黃頌誼

陳 崢

黃桂蓮

何少云*

1 背景

1.1 項目背景

2018年第22號臺風“山竹”(超強臺風)于9月16日17時在臺山市海宴鎮(zhèn)登陸。“山竹”臺風與1713號“天鴿”、6416號“SALLY”并列為1951年以來登陸珠江三角洲風速最大的臺風[1]。據(jù)中國氣象局報道，“山竹”對廣州市的影響甚大：16—17日，廣州市普遍出現(xiàn)了8～11級熱帶風暴與強熱帶風暴，局部地區(qū)有12～14級臺風與強臺風，最大陣風高達45.9m/s(14級)，風速自東南向西北逐漸減小[2]?！吧街瘛迸_風對全廣州市園林樹木造成了巨大損害；據(jù)有關部門統(tǒng)計，全市共倒伏樹木9 000多株，倒伏樹木阻擋道路，壓毀車輛，破壞市政設施；9月16—30日，廣州市共出動園林綠化搶險人員38 116人次，車輛8 411班。

華南地區(qū)受臺風影響頻繁，根據(jù)中國天氣網(wǎng)統(tǒng)計，近10年(2009—2018年)登陸華南地區(qū)，風力≥8級的臺風數(shù)量合計31個，年平均風力≥8級的臺風約有3個(圖1)。對近10年入境廣州的臺風及其影響的主要區(qū)域進行統(tǒng)計如表1，其中，入境廣州的超強臺風(≥16級)2個，強臺風(14～15級)1個，臺風(12～13級)2個，強熱帶風暴(10～11級)1個，熱帶風暴(8～9級)2個。

濱江道路綠化、公共綠地是廣州市城市園林綠化的重要組成部分。臨江大道(23.113 345°N，113.368 156°E)為廣州市東西向的一條交通主干道，全長7.1km；其行道樹具有遮陰、改善交通與生態(tài)環(huán)境等功能。帶狀公園(23.113 078°N，113.346 289°E)是并列于臨江大道與珠江之間的公園，長約6km，寬約100m(圖2)；其南面為廣州珠江、海心沙島的亞運公園(第十六屆亞洲運動會開幕式主場館)、廣州塔(為世界第三，中國第一高塔)；北面為廣東省博物館、廣州大劇院；西南側為二沙島的星海音樂廳、廣東美術館等。臨江大道和帶狀公園是廣州市一江兩岸景觀帶的核心區(qū)域之一，同時也是廣州珠江沿岸景觀最佳觀賞區(qū)域之一；其旅游觀光與休閑等平常人流量約3萬～4萬人次/日；節(jié)假日人流量約6萬～7萬人次/日；燈光節(jié)等特殊活動期間人流量可逾10萬人次/日。本研究選定2個區(qū)域作為長期研究對象，將有助于廣州城市園林景觀和生態(tài)建設可持續(xù)發(fā)展。同時，二者均建成于2010年，多年來，養(yǎng)護單位為廣州市綠化公司，其園林綠化樹木的種植和養(yǎng)護條件較為一致，為研究提供了可靠的條件。

圖1 近10年登陸華南地區(qū)的臺風數(shù)量統(tǒng)計

圖2 臨江大道與帶狀公園位置示意

1.2 樹木安全評估及管理概況

樹木安全評估及管理(Tree Risk Assessment Management，TRAM)包括樹木風險的評估和風險樹木的管理兩部分。樹木風險評估通過測量多種指標，采用多種量化體系來評估樹木風險水平、確定風險評級、評級次序，以及提出合理的改善建議，并且對每株風險樹木采取適當措施，從而保證周圍設施和人員的安全[3]。國際常用的樹木風險評估方法為德國樹木學家Matttheck提出的樹木風險可視化評估體系(Visual Tree Assessment，VTA)。VTA評估體系通過觀察樹木外部生長狀況、定量測量樹體結構指標來評估樹體內(nèi)部缺陷程度，進而評估樹木風險程度[4]。目前風險樹木主要的檢測方法包括：可視化檢測法、工具檢測法、探測儀器檢測法。其中探測儀器PICUS(應力波樹木斷層畫像診斷儀)裝置可利用聲波技術準確檢測樹干內(nèi)部空洞腐朽的情況[5]；TRU(樹木雷達檢測儀)裝置可利用探地雷達技術對樹木根系進行掃描，全面檢測樹木根系的分布情況[6-7]。

本研究通過對臨江大道的行道樹進行安全評估，對臺風后臨江大道與帶狀公園園林樹木受損情況進行分析，探討臺風天氣對濱江園林樹木受損的影響因子，為城市濱江園林樹木的設計、種植、養(yǎng)護和修復提供借鑒。

