强台风后厦门园林乔木损失与恢复情况调查研究—以华侨大学厦门校区为例

周志强 董靓

台风是热带气旋的一种。气象学上，台风专指北太平洋西部（国际日期线以西，包括中国海）洋面上发生，近中心最大持续风速达到12级及以上（即32.6m/s以上）的热带气旋。当中心持续风速达到14～15级（41.5～50.9m/s）时，则称为强台风[1]。每年夏季台风频繁登陆中国东南沿海城市，给园林植物，特别是乔木造成严重破坏。

Ciftci等利用实测数据对枫树进行了有限元建模，并分析了风的随机性对枫树倒伏的影响[2]。Baker建立了树木的风灾评估模型，可有效预测树木的风灾破坏[3]。Rudnicki与Vollsinger等进行了风洞实验，得到树木的透风系数随着风速的增大而减小，树冠迎风面的投影面积随着风速的增大而先减小后增大的结果[4]。以上学者的研究侧重于风力对树木作用的力学模型的建立和实验模拟，缺乏对不同树种抗风能力的研究。王良睦等调查了1999年的第14号台风“9914”号台风对厦门市园林树木的破坏情况，提出风力大小、树木本身特性和环境因素是影响台风对树木破坏程度的主要因素[5]。肖洁舒、冯景环通过分析2012年第8号台风“韦森特”对深圳市绿化树木的损害，总结出了华南地区100余种抗风能力较强的树种[6]。吴显坤分析了树木在台风中的受力情况，并提出护树架的使用可有效降低树木在风灾中的倒伏率[7]。中国学者对不同树种的抗风能力进行了充分的研究，但较少有人对台风过后不同树种的恢复能力进行调研。

福建（省）厦门（市）地处闽南地区，是中国遭受台风灾害最频繁的城市之一。研究台风后树木的受灾情况，把握其规律，可为园林树木的规划、种植和管理维护提供依据，减小将来风灾造成的损失。

本文以华侨大学厦门校区受强台风“莫兰蒂”影响为案例，结合现场调研，综合分析了台风对树木破坏肌理、树木的抗风性能以及灾后恢复能力。

1 案例与调查方法

1.1 案例概况

2016年9月15日，第14号超强台风“莫兰蒂”（Super Typhoon Meranti）携风裹雨，于凌晨3：05在厦门市翔安区沿海强势登陆。登陆时中心附近最大风力15级（48m/s，94.5kPa），中心气压强台风级（注：年鉴上调至超强台风级（52m/s，94.0kPa）①。为中华人民共和国成立以来登陆闽南的最强台风。这次台风灾害给厦门园林绿化造成了毁灭性打击。据统计，城市绿地受损面积达90%以上，共有60多万株树木受损，其中受损比较严重的有40多万株，包括部分种植了二三十年的景观树以及一些古树[8]。

华侨大学厦门校区位于厦门市集美区，校园规划区总用地面积133.33hm2。截至2016年9月，已建成绿地面积达280000m2，拥有乔木196种。校园绿化植物在此次台风侵袭中受到严重破坏，受损乔木超过5000株[9]。台风过后，校方在第一时间展开树木的营救工作。

1.2 调查方法

1.2.1 树木受损情况的调查

在“莫兰蒂”台风过后的次日即进行树木损毁情况的调查。调研对象包括校园中的行道树和部分分布较广、具有代表性的观赏类树种。将受损乔木划分为倒伏、折干、断枝、倾斜4种类型。对于断枝的乔木，断枝截面直径小于10cm的不计入断枝率，棕榈类树木保留树叶低于5片的记入断枝率。倒伏率=倒伏数量/调查总数×100%；折干率=主干折断数量/调查总数×100%；断枝率=断枝数量/调查总数×100%；倾斜率=倾斜数量/调查总数×100%；损失率=倒伏率+折干率+倾斜率（由于损失严重，为便于分级，未将断枝树木计入受损率）。

1.2.2 树木恢复情况的调查

观察和记录对树木的抢救过程，以及树木恢复期的生长变化和养护措施，并分别于2017年1月中旬（恢复4个月后）和2017年6月中旬（恢复9个月后）调查校园中受损乔木的恢复情况。调查树木的冠幅大小，并与灾前树木冠幅的平均尺寸进行比较，将树木恢复进度划分为良好、一般、较差、死亡4个等级。为使灾前各树种冠幅的平均值有较高参考价值，选取的调研对象为校园行道树和灾前同种生长状态相近的景观树（风灾中损失较小的树种不在本次调查之列）。将冠幅超过该树种灾前冠幅平均值70%的树木记为恢复良好（大王椰子叶片达到或超过7片记为良好）；将冠幅达到灾前冠幅平均值40%～70%的树木记为恢复一般（大王椰子叶片为4～6片记为一般）；将冠幅不足灾前冠幅平均值40%的树木记为恢复较差（大王椰子叶片少于或等于3片记为恢复较差）；将移出种植池或已没有生命迹象的树木记为死亡，死亡率为累计统计数值。需要说明的是，本次抢救由于时间紧、工作量大，基本上采取了一致的救治与养护措施，因此恢复数据具有一定可比性，但如果灾后树木恢复的养护技术不同，也会影响恢复效果。

