陳鈞澤 鐘 樂(lè) 周 桃 龔紫怡 楊勝蘭

城市中的樹(shù)木因能提供大量對(duì)人類有益的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)而受到廣泛重視[1]，但城市樹(shù)木也有可能產(chǎn)生花粉過(guò)敏、基礎(chǔ)設(shè)施破壞等危害[2]，卻常常被人們所忽視，樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)就是其中的典型。樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)是指由樹(shù)木倒伏、樹(shù)枝墜落等造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失等的可能性，它源自病害、蟲(chóng)害、干旱、大風(fēng)等所導(dǎo)致的樹(shù)體結(jié)構(gòu)損傷或機(jī)械完整性破壞[3]。以公園為代表的城市綠色開(kāi)放空間承載著城市人群高頻、高強(qiáng)度的戶外活動(dòng)，一旦發(fā)生樹(shù)木倒伏、樹(shù)枝墜落等事件，導(dǎo)致人員傷亡的概率較高。為了降低樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)，在城市樹(shù)木的種植和維護(hù)上需要耗費(fèi)大量的資源。對(duì)樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效管控，已成為城市綠色空間品質(zhì)提升、高質(zhì)量發(fā)展的緊迫議題。

樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是進(jìn)行樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)，近幾十年內(nèi)相關(guān)評(píng)估方法不斷開(kāi)發(fā)。以評(píng)估所需成本為分類依據(jù)，可將評(píng)估方法分為如下3類。1)樹(shù)木解剖評(píng)估法，通過(guò)對(duì)樹(shù)木進(jìn)行局部解剖以了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞程度，判斷樹(shù)木造成風(fēng)險(xiǎn)的可能性，該方法精度高，但實(shí)驗(yàn)成本較高，會(huì)對(duì)樹(shù)木造成不可逆的損害。2)探測(cè)儀器評(píng)估法，使用機(jī)械滲透系統(tǒng)測(cè)量木材密度，并通過(guò)破壞性測(cè)試評(píng)估木材的機(jī)械特性[4]，具體包含聲波探測(cè)法[5]、地面穿透雷達(dá)探測(cè)法[6]和紅外熱成像探測(cè)法(IRT)[7]等。該方法精度較高，不會(huì)對(duì)樹(shù)體造成不可逆?zhèn)?，但由于需要大量?jīng)濟(jì)投入且對(duì)調(diào)查人員有較高專業(yè)素養(yǎng)要求限制了其推廣應(yīng)用[7]。3)可視化評(píng)估法，通過(guò)觀察樹(shù)木外表特征快速判斷樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)，該方法雖然犧牲了一定精度，但由于具備效率高、成本低、不損傷樹(shù)木等優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)際廣泛認(rèn)可并采用的樹(shù)木健康評(píng)估方法[8]。十余年來(lái)可視化評(píng)估法不斷完善，樹(shù)木的樹(shù)體結(jié)構(gòu)、力學(xué)強(qiáng)度和生物學(xué)特征等多方面[9]指標(biāo)被納入評(píng)價(jià)體系中，為提升評(píng)價(jià)精度，在原有基礎(chǔ)上還加入了概率學(xué)[10]、風(fēng)險(xiǎn)矩陣[11]、綜合指標(biāo)[12]等維度的考量?？傮w而言，目前所開(kāi)發(fā)出的視覺(jué)評(píng)估方案可分為基礎(chǔ)視覺(jué)評(píng)估(VB)和詳細(xì)視覺(jué)評(píng)估(VD)兩大類，基于可視化評(píng)估理念開(kāi)發(fā)的樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法已得到廣泛推廣并被美國(guó)、烏拉圭和中國(guó)香港等地的城市綠化管理部門(mén)應(yīng)用，其評(píng)估效用得到了較好的實(shí)證。

