摘 要
居住区树木是城市树木的重要组成部分,随着城市化进程的加快,居住区的发展也随之蓬勃发展,居住区树木是居住区绿化的重要一环,在城市生态环境建设中发挥着重要的作用。树木健康评价研究是当今的热点研究方向,但是学者多着重于古树名木的健康评价研究,对于居住区树木的健康评价研究少有涉及。本文以合肥市为研究区域,在合肥市15个不同年代、不同地段、不同性质的居住区中选取90个样地进行树木健康特征调查,运用excel表格和spss21.0统计软件,在建立树木健康评价模型评价树木健康状态的基础上,采用方差分析法和多重比较法分析不同类型居住区树木健康的差异,探寻不同类型居住区树木健康差异原因及限制因子。结果表明:
(1)不同地段居住区树木健康评价指标中,树木冠形、偏冠度、枯枝腐枝比、栽植截干、光污染程度、地表覆盖程度、养护管理7个指标呈现出显著性差异(P<0.05),其余指标差异不显著(P>0.05)。树木健康状态呈现出由内环区域至外环区域先变差后变好的趋势,具体表现为:1环>2环外>1-2环。
(2)不同年代居住区树木健康评价指标均呈现显著性差异(P<0.05)。树木健康状态呈现出随时间逐渐变好的趋势,具体表现为:2010s>2000s>1990s。
(3)不同性质居住区树木健康评价指标均具有显著性差异(P<0.05)。树木健康状况表现为:商品房>保障房>福利房。
(4)合肥市居住区树木健康等级呈现右偏正态分布特点,健康树木等级比例为7.23%,亚健康树木等级占比为76.10%,中等健康树木等级所占比例为14.28%,不健康树木等级和濒死状态等级所占比例均较低,占比分别为2.14%和0.25%。
(5)合肥市居住区树木健康指数在0.20-1之间,不同性质和不同年代居住区树木健康指数差异显著(P<0.05),而不同地段居住区树木健康指数差异不显著(P>0.05)。健康指数大小分别为:1环内>1-2环=2环外;2010s>2000s>1990s;商品房>保障房>福利房。
(6)合肥市居住区树木生长处于亚健康状态,潜在影响因子栽植截干、光污染程度、地表覆盖情况和养护管理是限制合肥市居住区树木健康生长的重要因子。适当减少夜间照明影响、增加有机地表覆盖、避免过度的修枝截干和加强树木养护管理是当前合肥市居住区树木健康生长的保障。
关键词:居住区;树木健康;评价指标;健康指数
1文献综述
1.1相关概念
1.1.1城市居住区
城市居住区是跟随着社会不断的前进和发展诞生的。它从最早开始的街巷里坊模式、到邻里单位、到当今的居住区、综合社区等,已经越来越多地承担着服务社区居民的作用。在西方古希腊和古罗马奴隶社会时期,居住区就是最简单的街坊,占地面积很小,一般为一到二公顷,通常只能容纳几百个人。而据我国周代的《周礼考工记》上记载:“匠人营国,方九里,旁三门,国中九经九纬,经涂九轨,左祖右社,市朝一夫。”已经出现了居住区的雏形。
居住区是指城市中人们集中居住的地方,一般被城市街道或者自然界限围合起来形成一个具有明显边界的空间,并且具有一定规模,拥有一定的人口,占用一定的土地[1]。一般在居住区内都集中设置有居住建筑、公共建筑、商业网点、文化教育、娱乐和各种配套市政及生活服务设施,并有其独立的绿地系统、道路系统,城市交通不得引入,满足居民日常物质文化生活需求。居民在居住区中进行一切日常生活活动,与人们的生活密切相关。
在《城市居住区规划设计标准》[2]中,对“居住区”的定义是这样的:“泛指城市中住宅建筑相对集中布局的地区和特指城市干道或自然界线所围合,并与居住人口规模相对应,配建有一整套完善的能满足居民物质与文化生活所需的公共服务设施的居住生活聚居地。其中,居住区的定义还包括广义和特指两种类型:广义的居住区是指“市中住宅建筑相对集中布局的地区”;特指的居住区是指“城市干道或自然分界线所围合,并与居住人口规模相对应,配建有一套能满足该区居民物质与文化生活所需的公共服务设施的居住生活聚居地”[3]。
根据最新的《城市居住区规划设计标准》,调整居住区分级控制方式与规模,统筹、整合、细化了居住区用地与建筑相关控制指标。以“生活圈”的概念取代“居住区、居住小区、居住组团”的分级模式,强调不同生活圈满足不同的生活需求,越必需越常用、方便度要求越高的设施,服务半径越小[4]。
我国按照人口规模和道路划分类型把居住区分为四个等级:分别为十五分钟生活圈居住区、十分钟生活圈居住区、五分钟生活圈居住区和居住街坊,其中居住街坊是最小的控制单元。如表1-1。
(1)十五分钟生活圈居住区
以居民步行十五分钟可满足其物质与生活文化需求为原则划分的居住区范围;一般由城市干路或用地边界线所围合、居住人口规模为50000人~100000人(约17000套~32000套住宅),配套设施完善的地区。
(2)十分钟生活圈居住区
以居民步行十分钟可满足其基本物质与生活文化需求为原则划分的居住区范围;一般由城市干路、支路或用地边界线所围合、居住人口规模为15000人~25000人(约5000套~8000套住宅),配套设施齐全的地区。
(3)五分钟生活圈居住区
以居民步行五分钟可满足其基本生活需求为原则划分的居住区范围;一般由支路及以上级城市道路或用地边界线所围合,居住人口规模为5000人~12000人(约1500套~4000套住宅),配建社区服务设施的地区。
(4)居住街坊
由支路等城市道路或用地边界线围合的住宅用地,是住宅建筑组合形成的居住基本单元;居住人口规模在1000人~3000人(约300套~1000套住宅,用地面积2hm²~4hm²),并配建有便民服务设施。
表1-1居住区分级
Table 1-1 Residential area classification
距离与规模 | 十五分钟生活圈居住区 | 十分钟生活圈
居住区 | 五分钟生活圈
居住区 | 居住街坊 |
步行距离(m) | 800~1000 | 500 | 300 | — |
居住人口(人) | 50000~100000 | 15000~25000 | 5000~12000 | 1000~3000 |
住宅数量(套) | 17000~32000 | 5000~8000 | 1500~4000 | 300~1000 |
1.1.2城市绿地
城市绿地的定义分为广义和狭义两种,广义的城市绿地是指城市规划区范围内的各种绿地,是城市规划区内被植被覆盖的土地、空旷地和水体的总称,狭义的城市绿地是指城市中面积较小,设施较少,人工种植花草树木形成的绿色空间。
在《园林基本术语标准》中对城市绿地这样描述“以植被为主要存在形态,用于改善城市生态。保护环境,为居民提供游憩场地和美化城市的一种城市用地”。《城市绿地分类标准》对城市绿地的定义是“以自然植被和人工植被为主要存在形态的城市用地,它包含两个层次的内容:一是城市建设用地范围内用于绿化的土地;二是城市建设用地之外对城市生态、景观和居民休闲生活具有积极作用、绿化环境较好的区域。
在我国城市园林绿地系统一般具有一定的数量以及质量,包括一切人工的或者自然状态的植物群体和水体,也包括城市各种类型和不同规模的具有绿色潜能的绿化用地,它们之间存在着各种作用与联系,共同组建形成一个为人们提供游憩境域的城市人工自然系统[5-7]。简单来说就是城市中所有植物的种植以及植物种植所占的土地。城市绿地又包括了城市公园以及花园、道路交通绿地以及居住区环境绿地、企事业单位附属绿地、园林苗圃地及风景名胜区绿地[8-10]。城市绿地系统具有其自身的社会效益、经济效益、生态效益,能有效改善城市生态小环境,净化空气。
1.1.3城市树木
城市树木作为城市生态系统的关键自然组成部分,是城市景观和生态建设的重要资源,是城市的重要绿色基础设施,为人们提供直接或间接的生态系统服务,是城市居民与自然相连接的重要纽带。一方面,城市树木的生长、发育在改善和维护城市生态方面作用尤为巨大。另一方面,城市树木也见证了城市的发展,由城市树木所营造的特定地域景观,也承载了城市居民的“乡情”与“乡愁”。城市树木的研究与保护、发展越来越引起人们的重视,城市树木在现代化城市建设中的地位越发关键。城市树木也具有了许多功能:
(1)生态功能:随着经济的发展和大规模的城市建设活动,现代城市面临越来越严峻的生态问题。与郊区的气候相比,城市气候面临着“五岛”效应(“热岛”、“干岛”、“湿岛”、“浑浊岛”和“雨岛”)等严峻挑战,对城市居民的生活环境有严重影响。良好的生态环境对现代城市的发展起着至关重要的作用,而城市树木作为城市植被的重要组成部分。能够有效调整区域的温度、湿度等,从而调节区域小气候,更适应人类的生存、发展。城市树木还具有造氧、杀菌、解毒以及涵养水源等功能。树木能通过光合作用减少空气中的二氧化碳,并排放出一定的氧气,有利于促进城市空气的碳-氧平衡比例。另一方面,城市树木能够吸收并分解城市空气中所具有的二氧化硫、氯气等杂质,有效降低城市空气中的有毒物质含量。城市树木还可以发挥停滞尘的功能,从而减少空气中的颗粒物和尘埃量,提高空气质量。城市树木的浓密枝叶是天然的噪音隔离带,能有效减少城市噪声[11]。
(2)文化功能:在长期的历史发展、社会实践中,中国积淀了丰富的树木文化资源,人们根据树木的生物学、生态学特性、物质形态等因素或生长的立地环境特点等,与哲学、情感等人文思想相结合,引申出历史文化名人吟诗赋词、历史典故、宗教文化、传说故事演绎等文化创作,树木承载了人们的情怀,与人们的文化生活息息相关,是人类先进文化的重要组成部分[12-14]。
(3)经济功能:城市树木本身具有一定的经济价值,很多年树种都是重要的经济作物。一方面,很多树种的枝干是良好的工业原料,可用于建筑及器具用材。另一方面,一些树木的花、叶、茎、果、种子、根等部位可食用,有些甚至具有药用价值。此外,良好的城市树木景观可带动城市旅游业和商业的发展,创造经济效益[15,16]。
(4)美学功能:城市的树木景观是城市景观的重要组成部分。一方面,城市树木其本身就是城市生态自然景观的重要一环;另一方面,城市树木与城市建筑、雕塑等构筑物相结合,为硬质的景观增添软质的元素,丰富城市景观形式,发挥着重要的美学功能。由于城市树木的品种、生长环境等因素的变化性、地域性和不确定性等原因,城市树木的美形式多样、变化丰富。城市树木不仅能够从视觉功能方面、听觉功能方面、嗅觉功能方面、心理功能方面、文化功能方面给人以美的感官体验,还能以其特有的枝、干、叶、花、果等方面的自然生长特征以及季相变化的生长习性,给人以美的审美体验[17-20]。
1.1.4居住区绿地
一般意义上讲,居住区绿地泛指居住区中住宅建筑用地、道路用地、公共设施用地以外,用以栽植花草树木,为居民提供遮阴、休闲娱乐活动场地的用地[21]。居住区绿地属于城市绿地的一个环节,并在城市绿地中占据重要地位,可以改善生态气候,美化环境,净化空气[22.23]。居住区绿地又可以分为公共绿地、宅旁绿地、道路绿地及公建绿地[24,25]。居住区中的绿地空间给居民提供了活动和交流的场所。在居住区景观环境中,人们可以自由地交流、运动、玩耍,从而产生对小区的归属感[26]。居住区的绿地景观方方面面都配套齐全,居民的日常需求会得到很好的满足,居住区绿地环境优美,则能够驱使居民热爱生活、提高生活的品质[27]。
1.1.5居住区树木
居住区树木是构成居住区景观的重要组成部分,作为城市树木不可或缺的一部分也是城市森林的重要组成部分。包括生长于前庭后院、邻里道路两侧及小型公共绿地的树木,对于改善居住区环境、促进居民身心健康起着重要作用[28-32]。
在过去人们更多地是从美学、个人爱好的角度使用树木装饰自己的私人花园。正是这种人类欣赏、亲近自然的本能,促成了最早的居住区景观[33]。此外,我国古典的私家园林还多了一层风水与文化的意味[34]。
现在,人们普遍认知到居住区景观中的树木和绿地不单单为生态系统的运作提供支持,还有利于提高城市居民的生活质量[35]。生长于城市的树木可以通过蒸腾作用和阴影,显著地影响周围空气温度[36]。在城市化的过程中,水泥建筑及街道有着远远大于植被的吸收、储存和福射热量能力。因此城市地区的气温往往高于城郊以及更远离城市的农村地区,这个现象就是所谓的热岛效应(UHI)。研究认为良好的树木覆盖可以有效地降低居住区居民夏季的能源消耗[37],并且提供不俗的固碳能力[38]。
除开环境调节(如树荫、噪音控制以及碳储存),居住区树木作为城市树木的一部分,在居住区中所提供的生态服务包含了物质供应(如枯枝和水果)、文化娱乐(如嬉戏游玩的空间)。社区居民将从中有形或无形地得到生态上、社会上、经济上以及身心上的收益,这使得该社会生态系统具有更强的弹性[39]。不可否认的是,树木和绿地同时也会带来一些负面影响,如花粉过敏、树根生长入侵并破坏公共或私人的基础设施和落叶堵塞下水道等[40]。因此,对于居住区树木的研究不仅关系到城市居民如何保护生态系统并中获利,同时也涉及到如何预防与避免受到自然界的负面影响。
1.2树木健康评价概述
1.2.1树木健康概念
“树木健康”主要是用来形容树木的生长状态良好的词语,可以反映树木的活力和生产力[41]。当树木生长茁壮并具有良好的结构时,它们具有更高的生态、景观和社会价值,而且能够更好地忍耐胁迫、抵抗病虫的危害[42]。在现代城市的建设中,人们运用大量的树木来美化装饰环境,但是其中总会有一些出现折断、树枝垂落、倾倒、树木顶梢枯死、叶色萎黄、被寄生等现象的不健康的树木,不仅影响人们欣赏美景的心情,还影响树木生态与景观功能的发挥,而且树木不健康的结构更会对建筑设备以及人群安全构成一定的威胁。一般认为,树体结构发生异常且可能危及目标的树木是具有危险的树木,即不安全的树木,而事实上几乎所有的树木都具有潜在的不安全因素,即使是健康生长的树木[43]。园林树木的安全性问题即是要关注围绕在人们周边的不健康树木或暂时被看作是健康的树木,确保其不对人群安全、财产安全构成威胁。
树木的生长和营养状况以及大树的潜在风险都与树木本身及环境因素密切相关,并可在树木的形态和外貌上表现出来。事实上,所有的树木都是存在着一定的不安全因素。维护树木健康,对维护城市生态环境,确保人群不受到威胁有着重要的意义。
1.2.2国内外相关研究动态及实践
(1)国外的相关研究动态与实践
①国外的相关研究
国外对树木健康及安全性评价进行较系统的研究始于20世纪60年代,X农业部林务局主持开展了一系列有关园林树木安全性的调查;近20年来,这方面研究的重点从侧重于树木的安全性方面逐渐转向探寻树木健康与生态环境之间关系方面,探讨了树木健康的评价体系,对树木健康及安全性进行了系统评价。
