蔭樹種。實踐也證明了二球懸鈴木和香樟相比其他樹種更具有長期忍受棲息地不利環(huán)境因素、耐污染且活力強(qiáng)的優(yōu)勢。

不同城區(qū)中顯著樹樹種構(gòu)成與相對豐度皆有差異。根據(jù)合肥城市的發(fā)展，主城區(qū)和瑤海區(qū)的樹木主要起源于20世紀(jì)50—60年代的道路綠化和70—80年代的植樹造林活動，而政務(wù)區(qū)樹木則多起源于2000年左右的城市園林綠化建設(shè)，從而導(dǎo)致在顯著樹樹種上有所差別。

3.2.2 年齡組成、生活型及鄉(xiāng)土性結(jié)構(gòu)特征

3區(qū)評定的顯著樹年齡組成上超過半數(shù)在20～40年，樹齡達(dá)到100年以上的共有22株。主城區(qū)因歷史悠久，實際調(diào)查和頒令保護(hù)的古樹名木數(shù)量最多，因而顯著樹總體樹齡在3區(qū)中最高，樹齡分布也最為均勻。生活型上，合肥城市顯著樹中常綠樹種有10種、共149株，落葉樹種30種、共379株，常綠與落葉樹種比為1∶3，株數(shù)比約為2∶5。此外，常綠闊葉樹種有6種、共109株，常綠針葉樹種4種、共40株;落葉闊葉樹種有28種、共355株，占比超過2/3;落葉針葉樹種有2種、共24株。3區(qū)顯著樹生活型特征也是落葉樹種占比遠(yuǎn)高于常綠樹種，闊葉樹種占比遠(yuǎn)高于針葉樹種。鄉(xiāng)土性結(jié)構(gòu)特征上，合肥城市顯著樹中鄉(xiāng)土樹種23種，占比超過一半，但株數(shù)僅有171株，占比不足1/3（32.39%）;區(qū)域上除政務(wù)區(qū)外，鄉(xiāng)土樹種占比均高于非鄉(xiāng)土樹種，但株數(shù)上除一環(huán)主城區(qū)外皆是非鄉(xiāng)土樹種占據(jù)絕對優(yōu)勢（表2）。

3.3 城市顯著樹樹高、胸徑、冠幅面積、多樣性及立地位置特征

3.3.1 城市顯著樹樹高、胸徑、冠幅面積特征

經(jīng)統(tǒng)計分析，合肥城市顯著樹平均樹高為12.68 m，平均胸徑0.44 m，冠幅總面積59 100.14 m2。區(qū)域分布上，瑤海區(qū)平均樹高最大，為12.84 m，基于顯著樹數(shù)量優(yōu)勢，冠幅總面積最大，為36 278.31 m2;主城區(qū)顯著樹樹齡優(yōu)勢明顯以至平均胸徑達(dá)到0.58 m，顯著高于其他區(qū)域;政務(wù)區(qū)則受發(fā)展時間影響，樹高、胸徑、冠幅均明顯低于其他2區(qū)。

3.3.2 區(qū)域顯著樹多樣性特征

通過多樣性指標(biāo)計算分析可知，合肥市主城區(qū)城市發(fā)展歷史悠久、綠化建設(shè)起步早，其物種多樣性指數(shù)，即Shannon-Wiener和Simpson指數(shù)指標(biāo)在3個城區(qū)中均為最高，分別為2.77和0.93;政務(wù)區(qū)是合肥市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，屬于后期建設(shè)規(guī)劃區(qū)，在區(qū)域發(fā)展規(guī)劃上更具科學(xué)性和現(xiàn)代化氣息，其園林綠化建設(shè)過程中對植物尤其是喬木樹種的運(yùn)用更注重樹木多樣性與全面性，就其Shannon-Wiener和Simpson指數(shù)指標(biāo)值而言僅次于主城區(qū)，為2.54和0.92，而在物種均勻度指數(shù)指標(biāo)上為0.90，高于主城區(qū)的0.88;瑤海區(qū)作為合肥市老工業(yè)區(qū)，Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和物種均勻度指數(shù)均為最低，分別為2.32，0.82和0.69（表3）。