總結(jié)樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的迭代，雖然新方法、技術(shù)不斷被開(kāi)發(fā)，更多的變量、參數(shù)被納入評(píng)估并增加了評(píng)估的可變性，但這些方法僅圍繞樹(shù)木自身發(fā)生損傷事件的嚴(yán)重性、可能性而展開(kāi)，較少研判由于樹(shù)木損傷導(dǎo)致人群傷害的可能性。事實(shí)上樹(shù)木倒伏、墜落屬于正常自然現(xiàn)象，如其影響范圍內(nèi)并無(wú)人群活動(dòng)，則可以認(rèn)定為風(fēng)險(xiǎn)較小或無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。因此，將城市樹(shù)木致傷潛力(城市樹(shù)木導(dǎo)致人群受傷的可能性)納入評(píng)估維度，是更精準(zhǔn)、更真實(shí)地衡量城市樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑。

鑒于此，本文以可視化評(píng)估方法為內(nèi)核，以風(fēng)險(xiǎn)矩陣法為基礎(chǔ)，將人群致傷的可能性納入樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，構(gòu)建包括風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性、風(fēng)險(xiǎn)可能性和致傷潛力3個(gè)維度的城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(IUTIR)，以武漢市中山公園為例展開(kāi)樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，旨在實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：1)將人群受傷的可能性納入考量，提出城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法，進(jìn)行中山公園的樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；2)揭示中山公園樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)、致傷潛力及致傷風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，探索其空間分布的耦合與分異；3)根據(jù)調(diào)查研究結(jié)果，提出對(duì)城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控的可行建議。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

武漢市中山公園創(chuàng)建于1910年，地處漢口解放大道旁，總占地面積32.8萬(wàn)m2，其中綠化覆蓋面積30.5萬(wàn)m2，綠化率高達(dá)93%，共有植物219種，喬木5 281株，灌木50 016株，重點(diǎn)保護(hù)樹(shù)木140株。全園分為南部園林景觀區(qū)、中部休閑文化區(qū)和北部生態(tài)游樂(lè)區(qū)3個(gè)景區(qū)(圖1)。公園整體被商業(yè)區(qū)及居民區(qū)包圍，人流量巨大。

圖1 中山公園平面圖

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查方法

1)樹(shù)木調(diào)查評(píng)估。

樹(shù)木是木本植物的總稱，包含喬木、灌木和木質(zhì)藤本，無(wú)論何種類型，其高度體量都是評(píng)判其是否易造成人體傷害的重要依據(jù)。因此在本研究中，將不囿于植物類型對(duì)所有植株超過(guò)0.85m的木本植物進(jìn)行調(diào)查評(píng)估。

在調(diào)查情景的選擇上，考慮到發(fā)生洪澇、風(fēng)暴等自然災(zāi)害相對(duì)而言是小概率事件，同時(shí)自然災(zāi)害場(chǎng)景下人群往往也會(huì)躲避較少開(kāi)展游憩等活動(dòng)，產(chǎn)生樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)反而也較??；真正的樹(shù)木致傷事件往往發(fā)生于日常情況下，評(píng)估非自然災(zāi)害情境下的樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)更具現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，將調(diào)查時(shí)間定為2021年7—9月的晴天，調(diào)查對(duì)象為武漢市中山公園內(nèi)的每株樹(shù)木，調(diào)查內(nèi)容包括：1)通過(guò)集思寶G120專業(yè)GNSS手持機(jī)記錄受損樹(shù)木經(jīng)緯度數(shù)據(jù)；2)通過(guò)尼康測(cè)距儀COOLSHOY 40i測(cè)量樹(shù)高、樹(shù)冠、胸徑值等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；3)觀察每株樹(shù)木并記錄樹(shù)種及樹(shù)木受損程度，根據(jù)其癥狀所造成后果的嚴(yán)重性分為4類并對(duì)應(yīng)4個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)(表1)。將每株受損樹(shù)木的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS 10.6中，并將對(duì)應(yīng)的樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)項(xiàng)目和樹(shù)木基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與之進(jìn)行空間連接。