在国外,树木健康与安全性评价指标体系比较健全,关于树木健康状况的研究比较多,也比较早。一些国家已制定明确的制度进行定期检查及处理,例如,X农业部林务局要求每年都要对城市树木的安全性进行检查[43];新加坡每隔18个月会由具有执业资格的园艺师对城市树木的健康进行彻底检查。前人是根据树木的树形、树高、枝叶比、干周、叶色、叶面积等方面的树木长势来判断树木是否健康,此种方法是根据基础生物学资料中树木生长发育各个阶段的状态来判断的。根据特征和生物学资料进行分析树木健康及安全性。检查树木健康与否还要考虑树木生长的环境,树木的躯干、病虫害状况等。这种方法很大程度上对个人的经验和能力存在严重的依赖。为了更加真实的获得树木健康的情况,不同的研究者进行了各种树木健康评价指标的细化,其中有的学者,如Michael(1987)[44]指出树木健康的指标应该包括巢穴、顶端损坏、裸根、根腐、树干伤口、树干内腐、树势倾斜等,根据这些指标进行整体的系统评估,判断树木潜在的危险。也有学者,如Paul(1985)[45]认为根据小枝顶枯、小枝的生长长度进行评价树木是否健康。还有的学者,如Dean(2000)等[46]认为树木健康的条件为树干没有裂缝、洞穴大小不能超过干径的30%,裸根部位少于33%,极少发生病虫害和寄生情况的树木。其他的学者则将检查树木的树势、落叶、虫害、病害、坏死程度、顶梢枯死等情况作为评价树木健康的指标。
选择合适的树木健康评价指标,除了能真实地反映树木健康状况外,有时还能反映树木受胁迫的情况,Oddmund(1997)等[47]指出黄叶病、褪绿病、叶枯斑、树干损伤、幼枝死亡及虫害是最常用于反映行道树受胁迫状况的指标;Power(1995)等[48]用树冠厚薄、树冠黄叶病、树冠结构等树冠指标来反映干旱对欧洲水青冈(Fagus sylvatica)的影响;Alexander(1999)等[49]认为树冠顶梢枯死是反映树木受胁迫的良好指标,因其在有害因素不存在的情况下是不会出现的。
选择最合适的指标,对于开展树木安全评价有着十分重要的意义,可以有效的提高判断树木健康的效率和质量,并真实的获得树木的健康状态。
②国外的相关实践
早在20世纪60年代,Paine(1966;1967;1971;1973;1978)等[50-54]收集了众多的树木信息,并以树种、树木大小和树木健康状态为基础,建立了树木潜在伤害数据系统即Paine系统,根据此系统的应用,可以针对树木外部特征的变化对其健康的状态进行预测,但此系统调查不仅耗时且仅局限于某些树种。80年代,X旧金山市公园与康乐局将树木位置、根区、树叶叶色、树干和枝条等众多内容列入评价树木健康的指标之中,建立了全世界最详细的树木危害等级系统,全面地反映树木的健康状况[55-57],但此方法仍然具有耗时的缺点。为了更真实地反映树木健康的情况,不同的研究者根据研究需要把树木健康评价的指标进行了细化。后来Hickman(1989;1995)[58,59]在此系统的基础上,利用树木生长环境、树木结构、树势和目标评价等4大类共11个指标建立了个1~5等级的评价体系,其后又证明树势、树干状况和倾斜状况3个指标是反映树木健康状况的重要指标。Paul(1985)等[45]用小枝顶枯、小枝生长长度等指标评价树木健康。Richard(1999)等[60]根据病虫害与生长状况相结合来确定树木的健康状况,其主要指标有黄叶病、叶斑、叶焦、叶枯萎、落叶、顶梢枯死、徒长枝和衰弱。Boone(2006)等[61]也是根据长势与病虫害相结合的方法来确定的,其主要指标有长势、落叶、顶梢枯死、病害、虫害、黄叶病与坏死。
为了更有效地进行森林生态系统的健康评估,X农业部林务局和环境保护局在环境监控及评估项目中发展了森林健康监控项目,并从1990年开始在主要地区进行自然森林健康的监控,在项目实践过程中形成了较为系统的评价指标,其中包括树冠状况、地衣群落、臭氧伤害、下层木质残骸、树木损伤、植被多样性与结构、树木死亡率和土壤状况等,其中树冠状况包括冠高、冠幅、树冠密度、枝叶透明度及顶梢枯死,树木损伤则包括伤害的位置、损伤程度、损伤的原因及洞穴、腐朽等方面[62]。
树木健康及安全性评价研究经过几十年的探索,根据实践,主要确定了以下几项指标,树木树势、树木躯干、树木倾斜、树木环境等指标。
(2)国内的相关研究动态与实践
国内关于树木健康的研究起步较晚,在树木健康评价方面还处于起步阶段,可借鉴的资料也较少,评价指标的选择还在探索之中,还没有构建成统一的评价体系。
随着我国城市绿化部门开始重视树木健康及安全性评价,学习和探究树木健康与安全性评价成为了城市的热点话题。伴随着森林生态系统健康评价技术的引进,绿化部门开始了对城市树木健康状态进行了研究和检测。一般方法就是以树木的存活情况、生长状态及病虫害等作为工作的重点,如林玉美(2003)等[63]根据生长势来判断树木的生长状况。千庆兰(2002)[64]利用树木活力度(主要指标有树形、枝条枯萎状况、着生部位的枝叶密度、新梢生长、叶的形状和颜色)来评价生态环境质量的状况。赵耘(2006)等[65]通过行道树的存活情况、生长状况、病虫害控制和保护管理措施等因子探讨养护管理与树木生长状况的关系。朱丽辉(2008)等[66]是根据枝叶繁茂程度、生长趋势及病虫害来确定树木的健康状况。叶有华(2009)等[67]根据树木的外部形态植株是否枯死、叶色状况、枯枝数、树冠饱满度、是否空心、是否有病虫害等对澳门松山公园园林树木的健康状况进行了评价。也有的学者,如屈智巍(2006)[68]通过生理生化指标、电指标评价树势及树木健康状况。但存在着指标不细化,没有建立数据库进行分析处理的缺陷。大部分与树木健康相关的研究通常是在对城市植被结构或树种应用情况等调查时进行,而较少专门针对城市园林树木健康或安全性进行调查。有时树木生长状况是研究中的一个部分,但所得数据并未能及时建立起数据库供树木健康动态监控和管理。
随着科技的发展,一些先进的技术手段如X射线或伽马射线衰减技术[69]、皮罗钉无损检测技术[70]、应力波诊断法[71]等被应用于城市树木健康评估,大大提高了评价结果的准确度。如Qin等利用声学激光技术和声波层析成像技术检测树干近表面缺陷的有效深度可达树皮下15毫米[72];如广州、东莞、深圳等地的园林工作者使用PICUS弹性波树木断层画像诊断装置检测古树的健康状况[71,73]。但这些先进方法所需技术要求过高且设备价格昂贵,其多用于古树或干材质量的评估,仅适合重点树木的检查,不适用于城市树木健康评价。对于大范围的普查则选用外观上的指标进行评价比较适宜。
目前,我国树木健康评价结果等级还没有统一的标准,在这方面研究的还比较少。根据不同研究需要,将树木健康按照树木外貌表现和病虫害状况将评价等级分为个不同的等级,其中杨义波(2006)[74]详细地将树木健康等级划分为健康、较健康、一般、差、很差等5个等级,但因主要以生长势作为评价健康状况的主要指标,并未将树木的生理生化指标、树干内部的生长状况、树木根部生长状况及树木的生长环境考虑在内,而且对评价者要求较高,若依并不适于普及应用。翁殊斐、黎彩敏(2009;2010)等[41,75]运用层次分析法确定了树势、倾斜、枯枝、腐朽枝、顶梢枯死、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、寄生、干基腐朽、树干损伤、树干病虫害、根部损伤、根部通气透水性14个指标以及所对应的权重,并建立了健康评价模型,将树木健康分为5个等级,建立了园林树木评价体系。但层次分析法赋权人为主观性过高,易使评价结果出现偏差。
可以看出目前国内对于树木健康评价的研究主要集中在城市公园[76-78]树木、城郊片林[79,80]、行道树[74.81]以及古树名木[66,82,83]的健康评价上,而对于而对居住小区树木健康评价方面的研究很少报道;研究内容多倾向于树木结构特征分析,而对树木健康评价的重视度不够;评价指标仅考虑树木本身生长状况,忽视环境因子等潜在因子的影响;评价方法适用性不强,主观性过高。基于此,论文基于合肥市居住区树木健康状况的实地调查及影响因子分析,结合树木本身生长因子和影响健康的潜在环境因子等指标,建立树木健康评价模型,评估不同性质、不同地段、不同年代居住小区树木的健康状态,探索影响居住区树木健康的重要因素,为合肥市居住区树木健康精准经营提供依据。
2引言
2.1研究背景
随着我国经济的迅速发展,城市化进程也不断加快,城市在不断的扩张,城市建筑密度变大,作为城市规划建设重要部分的城市居住区也得到了前所未有的发展,其不仅是人们生活水平最直观的体现,同时也是构建和谐社会的重要组成部分。而城市居住区绿地作为城市绿地建设中重要的一环,对加强城市绿地建设对改善城市生态环境,体现城市形象,提高居民生活质量具有重要价值。居住区树木是城市居住区绿地及园林景观的重要组成部分,及时调查与正确评估居住区树木健康状况,不仅有助于园林植物景观的可持续发展,更可确保树木不会对居民、设施与财产安全构成威胁。对加强城市绿地建设对改善城市生态环境,体现城市形象,提高居民生活质量具有重要价值。
对于城市居住区的园林景观设计而言,园林树木在改善环境、创造景观等方面起着重要的作用,不仅可以体现园林景观所处环境的特色,还能表达其艺术欣赏价值以及自然审美情调。但当树木出现顶梢枯死、树木被寄生、叶色萎黄等不健康的表现时,影响人们欣赏美景的心情,树木不健康的结构甚至可能威胁到人民的生命与财产安全。评价现有居住区中树木的健康状况,有助于减少树木潜在风,利于园林树木生态功能的发挥以及园林植物景观的可持续发展。将园林树木与居住区建筑设计完美结合,是提高居民生活品质,展示城市居住区新风貌的浓墨重彩的一笔。
在当前合肥城市化进程的迅猛发展,城市范围急速扩张,城市用地紧张,土地利用转变,可利用绿化面积相对较少的形势下,许多城市森林在发展过程中被不断侵占或被重新改造,从而使得大量城市森林无论是在树种数量组成上,还是在空间结构与功能上都发生了较大变化,直接影响到城市景观风貌、城市森林生态服务功能的发挥。居住区树木是城市森林的重要组成部分,包括生长于前庭后院、邻里道路两侧及小型公共绿地的树木,所以居住区树木的健康状况对于改善居住区环境、促进居民身心健康起着重要的作用。
2.2研究目的和意义
居住区是居民生活在城市中以群集聚居,形成规模不等的居住地段,拥有着大量的人口,所以居住区中的树木健康与否就显得尤为重要,包括生长于前庭后院、邻里道路两侧及小型公共绿地的树木,对于改善居住区环境、促进居民身心健康起着重要作用。
本研究拟综合运用园林学、景观生态学和植物地理学等相关学科的理论与方法,吸收国外同类研究成果,在前期对合肥市居住区树木现状调查研究与专家咨询的基础上,构建居住区树木健康评价指标体系,实地调查不同年代,不同性质,不同地段条件下的居住区树木生长状况,分析不同年代,不同性质,不同地段条件下的居住区树木健康状况的变化规律和变化程度,利用数据分析寻找不同年代,不同性质,不同地段的居住区树木健康的影响因子。以此为依据,提出居住区树木健康评价体系构建的建议,为合肥市居住区的树木健康的养护管理与综合治理提供对策和建议。研究成果不仅为居住区树木的树种选择、管理保护与评价提供重要依据,有利于构建绿色基因库、保持城市特色和维护城市地带性植被风貌,也将进一步促使城市居民更理性地了解和欣赏树木,鼓励人们更好地关爱和保护树木,积极参与及推进城市绿色文明建设从而实现城市的可持续性发展。因此,本研究具有重要的理论意义和实际价值。
2.3研究内容
2.3.1研究范围
本文研究的是合肥市一环内,一环与二环之间与二环外的居住区树木(乔木)的健康状况及生长环境影响因子,本着科学、全面、均匀的原则,结合合肥市城市发展的历史、当地的文化以及合肥城市园林树木绿化的发展现状,按照不同年代,不同性质,不同地段的原则,最终选择了合肥市15个典型的居住区作为本文的研究范围。
2.3.2研究内容
理论研究:查阅国内外文献资料,总结归纳树木健康概念、国内外树木健康评价研究现状及进展、归纳国内外树木健康评价的价值研究成果,居住区树木的研究现状等相关研究成果。实地调查:基于对不同年代、不同地段、不同性质的合肥市居住区的区域划分,确定选取的居住区样地,分别对样地进行树木状况调查,记录统计乔木树种名称、胸径、树高、冠幅、光污染程度、树干倾斜度、栽植截干、树势、冠形、枝叶虫害、枝叶病害、树木腐朽情况等因子。按照不同年代,不同性质,不同地段的合肥市居住区,对居住区树木进行健康特征的实地调查,总结出影响合肥市居住区树木健康现状的影响因子,通过主成分分析法构建出树木健康评价模型。根据构建出的合肥居住区树木健康评价模型,对不同年代,不同性质,不同地段的居住区树木的健康差异性进行对比研究,采用方差分析法和多重比较法分析不同类型居住区树木健康差异。总结归纳的研究成果,分析其理论依据,探索居住区树木健康对于景观生态价值的影响,提出需进一步探讨的问题,提供一定的解决方法。为合肥市居住区的树木健康的养护管理与综合治理提供意见和建议。
2.4研究方法
2.4.1研究方法
本文综合运用多个学科的相关知识,将理论分析与实证分析相结合,认真查阅调研相关资料,从多角度、多方位进行系统分析,得出研究成果。总体而言,本文主要釆用了以下几种研究方法。
(1)文献研究法
本文通过收集、查阅、整理国内外众多专家学者关于城市树木、树木健康评价、植物多样性、生态等相关方面的论文和研究专著,对其进行整理、分析和综述,掌握国内外相关研究的理论与实践动态,为论文的深入研究提供必要的理论基础和实践背景。通过对前人的研究成果的总结、提炼,从中发现现有研究中存在的空白或不足,为研究方向的确定和日后深入研究提供充实的理论基础和相关资料依据。
(2)专家咨询法
专家是指在某一领域内掌握深度的理论知识或者拥有极其丰富的实践经验的人。本文在进行居住区树木健康评价系统的构建时,咨询有关居住区树木、树木健康、树种等方面的专家以及园林绿化单位的有关人员,筛选指标因子并确定各指标的权重。
(3)实地调查法
实地考察法是最常见的资料收集方法之一,具有灵活、真实可靠等优点。通过实地考察,在2019年7月-2019年10月对合肥市15个居住区的树木逐株进行全面系统的实地调查,并对每株树木进行详细的测量和记录。在15个居住区内选取具有代表性的样地进行每木调查。调查的内容包括居住区树木树种、地表覆盖情况、光污染程度、树干倾斜度、栽植截干、胸径、树高等指标。
