基于台风危害的厦门地区园林树木受损原因研究

郭子燕

柯雨沁

李海燕

耿红凯

李庆卫*

在1614号台风莫兰蒂中，厦门市75.8万的树木倒伏，90%的树木遭到不同程度的损害，80%的建成绿地受损。可见台风灾害的发生会造成城市经济的损害以及城市园林景观的破坏，造成很大的影响[1]。需要认识到台风灾害对于厦门城市园林的破坏，了解厦门市的台风灾害，进一步研究厦门行道树的受损原因，从而采取措施增强园林绿化的抗风能力以及加速灾后的景观恢复。

研究查阅整理近60多年台风影响厦门的时间及强度，对于台风发生的时间段进行统计，以1614号台风为基础调查统计树木在台风中的受损状况及受损原因，掌握厦门主要行道树种抗风能力的特性以及其树木生长发育的规律、不良的立地条件，从而研究出厦门市园林树木的受损原因，并且提出必要的建议。

1 关于树种抗台风能力和原因的研究

国内对于树木防风减灾的研究主要集中在台风对于树木的作用机理以及树木的抗风能力和树种选择。除此之外还有研究树木在台风中受损的原因以及对策、行道树的抗风修剪技术等。王立溥认为树木在受到相同风压的情况下，树木的树干底部是受力最大的地方。王良睦等将树木看作是一个力学结构，当树木受到的风压大于树木能够抵抗的能力时即力的失衡，就会倒伏或者树干折损。在实际情况中，树木受到力的作用更加复杂，若在相同风力及风向的情况下，树木受损的最大因素是树冠受到的风压、枝干的柔韧度以及土壤对根系的固着力[2-4]。

关于树种抗台风能力的研究，肖洁舒列出了华南地区100种抗风树种的抗风能力排名。柳振誉等通过多目标决策原理以及历史上台风对厦门行道树的影响，得出30种厦门行道树的抗风能力的大小[5]。肖洁舒认为抗风能力大小的因素，第一为树木的立地条件即种植的质量和土壤，第二为树木的养护管理措施，第三为地形，第四为树木自身的因素，第五为绿地的结构”[5]。张云生等、陈水龙、王良睦等都提出了部分减少台风对城市园林破坏的对策[2，6-7]。其中都强调了树种的选择、园林树木修剪、树木的栽培养护管理，以及城市规划对于树木种植空间的设计等方面。

2 厦门市台风发生规律研究与分析

2.1 1614 号“莫兰蒂”台风的基本状况

台风“莫兰蒂”是2016年的第14号台风，是2016年全球海域最强的热带气旋，是1949年以来登陆闽南的最强台风。“莫兰蒂”发生的强度强，且持续时间长，9月15日登陆福建省厦门市的翔安区沿海，登陆时中心附近最大风力15级(48m/s，强台风级)，在2天时间内成为超强台风。除此之外，台风“莫兰蒂”碰上了冷空气南下以及天文大潮的影响，使得受影响地区的降雨强度增大，降雨时间延长①。

2.2 厦门台风近50年的时间规律

影响厦门的台风具有季节性强、发生频率高、移动路径怪异、降雨强度大且广和台风受害情况严重等特点[8]。热带气旋中心附近平均最大风力达12级以上称为台风[1]。综合整理了厦门受热带风暴或者台风影响的数据，得到了图1。整理出厦门受到热带气旋影响的月份在5—11月，其中主要发生在7—9月，以8月发生的频率最高。根据《厦门市地方志》记载厦门年均受到台风影响4～5次，在《厦门市水利志》中统计，1949—2007年中厦门年均1.6年受到一次重大台风的影响[9]。厦门市受到台风影响最早的在5月初，最晚的在11月下旬。因此，厦门台风的发生时间、强度具有不确定性，但是具有一定的规律性。研究台风的发生时间是为了在台风快要到来前，进行必要的抗风修剪。

同时研究厦门台风的空间规律，发现影响厦门的主要方向大部分都是偏北或者偏西，其中向西北方向移动的台风路径最常见，2000年以来影响厦门的台风主要为西北太平洋台风，但是南海台风对厦门造成较大影响的概率较大[10]。因此，厦门台风的发生的时间、强度、路径具有不确定性，但是具有一定的规律性。通过研究台风的空间规律，对于向西北方向移动的台风常登陆地区的园林树木，要进行防风修剪。笔者在厦门市园林博览苑中发现，在非台风登陆路径周围的园林树木受灾情况比较轻，而在园林博览苑台风登陆附近的园林树木受灾十分严重(图2、3)。所以研究台风路径有助于做好抗风准备。