1.2.3 分析与整理

整理调研数据和资料，研究树木受损的特点和规律，分析影响树木恢复的因素，结合国内外相关问题的研究成果，总结出相应的保护对策。

2 调研结果

2.1 树木在风灾中的损失情况

1）种植于绿地的景观树损失率总体低于行道树（图1，表1）。调研中发现，行道树种植池较小（树池均小于1m×1m），土壤环境较差，根部发育受到抑制（图2-1），导致树木抗风能力不足。许多倒伏树木根部还包裹着无纺布袋，表明施工时种植操作不规范，影响了树木根系发展。

1 行道树与景观树的受损率区域分布图The distribution of the damage rate of street trees and landscape trees1-1 行道树受损率分布The distribution of the damage rate of street trees1-2 景观树受损率分布The distribution of the damage rate of landscape trees

表1 树木受损情况统计表Tab. 1 Statistics of damaged trees

2）不同树种的行道树，受损情况差异很大（表1）。枝干材质疏松、根系较浅的树种，如刺桐、蓝花楹、火焰木、红花羊蹄甲（图2-2）、桃花心木等树木损失很大；小叶榄仁、香樟、重阳木等木质紧密、枝干柔韧的树木损失相对较小。盆架树倒伏比例较低，但断枝较严重（图2-3）；棕榈类植物表现出良好的抗风性能，只是大王椰子由于叶柄基部相对脆弱，叶片脱落严重（图2-4）。

3）由实生苗发育成的树木抗风能力更强。如种植于凤凰食堂北侧的凤凰木，由于采用了实生苗，经多年生长，树木根系发达粗壮（图2-5），倒伏率相对较低。

4）树木损失率受周边环境影响。校园密林区与疏林草地区的土壤条件相近，但后者树木损失率明显高于前者；种植于建筑中庭的树木，由于得到建筑的保护而在风灾中得以幸存（图1）。

5）风灾前的防护措施不足。台风到来前，学校有关部门对部分树木树冠进行了修剪，并加固了护树架，但由于时间仓促，大部分树木没有得到深度修剪和加固。

2.2 树木的抢救与恢复情况

2.2.1 抢救与养护概况

1）树木的抢救工作于台风过后第3天展开。对于倒伏的树木，工作人员剪除其大部分枝叶，并涂抹油漆封住伤口；深挖种植穴，用吊车等机械将树木主干缓缓扶正，然后用支架加固并浇水。对于折损枝干的树木，剪除大部分分枝，甚至仅保留主干部分（图3-1），然后涂抹保护剂。由于时间仓促且工作量大，一些偏僻区域的树木抢救较晚，部分树木支架不牢固，树体扶正后再度出现倾斜、倒伏的现象。

2）台风后相当长一段时间，厦门气候仍然潮湿炎热，校园中部分树木出现伤口腐烂、枝叶干枯现象。工作人员对恢复期的树木定期检查，处理腐烂伤口，剪除枯死枝叶，为树木注射营养液（图3-2），促进其快速恢复。部分树木伤口未得到及时救治，木质部被蛀空并最终死亡。一些树木受害虫侵蚀严重，如宿舍区数棵天竺桂树干被天牛蛀空（图3-3），滨水区多棵旱柳受蚜虫侵蚀严重。工作人员对树势的调整修剪不足，许多树木树冠不均匀，重心偏移导致树体出现倾斜。

2.2.2 树木的恢复情况

对树木恢复情况的统计（表2）表明，不同树种的恢复程度与其在台风中的受损程度具有较高的相关性。风灾中损失较小的树种，如小叶榄仁、盆架树、凤凰木（图3-4）等，恢复情况也相对较好。刺桐、红花羊蹄甲（图3-5）等虽受损严重但恢复速度较快，一些折断主干的树木重新长出了树冠。蓝花楹（图3-6）等生长较慢的树种恢复较差。木棉、南洋杉、银桦等种植位置较偏的树种死亡率较高，可能与其抢救不及时、养护不善有关系。一些树木的恢复受季节变化影响较大，如大王椰子，在春夏季恢复速度明显加快。