2 調(diào)研范圍及方法

2.1 “山竹”臺風后樹木受損調(diào)查范圍

本研究對象為臨江大道所有行道樹及帶狀公園區(qū)域內(nèi)的所有喬木。

其中，對臨江大道行道樹(包括兩側行道樹及中央分車帶的喬木)和臨江大道的帶狀公園所有喬木的受損類型(倒伏、風斜、斷折)、受損程度的樹種及數(shù)量進行統(tǒng)計分析[8-11]。

根據(jù)觀花與觀姿、觀姿為主的不同園林樹種類型，分別對臨江大道行道和帶狀公園內(nèi)的喬木進行分類統(tǒng)計，分析其在此次臺風中倒伏等受損的情況。

2.2 樹木的取樣與安全檢測評估方法

對臨江大道帶狀公園內(nèi)所有喬木進行樹種及數(shù)量的統(tǒng)計，核對其編號；對不同樹種的倒伏情況進行調(diào)查記錄。

同時，對臨江大道行車道兩側行道樹和中央分車帶行道樹的區(qū)域進行分別分區(qū)、編號，并進行樹木安全檢測評估。本研究的樹木安全檢測評估分為三部分。1)對所有喬木的總體情況(傾斜度、冠幅、立地條件、胸徑和健康狀況等)進行初次評估。2)對初次評估結果存在明顯隱患的個體進一步進行VTA視覺評估，評估內(nèi)容包括樹勢、樹冠、樹干、根系及其種植環(huán)境等。參考ISA國際樹木學會樹木風險評估相關建議，根據(jù)樹種及華南地區(qū)種植環(huán)境特性確定評估指標。其中，樹勢評估整體健康程度、枝葉枯黃比例、分枝干枯，以及病蟲害、真菌子實體等現(xiàn)象；樹冠部分評估分枝結構穩(wěn)定性、偏冠度、分枝木質(zhì)腐朽及空洞情況；樹干部分評估樹干及樹體整體傾斜度、樹干木質(zhì)腐朽及空洞情況、樹干樹皮應激破裂等；根系評估是否存在纏繞型根系壓迫根領、主要根系受損、根系拱起地面等情況；種植環(huán)境評估包括風險發(fā)生影響對象、種植池大小、種植土壤及周圍構筑物等。3)對VTA檢測結果進行篩選，綜合評估結果為嚴重偏冠、樹勢衰弱、木質(zhì)腐朽等情況的個體將應用儀器PICUS-3進行樹木木質(zhì)檢測和TRU樹木雷達(Tree Radar Unit)進行根系分布檢測，根據(jù)樹干和根系的檢測情況對樹木整體安全性進行綜合性評估。

表1 近10年入境廣州的臺風統(tǒng)計

圖3 臨江大道行道樹的種類、數(shù)量及占比情況

2.3 Logistic回歸分析

依據(jù)2.1、2.2，對臨江大道及帶狀公園倒伏嚴重的3種觀花與觀姿為主的園林樹種，以及3種觀姿為主的園林樹種，通過SAS9.4，進行Logistic回歸分析。設3種觀花與觀姿為主的喬木因變量y=1表示“倒伏”，y=0表示“未倒伏”。令變量X1為紅花紫荊、X2為黃花風鈴木、X3為木棉。同理，設3種觀姿為主的喬木因變量y=1表示“倒伏”，y=0表示“未倒伏”。令變量X1為南洋楹、X2為黃葛榕、X3為小葉欖仁。采用Logistic回歸模型分析，建立相關樹種的倒伏評價模型，評估分析樹種之間倒伏發(fā)生概率及受損程度。

3 結果與分析

3.1 臨江大道行道樹安全檢測評估

3.1.1 臨江大道行道樹概況

臨江大道為兩板三帶式(2條車行道，3條綠化帶)，種植空間類型包括：1.5m×1.5m的種植池，0.6～0.8m寬的種植帶，5m寬的中央分車綠化帶；共有行道樹2 612株(圖3)。臨江大道兩側行道樹以杧果(Mangifera indica)、小葉欖仁(Terminalia mantaly)和樟樹(Cinnamomum camphora)為主，其余還有少量的細葉榕(Ficus microcarpa)和非洲桃花心木(Khaya senegalensis)；中央分車帶的主要樹種為小葉欖仁和雞冠刺桐(Erythrina crista-galli)，此外還種植少量的細葉榕、垂葉榕(F i c u s benjamina)、宮粉紫荊(Bauhinia variegata)、糖膠樹(Alstonia scholaris)和黃槐(Cassia surattensis)等，樹種類型多樣。