图1 1958—2018年厦门市受热带气旋影响风速大于等于8级的月份次数统计②

3 台风危害下厦门园林树木受灾情况调查统计与研究

3.1 台风危害下厦门常见树种风害率的调查与研究

园林树木风害(Wind Damage of Trees)，指强风给林木带来的损害。园林树木通过修剪和整形既可以促控生长，调节树型，从而创造和保持合理的树冠结构，形成优美的树姿，还可以减少风害，防止树木倒伏，具有提高成活率的作用。在多台风发生地区，当风速超过10m/s时，可造成树木的生理和机械2种危害。1)生理危害。风能改变空气的温度和湿度，吹走气孔间隙的水蒸气，加强蒸腾作用，使叶片的气孔关闭，光合作用强度降低，从而导致林木的枯顶，甚至枯萎。2)机械危害。一些浅根性树种能连根吹倒，而材质较脆或生长衰退、老龄过熟及受病虫害的林木，能被强风吹折树干[11]。

本次研究调查地区包括厦门本岛思明区和湖里区的大部分道路、集美区部分道路和受损严重的公园，统计所调查的厦门市本岛和集美区95条道路的树木，共有41种，进行实地调研2次，时间在2016年9月24—25日和2017年3月12—14日，是莫兰蒂台风登陆厦门的10天后和6个月后。本研究剔除样本数量少于50株的树种，依次记录受损表现，整理数据得到表1。

对于风害率的计算，采用各种风害(折干、折枝和风倒)的权重指数乘以各种风害的百分率而得，权重指数根据园林绿化树种的要求、受害程度及观赏性等方面决定。风害程度分风倒、风折(折干、折枝)及完好。风倒为在强台风的作用下，树木连根刮倒的现象；风折是树干及树枝被强风吹折断的现象。风害率也与台风发生的强度有一定关系即：

风害率=折干率×0.5+风倒率×0.3+折枝率×0.2[11]

图2 厦门市园林博览苑非台风登陆路径区域的灾后情况

图3 厦门市园林博览苑台风登陆路径附近灾后情况

表1 不同树种的受损率排序

树木在台风中的折枝率等于折枝树木的总数比样本总数；树木的折干率等于折干树木的总数比样本总数；树木的风倒率等于风倒树木的总数比样本总数，他们共同确定了树木的风害率。统计出树木在台风中的折干率、风倒率和折枝率，便可知在台风中树木容易遭受哪种灾害，在台风来临前做预防性修剪，则会更加有选择性。

通过研究后发现，1)对于厦门市风倒率较高的树种，要做好支架支撑，并且适度修剪，促进根系萌发，缩小树冠，使树木透风性良好。风倒率高的树一定要促进其根系良好发展，使根系扎的更深更广，才能有效促进树木的抗风倒。2)在这次台风中，折干率高的树种大多都冠大荫浓，根系发达，但根冠比不合适。根系发达，台风刮不倒的同时，折干率会严重增加。在园林修剪中，一定要注意适当疏剪大枝，缩小树冠来调节根冠比，树木才能抗折干。3)对于折枝率高的树木，需要进行稀疏树冠以及常规性修剪，疏除部分一级分枝上的小枝条，疏除时要上下左右间隔疏除，使得枝叶分布均匀，减少树冠的密度但不影响树木的体量大小。在台风危害下，有的树木风倒率高，有的树木折干率高，有的树木折枝率高，这与台风的强弱也有必然的联系。要根据不同树木种类，来定制不同的修剪方案。因此在栽培养护的过程中，需要根据树木的抗风特性以及防风需求，采取不同的栽培养护措施。

