合肥城市显著树树种结构、多样性和空间分布格局

王嘉楠 童伶俐 张恒

收稿日期：2021-04-17

*基金項目：中央财政林业科技项目“毛竹笋材两用林生态高效经营利用研究及示范推广”（皖[2018]TG02号）;安徽省

林业科技创新研究项目“城市森林质量精准提升关键技术研究”（AHLYCX-2019-01）

第一作者：王嘉楠（1975- ），男，博士，教授，研究方向为城市林业与园林规划。E-mail：wjn@ahau.edu.cn

摘要：为进一步挖掘城市树木的生态潜力，提高城市环境下树种的多样性，促进城市树木的可持续发展，文章根据城市显著树评价标准，在对合肥市一环主城区、瑶海区和政务区内分布的显著树进行实地认定的基础上，就合肥城市显著树的树种结构、多样性和空间分布规律作进一步的分析。结果表明：1）3区共认定显著树528株，隶属27科36属40种，其中，定性指标评定23株，定量指标评定505株;数量分布上，瑶海区>一环主城区>政务区;树种相对丰度排名前4依次为二球悬铃木、香樟、银杏和雪松。2）显著树树龄结构上以20～40年居多，百年以上仅22株;常绿与落叶树种种类比为1∶3，株数比为149∶379;乡土树种共23种，占比57.50%。3）区域分布上，瑶海区显著树平均树高与冠幅面积最大，一环主城区平均胸径、Shannon-Wiener指数和Simpson指数最高，政务区物种均匀度指数最高。4）不同立地类型中，城市道路、居住用地和公园的显著树分布最多，机关团体、学校、公共设施用地、风景名胜和宗教用地显著树数量占比仅11.74%。

关键词：城市森林，显著树，树种多样性，空间分布，合肥市

DOI： 10.12169/zgcsly.2021.04.17.0001

Structure， Diversity and Spatial Distribution Pattern of

Significant Tree Species in Hefei City

Wang Jianan1 Tong Lingli2 Zhang Heng1

（1.College of Forestry and Landscape Architecture， Anhui Agricultural University，

Hefei 230036， China;

2.Anhui Construction Engineering Technician College， Hefei 230036， China）

Abstract：In order to further tap the ecological potential of urban trees， improve the diversity of tree species in urban environment， and promote the sustainable development of urban trees， this paper further analyzes the structure， diversity and spatial distribution law of the prominent tree species in Hefei city on the basis of on-the-spot identification of the prominent trees distributed in the main city， Yaohai district and government district of Hefei City according to the evaluation criteria of urban prominent tree species. The results show that： 1） 528 significant trees are identified in the three districts， belonging to 40 species， 36 genera and 27 families， with 23 trees evaluated by qualitative index and 505 trees by quantitative index. In quantity distribution， the number of significant trees in the three districts is ranked as Yaohai District > First Ring Road City > Government Affairs District. The top four tree species in relative abundance are  Platanus acerifolia ，  Cinnamomum camphora ，  Ginkgo biloba  and Cedar. 2） In terms of the tree age structure， most trees are 20～40 year old， and only 22 trees are over 100 years old; The ratio of evergreen to deciduous tree species is 1： 3， and the ratio of plant to tree is about 7： 18; There are 23 native tree species accounting for 57.50%， but only 171 trees. 3） In terms of area distribution， the average tree height and crown area in Yaohai District are the largest， the average DBH， Shannon-Wiener index and Simpson index in the first-ring city area are the highest， and the species evenness index in Government District is the highest. 4） In terms of site types， most significant trees are distributed in urban streets， residential areas and parks， and only 11.74% of them are distributed in government organizations， schools， public facilities， scenic spots and religious land.

