唐洪輝 宋 磊 李毓琦 楊 清許東先 錢(qián)萬(wàn)惠 唐敏聰 趙 慶

（1. 廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520；2. 廣東省龍眼洞林場(chǎng)，廣東 廣州 510520）

臺(tái)風(fēng)是我國(guó)東南沿海地區(qū)最主要的氣象災(zāi)害，具有時(shí)間短、影響范圍廣、連鎖災(zāi)害效應(yīng)大、破壞力強(qiáng)等特征，對(duì)城市綠化樹(shù)木的破壞極強(qiáng)。如2017 年和2020 年在珠海金灣區(qū)相近地點(diǎn)登錄的臺(tái)風(fēng)“天鴿”和“海高斯”，其登陸時(shí)風(fēng)力等級(jí)均達(dá)到12 級(jí)，強(qiáng)風(fēng)與夾帶的暴雨影響范圍遍及全市，其中“天鴿”共造成全市40 多萬(wàn)株樹(shù)木斷枝、倒伏或折斷[1]，而“海高斯”則造成2 萬(wàn)多株樹(shù)木受害[2]，對(duì)該市的城市建設(shè)造成極大損失，而未來(lái)類(lèi)似甚至高于該等級(jí)的臺(tái)風(fēng)仍會(huì)在我國(guó)東南沿海發(fā)生。為此，眾多學(xué)者圍繞風(fēng)害樹(shù)木受損特征及原因[3-7]、臺(tái)風(fēng)對(duì)樹(shù)木的力學(xué)作用機(jī)理[8-9]、樹(shù)木風(fēng)害評(píng)價(jià)[10-11]、風(fēng)害生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失評(píng)估[12-15]、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)[16]、減輕臺(tái)風(fēng)對(duì)城市綠化破壞措施[17]、災(zāi)后城市景觀(guān)修復(fù)與重建[18]和防臺(tái)風(fēng)應(yīng)對(duì)策略[19]等方面開(kāi)展研究，并取得較多的研究成果。但在有效判斷和預(yù)測(cè)城市綠化樹(shù)木的抗風(fēng)能力的研究上，報(bào)導(dǎo)不多。本研究通過(guò)調(diào)查分析不同等級(jí)臺(tái)風(fēng)對(duì)同一城市綠化樹(shù)木侵擊的受損特征，從中探討沿海城市綠化樹(shù)種選擇條件，為構(gòu)建沿海城市穩(wěn)定的城市森林群落提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

珠海市地處廣東中南部沿海，珠江入海口西偏南，為沿海低山丘陵地區(qū)，屬亞熱帶海洋性氣候，年均溫22.4℃，年均降雨量1 770～2 300 mm，4—9 月為雨季，平均每年受臺(tái)風(fēng)影響4～5 次。區(qū)域主要植被類(lèi)型有常綠季雨林、紅樹(shù)林、灌叢、草叢 、沼生植被和人工植被等。地帶性森林植被為常綠季雨林，城市綠地樹(shù)種以細(xì)葉榕Ficus microcarpa、秋楓Bischofia javanica、香樟Cinnamomum camphora 及棕櫚科植物等為主。

1.2 臺(tái)風(fēng)“天鴿”及“海高斯”登陸概況

臺(tái)風(fēng)“天鴿”為 2017 年第 13 號(hào)臺(tái)風(fēng)，于8月23 號(hào)在廣東珠海市登陸，登陸時(shí)最大風(fēng)力14級(jí)，該風(fēng)力的風(fēng)圈半徑為40 km，覆蓋珠海市幾乎全部轄區(qū)范圍。臺(tái)風(fēng)“海高斯”為 2020 年第 7號(hào)臺(tái)風(fēng)，于8 月 18 號(hào)也在廣東珠海市登陸，登陸時(shí)最大風(fēng)力 12 級(jí)， 12 級(jí)風(fēng)圈半徑為25 km，覆蓋珠海市金灣、斗門(mén)、高欄港區(qū)全域和橫琴新區(qū)大部分區(qū)域以及香洲部分區(qū)域；10 級(jí)風(fēng)圈半徑為40 km，覆蓋珠海市香洲、高新大部分區(qū)域和橫琴新區(qū)小部分區(qū)域。兩臺(tái)風(fēng)的登陸位置相鄰，覆蓋范圍重疊（圖1-2）。

圖1 臺(tái)風(fēng)“天鴿”14 級(jí)風(fēng)力影響范圍調(diào)查樣點(diǎn)分布示意Figure 1 Distribution of surveyed sample plots within the typhoon Hato’s affecting areas with wind scale at level 14