3.2 园林树木风害率与树木抗风特性的关系研究与调查

园林树木的风害率与树木的抗风特性之间有着必然的联系。柳振誉对影响厦门市行道树选择的19个评价因素进行综合比较，抗台风权重系数(0.120)最高，表明在厦门市区的行道树种抗台风能力十分重要[12]。从表2厦门园林树种的抗风特性与受害情况来看，不同的抗风特性又决定了受害率。在管理中也要因树制宜地进行管理。对于冠大荫浓的树种，则需要注重稀疏树冠以提高抗风能力；根系浅但是水平根系发达的树种则需要有足够的树穴空间，以及周边为透水性铺装或木栈道，才能具有较好的抗风能力；根系浅及树干脆弱的树种，需要缩小树冠，减少树木受到的风压。

3.3 厦门市园林树木的不良立地条件调查与分析

根据厦门的实地调研状况，将厦门园林树木的不良的立地条件分为以下几类。

1)在建筑以及建筑风口、市政电线附近的树木。在厦门台风中，有些行道树与建筑的距离过近，在树木倒伏或者折断时容易对建筑的安全造成影响(图4)。

2)树木的种植空间和条件。在调研时发现，东明路厦禾路以及湖滨东路的绿化种植带规格1.2m左右，有些道路的树木树池甚至0.6～0.7m，导致树木种植空间不足，在台风中容易受损(图5、6)。比如莲前路的树木的种植穴大多数为0.6～0.7m，只有当时设计的一半，严重导致了树木倒伏(图7)。

图4 位于建筑风口处或靠近建筑的树木

图5 树木立地条件不良

图6 东明路大叶榕树池树木树池过小

图7 莲前东路树木树池及绿带过小

图8 厦门市行道树种植土壤

图9 金尚小区外未修剪过的树木

图10 金尚小区内修剪过的非洲楝

图11 厦门市园林博览苑内女娲像后的园林树木

图12 厦门市植物园邓小平亲自栽植的大叶樟

3)树木的种植地地下水位高或者种植在水边。厦门地区的道路土壤多为红壤(图8)，黏性高，偏酸性，透气、透水性不好，有机质偏低。在地下水位低的地方，长时间的降雨容易积水，在台风中容易倒伏。

3.4 厦门市园林树木养护修剪情况调查与研究

经过现场调研，厦门大部分树种缺乏修剪或者修剪不当，比如金尚小区外的非洲楝因为没有修剪而导致大部分树木倒伏及折损，小区内的非洲楝因为修剪所以受损较小(图9、10)。

在这次台风中，厦门市园林博览苑女娲像后的园林树木种植在一个相对较高的土壤优良的地形上，在强台风和强降雨的双重灾害下，仍然表现良好，可见地形和地下水位对树木的抗风能力有一定的影响(图11)。厦门市植物园邓小平亲自栽植的大叶樟的栽植环境和修剪都比较到位，树木的树池直径达5m左右，树下的铺装在透气性上都做得非常好，在台风中也没有受损(图12)。可见，园林树木的养护管理措施一定要到位。

4 总结：厦门地区受台风危害园林树木的受损原因

关于台风使树木受损的原因以及对策的研究，综合厦门台风情况和厦门市园林树木风害情况的分析等资料，将台风中树木受损的原因分为四大类：台风灾害是首要原因，其次是树木本身的抗风能力，第三是环境因素，第四是管理因素。

4.1 台风灾害的因素

1)台风强度。本次台风的强度太大，是造成园林树木受灾的主要原因，加上天文大潮及冷空气的影响，降雨大，降雨时间长，从而导致土壤软化，遇上强劲的风力，导致树木倒伏以及折损的几率大大提升。

2)路径的影响。据研究，台风登陆路径附近的绿地，相对于远离台风登陆路径的园林绿地受损情况比较严重。研究台风登陆路径，有助于进行灾前的抗风修剪工作。

4.2 树木自身的抗风能力

1)树木种类。

不同园林树木的木材性质、生长速度、抗病虫害能力和树木枝干刚柔度等各种抗风性质都存在着差异。一定要在易受台风危害的地区选择适宜的树种。

2)树木的树冠形状。

树木的树冠形状及大小与树木的抗风能力有一定关系。卵形、主从关系强或者透风性强的树木抗风性强。当然树木的树冠形状也与树木的修剪有着必然的联系。

3)树木的根系类型。

常见的树木根系可分为直根系、须根系和板根系。根系中抗风能力最好的是板根系，如大叶榕、高山榕等，深根性树种相比浅根性树种更加抗风。

4)树木的树冠与根系之比。

植物的根冠比是指苗木地下部分与地上部分的质量之比。一般情况下，当植物的树冠重于根系时，树木在强风中易折断。植物的根系重于树冠时，树木抗风能力越强。树木的树冠与根系之比与园林修剪也有必然的联系。