3 原因分析

3.1 树木受损的原因分析

树木倒伏与否主要由树木的根系附着力矩与树冠所受风力决定。如图4-1，将树木视为树干垂直于地面、树冠关于树干中心轴对称的理想模型。风力对树木的作用可视为树木质心受力F的作用。假设树木质心位于距离地面高h处，当根系附着力矩C土＜F∙h时，树木出现倒伏。树木根系附着力矩C土受多种因素影响，主要由土壤含水量、土壤根系的直径、土壤根系层的深度等因素决定[7]。土壤含水量低、土壤根系层直径小、深度浅均会导致树木根系附着力矩过小，在台风中更易倒伏。

2 树木受损情况The damage of trees2-1 倒伏的行道树的根盘The root plate of a fallen street tree2-2 倒伏的红花羊蹄甲The fallenBauhinia blakeana2-3 依旧坚挺的盆架树Alstonia rostrata remaining standing after the typhoon2-4 台风后的大王椰子Roystonea regia after the typhoon2-5 凤凰木的根The root ofDelonix regia

表2 各树种的恢复情况统计表Tab. 2 Statistics of recovery of trees

如图4-2，树木在高h’处主干风折的原因是：根系附着力矩C土≥F∙h，同时，树木在高h’处可承受的最大弯曲正应力σmax＜σ（h′）。σ（h′）是树木在该处截面弯曲正应力，由树木在质心处受到的风力大小F、该截面直径d、该截面与质心的距离（h-h’）决定，与风力大小F成正比，与截面直径d成反比。σmax值的大小与树木材质相关，木质越紧密、柔韧度越高的树木可承受的弯曲正应力越大。由于树木分枝风折与主干风折的影响因素是大体相似的，因此同样原理也适用于对树木分枝风折的分析。

基于以上分析，结合此次调研结果，将树木受损原因总结为以下几点：

1）台风破坏力巨大。

台风“莫兰蒂”是中华人民共和国成立以来，闽南地区所遭遇的最强台风。在厦门登陆时，其中心附近最大风力15级，而大部分园林树木难以抵挡9级以上风力[6]。同时，台风登陆前持续的降水也导致树木根部土壤软化，土壤含水量高会导致树木根系附着力矩降低，抗风能力进一步减弱。

2）不同树种抗风能力不同。

棕榈科植物因其树冠过风、受风力小、树叶韧性好等特征而表现出良好的抗风能力。树木根系较浅、胸径小、枝干材质较疏松、树冠较大的树种抗风能力相对较弱。相反，根系深、胸径较大、木质紧密、枝干柔韧度好、分枝点较高的树种则具有良好的抗风性能。一些木质较脆弱但树形过风的树木，倒伏率也比较低。

3 树木恢复情况The recovery of trees3-1 剪枝截头后扶正的树木The straightened trees which have been cut branches3-2 注射营养液Injecting nutrient solution3-3 被蛀空主干的天竺桂A Cinnamomum japonicum which the trunk has been eaten hollow by Long-horned beetles3-4 恢复中的凤凰木Delonix regia in recovery3-5 重新长出树冠的红花羊蹄甲Bauhinia blakeana growing up new tops3-6 恢复中的蓝花楹Jacaranda mimosifolia in recovery

4 树木受损分析图The analysis chart of damaged trees4-1 树木倒伏分析图The analysis chart of falling tree4-2 树木风折分析图The analysis chart of tree trunk being broken

3）苗木质量与种植环境的影响。

使用扦插苗、高压苗有利于尽快达成园林景观效果，但苗木主根不明显或不发达。相对而言，由种子发育形成的实生苗更易长出发达的根系。种植土壤松紧适中，有利于乔木根系的发育。行道树多由于种植穴偏小导致根系发育受到抑制。乔木的种植操作不规范、绿地中建筑垃圾未彻底清理等因素，也会阻碍根系发展。

4）灾害前的保护措施。

树冠浓密繁茂会增大树木的受风力面积，对树冠的修剪不够导致树冠透风率差、风阻大，树木更易倒伏。为树木加固护树架也可有效降低倒伏率。由于时间仓促，保护工作不足，树木损失依然十分严重。

3.2 影响树木恢复的因素

3.2.1 树木的受损程度

树木的受损程度无疑是影响树木恢复的最主要因素。树木表皮大面积破损，会加快树木水分的散失。木质部伤口经雨水侵蚀和病菌感染，容易腐烂，进而形成树洞。根部受损较重，会直接影响树木对水分和养分的吸收能力。受损较重的树木生命活动微弱，对病虫害的抵抗力随之降低。

3.2.2 抢救是否及时

台风过后，气温迅速升高，倒伏的树木会因水分迅速散失而死亡。一般树木脱离土壤的极限时间为5～7天。因此，抢救越及时，树木恢复率越高。抢救方法是否科学也会影响树木的恢复。

3.2.3 树木的生长特性

华侨大学厦门校区的骨干树种多为闽南当地树种，经过风灾后的抢救，多数树种成活率很高。生长速度快的树种，可在较短时间内恢复正常的生命活动。华侨大学校园中的火焰木、红花羊蹄甲等树木，在风灾过后9个月时已经长出较大树冠。