3.3.3 城市顯著樹立地位置分布特征

從評定的顯著樹生長環(huán)境及位置來看，合肥城市道路、居住區(qū)、公園用地類型上顯著樹分布數(shù)量最多，分別有188株、187株、91株，3類用地類型中顯著樹占比高達(dá)88.26%;其他用地類型如機(jī)關(guān)團(tuán)體、學(xué)校、公共設(shè)施用地、風(fēng)景名勝、宗教用地中顯著樹數(shù)量僅占調(diào)查總比的11.74%。從各區(qū)域來看，3區(qū)顯著樹立地位置與各自城區(qū)發(fā)展、綠地結(jié)構(gòu)布局密切相關(guān)：一環(huán)主城區(qū)綠地格局以環(huán)城公園為中心向外輻射，顯著樹分布數(shù)量最多的立地類型也是公園用地，其顯著樹數(shù)量占區(qū)域內(nèi)顯著樹總數(shù)的63.39%，其次為居住區(qū)和學(xué)校用地，占比為11.61%和8.04%;瑤海區(qū)道路及居住區(qū)在城市發(fā)展建設(shè)中變動幅度較小，顯著樹保存的數(shù)量也主要集中在此類用地類型，道路用地中顯著樹數(shù)量47.26%，居住用地39.19%;政務(wù)區(qū)內(nèi)居住、道路和公園用地類型中城市顯著樹分布數(shù)量最多，3種類型用地的顯著樹數(shù)量占區(qū)域內(nèi)總數(shù)的91.30%（表4）。

4 結(jié)論

團(tuán)隊前期研究區(qū)域僅限于合肥一環(huán)主城區(qū)，本文應(yīng)用評價指標(biāo)補(bǔ)充瑤海區(qū)5個街道和政務(wù)區(qū)全域的顯著樹認(rèn)定，擴(kuò)大研究范圍，并通過對比分析合肥各區(qū)域城市顯著樹樹種結(jié)構(gòu)、多樣性及空間分布規(guī)律，以期在城市環(huán)境下為城市樹木營建更為有利的生長環(huán)境，激發(fā)城市樹木的生物學(xué)潛能，進(jìn)而更有效地提高城市樹木的生態(tài)效益。本研究的主要結(jié)論如下：

1） 在城市顯著樹評定中，歷史見證、社會文化等定性指標(biāo)評價的顯著樹僅23株，遠(yuǎn)少于定量評價的505株。城市樹木的文化價值仍待進(jìn)一步挖掘，城市綠化建設(shè)發(fā)展應(yīng)注重城市樹木文化的保護(hù)和培養(yǎng)。

2） 城市顯著樹的數(shù)量分布與城區(qū)建設(shè)歷史和更新發(fā)展有著密切聯(lián)系，一環(huán)主城區(qū)與瑤海區(qū)明顯高于政務(wù)區(qū)，二球懸鈴木、香樟、銀杏、雪松等樹種具有明顯優(yōu)勢;此外，顯著樹種多為落葉闊葉樹種，兼具常綠闊葉、針葉，落葉針葉樹種，符合區(qū)域地帶性植被特征;城市早期綠化建設(shè)選用的外來速生、適應(yīng)性樹種經(jīng)過生長發(fā)展，在城市顯著樹中的數(shù)量占比超過鄉(xiāng)土樹種，因而更具優(yōu)勢。

3） 顯著樹立地類型分布盡管在各區(qū)域因規(guī)劃建設(shè)發(fā)展差異有所不同，但其分布主要集中在城市道路、居住區(qū)、公園3種用地類型上。今后可以對不同用地類型下顯著樹生長與其生物學(xué)特征之間的聯(lián)系進(jìn)行研究，進(jìn)而因地制宜地制定顯著樹保護(hù)政策。

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