Keywords： urban forest， significant tree， tree species diversity， spatial distribution， Hefei City

显著树是指城市中体量大、树型优美、位置重要、种类珍稀，视觉上十分醒目、突出，备受公众关注、喜爱，或具有较高历史文化内涵和美学价值的树木[1]。21世纪以来，城市在发展过程中对生态绿色的诉求不断增加，树木成为城市绿色生态的象征。世界诸多地区包括北美、欧洲、中国，其城市相关管理者和决策者在制定城市发展规划时也逐渐重视城市绿化生态建设，实施了一系列大規模的绿化建设措施。然而城市对树木来说并非是友好的环境，多数树木在城市背景下不能充分发挥自身的生物学潜能[2-5]，其景观、生态效益有待挖掘和提高。多数学者认为城市环境中珍稀或显著树木的保护和管理应当加强，以最大限度地发挥其景观生态价值。有关城市树木研究也涉及保护策略[6-8]、区系组成变化、生长机理[9-12]、古树及珍稀树木[13-16]等多个方面，但对树木个体形成过程、历史原因、树种及生态因素的制约肌理，在城市不同地区、不同生境条件下树木生长特点和预期效益的系统研究均较为缺乏。对显著树数量和质量的调查可直接衡量区域内其绿地生态和树木总体状况，其空间分布则从侧面反映城市不同区域的生态水平，对其深入研究不仅能为城市园林树种选择、管理保护与评价提供重要依据，也将有利于维护城市地带性植被风貌、提高城市绿地质量。本文在前期团队对城市显著树概念提出、评价指标体系构建、合肥市一环主城区显著树认定的基础上[1]，对研究范围进行了扩展，进一步补充认定合肥瑶海区和政务区内的显著树，并对显著树树种结构、多样性和空间分布规律进行了分析，以期提高对城市树木的保护管理和科学养护，进一步发掘城市树木所具有的生长潜力。

1 研究区域概况

合肥市地处江淮丘陵，介于北纬31°38′～31°58′，东经117°11′～117°22′。境内主要地貌以丘陵岗地为主，属亚热带季风性湿润气候，亚热带常绿阔叶林植被带，四季相对分明。年均降水量约1 000 mm，年日照约2 000 h，年均气温15.7 ℃，年均无霜期228 d，平均相对湿度为77%。主要植被类型为常绿林与落叶林组成的针阔叶混交林。

本研究范围涉及合肥市一环主城区、瑶海区、政务区，其中一环主城区为市一环路以内的区域，调查面积为16 km2;该区域绿地格局以建立在合肥老城的旧城墙基础上，约137.6 hm2的城市环城公园为核心，具有良好的生态本底，生态环境稳定，自然化程度高。瑶海区则与一环主城区相邻，位于其东部，面积64.4 km2，是工业主导的城市功能区，该区抽样调查样地为长淮、胜利路、三里街、铜陵路和明光路5个街道，调查区域面积共12.83 km2。政务区则位于主城区西南，调查面积为12.67km2，作为合肥政治经济中心和商业文化中心，其绿化建设规模及指标居合肥市各区之首。研究区域显著树实地调查时间根据区域分布有所不同，一环主城区调查时间为2016年4月—2017年3月，瑶海区、政务区为2017年9月—2020年3月。

2 研究方法

2.1 显著树认定标准

依据团队前期针对城市显著树构建的评价指标体系[1]，对研究区域内待评价城市树木进行6个定性指标和12个定量指标的评价，其中6个定性指标为B1历史见证（C1历史见证、C2历史标识、C3历史文化）、B2社会文化（C4纪念意义、C5典故、C6乡愁）;12个定量指标为B3树龄及活力（C7树龄、C8生长情况、C9病虫害状况）、B4体量（C10胸径、C11树高、C12冠幅）、B5树种（C13珍稀度、C14种质资源情况）、B6立地位置（C15视觉贡献、C16立地位置）、B7美学价值（C17树形美、C18色彩美）。符合定性指标条件即可认定为显著树，定量指标则按照各项标准条件赋予分值1～5分，待评树木定量指标综合评分累计30分及以上，即可被认定为显著树。