表1 危險(xiǎn)程度分?jǐn)?shù)對(duì)照表

2)活動(dòng)人群調(diào)查。

采用典型調(diào)查法進(jìn)行活動(dòng)人群調(diào)查。鑒于單日公園內(nèi)人群活動(dòng)聚集的空間會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生改變，故選擇人群活動(dòng)頻率最高的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)查以確保典型性和代表性。為探究人群活動(dòng)頻率，團(tuán)隊(duì)于2021年10月對(duì)中山公園進(jìn)行預(yù)調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果將人群活動(dòng)頻率最高的8：00—10：00和16：00—18：00確定為調(diào)查時(shí)間段。2021年11月8日—12月8日，每周選取工作日和休息日各1天開(kāi)展正式調(diào)查，為盡可能減少人群流動(dòng)的干擾，單次調(diào)查時(shí)間均控制在30min內(nèi)，調(diào)查后在ArcGIS 10.7中記錄公園中人群的空間分布及數(shù)量。

1.2.2 評(píng)估方法

1)城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(IUTIR)評(píng)價(jià)。

為更精細(xì)地評(píng)估研究區(qū)域內(nèi)的樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)，需先將研究區(qū)域均勻劃分成多個(gè)面積相等的區(qū)域，再分別計(jì)算每一區(qū)域內(nèi)的IUTIR。IUTIR建構(gòu)的原理基礎(chǔ)為風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，該方法通過(guò)二維評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。對(duì)樹(shù)木導(dǎo)致人群受傷的風(fēng)險(xiǎn)而言，其產(chǎn)生應(yīng)具備2個(gè)維度的誘因：一是樹(shù)木自身?yè)p傷的風(fēng)險(xiǎn)，即由樹(shù)體結(jié)構(gòu)損傷或機(jī)械完整性受損導(dǎo)致樹(shù)木倒伏、樹(shù)枝掉落等現(xiàn)象的可能性；二是樹(shù)木損傷后對(duì)人群造成傷害的概率，即倒伏、掉落的樹(shù)體砸中活動(dòng)人群的可能性?；诖耍鞘袠?shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式為：

式中，IUTIR為城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；C為樹(shù)木致傷潛力指數(shù)；RT為樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，即區(qū)域內(nèi)樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的總和，計(jì)算公式為：

式中，m為區(qū)域內(nèi)受損樹(shù)木總數(shù)；Ri為第i棵受損樹(shù)木的樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，即單株樹(shù)木i發(fā)生各類型癥狀的風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性與風(fēng)險(xiǎn)可能性乘積的總和；k為癥狀類型總數(shù)；Sij為第i棵受損樹(shù)木發(fā)生第j類癥狀類型的風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性系數(shù)；Pij為第i棵受損樹(shù)木發(fā)生第j類癥狀類型的風(fēng)險(xiǎn)可能性系數(shù)。

IUTIR的建構(gòu)共考慮了風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性、風(fēng)險(xiǎn)可能性、致傷潛力3個(gè)方面，具體如下。

(1)風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性：指區(qū)域內(nèi)樹(shù)木發(fā)生倒伏、掉落等風(fēng)險(xiǎn)事件所可能造成的實(shí)際損害程度，以癥狀類型的危害程度等級(jí)和樹(shù)木體積共同衡量，其一，癥狀類型的危害程度不同會(huì)導(dǎo)致后果的嚴(yán)重性各異，如根系受損導(dǎo)致樹(shù)木傾倒(Ⅰ類癥狀)的嚴(yán)重性遠(yuǎn)大于小枝掉落(Ⅳ類癥狀)；其二，樹(shù)木體積越大造成的后果越嚴(yán)重，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將樹(shù)木體積近似為圓柱體，其直徑為冠幅。計(jì)算公式為：

式中，Dij為第i棵受損樹(shù)木發(fā)生第j類癥狀類型的危害程度等級(jí)平均值；Vi為第i棵受損樹(shù)木體積的歸一化值；Vmin為區(qū)域內(nèi)最小樹(shù)木體積，取值0；Vmax為區(qū)域內(nèi)最大樹(shù)木體積；ri為第i棵受損樹(shù)木冠幅；Hi為第i棵受損樹(shù)木樹(shù)高。

(2)風(fēng)險(xiǎn)可能性：指樹(shù)木發(fā)生某一癥狀類型風(fēng)險(xiǎn)事件的可能性，可用調(diào)研結(jié)果所反映的該癥狀實(shí)際發(fā)生頻率來(lái)測(cè)度，即：