采用实测和目测的方法相结合,主要测量工具为测高仪、围径尺和卷尺等。对一些感性指标则进行分级记录。各指标测定方法如下:
胸径:乔木采用围径尺测量胸径记录。
树高:采用测高器测量树高,并辅以目测进行记录。
冠幅:按树冠最大垂直投影计算,记录所呈现的不规则圆的平均直径。
枝下高:从地面至树木第一层分枝点的高度。由于树枝修剪等对枝下高有影响,故分截枝之前的枝下高和截枝之后两种进行记录。
树势:分5级进行记录。植株没有受不良环境因素的影响, 长势良好,记为5;植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木轻微的压迫, 但其长势正常记为4;植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木的压迫, 其长势弱, 但树体有恢复正常的趋势,记为3;植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木的严重压迫, 树体矮小, 生长很弱, 树体很难恢复正常,记为2;植株受不良环境因素的影响, 全株干枯, 濒临死亡记为1。
冠形:分5级进行记录。树冠均匀对称,冠形优美,呈较规则几何形状,记为 5;树冠有少许缺失,树冠总体形状较为规则,记为 4;树冠有一定程度缺失,树冠总体形状不规则,枝叶分布不均,记为 3;树冠呈不规则形状,枝叶分布凌乱、缺失严重,长势较差,记为 2;树冠不规则,树枝极为不均且长势很差,记为 1。
偏冠度:分5级进行记录。树冠规则,树冠中轴线与树干一致记为5;小于 1/3冠幅长度偏离主干,记为4;于1/3~2/3冠幅长度偏离主干,记为3;大于1/3冠幅长度偏离主干,记为2;100%树冠偏离主干,记为1。
干形:分5级进行记录。树干通直,树皮均匀,记为5;树干有少许树瘤分布,记为4;树干有一定程度树瘤分布,记为3;树干树瘤分布较多,记为2;树干树瘤分布较多,极度不规则,记为1。
树干倾斜度:分5级进行记录。树干倾斜度小于10°,记为5;树干倾斜度在10°~20°之间,记为4;树干倾斜度在20°~30°之间,记为3;树干倾斜度在30°~40°之间,记为2;树干倾斜度大于40°,记为1。
枯枝腐枝比:分5级进行记录。无枯枝,记为5;0~10%枯枝,记为4;10%~20%枯枝,记为3;20%~50%枯枝,记为2;大于51%的枯枝,记为1。
叶斑或变色:分5级进行记录。无叶斑或变色,记为5;0~10%叶斑或变色,记为4;10%~20%叶斑或变色,记为3;20%~50%叶斑或变色,记为2;大于51%的叶斑或变色,记为1。
顶梢枯死:分5级进行记录。树干无顶梢枯死,记为5;树干顶梢枯死小于25%,记为4;树干顶梢枯死在25%~50%之间,记为3;树干顶梢枯死在50%~75%之间,记为2;树干顶梢枯死大于75%,记为1。
枝叶病害:分5级进行记录。生长良好,树干叶面无病态表现,记为5;少许叶色表现较为反常,树干有少许腐朽,记为4;树干腐朽较为明显,枝叶长势欠佳,记为3;树干较大面积腐朽,枝叶长势很差,记为2;树干腐朽中空,枝叶极少或大部凋落,濒临死亡,记为1。
枝叶虫害:分5级进行记录。生长良好,无明显的虫害,记为5;有少许的虫害,总体生长状况良好,记为4;虫害表现明显,长势受到一定的影响记为3;虫害较为严重,生长受到严重影响记为2;虫害已经对生长造成致命影响,濒临死亡记为1。
寄生:分5级进行记录。树体无寄生植物,记为5;树体小于25%的面积受寄生植物危害,记为4;树体有25%~50%之间的体积受寄生植物危害,记为3;树体有50%~75%之间的体积受寄生植物危害,记为2;树体大于75%的体积受寄生植物危害,记为1。
树干机械损伤:分5级进行记录。树干无损伤,记为5;树干损伤小于1/ 8树干周长,记为4;树干损伤在1/ 8~1/ 3之间树干周长,记为3;树干损伤在1/ 3~2/ 3树干周长,记为2;树干损伤大于2/3树干周长,记为1。
树皮机械损伤:分5级进行记录。树皮无损伤,记为5;树皮有轻微缺失,占半周长的1/3以内,记为4;树皮缺失占半周长的1/3~2/3,记为3;树皮缺失,占半周长的2/3以上未及一半周长记为2;树皮缺失占树皮周长一半,记为1。
干基腐朽/树干洞穴:分5级进行记录。无干基腐朽/洞穴,记为5;干基腐朽/洞穴小于1/8树干周长,记为4;干基腐朽/洞穴在1/8~1/4之间树干周长,记为3;干基腐朽/洞穴在1/4~1/2之间树干周长,记为2;干基腐朽/洞穴大于1/2树干周长,记为1。
根部损伤/根部通气透水性:分5级进行记录。根区无裸露或损伤(根区:树冠垂直投影线以内, 以面积计算),记为5;1/4根区裸露或损伤,记为4;1/3根区裸露或损伤,记为3;2/3根区裸露或损伤,记为2;整个根区裸露或损伤,记为1。
生长空间:分5级进行记录。生长空间无限制,记为5;满足90%生长空间,记为4;满足70%以上生长空间,记为3;满足50%以上生长空间,记为2;不足50%生长空间,记为1。
光污染程度:以行道树距离路灯和其他光源的距离及对树木的影响程度来确定光污染程度。分5级进行记录。一般20m以上记为5,15m-20m记为4;10-15m记为3;5-10m记为2;0-5m记为1。
栽植截干:无栽植截干,记为1;有栽植截干,记为0。
地表覆盖情况:绿地记为5;有机物记为4;生态砖、铁箅子、水泥盖板、碎石记为3;裸地记为2;全覆盖记为1。
养护管理:有栅栏、灌水、施肥、松土、树池、刷白等保护措施的,记为1,无则记为0。
(4)数理统计分析法
本文主要运用了Excel表格和spss21.0两种统计软件,主要运用主成分分析法构建出树木健康评价系统,再利用单因素方差分析法和邓肯多重比较法判断居住区树木健康特征和健康状况在不同年代,不同性质,不同地段类型居住区间的显著性差异。
主成分分析法是一种降维处理技术,主要是针对将多指标的问题转化为少但具有代表性指标的一种统计方法,主要是通过降维的思路将高维空间问题转化成低维空间,将指标简化,而且这些指标要互不相关,但是能够代表原有指标体系的绝大部分信息。主成分分析法在降维的过程中还简化了变量系统的统计数学特征。对古树健康状况进行分析,首先要通过对选取的评价指标进行主成分分析选取主成分,然后用计算特征向量,对数据标准化后,计算每个主成分的得分值,以其特征值作为权重,计算主成分的综合模型,根据主成分综合模型计算综合主成分值,并对其按综合主成分值进行排序,进行综合评价比较。
2.4.2技术路线
图2-1技术路线图
Fig2-1 Technology Roadmap
3研究区概况
3.1合肥市总体概况
合肥市地处长江、淮河之间,安徽省中部(介于北纬 30°57′~32°32′、东经116°41′~117°58′之间)。北连淮南,南接铜陵、池州、安庆,西邻六安,东靠马鞍山、芜湖,是安徽省省会,皖江城市群核心城市,市域面积达11445.1 km²。至2015年,合肥市建成区面积为403km²,常住人口779万,城镇人口548.4万人,城镇化率70.4%。合肥自秦朝开始便立县,已有两千多年的历史积淀,孕育了雄厚的历史文化,也诞生了众多历史名人,如周瑜、包拯、李鸿章等。合肥固有“三国故地,包拯家乡”的佳誉,并因其独特的地理位置及深刻的历史积淀而闻名于世。
3.1.1自然状况
合肥地处江淮流域之间,总体地势是中部高,南北低。全年四季分明,季风明显,雨量适中,属于暖温带向亚热带的过渡带气候类型,为亚热带湿润性季风气候;年均气温约15.7℃,年降水量981.4mm,集中在6-8月,年日照时间约2000 h,无霜期230d。
3.1.2经济现状
合肥对外交通便捷,境内铁路、公路、航空交通发达,是国家规划建设中的全国性综合交通枢纽,也是国家四大科教名城之一[55]。近年来,合肥市经济建设取得重要发展,城市人口从建国初期的6.9万人,达到2019年常住人口818.9万;2019年全年全省生产总值37114亿元,按可比价格计算,比上年增长7.5%。其中,第一产业增加值2915.7亿元,增长3.2%;第二产业增加值15337.9亿元,增长8%;第三产业增加值18860.4亿元,增长7.7%。人均GDP达58496元,折合8480美元。
3.1.3绿地现状
合肥市目前有450余种木本植物,分属于73科170属,其中裸子植物22属、被子植物148属[84]。合肥市绿地建设状况与我国绿地的发展状况同步进行,经历缓慢发展、快速发展、稳定增长及高速发展四个阶段。截至2018年,合肥市主城区绿地率40.3%,绿化率45.2%,人均公园绿地面积12.8m²。规划到2020年,建成区绿地率达到41%,绿化率达到46%,人均公园绿地面积达到13m²[57]
3.2合肥市居住区概况
20世纪40年代末,合肥城区面积5.6km²,实际建成区不足2km²,人口仅5万余人,住房总建筑面积只有约42万m²,到1978年,合肥市的各类房屋建筑面积已达980万m²。1985年前,合肥市的房屋产权公产房占有绝对的主导地位, 虽然国家也鼓励私人建房、买房,但合肥在1985年底私有房屋只有64.3万m²,仅占全市房屋总建筑面积3.64%。进入20世纪90年代,昔日的土墙草顶房和小瓦平房、危楼破屋基本拆除, 新建的住宅小区如雨后春笋般展现在人们的眼前。21世纪后,合肥市房地产市场进入大规模市场化开放阶段,房地产快速发展, 这时不仅要有理念, 还要有文化,还要讲产品,是房地产发展最为迅速的时期。房地产经过了十来年的发展,在开发理念,建筑风格等方面都日益成熟,在这期间,经历了所谓的房地产春天,随着大型的地产商和国内外优秀设计机构对合肥市场的进入,合肥市场的居住区建设也发生了翻天覆地的变化,大量优秀作品的面世, 也开拓了市民的眼界,高端的居住区的出现,人们从“居者有其屋”,开始向“居者优其屋”转变。居住区“以人为本”的准则也开始慢慢呈现出来,设计师在设计小区时不仅需要考虑建筑的设计,还需要顾忌居住区所附属的景观环境设计,此时居住区的树木在其中的作用尤为重要,合理搭配、认真养护可使居民在小区中也有着大自然般的享受,有利于提高人们的生活质量。
4研究方案
4.1研究范围及调查内容的确定
本文研究对象为合肥市居住区内树木,分析居住区树木健康状况以及影响树木健康的因素。在对合肥市居住区树木进行系统的调查分析的前提下,研究结果更具科学性,可信度更高。依据空间均衡原则,结合当前合肥市居住区的发展现状,借鉴法瑞学派的典型选样法,综合居住区性质、地段和建设年代三方面因素,选取合肥市城区15个住宅小区作为研究对象。所选居住区概况见表4-1和图4-1~4-16。
表4-1居住区概况
Table 4-1 Overviewofresidentialareas | ||||
居住区名称 | 编号 | 地段 | 性质 | 年代 |
琥珀山庄 | 01 | 一环内 | 商品房 | 1990-1999 |
安农大第五生活区 | 02 | 一环内 | 福利房 | 1990-1999 |
奥林花园一期 | 03 | 一环内 | 商品房 | 2000-2009 |
地矿局小区 | 04 | 一环内 | 福利房 | 1990-1999 |
合力家园 | 05 | 一环及二环之间 | 福利房 | 2000-2009 |
江淮化肥厂小区 | 06 | 一环及二环之间 | 福利房 | 1990-1999 |
紫桐新村 | 07 | 一环及二环之间 | 保障房 | 2000-2009 |
文一·名门湖畔 | 08 | 二环外 | 商品房 | 2010-2019 |
安粮·兰桂公寓 | 09 | 一环内 | 商品房 | 2010-2019 |
滨湖惠园 | 10 | 二环外 | 保障房 | 2000-2009 |
中铁·滨湖名邸 | 11 | 二环外 | 商品房 | 2010-2019 |
京华世家 | 12 | 二环外 | 保障房 | 2010-2019 |
城建·世纪阳光花园青阳苑 | 13 | 一环及二环之间 | 商品房 | 2000-2009 |
山湖苑四期 | 14 | 二环外 | 保障房 | 2010-2019 |
万科·金域华府 | 15 | 一环及二环之间 | 商品房 | 2010-2019 |
1990s:20世纪90年代,2000s:21世纪00年代,2010s:21世纪10年代
图4-1居住区位置分布(来源:自绘)
Fig 4-1 The distribution of residential areas
图4-2琥珀山庄小区平面图及现状
Fig 4-2The plan and status quo of Amber Mountain Village Community
图4-3安农大第五宿舍小区平面图及现状
Fig 4-3The plan and status quo of The fifth dormitory of Anhui Agricultural University Community
图4-4奥林花园小区平面图及现状
Fig 4-4The plan and status quo of Olin Garden Community
图4-5地矿局小区平面图及现状
Fig 4-5The plan and status quo of Geological Bureau Community
根据住房性质,将居住区住房划分为保障房、福利房与商品房,保障房主要为XX为中低收入住房困难家庭提供的经济适用房和定向安置房;福利房是指职工单位福利分房的附属居住区;由房地产公司出售,市场可自由买卖的住房划为商品房。依据合肥市市政环路结构将居住区划分为3个区域,分为一环内、一环及二环之间和二环外。根据居住区建设时间以及合肥市房地产发展情况,将居住区划分为3个时期,分别为1990-1999年代、2000-2009年代以及2010-2019年代。居住区分类概况见表4-2。
表4-2 居住区分类概况
Table 4-2Classificationoverviewofresidentialareas | |||||
分类 | 变量 | 居住区数量 | 样方数量 | 样方面积/㎡ | 树木株数 |
来源 | 保障房 | 7 | 42 | 11200 | 445 |
福利房 | 4 | 24 | 6400 | 357 | |
商品房 | 4 | 24 | 6400 | 788 | |