2.2 显著树调查方法

参照研究团队对显著树的定义，以实地调查为主，对研究区域公园、街道、居住区、机关学校等场所存在的树木进行勘察观测，初步筛选出3区范围内潜在的可能作为显著树的树木。结合树木立地环境、树木生长势态，依照城市显著树定性、定量评价指标体系，对树木的各类指标数值进行实测，记录种名、高度、水平枝叶冠幅、立木直径、树龄、潜在文化价值属性等数据，同时定位坐标，拍照记录树木生长状况，建立城市潜在显著树样本库。

2.2.1 定性指标调查

定性指标调查是对城市树木潜在文化价值的考量，以实地考察与文献资料查阅为手段，结合居民评价，联系树木生长背景与立地环境，挖掘城市树木所具有的历史文化价值、城市印象和乡愁情节。

2.2.2 定量指标调查

1） 树种、树龄、生长情况以及景观美学价值调查。根据调查者所具有的专业知识识别树种，对于不确定的树种，采集其枝叶果样本后对照书籍或问询专家进行鉴定;树龄调查主要采用访谈估测、文献追踪和实地勘测进行估算;生长情况以及景观美学参照定量指标进行主观打分。

2） 树木胸径、冠幅、树高等体量指标调查。以树干高于地面1.3 m处为测量点，利用皮尺测量树干最大胸径与最小胸径值，再以平均值作为树木的平均胸径;同时用卷尺依照树木生长态势，测量树木枝叶生长边缘最长宽度与最短宽度，取平均值作为树木的平均冠幅;利用布鲁莱斯测高器，根据树木立地环境选择合适的间距测量树高，同时以树木周边易观测构筑物作为参照进行辅测。

2.3 相关指标计算方法

采用常用的物种多样性分析方法对各区域显著树分布特征进行分析，计算丰富度指数（S）和Pielou均匀度指数（J），用于反映不同区域城市显著树物种上与分布程度上的差异;以Simpson指数（D）和Shannon-Wiener指数（H）作为综合反映或分析各区域物种多样性的指标;计算相对丰度（物种中树木的数量/研究区域中树木的总数）分析合肥显著树树种特征。

3 结果与分析

3.1 城市显著树的评定、得分及分布

本次对瑶海区与政务区的显著树评定，初选确认提名的城市显著树共859株，参照评价指标体系认定的显著树有416株，结合学科团队之前对一环主城区的112株显著树认定，对合肥一环主城区、瑶海、政务3区共确认显著树528株。在确认的显著树中，以定性指标认定23株，占比4.36%;定量指标认定505株，占比95.64%;按得分值分布，得分在30～35分的共421株，占比79.73%， 36～40分的共70株，占比13.26%，41～45分的仅14株，占比2.65%，顯著树数量与得分值分布呈金字塔型逐级递减（表1）。

区域分布上，一环主城区评定城市显著树112株（其中以定性指标认定21株），瑶海区347株（其中以定性指标认定2株），政务区69株。结合城区建设发展的历史看，一环主城区与瑶海区开发建设年代较早，是合肥市典型的老城区，因而具有历史见证、社会文化的显著树数量明显高于政务区。在定量评定的显著树分布上，主城区位于合肥市中心地带，更新发展迭代快，建筑人口相对密集，除古树名木得到了一定的保护外，其他树木还面临更新改造、所处栖息地资源利用紧张的问题，导致树木生长空间受到一定的限制，因此能达到预期生长量的显著树木在数量上远少于瑶海区。

3.2 城市显著树树种组成、相对丰度及结构特征

3.2.1 城市显著树树种组成及相对丰度

3区认定显著树528株隶属27科36属40种，按照树种相对丰度值排名前4的依次为二球悬铃木（ Platanus acerifolia ）（26.52%）、香樟（ Cinnamomum camphora ）（14.02%）、银杏（ Ginkgo biloba ）（5.68%）和雪松（ Cedrus deodara ）（5.49%）（图1）。在早期合肥城市园林绿化建设中，为了满足短时间形成良好景观效果的要求，大量应用二球悬铃木和香樟作为行道树与休闲绿地中的遮荫树种。实践也证明了二球悬铃木和香樟相比其他树种更具有长期忍受栖息地不利环境因素、耐污染且活力强的优势。