式中，C1為頻率常數(shù)，取值10；nij為區(qū)域內(nèi)樹(shù)種與i樹(shù)相同，并且同樣出現(xiàn)了j癥狀的樹(shù)木數(shù)量；Ni為區(qū)域內(nèi)與第i棵受損樹(shù)木相同樹(shù)種的樹(shù)木總數(shù)。

(3)致傷潛力：指區(qū)域內(nèi)的活動(dòng)人群遭遇樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)事件的可能性的總和，以活動(dòng)人群數(shù)量分布作為指標(biāo)。若區(qū)域內(nèi)活動(dòng)人數(shù)越多，則樹(shù)木對(duì)人造成的風(fēng)險(xiǎn)可能性越大，反之，若無(wú)人群活動(dòng)，則不構(gòu)成樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)。可用區(qū)域內(nèi)活動(dòng)人群數(shù)量歸一化值表示，即：

式中，O為區(qū)域活動(dòng)人群數(shù)量；Omin為所有區(qū)域最小活動(dòng)人群數(shù)量，取值0；Omax為所有區(qū)域最大活動(dòng)人群數(shù)量。

將公式(2)～(5)代入公式(1)中，得到城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)IUTIR：

鑒于六邊形蜂窩網(wǎng)格可有效減少網(wǎng)格形狀的邊界效應(yīng)帶來(lái)的樣本偏差，因此使用該方法構(gòu)建中山公園樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的空間分布圖。利用ArcGIS 10.7的創(chuàng)建漁網(wǎng)和泰森多邊形工具將中山公園劃分為邊長(zhǎng)為20m的六邊形蜂窩網(wǎng)格，共計(jì)得到371個(gè)網(wǎng)格。通過(guò)SPSS 25.0對(duì)樹(shù)木體積和活動(dòng)人群數(shù)量進(jìn)行max-min歸一化處理，將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS，利用空間連接工具以網(wǎng)格為統(tǒng)計(jì)單元，分別計(jì)算出樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、致傷潛力指數(shù)和城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，得到對(duì)應(yīng)空間分布圖。

3)空間自相關(guān)分析。

全局空間自相關(guān)性常用于分析某一要素所在空間和整個(gè)區(qū)域的平均關(guān)聯(lián)程度，常用全局莫蘭指數(shù)(Global Moran'sI)作為衡量指標(biāo)。局部空間自相關(guān)性用于分析區(qū)域內(nèi)某一要素局部空間與相鄰空間內(nèi)要素的關(guān)聯(lián)程度，常用安瑟倫局部莫蘭指數(shù)(AnselinLocal Moran'sI)衡量。在GeoDa軟件中，分別對(duì)中山公園的城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)、樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)和致傷潛力的空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行單變量全局空間自相關(guān)分析，比較分析三者的空間分布特征；對(duì)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)和致傷潛力的空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行雙變量局部空間自相關(guān)分析，探究?jī)梢刂g的空間分異特征。

2 結(jié)果

2.1 樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)特征

調(diào)查結(jié)果表明，中山公園內(nèi)符合體積要求的樹(shù)木共有98種、4 739株，其中受損樹(shù)木58種、1 280株(占總量的27.01%)，包括Ⅰ類癥狀642株、Ⅱ類628株、Ⅲ類200株和Ⅳ類408株。計(jì)算不同樹(shù)種的樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果表明：中山公園內(nèi)大部分樹(shù)種的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)較低，而懸鈴木、刺槐、楓楊的樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)最高，很大程度上取決于樹(shù)木體積，且樹(shù)木受損情況出現(xiàn)頻率較高，如懸鈴木在5項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目中出現(xiàn)受損概率占據(jù)前五(表2)。

表2 中山公園內(nèi)樹(shù)種個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)和出現(xiàn)各類受損概率最高5種植物

2.2 樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征

1)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征。

繪制樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)的空間分布圖(圖2)，結(jié)果表明：南部的園林景觀區(qū)占全園總面積23.2%，但分布著39.1%的受損樹(shù)木；北部的生態(tài)游樂(lè)場(chǎng)區(qū)(面積占比47.7%)分布著34.8%的受損樹(shù)木；中部的文化休閑區(qū)(面積占比29.1%)分布著26.1%的受損樹(shù)木。此外，受損樹(shù)木表現(xiàn)出親水性分布特征，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ類受損樹(shù)木分別有47.2%、36.8%、41.0%、35.5%分布在水體岸線周邊的20m范圍內(nèi)。