区域 | 1环内 | 5 | 30 | 8000 | 515 |
1-2环 | 5 | 30 | 8000 | 472 | |
2环外 | 5 | 30 | 8000 | 603 | |
时期 | 1990-1999年 | 4 | 24 | 6400 | 357 |
2000-2009年 | 5 | 30 | 8000 | 482 | |
2011-2019年 | 6 | 36 | 9600 | 751 | |
合计 Total | 15 | 90 | 24000 | 1590 |
4.2居住区树木健康评价指标体系的建构
4.2.1 居住区树木健康评价指标的选取原则
评价指标的选取是整个构建评价体系的基础,直接影响居住区树木健康评价结果的可靠性,故需对影响树木生长健康要素进行归纳整合。居住区树木健康评价指标的选取需遵循科学性、可量化、可操作性、系统性、层次性等原则。
(1)科学性原则。居住区树木健康评价指标体系应该能够真实、客观和准确地反应居住区树木的综合健康状况。指标体系的构建与指标的筛选都必须以科学性为原则,确立的指标应能够通过测量、观察等方式得出确定结论的定性或定量指标,突出评价对象的特点。
(2)可量化、可操作性原则。此次居住区树木健康评价需要大量的统计数据作为基础,选取的指标应该具有可量化的特点,保证每个指标都能较大程度的反映研究对象,保证评价的可操作性,指标的评价尺度与标准也应参考相应文献。
(3)系统性原则。所选指标之间要有一定的内在逻辑关系,不但要能反映树木整体健康状况,同时还要能体现影响因子间的内在联系。指标体系要能反映在准则层、指标层内部关系,形成一个各因子之间相互作用、相互制约的整体,对居住区树木健康问题通过多因素综合评估得出结论,客观全面的反映研究对象的基本属性。
(4)层次性原则。对于本文研究的居住区树木健康问题,指标的选取应从整体层次上对评价目标进行把控,保证结果的可靠性与完整性。同时,指标的设置应有层次性,设置一定的梯度,展现指标间的层次递进关系。在大量的具体的评价指标中,将相同属性的指标归为一类,构成指标层下的不同指标,对问题的研究更加有条理,认识更清晰彻底。
4.2.2 居住区树木健康评价指标的选取
现有对于森林树木健康评价的相关研究起步较早,评价方法、评价体系等较完备。而对于城市居住区树木健康评价研究,由于相关研究较少,仍处于探索阶段,选用的评价方法、评价指标无统一标准。在遵循上述居住区树木健康评价指标的选取原则上,结合相关文献及已有研究成果,选择多个具有代表性居住区进行预调研,再参考专家意见,整合现有资料,最终将指标分为定量指标和定性指标,并设定详细指标。
定量指标包括胸径、树高、冠幅、枝下高4项指标,定性指标从生长因子、形态因子和环境因子三个方面选取22项评价因子,科学构建了包括目标层(A)、准则层(B)和指标层(C)在内的合肥市居住区树木健康评价指标体系。生长因子(B1)由树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、病害、虫害、树干损伤、树皮损伤、栽植截干、顶梢枯死、寄生、干基腐朽、树干洞穴、根部损伤和根部透气性14个指标因子组成;形态因子(B2)由冠型、干型、偏冠度和树干倾斜度4个指标因子组成;环境因子(B3)由光污染程度、地表覆盖情况、生长空间和养护管理4个指标因子组成。
(1)定量指标
胸径:胸径,又称干径,指乔木主干离地表面处的直径,是立木测量的最基本的因子之一。
树高:树高是树木最直观的形态因子之一,直观的反映了树木的生长状况。
冠幅:指树木的南北和东西方向宽度的平均值,是用来衡量苗木长势的参考标准。
枝下高:从地面至树木第一层分枝点的高度。由于树枝修剪等对枝下高有影响,故分截枝之前的枝下高和截枝之后两种进行记录。
(2)定性指标
树势:树体营养水平,生长结果状况的外观总体表现。
枯枝腐枝比:评价树木的健康程度,不能单看枯枝腐枝的数量,因为树种不同,相同数量的枯枝腐枝对树木本身的健康影响程度是不同的。因此枯枝腐枝的比例能够更好的描述树木健康状况。
叶斑或变色:变色是指病株整体或局部的色泽异常变化,叶片均匀地变为淡绿或黄绿,这称为“褪绿”,若均匀发黄则称为“黄化”。叶片不均匀变色,造成深绿色、浅绿色或黄色的变色部分交错混杂,这称为“嵌纹”或“花叶”,若各种颜色之间界线模糊不清,则称为“斑驳”。
病害:植物体发育不良、枯萎或死亡,一般由细菌、真菌、病毒、藻类或不适宜的气候与土壤等因素造成
虫害:昆虫或蛛螨等对植物造成的危害,如引起植物生长缓慢、枯萎或死亡。
干基腐朽:主要症状病部纤维素和木质素被解体,树木根、干木质部变质解体;大大降低了其物理机械性能,严重者会形成巨大的空洞。
4.2.3 居住区树木健康评价指标的筛选
对于居住区树木个体健康评价指标调研后得到的数据,根据最小均方差法[85]的原则进行筛选。将选取的居住小区的所有被选择调研的乔木作为此次被评价对象,每株树木的定性指标为22个,根据调研所得数据各指标计算最小均方差,对指标进行筛选。其原理为:对于k0(1≤k0≤m,m=22),令:
其中,sj为评价指标Xi的按1590个被评价对象取值构成的样本均方差,若满足≈0,则可以删除与
相应的评价指标。
4.3 居住区树木健康评价指标权重的确立
将筛选出的指标原始数据导入SPSS21.0进行标准化处理以及KMO和Bartlett球度检验确定是否可进行主成分分析;计算各指标变量之间的相关矩阵以及特征根和方差贡献率;得到初始载荷矩阵,利用各主成分的负荷因子除以对应主成分的特征根的开方求出该主成分的特征向量,也即是各主成分与筛选出的个指标间的系数向量,将得到的系数向量与标准化后的原始数据相乘可求出各主成分的表达式;然后以各主成分的方差贡献率为权重得到综合主成分表达式,最后将筛选出的指标的系数向量加权汇总后即为各指标的权重,经归一化处理后得到各原始指标的权重值。
①问卷信度和效度检验
问卷以量表的形式构建完整的评价体系,编制的合理性决定结果的准确性。问卷的信度是效度的基础,效度是信度的归宿,两者之间辩证统一,需二者均处于高水准之上,才可保证问卷的可信度与可靠度。故须对其信度与效度进行分析,才可对居住区树木健康状况的问卷结果展开分析。
信度是指调查问卷的可靠性以及稳定性,本问采用Alpha信度系数法对问卷信度进行分析,考察评价体系各指标间的内在一致性。通常,信度系数应在0~1范围之间,若量表信度系数α>0.9,则表示量表信度很好;若量表信度系数0.8<α<0.9,则表示量表信度尚可接受;若量表信度系数0.7<α<0.8,则表示量表中的一些指标需要进行修改;若量表信度系数α<0.7,则表明一些指标需要舍弃。
效度是指问卷内容是否能真实反映所调查的内容,保证其真实性与准确性。KMO值越接近1表示越适合做因子分析,而Bartlett球形度检验的原假设为相关系数矩阵为单位阵,若Sig值拒绝原假设,表示变量之间存在相关关系,适合做因子分析。通常:0.9< KMO<1.0,表示非常适合;0.8<KMO<0.9,表示比较适合;0.7< KMO <0.8,表示适合;0.6< KMO <0.7,表示基本接受;0.5< KMO<0.6,表示不太适合;KMO<0.5,表示很不适合。
②因子分析
因子分析是将大量的彼此可能存在相关关系的变量转换成较少的,彼此不相关的综合指标的多元统计方法,是spss降维分析的一种。本文采用探索性因子分析方法,运用最大方差法进行因子旋转,提取主成分因子,并对文中居住区树木健康模型的指标体系进行检验。同时,得出各指标相应的得分系数及准则层的权重系数,为居住区树木健康的分析提供数据支撑。
4.4 居住区树木健康等级的划分
为更明了的确定居住区树木健康状况,故将树木健康等级进行划分,利用模糊综合评价法,从多个方面对居住区树木健康的等级情况状况进行整体的评价。全面考虑各个相关的因素与居住区树木健康的关系,经过模糊变换、运算后,做出的评价。
①确定评价对象集:X=居住区树木健康综合评价;
②构建评价标准集:Y={很健康,比较健康,一般,不太健康,很不健康},各定性指标如树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、干型、生长空间、光污染程度等依据相关参考文献确定分级标准,各评价等级的分值取各指标满分值五等分后对应的分值;
③由调研者分别对各项指标按标准进行打分;
④计算综合评价结果:根据各指标的权重值和得分分值计算综合评价得分S;具体计算公式如下:
其中,Si表示第i颗树木的健康综合评价得分,Wij表示第i颗树木第j项指标的权重,Sij表示第i颗树木第j项指标的得分,n为指标的项目数。
⑤定级,根据各等级指标的权重值和对应的标准得分分值,计算各等级对应的标准综合评价得分,确定综合评价得分属于哪个隶属度范围内,也就能确定综合评价得分对应的健康等级。
4.5居住区树木健康指数的确定
居住区树木健康等级虽然能够表明树木的大体健康状况,但此方式更倾向于反映单个树木的健康水平,无法直观的对居住区树木健康进行横向比较,因此本文在树木健康等级的基础上,引入树木健康指数[86]概念,对不同地段、不同年代和不同性质三个方面进行横向比较。树木健康指数是指树木健康得分之和与最优树木健康得分总和的比值,反映出一个区域、年代或性质的居住区树木个体健康状况。健康指数越接近于1,说明该区域、年代或性质的居住区树木个体越健康。具体健康指数计算公式如下:
Y为树木健康指数,n为级别数,Fi为各等级等分值,ai为各等级树木株数,Fmax为最优等级等分值,A为树木总株数。
4.6 树木健康状况问卷设计
树木健康状况评分表的内容主要包括两个部分,第一部分:居住区的基本信息,包括建设年代、住房性质和地理位置等以及调研选取样地的基本信息,包括样地面积、样地类型和地理位置等,第二部分:调查者对树木健康状况的评分情况,即上文居住区树木健康评价指标体系的各个指标。包括居住区树木生长因子、形态因子和环境因子三大方面,并对各指标进行相应的解释说明。评分表中,定性指标如树势、偏冠度、病虫害程度、枯枝比例、地表覆盖程度等参考Boone[61],黎彩敏[87],汪瑛[88]的分级标准,选项分为很不健康、不健康、一般、比较健康、很健康五个等级,依次分别赋予1-5分的分值。对于栽植截干和养护管理两项指标,分为0和1分的分值,对于栽植截干指标,0代表有栽植截干,1代表无栽植截干,对于养护管理指标,0代表无养护管理,1则代表有养护管理。在经过预调查之后,对问卷中的部分内容进行了修改和完善,最终确定调查问卷的内容。
4.7 数据收集与处理
4.7.1 数据收集
根据居住区绿化设计规范[89],将居住区树木绿地划为游憩绿地、宅旁绿地和道路绿地。笔者自2019年7月至2019年10月,对本文研究选取的15个居住区样地进行了实地考察和采用了抽样调查法进行了样地调研。对于选取的每个居住区,首先记录其地理位置,绘制出调查样地的总平面图,然后在居住区内按照道路绿地、游憩绿地与宅旁绿地三种不同类型的划分,各选取两个典型样地进行每木检尺,根据居住区绿地面积建设标准,并结合居住区绿地现状,确定游憩绿地样方面积20m×20m,宅旁绿地样方面积30m×10m,道路绿地面积50m×2m,每类绿地类型设置2个典型样方,若条件不允许,则根据实际情况调整样方数量。然后用测距仪、皮尺等工具测量、记录胸径、树高、冠幅等定量指标;定性指标如树势、偏冠度、病虫害程度、枯枝比例、地表覆盖程度等参考Boone,翁殊斐,汪瑛的分级标准。本研究共调查合肥市城市居住区15个,样方90个,样方面积24000m²,乔木1590株。
4.7.2 数据处理
①EXCEL软件的应用
EXCEL作为一款电子表格软件,可以将调研数据以及后期使用spss软件分析得到的数据进行分析处理,包括数据的汇总、分类及筛选等工作,对于数据处理过程与结果更加便捷与直观;
②SPSS软件的应用
本文运用的spss软件版本为21.0,spss中文全称是“统计产品与服务解决方
案”,是一款用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件,如今被广泛应用于自然科学、技术科学和社会科学的众多领域。本文将运用spss统计软件对居住区树木健康结果进行主成分分析,确定评价指标权重,建立居住区树木健康模型,分析树木健康状况、健康等级以及健康指数。
4.8 总结阶段
通过将现状调研的数据与居住区树木健康评价结果进行汇总分析,对合肥市居住区树木健康进行综合评价,确定树木健康等级,计算树木健康指数。将居住区按来源、建设年代及地理位置三种情况,分类讨论树木健康、分析各类型况下树木健康表现出的共同特征与差异。总结造成树木健康水平低下的原因,并给予相应的建议。为今后居住区树木的保护城提供科学依据,以便更好的美化城市,服务社会。
5结果与分析
5.1居住区树木健康评价
5.1.1 居住区树木健康评价指标体系的建构分析
将15个住宅小区1590株乔木作为被评价对象,每株树木设立胸径、树高、冠幅、枝下高4项定量指标,从生长因子、形态因子和环境因子三个层面设立22项定性指标。依据最小均方差法原则,计算每项指标的最小均方差,对22项定性指标进行筛选,提高可信度。最终选取树势、冠形、枯枝腐枝比、叶斑或变色、病虫害、光污染程度等14个指标作为居住区树木个体健康评价指标。具体居住区树木健康评价指标体系见下表(表5-1):
表5-1居住区树木健康评价指标体系
Table5-1 Health assessmentindicatorsystemofresidentialareastrees | |||
目标层(A) | 准则层(B) | 指标层(C) | 指标描述 |
居住区树木健康评价 | 生长因子(B1) | 树势(C1) | 1:植株受不良环境因素的影响, 全株干枯,濒临死亡;2:植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木的严重压迫, 树体矮小, 生长很弱, 树体很难恢复正常;3:植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木的压迫, 其长势弱, 但树体有恢复正常的趋势 4:植株受不良环境因素的影响, 包括受其它树木轻微的压迫, 但其长势正常;5:植株没有受不良环境因素的影响, 长势良好; |