圖2 臺(tái)風(fēng)“海高斯”12、10 級(jí)風(fēng)力影響范圍調(diào)查樣點(diǎn)分布示意Figure 2 Distribution of surveyed sample plots within the typhoon Higos’s affecting areas with wind scale at level 12 and 10

1.3 研究方法

在臺(tái)風(fēng)“天鴿”和“海高斯”登陸后的第2天起，分別在風(fēng)圈半徑14 級(jí)、12 級(jí)和10 級(jí)范圍內(nèi)，采用無(wú)人機(jī)巡行與人工踏查相結(jié)合方式，在城市公園綠地、防護(hù)綠地、廣場(chǎng)用地、附屬綠地、區(qū)域綠地選取113 個(gè)調(diào)查樣區(qū)（圖1-2），采用典型抽樣法，每個(gè)樣區(qū)設(shè)置1 個(gè)400 m2樣方，并圍繞表1 的3 個(gè)受損程度、9 種受災(zāi)特征，調(diào)查記錄所有徑級(jí)超過(guò)5 cm 喬木樹(shù)種名稱(chēng)、樹(shù)高、胸徑、枝下高、冠幅和樣方地點(diǎn)、樣方方位、綠地類(lèi)型、群落結(jié)構(gòu)、斑塊林木郁閉度、喬木種植方式及種植年限等因子。

1.4 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)采用 Excel 2010 和SPSS 20.0 軟件進(jìn)行處理。其中樹(shù)種受害率、樹(shù)木受害率和樹(shù)種重要值采用公式（1）（2）（3）計(jì)算；樹(shù)種的綜合損害程度用風(fēng)害值表示，根據(jù)樹(shù)種在不同等級(jí)臺(tái)風(fēng)中的受害程度（表1），參考相關(guān)文獻(xiàn)[4,10]并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，按損害程度從重到輕分別賦于0.5、0.3、0.2 權(quán)重值，其計(jì)算采用公式（4）。不同風(fēng)力等級(jí)侵擊后，各樹(shù)種產(chǎn)生的風(fēng)害值差異采用系統(tǒng)分組的兩因素方差分析。

式中：樹(shù)種重度受損率（%）=100×（某個(gè)物種受害程度達(dá)到重度受損數(shù)量/該物種的總受害株數(shù)），樹(shù)種中度受損率（%）=100×（某個(gè)物種受害程度達(dá)到中度受損數(shù)量/該物種的總受害株數(shù)），樹(shù)種輕度受損率（%）=100×（某個(gè)物種受害程度達(dá)到輕度受損數(shù)量/該物種的總受害株數(shù)）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊樹(shù)木受災(zāi)種類(lèi)和數(shù)量

從表2 的分析結(jié)果可知：侵擊的風(fēng)力等級(jí)越大，受害樹(shù)種種類(lèi)及數(shù)量越多，隨著風(fēng)力的減弱，受害種類(lèi)和數(shù)量呈下降趨勢(shì)。在14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)侵擊下，樹(shù)種的受害率達(dá)到92.65%，樹(shù)木受害率則達(dá)到46.45%，明顯高于12 級(jí)、10 級(jí)風(fēng)力的樹(shù)種受害率58.14%、44.74%和樹(shù)木受害率31.29%、16.01%。

2.2 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊樹(shù)木受害特征分析

從表3 的分析結(jié)果可知：14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)作用下，重度受損樹(shù)木共有978 株，占調(diào)查樹(shù)木總數(shù)的26.66%，這些樹(shù)木需要重栽。而中度受損的樹(shù)木共有335 株，占總數(shù)的9.13%，這些樹(shù)木需要通過(guò)截枝、樹(shù)冠重新整形修剪后，同時(shí)加強(qiáng)護(hù)理，方可恢復(fù)。另調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：銀海棗Phoenix sylvestris、加拿利海棗Phoenix canariensis、椰子Cocos nucifera、澳洲鴨腳木Schefflera microphylla、木麻黃Casuarina equisetifolia、 荔 枝Litchi chinensis、尖葉杜英Elaeocarpus apiculatus、人面子Dracontomelon duperreanum、高山榕Ficus altissima、麻楝Chukrasia tabularis、臺(tái)灣相思Acacia confusa、雞蛋花Plumeria rubra、樹(shù)菠蘿Artocarpus heterophyllus 等樹(shù)種具有較好抗擊強(qiáng)風(fēng)能力，表現(xiàn)在這些樹(shù)種在14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)的侵擊下，處于Ⅰ、Ⅱ級(jí)受損程度的數(shù)量比例較低，受損程度較輕，適宜作為珠海城市綠化樹(shù)種。