3.2.4 季节因素的影响

台风季节过后，厦门进入秋冬季，气温仍然较高，但降水已明显减少，太阳辐射照度也逐渐减小。气候的变化降低了受灾树木的生命活动强度，影响伤口愈合和新枝发育，部分树木恢复速度变缓。待到进入来年春季，树木恢复速度则明显提升。此外，不同树种对季节变化的敏感程度也不同。

3.2.5 其他养护措施的影响

人工管护措施包括适时调整或更换护树架、及时处理乔木伤口、防治病虫害、定期修剪枝叶、水肥管理等。护树架松动可导致树木再度倾斜；树木枝干受损严重，在恢复期易畸形生长，需不断修剪，使其恢复正常生长势。对树木适时喷水保湿、嵌插营养液等措施均可促进树木的快速恢复。

4 针对强台风对园林树木破坏的对策

基于上述强台风对园林树木受损情况及原因的实际调查分析，结合相关文献研究，给出相应的对策。

4.1 预防措施

1）规划设计阶段。设计结合气候，系统地考虑风环境对园林树木的影响。充分发挥植物群落整体的抗风能力，多做块状绿地，尽量少做点状绿地，在空旷区域不做孤植。注意楼群之间的风环境对园林树木的影响。行道树宜选择根系发达、枝干韧性良好、材质坚实的抗风树种，或与其他遮阴、观赏树种搭配种植[10]。抗风能力不强，但生长迅速、风灾后易恢复的树木也可以适当考虑。

2）施工阶段。选择胸径5～6cm的健壮中苗，有利于生长出发达的根系。尽量少用扦插苗、高压苗，多用实生苗。尽量减少对大树、老树的移植。建议行道树树池不小于1.5m×1.5m[5]。树池周边尽量采用镂空铺装，铺装地砖下的土壤应有良好的渗水性和透气性。管线的铺设应避免对树木根系造成伤害，尽量一次性铺设好，减少挖掘次数。建议各类管线到行道树主干的距离不小于1m。

3）管理维护阶段。平时应注意防治病虫害，对已有孔洞的树干做填土处理，防止树干进一步病变、腐烂；对树木定期修剪，增大树冠的透风率，避免树木“头重脚轻”[11]；合理施肥，可适当少浇水，刺激树木根系向土层更深处寻找水源；台风多发季节应加固或更换护树设施，减少树木风倒率。

4.2 灾后恢复措施

1）抢救阶段。台风过后，应当及时抢救受损树木，避免树木由于长时间暴晒而缺水枯死。对于轻度倾斜的树木，可直接扶正。对于倒伏的树木，扶正前应将枝叶剪除，减少树木体内水分和养分的散失。扶正时先将迎风面树基下土壤挖出，再将树体缓缓扶直，注意保持根系舒展。扶正后应将树木根部土壤砸实，并立即浇水。台风后树木枝干劈裂严重，应将劈裂处锯平，在切口处涂抹保护剂。保护剂应具有防腐消毒作用，且不腐蚀树体。若树根受损严重，则应将根部撕裂部分去除，保持断面平滑，并进行消毒处理[12]。

2）后续养护阶段。抢救阶段树木损伤往往得不到妥善处理。在恢复期应及时发现并处理树木伤口，防止病菌感染。对于已腐烂的树皮或木质部，应及时刮除并涂抹保护剂。填补、修复已出现的树洞，防止进一步扩大、恶化。已处理的伤口要定期检查。应及时调整或更换护树架，避免主干再度倾斜。对于截断枝干的树木，应当做好抹芽、选培主侧枝的工作。待受灾树木发育出新枝芽后，应及时追加速效肥，为树木提供足够养分。合理修剪树木新枝、调整树势，避免行道树干扰交通。注意树干保湿，可采用裹草绑膜或缠绳绑膜的方法强制性保温保湿。扶正后相当长的时间内，树木生理机能仍然脆弱，应当做好水肥养护工作。

5 结语

园林树木的抗风性能与风灾后的恢复能力均受多种因素的影响。在台风高发地区，通过以下措施可有效减少树木的风灾损失。1）提高树木的抗风能力。科学地规划设计，选择抗风能力强的树种，优化种植形式；严格施工，为树木创造良好的立地环境；做好日常管理维护工作，保证树形抗风、树木健康生长。2）增强受灾树木的恢复能力，降低死亡率。风灾后及时抢救受灾树木，注意救治方法的科学性；做好受灾树木的养护工作，使树木恢复正常的生长状态。

注释：

①数据出自中国气象局热带气旋资料中心，网址：tcclata.typhoon.org.cn.

②文中图片和表格均为作者拍摄或绘制。