枯枝腐枝比(C2) | 1:>51%枯枝;2:20%~50%枯枝;3:10%~20%枯枝;4:0~10%枯枝;5:无枯枝 | ||
叶斑或变色(C3) | 1:>51%叶斑或变色;2:20%~50%叶斑或变色;3:10%~20%叶斑或变色;4:0~10%叶斑或变色;5:无叶斑或变色 | ||
病害(C4) | 1:树干腐朽中空,枝叶极少或大部凋落,濒临死亡;2:树干较大面积腐朽,枝叶长势很差;3:树干腐朽较为明显,枝叶长势欠佳;4:少许叶色表现较为反常,树干有少许腐朽;5:生长良好,树干叶面无病态表现; | ||
虫害(C5) | 1:虫害已经对生长造成致命影响,濒临死亡;2:虫害较为严重,生长受到严重影响;3:虫害表现明显,长势受到一定的影响;4:有少许的虫害,总体生长状况良好;
5:生长良好,无明显的虫害 | ||
树干损伤(C6) | 1:>2/3树干周长;2:≤2/3树干周长;3:≤1/3树干周长;4:≤1/8树干周长;5:无损伤 | ||
树皮损伤(C7) | 1:树皮缺失占树皮周长一半;2:树皮缺失,占半周长的2/3以上,未及一半周长;3:树皮缺失占半周长的1/3-2/3;4:树皮有轻微缺失,占半周长的 1/3 以内;5:无损伤 | ||
栽植截干(C8) | 0:有栽植截干;1:无栽植截干 | ||
顶梢枯死(C9) | 1:顶梢枯死>75;2:顶梢枯死≤75;3:顶梢枯死≤50;4:顶梢枯死≤25;5:无顶梢枯死 | ||
形态因子(B2) | 冠型(C10) | 1:树冠不规则,树枝均为不均匀;2:树冠缺失严重,枝叶分布凌乱;3:树冠一定程度缺失,形状不规则;4:树冠少许缺失,较为规则;5:树冠均匀对此,冠形优美 | |
偏冠度(C11) | 1:树冠完全偏离树干;2:>2/3冠幅长度偏离树干;3:1/3-2/3冠幅长度偏离树干;4:<1/3冠幅偏离主干;5:树冠中轴线与树干一致; | ||
环境因子(B3) | 光污染程度(C12) | 1:光源距离树木距离0-5m;2:光源距离树木距离5-10m;3:光源距离树木距离10-15m;4:光源距离树木距离15-20m;5:光源距离树木距离20m以上; | |
地表覆盖情况(C13) | 1:完全覆盖;2:裸地;3:生态砖、铁箅子、水泥盖板、碎石;4:有机物;5:绿地; | ||
养护管理(C14) | 0:无养护管理;1:有养护管理 |
5.1.2 问卷信度和效度分析结果
问卷的信度和效度的分析是对此次研究结果可信度与可靠的保证,因此,在进行数据分析之前,需对问卷数据进行新都与效度的检验。
将本次居住区树木健康评价的调研数据录入spss21.0统计软件进行信度和效度分析,检验结果如下表5-2所示,居住区树木健康评价问卷的α值均接近于0.9,表明问卷的信度很好。效度分析结果显示,居住区树木健康评价模型KMO大于0.9,表示非常适合做因子分析;同时,Sig值均为0.000,小于显著性水平0.05,因此拒绝原假设,表示变量之间存在相关关系,适合做因子分析。
表5-2 居住区树木健康评价信度及效度系数
Table 5-2 The modulus of reliability and validity of health assessmentofresidentialareastrees | ||||
目标层 | Cronbach’s Alpha系数 | 基于标准化项的Cronbach’s Alpha系数 | 取样足够度的Kaiser-Meyer-Olkin 度量 | Sig. |
居住区树木健康评价指标 | 0.894 | 0.914 | 0.908 | 0.000 |
5.1.3 因子分析结果
将收集的树木健康数据录入spss21.0统计软件中,运用主成分因子分析法,得出居住区树木健康评价模型因子分析结果如下表5-3所示,可见,前四个因子的特征值之和占总特征值达到73.296%,占70%以上,因此,提取前四个因子作为主因子。
表5-3 居住区树木健康评价模型各因子解释的总方差
Table 5-3 The total variance explained of the factors ofhealth assessmentofresidentialareastrees | |||||||||
成分 | 初始特征值 | 提取平方和载入 | 旋转平方和载入 | ||||||
合计 | 方差的% | 累积% | 合计 | 方差的% | 累积% | 合计 | 方差的% | 累积% | |
1 | 6.770 | 48.359 | 48.359 | 6.770 | 48.359 | 48.359 | 6.284 | 44.887 | 44.887 |
2 | 1.399 | 9.992 | 58.351 | 1.399 | 9.992 | 58.351 | 1.663 | 11.880 | 56.767 |
3 | 1.073 | 7.666 | 66.017 | 1.073 | 7.666 | 66.017 | 1.170 | 8.356 | 65.123 |
4 | 1.015 | 7.252 | 73.269 | 1.015 | 7.252 | 73.269 | 1.140 | 8.146 | 73.269 |
5 | 0.825 | 5.891 | 79.16 | ||||||
6 | 0.593 | 4.235 | 83.395 | ||||||
7 | 0.442 | 3.158 | 86.553 | ||||||
8 | 0.396 | 2.831 | 89.384 | ||||||
9 | 0.384 | 2.740 | 92.123 | ||||||
10 | 0.334 | 2.388 | 94.511 | ||||||
11 | 0.266 | 1.901 | 96.413 | ||||||
12 | 0.222 | 1.583 | 97.996 | ||||||
13 | 0.172 | 1.231 | 99.227 | ||||||
14 | 0.108 | 0.773 | 100 | ||||||
提取方法:主成分分析 |
通过主成分方法提取四个主因子的载荷值,为了方便解释各因子的含义,需要进行因子旋转,采用Kaiser标准化的正交旋转法。表5-4给出了旋转后的因子载荷值,因子的载荷值均在在0.584~0.960之间,属于合理范围内波动,且四个主成分对应的指标没有同时大于0.5的,说明本研究中不需要剔除任何指标因子,所有指标均符合要求。通过因子旋转,各因子有了比较明确的含义及相对应的主成分。由表5-3和表5-4可知,因子分析的结果与上文评价体系模型吻合,再次验证上文游憩满意度模型的科学性。
表5-4 居住区树木健康评价模型各因子旋转成分矩阵
Table 5-4 The matrix of rotation composition of health assessmentof residentialareastrees | ||||
指标 | 成份 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
树势(C1) | 0.625 | 0.292 | 0.276 | 0.154 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.846 | 0.122 | 0.055 | 0.053 |
叶斑或变色(C3) | 0.849 | 0.012 | 0.026 | 0.092 |
病害(C4) | 0.825 | 0.019 | 0.011 | 0.068 |
虫害(C5) | 0.780 | 0.076 | 0.076 | 0.000 |
树干损伤(C6) | 0.880 | 0.114 | 0.000 | 0.052 |
树皮损伤(C7) | 0.878 | 0.134 | -0.005 | 0.018 |
栽植截干(C8) | 0.092 | -0.004 | -0.014 | 0.960 |
顶梢枯死(C9) | 0.890 | 0.050 | 0.030 | 0.062 |
冠型(C10) | 0.584 | 0.349 | 0.401 | 0.231 |
偏冠度(C11) | 0.647 | 0.181 | 0.323 | 0.121 |
光污染程度(C12) | 0.033 | -0.078 | 0.894 | -0.049 |
地表覆盖情况(C13) | 0.245 | 0.767 | -0.123 | 0.245 |
养护管理(C14) | -0.003 | 0.880 | 0.055 | -0.203 |
提取方法:主成份。旋转法:具有Kaiser标准化的正交旋转法。 |
由主成分提取,同时得出各指标的相应得分系数,为下文居住区树木健康评价指标权重的求取提供数据支撑。具体信息见表5-5。
表5-5 居住区树木健康评价模型因子得分系数矩阵
Table 5-5The coefficient matrix of factor score of health assessmentof residentialareastrees | ||||
指标 | 成份 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
树势(C1) | 0.048 | 0.116 | 0.181 | 0.072 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.149 | -0.019 | -0.045 | -0.046 |
叶斑或变色(C3) | 0.162 | -0.095 | -0.070 | -0.007 |
病害(C4) | 0.160 | -0.087 | -0.081 | -0.026 |
虫害(C5) | 0.144 | -0.042 | -0.017 | -0.087 |
树干损伤(C6) | 0.163 | -0.027 | -0.100 | -0.050 |
树皮损伤(C7) | 0.165 | -0.012 | -0.105 | -0.084 |
栽植截干(C8) | -0.085 | -0.039 | -0.015 | 0.905 |
顶梢枯死(C9) | 0.169 | -0.073 | -0.072 | -0.040 |
冠型(C10) | 0.010 | 0.155 | 0.302 | 0.150 |
偏冠度(C11) | 0.063 | 0.037 | 0.225 | 0.042 |
光污染程度(C12) | -0.078 | -0.078 | 0.831 | -0.040 |
地表覆盖情况(C13) | -0.053 | 0.495 | -0.159 | 0.185 |
养护管理(C14) | -0.088 | 0.609 | 0.029 | -0.217 |
提取方法:主成份。
旋转法:具有Kaiser标准化的正交旋转法。 |
5.1.4 居住区树木健康评价指标权重的确立分析
根据总方差解释表(即上文表5-3)和成分矩阵表确定居住区树木健康评价指标权重,成分矩阵表见下表5-6。本文将以树势(C1)指标为例,详细解释指标权重确立过程。
表5-6 居住区树木健康评价模型各因子成分矩阵
Table 5-6 The componentmatrix of health assessmentof residentialareastrees | ||||
指标 | 成份 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
树势(C1) | 0.722 | 0.142 | 0.118 | 0.144 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.850 | -0.073 | -0.021 | -0.090 |
叶斑或变色(C3) | 0.930 | -0.180 | -0.067 | -0.070 |
病害(C4) | 0.803 | -0.168 | -0.065 | -0.092 |
虫害(C5) | 0.773 | -0.103 | 0.029 | -0.108 |
树干损伤(C6) | 0.873 | -0.088 | -0.068 | -0.126 |
树皮损伤(C7) | 0.870 | -0.068 | -0.053 | -0.158 |
栽植截干(C8) | 0.216 | -0.019 | -0.542 | 0.768 |
顶梢枯死(C9) | 0.874 | -0.153 | -0.049 | -0.101 |
冠型(C10) | 0.723 | 0.206 | 0.182 | 0.280 |
偏冠度(C11) | 0.720 | 0.028 | 0.174 | 0.143 |
光污染程度(C12) | 0.133 | -0.091 | 0.772 | 0.433 |
地表覆盖情况(C13) | 0.420 | 0.694 | -0.248 | 0.057 |
养护管理(C14) | 0.173 | 0.856 | 0.157 | -0.176 |
提取方法:主成份。
已提取了4个成份。 |
首先,确定主成分在各线性组合中的系数。以指标树势(C1)为例:
以此类推,得出各线性组合中的系数,见下表5-7:
表5-7 居住区树木健康评价模型各线性组合中的系数
Table 5-7 The coefficientsinlinearcombination of health assessmentof residentialareastrees | ||||
指标 | 成份 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
树势(C1) | 0.277 | 0.120 | 0.114 | 0.143 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.327 | -0.062 | -0.020 | -0.089 |
叶斑或变色(C3) | 0.319 | -0.152 | -0.065 | -0.069 |
病害(C4) | 0.309 | -0.142 | -0.063 | -0.097 |
