“山竹”臺風對深圳前灣片區(qū)5個公園園林樹木的影響

朱炫熹?譚廣文?毛偉才

摘要：以深圳前灣片區(qū)5個公園中的50種園林樹木為調查研究對象，選取6個風害受損特征指標，采用層次分析法和模糊綜合評價法對園林樹木進行風災后抗風性的調研分析與評價。結果發(fā)現(xiàn)，園林樹木風害受損率與樹高、冠高、冠幅、根系狀況、抗彎強度和支撐條件均呈極顯著相關性，與順紋抗壓強度和病蟲害情況呈顯著相關性;新建項目中，抗風表型良好的園林樹木多為小喬木，而抗風表現(xiàn)較差的多為存在樹木“頭重腳輕”現(xiàn)象的樹木。最后，總結降低園林樹木臺風損害的對策和樹木配置優(yōu)化措施。

關鍵詞：園林樹木;抗風性;新移栽;公園;深圳前灣片區(qū)

中圖分類號：S688

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2022）03-0080-04

收稿日期：2021-10-05

修回日期：2022-01-07

Abstract：Taking 50 kinds of garden trees in 5 parks in Qianwan District of Shenzhen as the? research object， this paper selects 6 wind damage characteristic indicators， and uses analytic hierarchy process （AHP） and fuzzy comprehensive evaluation method to investigate and evaluate the wind resistance of garden trees after wind disaster. The results show that the wind damage rate of garden trees is significantly correlated with the tree height， crown height， crown width， root system， flexural strength and support conditions， and is significantly correlated with compressive strength along the grain and pest and disease conditions. In new projects， garden trees with good wind resistance phenotype are mostly small trees， while those with poor wind resistance are mostly trees with a "top-heavy" phenomenon. Finally， the paper summarizes the countermeasures to reduce the typhoon damage to garden trees and the optimization measures of tree allocation.

Key words： Garden trees; Wind resistance; Newly Transplanted; Park; Qianwan District， Shenzhen

華南地區(qū)受熱帶氣旋影響嚴重，臺風侵襲頻繁，濱海城市的園林植被常受到破壞，影響了城市景觀風貌，給城市經濟帶來難以預估的損失。2018年9月16日，超強臺風“山竹”（14～15級）襲擊深圳，造成深圳前海片區(qū)喬灌木倒伏與死亡約5 000株，直接綠化損失400多萬元[1]。

近幾年，深圳樹木抗風研究開展得如火如荼。目前較多的研究是根據樹木風害受損情況，進行樹木抗風能力內外影響因素的經驗推測[2～4]，而新移栽或新種植園林樹木的抗風能力，與其樹高等內在因素和支撐條件等外在因素之間的相關聯(lián)系的研究仍缺乏。

本文以前灣片區(qū)5個公園綠地中50種移栽齡僅2～3年的園林樹木為研究對象，通過對“山竹”風災后的調查統(tǒng)計，分析園林樹木的11個形態(tài)性狀指標、2個材質性狀指標和2個外部因素指標對其抗風能力的影響，并提出濱海地區(qū)公園綠地降低園林樹木臺風損害的對策和植物配置優(yōu)化措施，以期為易受臺風侵襲的濱海城市的園林綠化建設提供參考。

1 園林樹木風害受損情況

調查小組在2018年9月17—20日對前灣片區(qū)的前海石公園、紫荊園、前海門戶公園、前海運動公園和前海中央公園（圖1）中胸徑（D）不小于8 cm的園林樹木進行風害受損情況調查和拍照記錄。截至臺風發(fā)生時間，前灣片區(qū)公園中大多數園林樹木的移栽齡為2～3年，少部分的種植年限為5年以上。

本次調查記錄園林樹木共3 331株，隸屬于24科35屬50種（恩格勒分類系統(tǒng)）。據統(tǒng)計，受損園林樹木達2 919棵，總占比87.63%，受損情況包括主干斷裂、主干倒伏、主干傾斜、枝梢斷裂等;有12.37%的園林樹木基本沒有受到損害，數量占前三的為楊梅Morella rubra、金蒲桃Xanthostemon chrysanthus和柳葉榕Ficus binnendijkii。調研發(fā)現(xiàn)，園林樹木栽植位置多為公園中空曠綠地的迎風面，方圓百米無建筑遮擋，不同園林樹木所受到的風害程度不一。如散植在紫荊園中的120株紅花羊蹄甲Bauhinia × blakeana都發(fā)生了主干倒伏和傾斜，群植在前海中央公園斜坡上的21株南洋楹Falcataria falcata成片主干折斷和傾斜;部分園林樹木如假蘋婆Sterculia lanceolata、小葉欖仁Terminalia neotaliala和秋楓Bischofia javanica等則發(fā)生了枝干斷裂和風斜風倒，災后及時扶正和養(yǎng)護就可成活;少部分園林樹木如卵果欖仁Terminalia muelleri等僅出現(xiàn)了小規(guī)模枝梢折斷、樹木尾端輕微風斜的現(xiàn)象，災后修復成本較低。