不同城区中显著树树种构成与相对丰度皆有差异。根据合肥城市的发展，主城区和瑶海区的树木主要起源于20世纪50—60年代的道路绿化和70—80年代的植树造林活动，而政务区树木则多起源于2000年左右的城市园林绿化建设，从而导致在显著树树种上有所差别。

3.2.2 年龄组成、生活型及乡土性结构特征

3区评定的显著树年龄组成上超过半数在20～40年，树龄达到100年以上的共有22株。主城区因历史悠久，实际调查和颁令保护的古树名木数量最多，因而显著树总体树龄在3区中最高，树龄分布也最为均匀。生活型上，合肥城市显著树中常绿树种有10种、共149株，落叶树种30种、共379株，常绿与落叶树种比为1∶3，株数比约为2∶5。此外，常绿阔叶树种有6种、共109株，常绿针叶树种4种、共40株;落叶阔叶树种有28种、共355株，占比超过2/3;落叶针叶树种有2种、共24株。3区显著树生活型特征也是落叶树种占比远高于常绿树种，阔叶树种占比远高于针叶树种。乡土性结构特征上，合肥城市显著树中乡土树种23种，占比超过一半，但株数仅有171株，占比不足1/3（32.39%）;区域上除政务区外，乡土树种占比均高于非乡土树种，但株数上除一环主城区外皆是非乡土树种占据绝对优势（表2）。

3.3 城市显著树树高、胸径、冠幅面积、多样性及立地位置特征

3.3.1 城市显著树树高、胸径、冠幅面积特征

经统计分析，合肥城市显著树平均树高为12.68 m，平均胸径0.44 m，冠幅总面积59 100.14 m2。区域分布上，瑶海区平均树高最大，为12.84 m，基于显著树数量优势，冠幅总面积最大，为36 278.31 m2;主城区显著树树龄优势明显以至平均胸径达到0.58 m，显著高于其他区域;政务区则受发展时间影响，树高、胸径、冠幅均明显低于其他2区。

3.3.2 区域显著树多样性特征

通过多样性指标计算分析可知，合肥市主城区城市发展历史悠久、绿化建设起步早，其物种多样性指数，即Shannon-Wiener和Simpson指数指标在3个城区中均为最高，分别为2.77和0.93;政务区是合肥市的政治、经济、文化中心，属于后期建设规划区，在区域发展规划上更具科学性和现代化气息，其园林绿化建设过程中对植物尤其是乔木树种的运用更注重树木多样性与全面性，就其Shannon-Wiener和Simpson指数指标值而言仅次于主城区，为2.54和0.92，而在物种均匀度指数指标上为0.90，高于主城区的0.88;瑶海区作为合肥市老工业区，Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种均匀度指数均为最低，分别为2.32，0.82和0.69（表3）。

3.3.3 城市显著树立地位置分布特征

从评定的显著树生长环境及位置来看，合肥城市道路、居住区、公园用地类型上显著树分布数量最多，分别有188株、187株、91株，3类用地类型中显著树占比高达88.26%;其他用地类型如机关团体、学校、公共设施用地、风景名胜、宗教用地中显著树数量仅占调查总比的11.74%。从各区域来看，3区显著树立地位置与各自城区发展、绿地结构布局密切相关：一环主城区绿地格局以环城公园为中心向外辐射，显著树分布数量最多的立地类型也是公园用地，其显著树数量占区域内显著树总数的63.39%，其次为居住区和学校用地，占比为11.61%和8.04%;瑶海区道路及居住区在城市发展建设中变动幅度较小，显著树保存的数量也主要集中在此类用地类型，道路用地中显著树数量47.26%，居住用地39.19%;政务区内居住、道路和公园用地类型中城市显著树分布数量最多，3种类型用地的显著树数量占区域内总数的91.30%（表4）。