虫害(C5) | 0.297 | -0.087 | 0.028 | -0.107 |
树干损伤(C6) | 0.336 | -0.074 | -0.066 | -0.125 |
树皮损伤(C7) | 0.334 | -0.057 | -0.051 | -0.157 |
栽植截干(C8) | 0.083 | -0.016 | -0.523 | 0.762 |
顶梢枯死(C9) | 0.336 | -0.129 | -0.047 | -0.100 |
冠型(C10) | 0.278 | 0.174 | 0.176 | 0.278 |
偏冠度(C11) | 0.277 | 0.024 | 0.168 | 0.142 |
光污染程度(C12) | 0.051 | -0.077 | 0.745 | 0.430 |
地表覆盖情况(C13) | 0.161 | 0.587 | -0.239 | 0.057 |
养护管理(C14) | 0.066 | 0.724 | 0.152 | -0.175 |
接着计算各指标在综合得分模型中的系数。以指标树势(C1)为例:
以此类推,得出各指标在综合得分模型中的系数,见下表5-8:
表5-8 居住区树木健康评价模型各指标在综合得分模型中的系数
Table 5-8 The coefficientofindexincomprehensivescoremodel of health assessmentof residentialareastrees | |
指标 | 综合系数 |
树势(C1) | 0.226 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.196 |
叶斑或变色(C3) | 0.176 |
病害(C4) | 0.169 |
虫害(C5) | 0.177 |
树干损伤(C6) | 0.192 |
树皮损伤(C7) | 0.192 |
栽植截干(C8) | 0.073 |
顶梢枯死(C9) | 0.189 |
冠型(C10) | 0.253 |
偏冠度(C11) | 0.217 |
光污染程度(C12) | 0.144 |
地表覆盖情况(C13) | 0.167 |
养护管理(C14) | 0.141 |
最后,将各指标综合系数进行归一化处理,得到最终的居住区树木健康评价指标权重。以指标树势(C1)为例:
以此类推,得出各指标在综合得分模型中的系数,见下表5-9:
表5-9 居住区树木健康评价模型
Table5-9 Healthassessmentmodelofresidentialareastrees | |||||
目标层(A) | 目标层权重(W1) | 准则层(B) | 准则层权重(W2) | 指标层(C) | 指标层权重
(W3) |
居住区树木健康评价
Healthassessmentmodelofresidentialareastrees | 1.000 | 生长因子(B1) | 0.631 | 树势(C1) | 0.090 |
枯枝腐枝比(C2) | 0.078 | ||||
叶斑或变色(C3) | 0.070 | ||||
病害(C4) | 0.067 | ||||
虫害(C5) | 0.070 | ||||
树干损伤(C6) | 0.076 | ||||
树皮损伤(C7) | 0.076 | ||||
栽植截干(C8) | 0.029 | ||||
顶梢枯死(C9) | 0.075 | ||||
形态因子(B2) | 0.188 | 冠型(C10) | 0.101 | ||
偏冠度(C11) | 0.087 | ||||
环境因子(B3) | 0.181 | 光污染程度(C12) | 0.057 | ||
地表覆盖情况(C13) | 0.067 | ||||
养护管理(C14) | 0.056 |
经过计算,最终得到居住区树木健康评价指标的综合权重,也即居住区树木健康评价模型,如上表5-9所示。由表5-9可知,准则层中生长因子所占权重最大,占比60%以上,其次,形态因子与环境因子所占权重相当。表明居住区树木健康需注重树木自身生长因子层面,同时,形态与环境层面的因素也应予以一定的重视。指标层权重层面,除了有无栽植截干权重占比较低,树势及冠型占比较高,大部分指标权重占比比较平均,总的来说,各指标权重占比对树木健康较为均衡。
依据指标权重占比,可得个体树木健康得分S,数学计算公式为:
5.1.5 居住区树木健康等级分析
在居住区树木健康评价模型中,定性指标参考Boone,翁殊斐,汪瑛等人的分级标准,选项分为很不健康、不健康、一般、比较健康、很健康五个等级,依次分别赋予1-5分的分值。对于栽植截干和养护管理两项指标,分为0和1分的分值,对于栽植截干指标,0代表有栽植截干,1代表无栽植截干,对于养护管理指标,0代表无养护管理,1则代表有养护管理。同时,将个体树木健康分为濒死、不健康、中等健康、亚健康和健康5个等级,各等级阈值根据树木健康得分计算公式计算得出,个体树木健康得分结果属于哪个隶属度范围内,也就表明综合评价结果分别对应那种评价等级。本文将树木健康等级划为5个等级,将栽植截干和养护管理两项只有两个分值的指标,在确定阈值时也分为5个等级,分值依次为0、0.25、0.5、0.75和1。依据上文树木健康得分计算公式,得出居住区树木健康等级及相应阈值,见下表5-10:
表5-10居住区树木健康等级及相应阈值
Table5-10 Healthlevelandcorrespondingthresholdofresidentialareastrees | |||||
等级 | 1级 | 2级 | 3级 | 4级 | 5级 |
阈值 | Si≤1.85 | 1.85≤Si≤2.78 | 2.78≤Si≤3.72 | 3.72≤Si≤4.66 | Si≥4.66 |
健康程度 | 濒死 | 不健康 | 中等健康 | 亚健康 | 健康 |
5.2居住区树木健康特征分析
5.2.1 不同地段居住区树木健康特征比较
根据调查及数据分析将不同地段居住区的树木评价指标进行比较,可知不同地段居住区树木健康指标情况,如表5-11所示。不同地段居住区树势、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死7个指标差异不显著(P>0.05);
表5-11不同地段居住区树木评价指标比较
Table5-11 Comparison of assessmentindicatorofresidentialareastreesbetweendifferentdistricts | |||
评价指标
Assessment indicator | 1环内
Within 1st ring road | 1-2环
1st-2nd Ring road | 2环外
Beyond 2nd ring road |
C1 | 4.48±0.73a | 4.46±0.87a | 4.41±0.87a |
C2 | 4.74±0.65ab | 4.66±0.78b | 4.77±0.64a |
C3 | 4.80±0.58a | 4.72±0.72a | 4.77±0.64a |
C4 | 4.76±0.59a | 4.74±0.62a | 4.75±0.65a |
C5 | 4.76±0.57a | 4.75±0.64a | 4.75±0.61a |
C6 | 4.77±0.59a | 4.76±0.61a | 4.76±0.66a |
C7 | 4.78±0.58a | 4.74±0.67a | 4.79±0.59a |
C8 | 0.78±0.42b | 0.96±0.20a | 0.81±0.39b |
C9 | 4.81±0.58a | 4.75±0.75a | 4.82±0.61a |
C10 | 4.43±0.77a | 4.24±0.88b | 4.21±0.88b |
C11 | 4.55±0.78a | 4.38±0.80b | 4.42±0.75b |
C12 | 2.36±1.52a | 1.88±1.25b | 1.70±1.13c |
C13 | 4.35±1.07a | 4.16±1.22b | 4.42±1.09a |
C14 | 0.97±0.18a | 0.82±0.38b | 0.82±0.39b |
表中数据为平均值±标准差;同行不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05);
C1树势Tree vigor ;C2枯枝腐枝比Proportion of dead twigs;C3叶斑或变色Leaf spots or discoloration;C4枝叶病害 Diseases of branch and leaf;C5枝叶虫害Pests of branch and leaf;C6树干机械损伤Mechanical trunk damagr;C7树皮机械损伤Bark mechanical damage;C8栽植截干Cutting off crown and planting;C9顶梢枯死Tree tops die;C10冠形Crown profile;C11偏冠度Deflection canopy;C12光污染程度Light pollution;C13地表覆盖情况Surface coverage;C14养护管理Maintenance management. |
其中树木树势指标为1环内>1-2环>2环外;树木叶斑或变色、枝叶病害指标为1环内>2环外>1-2环;树木枝叶虫害、树干机械损伤指标为1环>1-2环=2环外;树木树皮机械损伤、顶梢枯死指标为2坏外>1环内>1-2环。
不同地段居住区树木冠形、偏冠度、枯枝腐枝比、栽植截干、光污染程度、地表覆盖程度、养护管理7个指标呈现显著性差异(P<0.05)。
其中树木枯枝腐枝比、地表覆盖情况指标为2环外>1环内>1-2环;树木栽植截干指标为1-2环>2环外>1环内;树木冠形、光污染程度指标为1环内>1-2环>2环外;树木偏冠度指标为1环内>2环外>1-2环;树木养护管理指标为1环内>1-2环=2环外。
表中数据显示居住区树木冠形、偏冠度、光污染程度与养护管理指标在1环内居住区表现显著最优;树木栽植截干指标在1-2环内居住区表现显著最优;树木枯枝腐枝比、地表覆盖情况指标在2环外居住区表现显著最优。
居住区树木栽植截干指标在1环内居住区表现显著最差;树木枯枝腐枝比、偏冠度、地表覆盖情况指标在1-2环内居住区表现显著最差;树木冠形、光污染程度指标在2环外居住区表现显著最差。
不同地段的居住区在调研时,可以发现1环内的居住小区的树木树势、叶斑或变色、枝叶病虫害、光污染程度等指标相对于1-2环内与2环外相对较好,树木的枯枝腐枝比与地表覆盖情况居相对较为薄弱。原因是因为1环内多为老旧小区,建设年代相对较远,在建设时期尚未考虑到地表覆盖的情况对于树木健康的影响,又因当时的基础设施路灯安装较少,所居住的居民大多年龄较大,所以树木在夜间所受到的光污染相对较少;1环内居住小区靠近市中心,房价较高,物业服务好,在树木的养护管理上的工作相较于其他地段居住区摇号,所以树木病虫害较少。
5.2.2 不同年代居住区树木健康特征比较
根据调查及数据分析将不同年代居住区的树木评价指标进行比较,可知不同年代居住区树木健康指标情况,如表5-12所示。不同年代居住区树木健康指标均呈现显著性差异(P<0.05)。
表5-12不同年代居住区树木评价指标比较
Table5-12 Comparison of assessmentindicatorofresidentialareastreesbetweendifferentperiods | |||
评价指标
Assessment indicator | 1990s | 2000s | 2010s |
C1 | 4.23±0.89c | 4.34±0.92b | 4.62±0.68a |
C2 | 4.55±0.80b | 4.59±0.89b | 4.90±0.36a |
C3 | 4.65±0.73b | 4.70±0.79b | 4.86±0.46a |
C4 | 4.60±0.74c | 4.73±0.68b | 4.84±0.49a |
C5 | 4.59±0.74c | 4.73±0.68b | 4.84±0.45a |
C6 | 4.61±0.72b | 4.67±0.77b | 4.89±0.41a |
C7 | 4.59±0.78c | 4.69±0.73b | 4.90±0.37a |
C8 | 0.74±0.44c | 0.91±0.29a | 0.86±0.35b |
C9 | 4.67±0.74b | 4.71±0.86b | 4.92±0.35a |
C10 | 4.05±0.89c | 4.21±0.94b | 4.46±0.73a |
C11 | 4.30±0.94b | 4.44±0.81a | 4.53±0.66a |
C12 | 2.10±1.20a | 2.14±1.39a | 1.79±1.33b |
C13 | 3.66±1.28c | 3.93±1.30b | 4.87±0.46a |
C14 | 0.75±0.44b | 0.75±0.43b | 1.00±0.04a |
表中数据为平均值±标准差;同行不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05);
C1树势Tree vigor ;C2枯枝腐枝比Proportion of dead twigs;C3叶斑或变色Leaf spots or discoloration;C4枝叶病害 Diseases of branch and leaf;C5枝叶虫害Pests of branch and leaf;C6树干机械损伤Mechanical trunk damagr;C7树皮机械损伤Bark mechanical damage;C8栽植截干Cutting off crown and planting;C9顶梢枯死Tree tops die;C10冠形Crown profile;C11偏冠度Deflection canopy;C12光污染程度Light pollution;C13地表覆盖情况Surface coverage;C14养护管理Maintenance management. |