3.1.2 行道樹安全檢測評估與分析

1)視覺檢測評估結果。

根據(jù)2.2安全檢測評估方法，對臨江大道行道的兩側行道樹及中央分車帶喬木進行評估分析。根據(jù)多次調(diào)研，綜合國際樹木學會(ISA)及國內(nèi)外的先進方法進行對比分析，從樹勢、樹冠、樹干、根系及其種植環(huán)境，對行道樹進行VTA視覺檢測評估。結果發(fā)現(xiàn)臨江大道上有13種共160株樹木存在安全隱患，這些樹木占了臨江大道樹木總數(shù)的6.1%。并且發(fā)現(xiàn)每個樹種在物種水平的安全隱患率各有差異：蝴蝶果(Cleidiocarpon cavaleriei)的安全隱患率為36.8%，雞冠刺桐為26.7%，樟樹、黃槐和美麗異木棉(Ceiba speciosa)的隱患率約為16%，尖葉杜英(Elaeocarpus apiculatus)為14.8%，杧果和宮粉紫荊約為8.6%。根據(jù)統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)，蝴蝶果、雞冠刺桐、樟樹等10個樹種的隱患率高于整體平均隱患率，而小葉欖仁、人面子(Dracontomelon duperreanum)和糖膠樹等3個樹種的隱患率則低于整體平均水平。

2)儀器檢測綜合評估。

基于樹木視覺檢測分析評估結果，綜合臨江大道行道樹整體樹勢、樹干木質(zhì)健康情況與立地環(huán)境因素，調(diào)研小組應用PICUS-3應力波樹木斷層畫像診斷儀與TRU樹木雷達系統(tǒng)進行樹干與根系情況檢測的行道樹共有50株。

PICUS-3的檢測結果表明：23株行道樹主干表現(xiàn)為空洞或木質(zhì)腐朽，具體情況如下：(1)12株杧果顯示為樹干空洞，表現(xiàn)為白蟻蛀食主干，或基部被真菌侵染致木質(zhì)疏松或腐爛；(2)9株樟樹檢測出樹干空洞，其中2株表現(xiàn)為樹干劈裂，并且中間全木質(zhì)部空洞，3株表現(xiàn)為樹干木質(zhì)疏松或腐爛，這些空洞多為天牛或螞蟻蛀食所造成；(3)2株蝴蝶果樹干空洞及木質(zhì)疏松，其中1株為樹皮中度受損，裸露的木質(zhì)部顯示輕微腐爛。

圖4 應用Picus-3對蝴蝶果個體樹干的斷層檢測圖

圖5 應用TRU樹木雷達檢測不同深度的地下根系分布圖

TRU樹木雷達系統(tǒng)檢測結果顯示，臨江大道行道樹整體呈現(xiàn)出根系淺、根系分布不均的現(xiàn)象。調(diào)研小組對臨江大道的杧果、小葉欖仁、蝴蝶果等41株行道樹進行TRU根系檢測分析，檢測發(fā)現(xiàn)：在行車道側的方向未檢測到行道樹根系分布，人行道側的方向可檢測到約半徑2m范圍的根系分布，并且約93%的行道樹根系深度主要集中在鋪裝面層以下20cm處，少數(shù)較深，為30～40cm。由于植株密集種植問題，臨江大道中間分車綠化帶內(nèi)無法進行根系檢測，因此本研究僅討論行車道側的行道樹根系問題。

3)樹木安全評估案例分析。

研究發(fā)現(xiàn)臨江大道部分倒伏的樹木因其自身病害或環(huán)境因素而存在一定安全隱患。例如樹木主干空洞嚴重、根系嚴重偏根、冠幅濃密、病蟲害等影響致使樹勢衰弱、立地環(huán)境處于風口位置等，這些多為樹木健康與安全的影響因素。

樹木安全評估體系通常應用于日常條件下園林樹木的風險性評估及排查。以臨江大道北側(自西向東)員村二橫路路口—琶洲大橋底路段最后一株蝴蝶果為例，該個體在“山竹”臺風災后受損表現(xiàn)為倒伏，其前期的安全評估結果為：該植株存在嚴重傾斜，冠干比不合理，植株主干高度為150cm處的斷層檢測顯示存在木質(zhì)腐朽問題(圖4)；該植株根系分布較淺，集中在20～30cm的淺土層；同時由于樹木種植帶一側為透水鋪裝，另一側為混凝土車行道，偏根現(xiàn)象明顯(圖5)。根據(jù)綜合評估結果，建議在樹木安全評估體系完善的條件下，應對該樹木開展1年2次的定期檢測評估；同時，臺風前應對該樹加強支撐固定工作。