圖2 樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)的空間分布圖

2)樹(shù)木致傷潛力的空間分布特征。

在相關(guān)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人接受任務(wù)時(shí)，必須要對(duì)運(yùn)維的具體內(nèi)容、具體時(shí)間和具體地點(diǎn)進(jìn)行充分的明確，不能有任何紕漏。

調(diào)查結(jié)果顯示，工作日的活動(dòng)高峰時(shí)間為上午8：00—10：00，日均高峰期使用者為3 114人，多為老年人，活動(dòng)方式包括舞蹈、歌唱、運(yùn)動(dòng)等，其37.3%分布在園林景觀區(qū)；休息日的活動(dòng)高峰時(shí)間為上午8：00—10：00和下午16：00—18：00，日均高峰期使用者為5 202人，上午多為老年人晨練，下午多為年輕人露營(yíng)、兒童游玩游樂(lè)設(shè)施等，園林景觀區(qū)和生態(tài)游樂(lè)場(chǎng)區(qū)活動(dòng)人群數(shù)量分別占33.5%和44.4%。

基于區(qū)域內(nèi)活動(dòng)人數(shù)，分別繪制樹(shù)木致傷潛力在工作日、休息日的空間分布圖，結(jié)果表明：(1)在工作日，園林景觀區(qū)致傷潛力總值為23.22，均值高達(dá)為0.27，該區(qū)域致傷潛力較高且較為集中；休閑文化區(qū)致傷潛力總值為22.68，均值為0.21；生態(tài)游樂(lè)區(qū)致傷潛力總值高達(dá)24.78，但均值為0.14，處于較低水平；(2)在休息日，園林景觀區(qū)、休閑文化區(qū)和生態(tài)游樂(lè)區(qū)致傷潛力總值分別為39.33、31.43、76.32，均值分別為0.46、0.29、0.43，均屬于較高潛力區(qū)域(圖3)。

圖3 致傷潛力空間分布圖

3)樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征。

計(jì)算樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并繪制其空間分布圖，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣等級(jí)劃定方法，將樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)分為微弱風(fēng)險(xiǎn)(IUTIR＜0.2)、低風(fēng)險(xiǎn)(0.2≤IUTIR＜0.5)、中風(fēng)險(xiǎn)(0.5≤IUTIR＜2)和高風(fēng)險(xiǎn)(2≤IUTIR)4個(gè)等級(jí)。結(jié)果表明，公園整體呈現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)特征，其中81.90%的區(qū)域?qū)儆诘惋L(fēng)險(xiǎn)和微弱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(無(wú)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域占全園面積的65.7%，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域占16.2%)，12.9%的區(qū)域?qū)儆谥酗L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，僅5.1%的區(qū)域?qū)儆诟唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(圖4)。存在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的原因主要有2種可能，一是區(qū)域內(nèi)無(wú)人群活動(dòng)，二是區(qū)域內(nèi)無(wú)樹(shù)木。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)雖同時(shí)分布著活動(dòng)人群和樹(shù)木，但其樹(shù)木均未受損。

圖4 樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖

4)樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)、自身風(fēng)險(xiǎn)、致敏潛力的空間分布關(guān)系。

在GeoDa中分別對(duì)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)、致傷潛力、致傷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)分析，探究其空間分布的集聚特征。結(jié)果表明三者的空間分布均呈現(xiàn)出明顯的聚集特征和正相關(guān)性(p＜0.001，z＞1.96)(表3)，且線性關(guān)系一致，大部分落在第一象限(高高集聚型)與第三象限(低低聚集型)內(nèi)，表明三者越高的區(qū)域越趨向于聚集，三者越低的區(qū)域也表現(xiàn)出聚集趨勢(shì)(圖5)。