2 園林樹木監(jiān)測指標與風害受損評價體系

2.1 指標監(jiān)測

采用每木調查法，結合文獻[4～7]與實際調查，選取相對穩(wěn)定且能反映樹木抗風能力的自身性狀和外部因素進行調查記錄（表1）;并按照主干斷裂、主干倒伏（含連根拔起）、主干傾斜（傾斜角度≥30°且<90°）、枝條折斷（枝條直徑≥2 cm）、葉片脫落（葉片掉落量≥30%）和基本無損害（樹木保持原狀）6個風害受損等級，記錄各園林樹木的受損情況。

2.2 風害受損評價模型建立

運用層次分析法（AHP法）確定園林樹木風害受損指標權重，根據各樹種指標間的層次關系，建立園林樹木風害受損評價模型。第一層目標層（A）為園林樹木受損評價，第二層準則層（B）為受損程度，第三層指標層（C）為6個風害損傷指標（表2）。

2.3 判斷矩陣構建與一致性檢驗

采用1-9互反標度法對6個指標進行兩兩比較，同層次指標的相對重要性程度結合行業(yè)專家意見得出。根據同層各指標間的相對重要性程度構建互反判斷矩陣（表2），運用yaahp10.1軟件對矩陣進行一致性檢驗，當CR<0.1時，一般認為判斷矩陣的一致性是可接受的，從而得出園林樹木風害受損評價模型中各指標的權重值Wi。

表2中目標層（A）對指標層（C）的權重值Wi由高到低依次排列為C1 （W1=0.475 0）、C3 （W3=0.217 1）、

C2 （W2=0.158 3）、C5 （W5=0.079 7）、C4 （W4=0.043 4） 和C6 （W6=0.026 5），可見主干斷裂、主干傾斜和主干倒伏是園林樹木遭受風害而發(fā)生折損的普遍現(xiàn)象。

2.4 風害受損情況綜合評價

各樹種的風害受損綜合評分總值Y：

其中，Gi為各受損指標受損率，Wi為各受損指標權重，Y值越小代表樹種抗風能力越強。

結果得出Y值介于0.053～0.217，樹種受損情況差異大，其抗風能力不同。其中，園林樹木抗風表現(xiàn)良好（Y值排名前6）的園林樹木為楊梅（0.053）、木樨Osmanthus fragrans（0.058）、柳葉榕（0.063）、金蒲桃（0.065）、狐尾椰子Wodyetia bifurcata（0.069）、蒲桃Syzygium jambos（0.069），抗風表現(xiàn)較差（Y值排名末6）的園林樹木為藍花楹Jacaranda mimosifolia（0.174）、紅花羊蹄甲（0.176）、龍牙花Erythrina corallodendron（0.180）、南洋楹（0.181）、雞冠刺桐Erythrina crista-galli（0.212）、羊蹄甲Bauhinia purpurea（0.217）。

3 抗風性相關性狀對不同樹種抗風能力的影響

3.1 抗風性相關性狀與Y值的相關性分析

由相關文獻可知[4，7]，園林樹木的抗風能力與其形態(tài)性狀和材質性狀相關。在SPSS26.0軟件中對數據進行正態(tài)分布檢驗發(fā)現(xiàn)，大多數指標數據不符合正態(tài)分布，故樹高、冠高、冠幅、抗彎強度和順紋抗壓強度采用皮爾遜相關性分析檢驗，對其余指標采用肯德爾相關性分析檢驗（表3），發(fā)現(xiàn)Y值與樹高、冠高、冠幅、根系狀況、抗彎強度和支撐條件均有極顯著相關性（P<0.01），與順紋抗壓強度和病蟲害情況顯著相關性（P<0.05），而與胸徑、枝下高、分枝角、冠形、葉層狀況、主干通直度和枝條柔韌性均無顯著相關性（P>0.05）。

3.2 關鍵性指標對園林樹木抗風能力的影響

3.2.1 關鍵性指標相對權重賦值

結合表3中的相關性與相關系數，運用層次分析法得出關鍵性指標的相對權重值Wt，從大到小依次為抗彎強度（0.303 6）、冠幅（0.199 5）、支撐條件

（0.150 0）、 冠高（0.129 5）、 樹高（0.084 0）、根系狀況 （0.055 4）、 病蟲害情況 （0.050 0）和順紋抗壓強度（0.028 0），其中園林樹木抗風能力強弱與根系狀況、抗彎強度、順紋抗壓強度、支撐條件和病蟲害情況呈正相關，與樹高、冠高和冠幅指標呈負相關。