3.2 “山竹”臺風對臨江大道行道樹的影響

根據(jù)2.1的調(diào)研統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，“山竹”臺風過后，臨江大道有18種共93株樹木出現(xiàn)倒伏、斷折、風斜3種不同程度的受損，道路行道樹的平均受損率為6.3%?？偸軗p率較高的樹種為黃槐、美麗異木棉、雞冠刺桐、紅花紫荊(Bauhinia blakeana)、宮粉紫荊等，受損率為12%～25%；黃花風鈴木(Handroanthus chrysantha)、杧果、水石榕(Elaeocarpus hainanensis)、刺桐(Erythrina variegata)、棕櫚(Trachycarpus fortunei)、糖膠樹、柳葉榕(Ficus binnendijkii)等，受損率為3%～12%；部分樹種如大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)、木棉(Bombax ceiba)、小葉欖仁、尖葉杜英等受損率低于2%。其中，倒伏率較高的樹種為宮粉紫荊、黃槐等；斷折率較高的樹種為紅花紫荊、黃槐、黃花風鈴木等；風斜率較高的樹種為美麗異木棉、水石榕等。

3.3 “山竹”臺風對帶狀公園園林樹木的影響

根據(jù)2.1調(diào)研發(fā)現(xiàn)在臨江大道的帶狀公園25個科49個屬63種，共4 642株樹木中，其中受損樹木有32種共403株。據(jù)統(tǒng)計分析：受損樹種中倒伏率最高的樹木為海南菜豆樹(Radermachera hainanensis)、紅花紫荊、黃槐和杧果；2 0 種樹木出現(xiàn)斷折，其中杧果、宮粉紫荊、小葉欖仁斷折率最高；23種樹木出現(xiàn)風斜，其中黃槐、印度橡膠榕(Ficus elastica)、杧果、黃花風鈴木風斜率較高。

3.4 幾種受損樹種的倒伏評價模型

為探究倒伏樹木的倒伏評價模型，依據(jù)2.1、2.2、2.3，選取3種以觀花與觀姿為主的喬木和3種以觀姿為主的喬木在“山竹”臺風中倒伏受損統(tǒng)計，應用Logistic回歸進行分析，其結果如下。

3.4.1 觀花與觀姿的喬木在臺風中倒伏評價模型

此次“山竹”臺風造成觀花與觀姿為主的樹種倒伏有：紅花紫荊、黃花風鈴木和木棉。其倒伏數(shù)量和非倒伏數(shù)量如表2所示。

通過Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，因臺風影響以觀花與觀姿為主的喬木樹種的倒伏；紅花紫荊與木棉的相對倒伏率OR=18.166(P＜0.000 1)，說明紅花紫荊的倒伏概率大約是木棉的18.2倍；黃花風鈴木與木棉的相對倒伏率OR=0.986(P＜0.000 1)，說明黃花風鈴木的倒伏概率大約是木棉的1.0倍。

紅花紫荊與黃花風鈴木的Logistic回歸模型為：

紅花紫荊與黃花風鈴木的相對倒伏率OR=18.424(P＜0.000 1)，說明紅花紫荊的倒伏概率大約是黃花風鈴木的18.4倍。

紅花紫荊與木棉的Logistic回歸模型為：

3.4.2 觀姿的喬木在臺風中倒伏評價模型

此次“山竹”臺風造成觀姿為主的樹種倒伏有：南洋楹(Jacaranda mimosifolia)、黃葛榕(Ficus virens var.sublanceolata)、小葉欖仁，其倒伏數(shù)量和非倒伏數(shù)量如表3所示。

通過Logistic回歸分析顯示，因臺風影響以觀姿為主的喬木樹種的倒伏；南洋楹與小葉欖仁的相對倒伏率OR=68.745(P＜0.000 1)，說明南洋楹的倒伏概率大約是小葉欖仁的68.8倍；黃葛榕與小葉欖仁的相對倒伏率OR=2.891(P＜0.000 1)，說明黃葛榕的倒伏概率大約是小葉欖仁的2.9倍。