表3 空間自相關(guān)分析結(jié)果

圖5 全局莫蘭指數(shù)散點(diǎn)圖

對(duì)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)和致傷潛力的空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行雙變量局部空間自相關(guān)分析，結(jié)果表明，Moran'sI指數(shù)為0.325，樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)和致傷潛力具有顯著的區(qū)域聚集性與細(xì)微的區(qū)域差異性(p＜0.01，z=10.802)。其中，正相關(guān)類型的HH型(兩者均高)區(qū)域和LL型(兩者均低)區(qū)域共占全園面積的68.7%，負(fù)相關(guān)類型的LH型(樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)低但致傷潛力高)和HL型(樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)高但致傷潛力低)占25.1%，剩余6.2%的區(qū)域沒(méi)有明顯相關(guān)性(圖6)。

圖6 樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)-致傷潛力指數(shù)局部空間自相關(guān)Lisa聚集圖

3 討論

3.1 樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)與致傷潛力的空間分異

研究結(jié)果顯示，中山公園的城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)、樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)和致傷潛力均呈現(xiàn)出集聚關(guān)系。在公園的大部分區(qū)域，樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)與致傷潛力的正相關(guān)趨勢(shì)明顯，其中以水體岸線20m范圍內(nèi)尤為明顯，樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)水平與致傷潛力均較高。造成這一現(xiàn)象主要有三方面的可能原因：其一，靠近水體的土壤濕度較高，穩(wěn)定性相對(duì)較差，且易對(duì)樹(shù)木的根系造成侵蝕，影響樹(shù)木的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由于武漢城市地勢(shì)與結(jié)構(gòu)的特殊性，其多雨、洪澇災(zāi)害頻繁的特性更放大了這一現(xiàn)象，從而近岸區(qū)域具有較高的樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)；其二，人類具有天生的親水性特征，可接觸的親水區(qū)域更容易吸引人群駐留，因此致傷潛力較高；其三，大型樹(shù)木容易聚集人群，所帶來(lái)的樹(shù)干刻字、彎折樹(shù)枝等行為，也無(wú)疑加大了樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)。

在公園的局部區(qū)域內(nèi)，樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)與致傷潛力之間也存在著負(fù)相關(guān)性，其空間分異特征明顯，大體可分為HL型和LH型2類：1)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)高、致傷潛力低(HL型)的區(qū)域，主要分布在中山公園南部的園林景觀區(qū)，其內(nèi)雖然分布大面積樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)較高的群植樹(shù)木，但由于樹(shù)木數(shù)量眾多、種植密集、樹(shù)體龐大導(dǎo)致郁閉度過(guò)高、空間局促，不利游客活動(dòng)，且區(qū)域內(nèi)游徑設(shè)置較少，也缺乏集中的硬質(zhì)場(chǎng)地，因此游客罕至，致傷潛力較低；2)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)低、致傷潛力高(LH型)的區(qū)域，主要分布在北部的生態(tài)游樂(lè)區(qū)，其內(nèi)分布著大量的大型游樂(lè)設(shè)施、大面積草坪和大規(guī)?；顒?dòng)場(chǎng)地，因此吸引了公園的大部分活動(dòng)人群，但由于周邊僅分布著提供遮陽(yáng)功能的行道樹(shù)，樹(shù)木稀少，因此樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)較低。