3.2.2 抗風性隸屬函數綜合評分與排序

采用模糊數學隸屬函數值法[8]對園林樹木進行抗風性綜合評價，計算i樹種j指標的抗風性隸屬函數值Zij：

其中，Xij為i樹種j指標的測定值;Xi max和Xi min分別為各樹種指標最大和最小的測定值。

再對每個樹種各項指標的Zij進行累加計算，得到該樹種的抗風性隸屬函數綜合評分總值Z：

一般Z值越大，風害受損率就越小，抗風能力就越強。

結果得出Z值介于0.265～0.903，差異明顯，樹種抗風性不同。其中，抗風表現(xiàn)良好（Z值排名前6）的樹種為木樨（0.903）、金蒲桃（0.867）、香欖Mimusops elengi（0.858）、楊梅（0.839）、柳葉榕（0.763）、卵果欖仁（0.752），抗風表現(xiàn)較差（Z值排名末6）的樹種為高山榕Ficus altissima（0.421）、樟Cinnamomum camphora（0.411）、樸樹Celtis sinensis（0.367）、南洋楹（0.354）、木棉Bombax ceiba（0.333）、美麗異木棉Ceiba speciosa（0.265）。

3.3 關鍵性指標對園林樹木抗風性的影響

3.3.1 內在因素

新移栽的園林樹木抗風性強弱受樹高、冠幅、根系狀況和木材物理性質等內在因素影響。由祖笑艷[9]的FLUENT對風環(huán)境模擬實驗得出，高度4 m及以下的小型喬木幾乎不會對臺風形成阻滯，在本研究中Z值大于0.7和Y值小于0.1的園林樹木生活型幾乎都為小喬木，樹高、冠高和冠幅分別為3～4 m、1.5～2.5 m和1.8～2.8 m，說明樹高較小的園林樹木可在大風中表現(xiàn)良好。此外，抗風表現(xiàn)良好的園林樹木多為根系發(fā)達、固土能力好的樹種，其抗彎強度和順紋抗壓強度亦較高，能夠抵擋強大風力。

3.3.2 外在因素

相關研究表明，大部分樹木難以抵御9級以上風力，當風力達8級時會發(fā)生枝條折斷，達10級時會被連根拔起[10]。樹木支撐保護設施能避免樹干被大風吹刮至搖擺松動，保護樹木根系穩(wěn)定生長，同時也可以防止樹體受力不均而倒伏。植物病蟲害部位常容易成為風災中樹木枝干的斷裂口，導致枝條折斷或植株死亡。實地調研中發(fā)現(xiàn)部分園林樹木有少量病蟲害的情況，后續(xù)風災后修復時要加強園林樹木的病蟲害管理。

4 結論與討論

4.1 新移栽園林樹木的關鍵抗風性指標

風害受損綜合評分得出的抗風表現(xiàn)良好的前6種園林樹木與關鍵抗風性指標隸屬函數綜合評分得出的結果大致相同，而表現(xiàn)較差的卻不盡相同，且園林樹木的風害受損率與樹高、冠高、冠幅、根系狀況、抗彎強度和支撐條件均有極顯著相關性，與順紋抗壓強度和病蟲害情況有顯著相關性，這與祖若川[11]、劉瑞雪[4]等人的研究結果不完全一致。這是因為抗風表現(xiàn)良好的園林樹木多為小喬木，受風災影響小，而表現(xiàn)較差的樹木多為移植時全冠種植、支撐不牢固、根系生長不穩(wěn)定的大喬木，多數存在“頭重腳輕”現(xiàn)象，在大風中極容易受損。由此可見，在新建項目中，移栽時間較短的園林樹木相較于生長穩(wěn)定的樹木更具特殊性，可通過對各樹種風害影響因素進行相關性分析，得出關鍵性指標后進行層次分析法與模糊數學隸屬函數值法相結合的綜合分析，用得出的結果來判斷新移栽或新種植的園林樹木抵御大風的能力，最大程度減少風災后的綠化經濟損失。

4.2 園林樹木臺風受損程度降低對策

城市綠地合理布局，立地條件有效改善，綠化樹種科學選擇和綠地養(yǎng)護管理到位等措施，在城市“規(guī)劃設計-工程施工-綠化養(yǎng)護”階段能積極落實，可精準降低臺風給園林綠化帶來的破壞。如可通過“增肥透氣、改土適樹”等土壤改良方法，營造良好植物生長環(huán)境;濱海綠地宜采用多株陣列種植或群落層次種植的整體抗風種植形式，形成抗風綠地結構;在臺風季來臨前加強防御措施，修繁枝、剪殘枝，加固護樹設施，以增強樹木抵御臺風的能力。

4.3 抗風性園林樹木配置優(yōu)化措施

濱海綠地在植物造景時遵循“堅持因地制宜選擇樹種，防護性能與景觀要求相結合，長壽樹種與速生樹種相兼顧”的原則。如濱海大草坪宜群植高大觀賞棕櫚類植物形成疏林景觀，也可選擇鄉(xiāng)土樹種配以馴化的外來樹種，采取抗風性樹木與遮陰觀賞性樹木套種的喬灌搭配方式進行布局。長壽樹種與短壽樹種、速生樹種與慢生樹種的合理搭配，不僅充分考慮了各樹種生態(tài)及生理特征和防護能力的結合，還避免了多個樹種同時期衰老的情況發(fā)生。

注：圖1為作者自繪。

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