南洋楹與黃葛榕的Logistic回歸模型為：

南洋楹與黃葛榕的相對倒伏率OR=23.778(P＜0.000 1)，說明南洋楹的倒伏概率大約是黃葛榕的23.8倍。

南洋楹與小葉欖仁的Logistic回歸模型為：

4 結論與討論

4.1 樹種選擇與種植

臺風為自然災害，屬于不可控因素；有關研究[12]指出，當風力達到9級以上時，已超過大部分綠化樹木的抗風能力?！吧街瘛痹趶V州市地區(qū)風力為8～11級，且影響時間長達12h，強勁的瞬時風力和持續(xù)的大風是造成拔根倒樹的重要原因。本研究在臨江大道及帶狀公園調(diào)研及統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn)，不同樹種的受損情況差異較大。其中，受損表現(xiàn)為倒伏和主干折斷現(xiàn)象的樹種主要有：紅花紫荊、吊瓜樹(Kigelia africana)、海南菜豆樹(Radermachera hainanensis)等；其生物學特性為淺根系、冠幅濃密、材質(zhì)硬脆等特點。受損表現(xiàn)為分枝折斷、風斜，且整體受損率較低的樹種主要有：樟樹、小葉欖仁等；其生物學特性為冠幅緊湊、樹冠透風、深根系或側根系發(fā)達。受臺風影響較為一致的2個區(qū)域的調(diào)查受損分析結果，揭示了樹種本身的生物學特性是其受損程度的重要影響因素之一。

表2 在臺風中以觀花與觀姿為主的喬木倒伏調(diào)查數(shù)據(jù)

表3 在臺風中以觀姿為主的喬木倒伏調(diào)查數(shù)據(jù)

種植空間及位置對樹木表現(xiàn)其抗風特性有著重要的聯(lián)系。在臨江大道行道樹種植空間為1.5m×1.5m種植池和0.6～0.8m寬的種植帶種植樹木多為杧果和小葉欖仁，該2種情況下檢測到的樹木根系淺，靠近車行道一側樹木基本無根系，偏根現(xiàn)象明顯。同時，濱江側的帶狀公園的樹木在“山竹”臺風中受損率為8.6%，較高于臨江大道行道樹整體受損率6.3%；位于臨江大道濱江無帶狀公園綠化帶遮擋的路口交叉處的受損樹木多于其他區(qū)位行道樹。

通過幾種受損喬木在臺風中的Logistic回歸模型倒伏評價可知，以觀花與觀姿為主的喬木紅花紫荊的倒伏概率大于黃花風鈴木和木棉，約為18倍；以觀姿為主的喬木南洋楹的倒伏概率大于小葉欖仁和黃葛榕，分別為68.8和23.8倍。因此，在設計與應用過程中應合理選擇樹種，減少城市園林風險發(fā)生與優(yōu)化分配搶險資源；在局限種植空間及道路、濱江乃至濱海等“風口”位置種植的樹木應充分考慮樹種的抗風特性。

4.2 樹木個體健康與風險評估

綜合臺風前對臨江大道行道樹進行的安全評估數(shù)據(jù)，部分受損的樹木存在一定的安全隱患：其中10%的受損樹木前期顯示為嚴重傾斜或立地條件差；24%的樹木前期顯示為存在一定的健康隱患，如樹干損傷、樹皮損傷、斷根、部分枯死和截干等；32%的樹木存在偏冠現(xiàn)象。臺風中受損的樹木在日常的安全評估中，超過52%的受損樹木存在安全隱患。日常的樹木安全評估中13種存在隱患的樹種(圖3)在“山竹”臺風中受損情況各有差異：如黃槐、美麗異木棉、宮粉紫荊、雞冠刺桐等樹種，風災后受損率也較高(高于12%)；蝴蝶果的倒伏情況也較嚴重，為5%；杧果、小葉欖仁、人面子和糖膠樹等則顯示出較低的受損率。其中部分倒伏的個體在樹干空洞檢測及根系雷達檢測的結果中顯示為樹干空洞和根系生長不正常。因此，應探索一套科學的城市樹木安全評估體系，及時發(fā)現(xiàn)并處理風險隱患樹木，對提高城市綠地的安全性具有重要的現(xiàn)實意義。

“山竹”臺風對廣州城市園林樹木造成嚴重的損害，同時也引發(fā)園林工作者深思。綜上分析討論，在今后華南地區(qū)城市中濱江乃至濱海風口區(qū)域樹木選擇及日常樹木風險評估的工作中應注重考慮以下幾點：

1)華南地區(qū)城市濱江或濱海等風口位置綠地建設規(guī)劃與設計階段，應充分考慮不同樹種的抗風能力，依據(jù)“適地適樹”原則選擇種植樹種；

2)加強日常樹木安全檢測評估工作，建立完善的樹木風險評估體系；

3)加強養(yǎng)護修剪工作，使樹木形成抗風的結構形態(tài)；加強臺風前的防護、病蟲害防治工作等，保證樹木健康生長，減少風災損害。

注：文中圖片均由作者繪制。