3.2 城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)管理建議

基于中山公園樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)、致傷潛力與致傷風(fēng)險(xiǎn)之間表現(xiàn)出的空間耦合和分異關(guān)系，提出管理城市樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的建議。1)以樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)特征為判定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)的分類、分級(jí)，構(gòu)建覆蓋全園樹(shù)木的健康數(shù)據(jù)庫(kù)，形成完備的定期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及警示制度，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的反饋對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)樹(shù)木和已經(jīng)發(fā)生結(jié)構(gòu)性受損的樹(shù)木進(jìn)行精細(xì)化的修復(fù)、養(yǎng)護(hù)管理，控制這2類樹(shù)木的樹(shù)高及冠幅等，以降低安全隱患。2)依據(jù)樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估結(jié)果對(duì)公園進(jìn)行精細(xì)化管理，將公園劃分為不同等級(jí)的致傷風(fēng)險(xiǎn)管控區(qū)域。其中高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)即劃定為管護(hù)重點(diǎn)區(qū)，一方面，設(shè)置明確的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)識(shí)、警示，提升其管護(hù)頻率、巡邏頻率、管理強(qiáng)度，并建立健全險(xiǎn)情應(yīng)急預(yù)案；另一方面，根據(jù)公園活動(dòng)人群的空間分布特征及行為模式，對(duì)此類區(qū)域進(jìn)行合理的改造設(shè)計(jì)，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，或引導(dǎo)活動(dòng)人群分流前往中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域活動(dòng)。3)加強(qiáng)游客的安全教育和管理，對(duì)游客進(jìn)行樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)教育，合理采取獎(jiǎng)懲措施，引導(dǎo)游客開(kāi)展文明游覽，規(guī)避游客攀爬、折損樹(shù)木等行為，降低由于游客活動(dòng)所導(dǎo)致的樹(shù)木受損風(fēng)險(xiǎn)。4)以樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)，科學(xué)選配樹(shù)種。在人群聚集處慎重選擇樹(shù)體龐大但根系較淺、易受病蟲(chóng)害影響的自身風(fēng)險(xiǎn)較高的樹(shù)種，如懸鈴木、刺槐、楓楊等，此類樹(shù)種可增加植物的多樣性，具有重要的生態(tài)意義，但宜種植于背風(fēng)處、人跡罕至處，以盡可能降低對(duì)人群的潛在危害，同時(shí)，在種植時(shí)還應(yīng)注意綁扎支撐，同時(shí)加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)管理；在植物配置上應(yīng)形成喬灌草復(fù)合形式，為自身風(fēng)險(xiǎn)較高的樹(shù)種提供庇護(hù)，以減少風(fēng)荷載，形成穩(wěn)定植物群落，增強(qiáng)樹(shù)木對(duì)外部環(huán)境變化的抗性，提高植物與環(huán)境的相適性；如果栽植基址易遭遇洪澇、風(fēng)暴等自然災(zāi)害，還應(yīng)著重考慮植物的抗風(fēng)性和耐水性。

4 總結(jié)

本研究以可視化評(píng)估方法為內(nèi)核，以風(fēng)險(xiǎn)矩陣法為基礎(chǔ)，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性、風(fēng)險(xiǎn)可能性和致傷潛力3個(gè)維度，建構(gòu)了樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)IUTIR指數(shù)，在樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中考量了對(duì)人群致傷的可能性，能直觀、精確地展現(xiàn)樹(shù)木自身風(fēng)險(xiǎn)、致傷潛力及致傷風(fēng)險(xiǎn)的空間分布關(guān)系和空間分異特征，并能進(jìn)行高精度的樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)制圖。本研究所建構(gòu)的IUTIR指數(shù)及其制圖方法能幫助城市管理者制定更科學(xué)的城市綠化工作策略和游客管理策略，幫助營(yíng)建更安全、更和諧的城市人居環(huán)境和綠色空間，具有重大的研究和實(shí)踐價(jià)值。

由于研究以可視化評(píng)估方法為內(nèi)核，雖然有效保障了調(diào)研、評(píng)估的效率，降低了操作的難度，但對(duì)評(píng)估人員提出了更高的專業(yè)要求，不同專業(yè)水平的調(diào)查人員對(duì)同一棵樹(shù)可能會(huì)做出不同的判定結(jié)果，進(jìn)而在一定程度上影響評(píng)估結(jié)果，這也是本研究所存在的局限性。后續(xù)研究可針對(duì)不同類型的樹(shù)木特征，結(jié)合城市綠化養(yǎng)護(hù)管理工作所長(zhǎng)期收集、積累的樹(shù)木受損數(shù)據(jù)，建立綜合的樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且結(jié)合不同樹(shù)種在不同生長(zhǎng)期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提出更為精細(xì)、準(zhǔn)確的量化評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，編制樹(shù)木致傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估圖示標(biāo)準(zhǔn)、指南，降低可視化評(píng)估中潛在主觀偏差產(chǎn)生的可能性，從而更有效地指導(dǎo)樹(shù)木風(fēng)險(xiǎn)管理決策的制定。

注：文中圖片均由作者拍攝或繪制。