其中树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况指标为2010s>2000s>1990s;树木栽植截干指标为2000s>2010s>1990s;树木光污染程度指标为2000s>1990s>2010s;树木养护管理指标为2010s>1990s=2000s。
表中数据显示居住区树木树势、枯枝腐比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况、养护管理12个指标在2010s居住区内表现显著优于其他年代;树木栽植截干、光污染程度指标在2000s居住区内表现显著最优。
居住区树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、栽植截干、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况指标在1990s居住区内表现显著差于其他年代;树木光污染程度指标在2010s居住区内表现显著最差。
从14个树木健康指标之间比较来看,树木光污染程度指标随着时间的变化越来越差;树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害。枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况与养护管理指标随时间变化越来越好;树木栽植截干、光污染程度、养护管理指标在各时期居住区表现均较差。
通过对不同年代的居住区的实地调研,可以发现1990s的居住小区树木健康状态远远低于2010s的居住小区,树木健康状况随着时间的增长越来越好,因为随着时间的增长,居住区在设计初期不仅仅只考虑到住宅的设计,还要兼顾住宅周边的景观环境,注重树木的搭配与养护;但是光污染程度却随着时间的增长越来越差,一是因为新建小区在规划设计时对于基础设施路灯的设计增加,二是因为新建小区居民多为年轻人,所以树木在夜间所受到的光污染相对较多。
5.2.3 不同性质居住区树木健康特征比较
根据调查及数据分析将不同性质居住区的树木评价指标进行比较,可知不同性质居住区树木健康指标情况,如表5-13所示。不同性质居住区树木健康指标具有显著性差异(P<0.05)。
表5-13不同性质居住区树木评价指标比较
Table5-13Comparison of assessmentindicatorofresidentialareastreesbetweendifferentorigins | |||
评价指标
Assessment indicator | 保障房
Social security housing | 福利房
Welfare housing | 商品房
Commodity housing |
C1 | 4.29±0.96b | 4.25±0.94b | 4.63±0.63a |
C2 | 4.63±0.80b | 4.48±0.90c | 4.89±0.41a |
C3 | 4.64±0.78b | 4.62±0.82b | 4.90±0.39a |
C4 | 4.64±0.76b | 4.60±0.72b | 4.88±0.43a |
C5 | 4.69±0.68b | 4.59±0.77c | 4.86±0.44a |
C6 | 4.63±0.77b | 4.59±0.77b | 4.92±0.36a |
C7 | 4.67±0.71b | 4.56±0.82c | 4.92±0.34a |
C8 | 0.75±0.44b | 0.78±0.41b | 0.93±0.26a |
C9 | 4.68±0.81b | 4.64±0.83b | 4.94±0.34a |
C10 | 4.02±0.95b | 4.02±0.89b | 4.56±0.67a |
C11 | 4.25±0.82b | 4.32±0.95b | 4.62±0.62a |
C12 | 1.54±0.82c | 1.76±1.03b | 2.29±1.57a |
C13 | 4.06±1.22b | 3.63±1.19c | 4.77±0.79a |
C14 | 0.75±0.43b | 0.75±0.43b | 0.99±0.12a |
表中数据为平均值±标准差;同行不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05);
C1树势Tree vigor ;C2枯枝腐枝比Proportion of dead twigs;C3叶斑或变色Leaf spots or discoloration;C4枝叶病害 Diseases of branch and leaf;C5枝叶虫害Pests of branch and leaf;C6树干机械损伤Mechanical trunk damagr;C7树皮机械损伤Bark mechanical damage;C8栽植截干Cutting off crown and planting;C9顶梢枯死Tree tops die;C10冠形Crown profile;C11偏冠度Deflection canopy;C12光污染程度Light pollution;C13地表覆盖情况Surface coverage;C14养护管理Maintenance management. |
其中树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、地表覆盖情况指标为商品房>保障房>福利房;树木栽植截干、偏冠度、光污染程度指标为商品房>福利房>保障房;树木冠形、养护管理指标为商品房>保障房=福利房。
表中数据显示居住区树木树势、枯枝腐比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、栽植截干、顶梢枯死、冠形、偏冠度、光污染、地表覆盖情况、养护管理14个指标在商品房内表现显著均为最优。
居住区树木栽植截干、偏冠度、光污染程度指标在保障房内表现显著最差;树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、地表覆盖情况指标在福利房内表现显著差于其他性质。
从14个树木健康指标之间比较来看,商品房内树木健康指标整体优于其他性质;树木栽植截干、光污染程度、养护管理指标在各性质居住区表现普遍较差。
对于不同性质的居住区的实地调研,可以发现商品房的树木健康状况要远远高于福利房与保障房,14个指标在商品房内表现均为最优。商品房不同于福利房与保障房是XX或者机关单位给予的低价出售或者补贴住房,是居民通过市场价购买而来,房价远远高于福利房与保障房,所以物业的服务质量好,对于树木的养护管理工作相对较好,树木的健康状态也高于其他房源。
5.3居住区树木健康评价分析
5.3.1不同地段居住区树木健康比较
(1)不同地段居住区树木健康等级
据调查及数据分析将不同地段居住区的树木健康分为5个等级,可知不同地段居住区树木健康比例变化情况,如图5-1所示。不同地段居住区树木健康等级均呈右偏正态分布,其中亚健康等级树木比例均较大、濒死等级树木比例均较小、且1环内无濒死等级树木,不健康等级树木、一般健康等级树木与健康等级树木在1-2环内比例均为最大。
图5-1不同地段居住区树木个体健康等级分布
Fig5-1 Health class distribution of residential areas trees between different districts
①在亚健康等级树木比例中:1环内亚健康等级树木比例为80.19%、1-2环内亚健康等级树木比例为77.75%、2环外亚健康等级树木比例为82.42%,其中2环外亚健康等级树木比例最大,1-2环内比例最小。
②在濒死等级树木比例中:1环内濒死等级树木比例为0%、1-2环内濒死等级树木比例为0.21%、2环外濒死等级树木比例为0.50%,其中1环内未发现濒死等级树木、2环外濒死等级树木比例最大。
③在不健康等级树木比例中:1环内不健康等级树木比例为1.17%、1-2环内不健康等级树木比例为2.33%、2环外不健康等级树木比例为1.66%,其中1-2环内不健康等级树木比例最大,1环内比例最小。
④在一般健康等级树木比例中:1环内一般健康等级树木比例为10.68%、1-2环内一般健康等级树木比例为11.23%、2环外一般健康等级树木比例为9.78%,其中1-2环内一般健康等级树木比例最大,2环外比例最小。
⑤在健康等级树木比例中:1环内健康等级树木比例为7.96%、1-2环内健康等级树木比例为8.47%、2环外健康等级树木比例为5.64%,其中1-2环内健康等级树木比例最大,2环外比例最小。
(2)不同地段居住区树木健康指数
据调查及数据分析可知不同地段居住区树木健康指数变化情况,如表5-14所示。不同地段内居住区树木健康指数1环内与1-2环、2环外存在显著性差异(P<0.05),1-2环与2环外无显著性差异(P>0.05),大小顺序表现为:1环内>1-2环=2环外,表现为1环内居住区树木健康表现最好。健康指数范围是0.20-1,从健康指数来看,1-2环与2环外出现最小健康指数为0.20,1环内、1-2环与2环外三个地段均出现最大健康指数1。
表5-14不同地段居住区树木健康指数
Table5-14Health indexes ofresidentialareastreesbetweendifferentdistricts | |||||
地段
Districts | 样本量
N | 平均值±标准差
Mean±Standard Deviation | 最小值
Minimum | 最大值
Maximum | 变异系数
CV/100% |
1环内 | 5 | 0.90±0.09a | 0.52 | 1 | 10.0% |
1-2环 | 5 | 0.88±0.11b | 0.20 | 1 | 12.5% |
2环外 | 5 | 0.88±0.11b | 0.20 | 1 | 12.5% |
表中健康指数为平均值±标准差;不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05)
5.3.2不同年代居住区树木健康比较
(1)不同年代居住区树木健康等级
据调查及数据分析将不同年代居住区的树木健康分为5个等级,可知不同年代居住区树木健康比例变化情况,如图5-2所示。不同年代居住区树木健康等级均呈右偏正态分布,其中亚健康等级树木比例均较大、濒死等级树木比例均较小、且2010s居住区内无不健康与濒死等级树木,不健康等级与一般健康等级树木在1990s居住区内比例均为最大,健康等级树木在2010s居住区内比例最大。
①在亚健康等级树木比例中:1990s居住区内亚健康等级树木比例为77.59%、2000s居住区内亚健康等级树木比例为77.18%、2011-2019年居住区内亚健康等级树木比例为83.62%,其中2011-2019年居住区内亚健康等级树木比例最大,2000s居住区内比例最小。
②在濒死等级树木比例中:1990s居住区内濒死等级树木比例为0.28%、2000s居住区内濒死等级树木比例为0.62%、2010s居住区内濒死等级树木比例为0%,其中2010s居住区内未发现濒死等级树木、2000s居住区内濒死等级树木比例最大。
③在不健康等级树木比例中:1990s居住区内不健康等级树木比例为3.64%、2000s居住区内不健康等级树木比例为2.90%、2010s居住区内不健康等级树木比例为0%,其中2010s居住区内未发现不健康等级树木、1990s居住区内不健康等级树木比例最大。
④在一般健康等级树木比例中:1990s居住区内一般健康等级树木比例为17.93%、2000s居住区内一般健康等级树木比例为13.69%、2010s居住区内一般健康等级树木比例为4.93%,其中1990s居住区内一般健康等级树木比例最大,
2010s居住区内比例最小。
图5-2不同年代居住区树木个体健康等级分布
Fig5-2Health class distribution of residential areas trees between different periods
⑤在健康等级树木比例中:1990s居住区内健康等级树木比例为0.56%、2000s居住区内健康等级树木比例为5.60%、2010s居住区内健康等级树木比例为11.45%,其中2011-2019年居住区内健康等级树木比例最大,1990s居住区内比例最小。
(2)不同年代居住区树木健康指数
据调查及数据分析可知不同年代居住区树木健康指数变化情况,如表5-15所示。不同年代内居住区树木健康指数存在显著性差异(P<0.05),大小顺序表现为:2010s>2000s>1990s,表现为2010s新建居住区内树木健康表现最好,1990s老旧居住区内树木健康表现最差。健康指数范围是0.20-1,从健康指数来看,1990s与2000s均出现最小健康指数为0.20,1990s、2000s与2010s三个时期均出现最大健康指数1。
表5-15不同年代居住区树木健康指数
Table5-15Health indexes ofresidentialareastreesbetweendifferentperiods | |||||
年代
Periods | 样本量
N | 平均值±标准差
Mean±Standard Deviation | 最小值
Minimum | 最大值
Maximum | 变异系数
CV/100% |
1990-1999 | 4 | 0.85±0.12c | 0.20 | 1 | 14.1% |
2000-2009 | 5 | 0.87±0.12b | 0.20 | 1 | 13.8% |
2010-2019 | 6 | 0.92±0.07a | 0.60 | 1 | 7.6% |
表中健康指数为平均值±标准差;不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05)
5.3.3不同性质居住区树木健康比较
(1)不同性质居住区树木健康等级