表1 風(fēng)害樹(shù)木受災(zāi)特征及等級(jí)類(lèi)型劃分[20]Table 1 Disaster characteristics and classification of wind-damaged trees

表2 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊后的樹(shù)種受災(zāi)概況Table 2 Disaster situation of tree species under different wind scales

而12 級(jí)強(qiáng)風(fēng)作用下，重度受損樹(shù)木共有224株，占調(diào)查總數(shù)的19.92%。中度受損的共有58株，占總數(shù)的5.16%。另調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：除在14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)下受害較輕的銀海棗、加拿利海棗等樹(shù)種外，大王椰子Roystonea regia、狐尾椰子Wodyetia bifurcata、老人葵Coccothrinax crinita、布迪椰子Butia capitata、蒲桃Syzygium jambos、秋楓Bischofia javanica 、香樟Cinnamomum camphora、細(xì)葉榕Ficus microcarpa、海南蒲桃Syzygium hainanense、芒果Mangifera indica、鐵冬青Ilex rotunda、海南紅豆Ormosia pinnata、金黃熊貓Xanthostemon chrysanthus、假蘋(píng)婆Sterculia lanceolata、黃葛榕Ficus virens 等樹(shù)種在12 級(jí)強(qiáng)風(fēng)侵擊下，處于Ⅰ、Ⅱ級(jí)受損程度的數(shù)量比例較低，表現(xiàn)出較好的抗強(qiáng)風(fēng)能力，在有防護(hù)措施的前提下，可作為珠海城市綠化樹(shù)種。

在10 級(jí)強(qiáng)風(fēng)作用下，重度受損樹(shù)木共有165株，占調(diào)查總數(shù)的13.69%，中度受損樹(shù)木共有8株，占總數(shù)的0.67%。另調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：除在14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)下受害較小及可以抵御12 級(jí)強(qiáng)風(fēng)的大王椰子、海南紅豆、金黃熊貓等樹(shù)種外，細(xì)葉欖仁Terminalia amtay、盆架子Alstonia scholaris、尾葉桉Eucalyptus urophylla、菩提榕Ficus religiosa、藍(lán)花楹Jacaranda mimosifolia、復(fù)羽葉欒樹(shù)Koelreuteria bipinnata、黃花風(fēng)鈴木Handroanthus chrysanthus、鐵 刀 木Cassia siame、 大 葉 紫 薇Lagetstroemia speciosa、鳳凰木Delonix regia、美麗異木棉Ceiba speciosa 等大量樹(shù)種均具有抗擊10 級(jí)強(qiáng)風(fēng)能力。但黃槿Hibiscus tiliaceus、宮粉洋蹄甲Bauhinia variegata、紅花紫荊Bauhinia blakeana、羊蹄甲Bauhinia sp.、黃槐Cassia surattensis 、臘腸樹(shù)Cassia fistula、印度紫檀Pterocarpus indicus、白蘭Michelia alba、垂柳Salix babylonica、中華無(wú)憂(yōu)樹(shù)Saraca asoca、南洋楹Albizia falcataria、銀葉金合歡Acacia podalyriifolia 等樹(shù)種抗強(qiáng)風(fēng)能力較差，在沒(méi)有防護(hù)措施的時(shí)候，不適宜作為珠海城市綠化主要樹(shù)種。

2.3 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊樹(shù)種風(fēng)害值

比較113 個(gè)樣方中重要值居前30 位的20 種相同樹(shù)種在不同風(fēng)力等級(jí)侵擊下受損情況發(fā)現(xiàn)（表4）：風(fēng)力越強(qiáng)，樹(shù)木受損程度越嚴(yán)重，受害樹(shù)木種類(lèi)和數(shù)量比例越大，風(fēng)害值越大，各樹(shù)種之間存在差異。在14 級(jí)強(qiáng)風(fēng)的侵擊下，樹(shù)木受害率≥50%的樹(shù)種有18 種、占90%，其受損程度達(dá)到Ⅰ、Ⅱ級(jí)樹(shù)木比例較多，達(dá)到Ⅰ級(jí)受損程度的樹(shù)木數(shù)量平均比例有52.8%，風(fēng)害值也較高，均值達(dá)到0.344；但隨著風(fēng)力等級(jí)下降到12 和10 級(jí)，受害率≥50%的樹(shù)種下降至9 種和4 種，其受損程度Ⅰ、Ⅱ級(jí)樹(shù)木比例及風(fēng)害值明顯呈下降趨勢(shì)，達(dá)到Ⅰ級(jí)受損程度的樹(shù)木數(shù)量比例平均下降到24.4%和8.0%，風(fēng)害值均值則為0.181 和0.072。采用系統(tǒng)分組的兩因素方差分析，對(duì)樹(shù)種、風(fēng)力等級(jí)和風(fēng)害值進(jìn)行差異性分析比較，結(jié)果表明：3 種風(fēng)力侵擊下，樹(shù)種間的風(fēng)害值存在極顯著差異（F=7.195，P ＜0.01）。