5)树木的木材性质。

树木的木材性质也与受损情况有关。韧性好的树木，抗风性较好，主干及枝条不易折断。园林树木中相对密度低、韧性差的树种，树木的枝干较脆，易受台风危害，易发生断枝现象。

6)树木生长状况。

在台风来临的时候，受病虫害损伤的树种更容易折断，应加强日常病虫害防治，从而减少树木损害。

4.3 环境因素

1)树木种植的土壤条件不良。

表2 厦门市园林树种的抗风特性

在城市道路中因为市政工程的影响、人为的踩踏以及车辆的碾压会导致土壤的紧实度过高，不良的土壤环境会导致根系生长发育不良，从而增加树木在台风中受损的几率。

2)树木种植的位置不良。

有些树木种植在建筑的风口处，有些种植距离建筑过近，有些在市政电线的附近等，这些位置的树木也容易在台风中受损，同时会产生一定的安全问题。

3)树木种植的空间过小或硬质铺装太多。

树木的树穴、绿化带过小，容易导致树木产生回旋根等不良根系类型，使树木根系的生长空间受限，树木的根系不能更深、更广地延伸生长，降低了树木的抗风性。

4)地形及绿地结构。

在园林绿地中，绿地结构及园林场地的地形对树木的抗台风能力有一定的影响。一定要避免密植密种的单一方式，以及避免在沿海地区规划下沉式绿地。

5)市政工程的影响。

地下管线的施工要严格按照规范操作，避免反复开挖，伤害树木的根系，使根系对于土壤的附着力下降，从而降低了树木的稳定性。

4.4 管理因素

1)树木的栽培养护管理不到位。

应该对栽种时间不长的树木设立支柱或者培土。树木的抗风修剪主要是使树木的根冠比合理、透风性更强，从而减少风阻。有些树木病虫害防治管理不到位，特别是蛀干害虫以及危害树木树势的病虫害，从而增大树木在台风中受损的几率[13]。

2)种植密度过大。

在调查中发现，城市道路中有些行道树种植过密且树冠较大，连成一片，自身的营养和水分不足，整体的受力面积增大而容易集体倒伏。

5 建议与结语

在台风多发地区，树木的抗风性受多因素影响，要减少树木在台风中的受损，必须给予科学的选择、正确的施工和合理的养护，才能真正达到抗风的效果。应要注意：1)因地制宜，科学进行抗风树种规划；2)台风地区应进行合理的园林设计；3)台风地区应进行合理科学的施工；4)加强台风地区园林树木的养护管理。

“人无完人，树无完树”。不存在一个完美的树种。现代社会对园林绿化的要求越来越高，园林树木的选择需综合考虑美化、防护、生态、安全和抗风等多方面的平衡，统筹兼顾城市树木的安全性、美观性和生态性。在强台风作用下，实际上并没有绝对抗风的树种。根据各地的土壤立地条件、台风发生路径，科学选择树种，合理设计和施工，精细化养护和修剪，才是真正抗台风的解决方案。在城市里种植一棵“正确”的树不容易，要因地制宜，因树制宜，适地适树，适地适管。在台风易发生地区应该制定园林树木抗风性结构修剪、灾前预防性修剪、灾后抢救修剪方案。正所谓“十年树木，百年树人”，园林设计、园林施工、园林养护管理都要向精细化、专业化、标准化的方向发展，才能真正抵抗台风危害。

注：文中图片均由作者拍摄或绘制。

致谢：感谢厦门市绿化中心王伟军、陈碧娥、宋炜，以及工作人员提供的帮助；感谢柯雨沁、李萌君对数据收集提供的帮助。感谢课题负责人李雄老师、以及北京林业大学的李庆卫、钟原、王沛永、李冠衡、雷芸老师的帮助。

注释：

① 来源：中国天气台风网2016年第14号台风“莫兰蒂”。

② 来源：根据厦门地方志、福建省气候公报、厦门气候公报等整理得到。