据调查及数据分析将不同性质居住区的树木健康分为5个等级,可知不同性质居住区树木健康比例变化情况,如图5-3所示。不同性质居住区树木健康等级均呈右偏正态分布,其中亚健康等级树木比例均较大、濒死等级树木比例均较小、且商品房无濒死等级树木,不健康等级在福利房内比例均为最大,一般健康等级树木在保障房内比例最大,健康等级树木在商品房内比例最大,且保障房内未发现健康等级树木。
图5-3不同性质居住区树木个体健康等级分布
Fig 5-3Health class distribution of residential areas trees between different origins
①在亚健康等级树木比例中:保障房内亚健康等级树木比例为79.77%、福利房内亚健康等级树木比例为77.59%、商品房内亚健康等级树木比例为81.85%,
其中商品房内亚健康等级树木比例最大,福利房内比例最小。
②在濒死等级树木比例中:保障房内濒死等级树木比例为0.67%、福利房内濒死等级树木比例为0.28%、商品房内濒死等级树木比例为0%,其中商品房内未发现濒死等级树木、保障房内濒死等级树木比例最大。
③在不健康等级树木比例中:保障房内不健康等级树木比例为2.25%、福利房区内不健康等级树木比例为4.48%、商品房内不健康等级树木比例为0.13%,其中福利房内不健康等级树木比例最大,商品房内比例最小。
④在一般健康等级树木比例中:保障房内一般健康等级树木比例为17.30%、福利房区内一般健康等级树木比例为17.09%、商品房内一般健康等级树木比例为3.68%,其中保障房内一般健康等级树木比例最大,商品房内比例最小。
⑤在健康等级树木比例中:保障房内健康等级树木比例为0%、福利房内健康等级树木比例为0.56%、商品房内健康等级树木比例为14.34%,其中保障房内未发现健康等级树木,商品房内比例最大。
(2)不同性质居住区树木健康指数
据调查及数据分析可知不同性质居住区树木健康指数变化情况,如表5-16所示。不同性质居住区树木健康指数商品房与保障房、福利房存在显著性差异(P<0.05),保障房与福利房无显著性差异(P>0.05),大小顺序表现为:商品房>保障房>福利房,表现为商品房居住区内树木健康表现最好,福利房居住区内树木健康表现最差。健康指数范围是0.20-1,从健康指数来看,保障房与福利房均出现最小健康指数为0.20,保障房、福利房与商品房三个性质的居住区均出现最大健康指数1。
表5-16不同性质居住区树木健康指数
Table5-16Health indexes ofresidentialareastreesbetweendifferentorigins | |||||
性质
Origins | 样本量
N | 平均值±标准差
Mean±Standard Deviation | 最小值
Minimum | 最大值
Maximum | 变异系数
CV/100% |
保障房 | 4 | 0.85±0.12b | 0.20 | 0.99 | 14.1% |
福利房 | 4 | 0.84±0.11b | 0.20 | 1 | 13.1% |
商品房 | 7 | 0.93±0.06a | 0.52 | 1 | 6.5% |
表中健康指数为平均值±标准差;不同小写字母代表不同类型居住区间差异显著(P<0.05)
5.4居住区树木健康影响因素
5.4.1不同类型居住区树木健康差异原因
(1)研究发现不同地段居住区树木健康评价指标中,居住区树势、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死7个指标差异不显著(P>0.05);树木冠形、偏冠度、枯枝腐枝比、栽植截干、光污染程度、地表覆盖程度、养护管理7个指标呈现出显著性差异(P<0.05)。
其中1环内居住区的树木冠形、偏冠度、光污染程度与养护管理指标表现显著最优;树木栽植截干指标表现显著最差。1-2环居住区树木栽植截干指标表现显著最优;树木枯枝腐枝比、偏冠度、地表覆盖情况指标表现显著最差。2环外居住区树木枯枝腐枝比、地表覆盖情况指标表现显著最优;树木冠形、光污染程度指标表现显著最差。
合肥市1环内居住区树木年限相对较长,由于城市绿化越来越受重视,树木得到一定的健康生长,树木长势较好,健康指数较高;1-2环内树木枯枝腐枝比、偏冠度及地表覆盖情况相较其他地段表现较差,树木受大面积硬化铺装影响,养护管理达不到要求,树木病虫害的情况多发,健康指数较低;2环外居住区树木绿化年限较短,树木生长状态良好,但受夜晚照明的一定影响,导致树势较差。因此不同地段居住区树木健康状况呈现出由内环区域至外环区域先变差后变好的趋势,具体表现为:1环>2环外>1-2环。
(2)研究结果表明不同年代居住区树木健康评价指标均呈现显著性差异(P<0.05)。其中2010s年居住区内树木树势、枯枝腐比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况、养护管理12个指标表现显著优于其他年代;树木光污染程度指标表现显著最差。在2000s居住区内树木栽植截干、光污染程度指标表现显著最优。在1990s居住区内树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、栽植截干、顶梢枯死、冠形、偏冠度、地表覆盖情况13个指标表现显著最差。
合肥市居住区不同年代树木健康指数显著差异,随时期的推移,树木具有健康修复功能,健康指数显著增大。老旧小区建设面积小且不注重绿化,养护管理情况差,随着树龄的增长,树木生长空间受到压缩,枯枝腐枝比例增加,树木枝叶病害、虫害严重,树干、树皮机械损伤相对较多,冠形效果差,树势不高;居住区内绿化形式单一,多为乔木裸地,同时随着居民私家车数量的增多,地面停车场的建设使得小区绿地硬化现象严重,影响着树木根系的正常呼吸和养分吸收,这就是1990s居住区树木健康指数显著最低的原因。但树木的光污染程度随时期推移呈现出先变好后变差的趋势,在2010s年居住区内表现显著最差。因此不同年代居住区的树木健康状态呈现出随时间逐渐变好的趋势,具体表现为:2010s>2000s>1990s。
(3)不同性质居住区树木健康评价指标均具有显著性差异(P<0.05)。
其中商品房内树木树势、枯枝腐比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、栽植截干、顶梢枯死、冠形、偏冠度、光污染、地表覆盖情况、养护管理14个指标表现显著均为最优。保障房内树木栽植截干、偏冠度、光污染程度指标表现显著最差。福利房内树木树势、枯枝腐枝比、叶斑或变色、枝叶病害、枝叶虫害、树干机械损伤、树皮机械损伤、顶梢枯死、地表覆盖情况指标表现显著差于其他性质居住区。
福利房物业往往忽视绿化管理工作,树木养护管理工作较差,树木受人为干扰严重,树势生长较差,树木枝叶病虫害、枯枝腐枝比例、树干、树皮机械损伤及地表覆盖情况等指标相较于其他来源表现最差;合肥市保障房起步较晚,小区建设年代相对较近,小区内树木处于生长阶段,生长状态相对较好,无明显树木健康问题。合肥市商品房树木物业养护管理水平相对较高,能够及时养护树木,处理树木所出现的问题。因此不同性质居住区树木健康状况表现为:商品房>保障房>福利房。
5.4.2 居住区树木健康限制因子
通过对整个15个小区的指标研究发现,栽植截干、光污染程度、地表覆盖情况和养护管理相对其他指标均值较低,说明以上4个指标是限制居住区树木健康的重要因子。
有研究表明,硬铺装地表会减慢树木生长速度,明显降低树木的树高、胸径及生物量[90]。调查发现,22.93%树木地表为硬铺装或裸地,显著拉低了居住区树木的整体健康状况。良好的地表覆盖可以改善土壤理化住房,提高土壤保肥、保水能力,增加土壤透气性和透水性,有效促进树木的健康生长;而硬化和裸露地表导致土壤板结严重,孔隙率下降、通透性变差,有机质下降,不利于根系正常呼吸和吸收养分,从而影响树木正常生长。马慧等[91]研究认为夜间照明影响了天安门广场上油松长势和成活率,相比于整个夜晚照明,每天18:00-24:00照光处理对植物的负面影响较小。合理的修剪枯腐枝、徒长枝增加树冠通透性,减少病虫害的发生,而过度的修剪严重影响树木健康。国外学者研究[92]认为抹头修干造成树木生长不良率比不修剪的高192%,枝条死亡率高40%,病虫害发生率高70%,极大威胁着树木生长。因此合理控制夜间照明时间、增加有机地表覆盖、避免过度的截枝截干以及加强树木养护管理是当前合肥市居住区树木健康生长的保障。
6结果与讨论
6.1 本文主要研究成果
本论文在国内外树木健康评价研究的基础上,对合肥市不同地段、不同年代、不同来性质的居住区树木进行了调查,并结合前人对合肥市树木的研究,将调查的数据与前人的研究统筹起来比较、分析。采用定性与定量研究相结合的方法对合肥市15个具有代表性的居住小区树木健康状况进行了调查与分析。定性的方法主要从树木健康相关理论出发,研究影响居住区树木健康的影响因素,并对合肥市居住小区进行实地调研和观察;定量研究方法主要采用主成分分析法和模糊评价法建立树木健康评价模型并赋值与计算。通过定性与定量相结合的方法研究合肥是居住区树木健康状况,并分析了树木健康的影响因素,对今后城市居住区树木的健康养护和质量提升提出相关建议。本文研究成果包括以下三个方面:居住区树木健康评价模型建立、树木健康状况量化分析和树木健康改善策略。
(1)居住区树木健康评价模型建立
居住区树木健康评价模型建立主要包括三个部分:评价对象的确定、评价指标的选取以及评价指标的权重赋值。通过居住区树木健康评价模型,得到个体树木健康状况,进而得到每个小区的树木健康整体评价状况和树木健康指数,最后将居住区按区域、年代和性质分类进行讨论,分析不同分类情况下居住区树木健康状况。
(2)树木健康状况量化分析
①基于居住区树木健康评价模型,对合肥市15个居住小区的定量化评价。根据居住区树木健康问卷调查统计分析得到各评价指标的权重,得出树木健康得分计算公式,将调研所得各评价指标得分数据代入公式计算,得到各居住区树木个体及整体健康得分,在通过模糊评价法计算得出树木健康等级及健康指数。通过对合肥市15个居住区树木健康状况的调研分析,整体健康指数为0.87,居住区树木健康状况整体处于亚健康水平,健康等级比例为7.23%,亚健康等级占比为76.10%,所占比例最大,其次是中等健康水平,所占比例为14.28%,不健康和濒死状态所占比例均较低,占比分别为2.14%和0.25%。
②对于不同地段居住区树木健康等级,其中亚健康等级树木占比均较大、濒死等级树木比例均较小,且1环内无濒死等级树木,不健康等级树木,一般健康等级树木与健康等级树木在1-2环内比例均为最大。树木健康指数方面,1环内居住区树木健康指数表现最好,1-2环与2环外差异较小。
③对于不同年代居住区而言,树木健康等级方面,2010s居住区内无不健康等级与濒死等级树木,而1990s居住区内,不健康等级与一般健康等级的树木占比均最大,健康等级的树木占比在2010s居住区内最大。树木健康指数方面,具体表现为:2010s>2000s>1990s,2010s居住区最优,1990s居住区最差。
④对于不同性质居住区而言,树木健康等级方面,不健康等级的树木占比在福利房内表现最为显著,一般健康等级树木占比在保障房内最大,但保障房内无健康等级树木,健康等级树木在商品房内比例最大。
(3)树木健康改善策略
通过定性和定量综合研究合肥居住区树木健康评价研究发现,栽植截干、光污染程度、地表覆盖情况和养护管理等指标是限制合肥市居住区树木健康生长的潜在因子,针对存在的问题提出相应的改善策略:
①栽植截干:避免对树木过度抹头修干,过度抹头修干对于枝叶存活生长、树干生长以及病虫害发生率等均会带来较大负面影响;
②光污染程度:合理利用光照,植物的生长需要充分的阳光,但对于灯光光照,根据相关研究表明,晚间18:00~24:00的光照对树木生长健康的负面影响较小,故合理控制夜间照明时长或增大光源与树木的距离,减少其带来的光污染,能有效改善树木健康状况;
③地表覆盖情况:良好的地面覆盖可以提高土壤质量以及透气、透水性,为树木提供有利的生长环境。由于私家车数量的猛增,随之而来的问题便是居住区地面停车位的增加,从而导致硬地面积增大。故在考虑满足居民基本停车需求的同时,考虑对停车位的生态环境建设,如停车位使用植草砖代替完整硬地等方式,减少硬地铺装面积。
④养护管理:物业的养护管理对于树木健康而言是一个主要保障,能够及时养护树木,处理树木所出现的问题,例如树木生长空间、枯枝腐枝、树木枝叶病虫害以及树干树皮的机械损伤等。故加强树木的养护管理能够有效改善树木的健康状况。
6.2论文创新点
(1)运用主成分分析法构建出居住区树木健康评价指标体系,再利用方差分析法与多重比较法分析出不同类型居住区树木健康差异。科学系统的总结了居住区树木健康的评价指标,扩大了居住区树木研究和维护措施,同时也是对城市树木的补充和完善。有效的弥补了城市绿地规划、植被资源评价中树木个体相关考核指标的欠缺。
(2)首次按照不同年代、不同地段、不同性质三种类型对合肥市居住区树木进行划分,对居住区树木树种、地表覆盖情况、光污染程度、树干倾斜度、栽植截干、胸径、树高、树皮树干机械损伤、枝叶病虫害等方面进行系统的统计、分析。
(3)首次对合肥市城市居住区树木健康的差异原因及影响因子进行探索研究,为研究居住区树木健康对于景观生态价值的影响,提出需进一步探讨的问题,提供一定的解决方法。为合肥市居住区的树木健康的养护管理与综合治理提供意见和建议。
6.3研究局限与展望
城市居住区树木是城市绿化、美化的一个重要组成部分,具有重要的生态、文化和观赏价值,是城市生活和人文景观不可或缺的一部分。
本研究存在一些不足之处,首先,不同研究区域人为活动及土壤性质不同,导致不同地段居住区树木生长状态有所差异,但论文在分析不同地段居住区之间树木健康差异性时,仅针对不同地段的树木健康结果进行分析时,未考虑到人为活动及土壤性质不同对研究结果的影响。其次,由于时间和精力有限,本文研究样方局限于合肥市15个小区,而合肥近年来城市发展迅速,居住区发展迅速,工作量太大导致笔者无法进行大面积的一一调查。在今后的进一步研究中应当扩大研究区域、增加研究样方、分季节多次进行现场调查、增添更多评价指标等,更全面的研究居住区树木健康评价,建立更加完善的居住区树木健康评价系统。
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