表3 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊下的樹(shù)木受害種類(lèi)與數(shù)量Table 3 Tree damage types and numbers under different wind scales

3 結(jié)論與討論

臺(tái)風(fēng)對(duì)城市綠化樹(shù)木影響主要以樹(shù)木遭受臺(tái)風(fēng)侵擊后其生長(zhǎng)表現(xiàn)特征來(lái)反映，大多采用樹(shù)木受害率或受損害程度分級(jí)進(jìn)行受損統(tǒng)計(jì)、評(píng)價(jià)[4,7]。本研究中采用風(fēng)害值作為量度指標(biāo)，分析樹(shù)木受害情況。因樹(shù)種的風(fēng)害值是物種受臺(tái)風(fēng)侵擊后，涉及樹(shù)木不同受損程度和受害數(shù)量，并且根據(jù)樹(shù)木受損程度賦于受害權(quán)重值，受損程度越嚴(yán)重，賦于權(quán)重值越大，反之則小[4,10]。如在14 級(jí)風(fēng)力侵擊下，大王椰子、盆架子、鳳凰木和黃槐的樹(shù)木受害率均達(dá)到100%，但風(fēng)害值不一，四者的風(fēng)害值分別為：0.280、0.398、0.408 和0.500，風(fēng)害值最小的大王椰子，Ⅰ級(jí)受害率才23.6%、Ⅱ級(jí)受害率9.1%、Ⅲ級(jí)受害率67.3%，該物種受損程度輕的數(shù)量多；而盆架子、黃槐、鳳凰木3 種樹(shù)種，其受損程度Ⅰ、Ⅱ級(jí)的樹(shù)木數(shù)量比例多。根據(jù)樹(shù)木修復(fù)與養(yǎng)護(hù)實(shí)踐以及相關(guān)研究[18,20]，后3 種樹(shù)種修復(fù)與恢復(fù)城市綠化景觀(guān)的困難程度明顯要大于大王椰子。因此，通過(guò)本研究分析認(rèn)為，用樹(shù)木的風(fēng)害值指標(biāo)量度城市綠化樹(shù)木的風(fēng)害程度，比采用單一樹(shù)木風(fēng)害率更全面和科學(xué)，同時(shí)也可采用該指標(biāo)評(píng)價(jià)和預(yù)判樹(shù)木抗擊強(qiáng)風(fēng)的能力。

表4 不同風(fēng)力等級(jí)侵擊下相同樹(shù)種受害比較Table 4 Damage of the same tree species under different wind force

珠海城市綠化樹(shù)種受臺(tái)風(fēng)侵擊的損害與風(fēng)力等級(jí)相關(guān)，風(fēng)力等級(jí)越大，受害樹(shù)種種類(lèi)及數(shù)量越多，樹(shù)木受害程度越嚴(yán)重，風(fēng)害值越大；不同樹(shù)種的風(fēng)害值存在極顯著差異（P ＜0.01）。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和樹(shù)木受害分析認(rèn)為，風(fēng)害值較小、具有較好觀(guān)賞性的銀海棗、加拿利海棗、椰子、澳洲鴨腳木、荔枝、尖葉杜英、人面子、高山榕、麻楝、雞蛋花、樹(shù)菠蘿等抗風(fēng)性較好，宜選為珠海市城市綠化樹(shù)種；選擇大王椰子、狐尾椰子、老人葵、布迪椰子、蒲桃、秋楓、香樟、細(xì)葉榕、海南蒲桃、芒果、鐵冬青、海南紅豆、金黃熊貓、假蘋(píng)婆、黃葛榕等風(fēng)害值中等的綠化樹(shù)種，在臺(tái)風(fēng)季節(jié)前應(yīng)做好防護(hù)措施；黃槿、宮粉洋蹄甲、紅花紫荊、羊蹄甲、黃槐、臘腸樹(shù)、印度紫檀、白蘭、垂柳、中華無(wú)憂(yōu)樹(shù)、南洋楹、銀葉金合歡等風(fēng)害值較大的樹(shù)種，建議慎用。