4 结论

团队前期研究区域仅限于合肥一环主城区，本文应用评价指标补充瑶海区5个街道和政务区全域的显著树认定，扩大研究范围，并通过对比分析合肥各区域城市显著树树种结构、多样性及空间分布规律，以期在城市环境下为城市树木营建更为有利的生长环境，激发城市树木的生物学潜能，进而更有效地提高城市树木的生态效益。本研究的主要结论如下：

1） 在城市显著树评定中，历史见证、社会文化等定性指标评价的显著树仅23株，远少于定量评价的505株。城市树木的文化价值仍待进一步挖掘，城市绿化建设发展应注重城市树木文化的保护和培养。

2） 城市显著树的数量分布与城区建设历史和更新发展有着密切联系，一环主城区与瑶海区明显高于政务区，二球悬铃木、香樟、银杏、雪松等树种具有明显优势;此外，显著树种多为落叶阔叶树种，兼具常绿阔叶、针叶，落叶针叶树种，符合区域地带性植被特征;城市早期绿化建设选用的外来速生、适应性树种经过生长发展，在城市显著树中的数量占比超过乡土树种，因而更具优势。

3） 显著树立地类型分布尽管在各区域因规划建设发展差异有所不同，但其分布主要集中在城市道路、居住区、公园3种用地类型上。今后可以对不同用地类型下显著树生长与其生物学特征之间的联系进行研究，进而因地制宜地制定显著树保护政策。

参考文献

[1]

王嘉楠，程立，刘慧，等.城市森林显著树的认定及分布特征[J].浙江农林大学学报，2018，35（2）：340-346.

[2]ROMAN L A.How many trees are enough？Tree death and the urban canopy[J].Scenario Journal.Scenario，2014，4：1-8.

[3]NOWAK D J，GREENFIELD E J.Tree and impervious cover change in U.S.cities[J].Urban Forestry & Urban Greening，2012，11（1）：21-30.

[4]ZHANG H，LAI P Y，JIM C Y.Species diversity and spatial pattern of old and precious trees in Macau[J].Landscape & Urban Planning，2017，162：56-67.

[5]BRADSHAW A D，HUNT W B，WALMSLEY T.Trees in the urban landscape：principles and practice[M].London：E & FN Spon，1995.

[6]林广思.我国园林树木管理法规现状及评析[J].中国园林，2013，29（7）：113-116.

[7]SCHMIED A，PILLMANN W.Tree protection legislation in European cities[J].Urban Forestry and Urban Greening，2003，2（2）：115-124.

[8]STAGOLL K，LINDENMAYER D B，KNIGHT E，et al.Large trees are keystone structures in urban parks[J].Conservation Letters，2012，5（2）：115-122.

[9]刘爽，吴永波.城市土壤压实对树木叶片叶绿素及光合生理特性影响[J].生态环境学报，2010，19（1）：172-176.

[10]刘瑜，徐程扬.古树健康评价研究进展[J].世界林业研究，2013，26（1）：37-42.

[11]王嘉楠，夏媛倩，赵德先，等.城市森林主要树种树冠尺度及生長空间需求[J].北京林业大学学报，2018，40（3）：42-54.

[12]ROMAN L A，SCATENA F N.Street tree survival rates：meta-analysis of previous studies and application to a field survey in Philadelphia，PA，USA[J].Urban Forestry & Urban Greening，2011，10（4）：269-274.

[13]黄应锋，孙冰，廖绍波，等.深圳市古树资源特征与分布格局[J].植物资源与环境学报，2015（2）：104-111.

[14]靳思佳，孙超，车生泉.古树名木与城市结构关系研究：以上海市松江区为例[J].上海交通大学学报（农业科学版），2012，30（2）：17-23.

[15]MEYER J G.Americas famous and historic trees[M].New York：Houghton Mifflin，2001.

[16]周天鸿，王云才.上海古树名木及古树后续资源与城市生态网络的空间关系[J].中国城市林业，2020，18（6）：37-42，48.