陈 峥,张安琪,罗宇谦,何嘉怡1,,黄颂谊1,
(1.仲恺农业工程学院园林景观研究所,广东 广州 510225;2.仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东 广州 510225;3.广东省沂绿生态科技发展有限公司,广东 广州 510000)
城市行道树是城市绿化的骨干材料,评估其风险是提高树木管理水平的重要任务之一。环市路、东风路和临江大道是广州市重要的主干道路,其行道树在满足景观效益的同时,需要兼顾安全管理。由于城市行道树的生长环境普遍较差,树木可能会存在着不同程度的树体结构缺陷,如树干空洞、树体倾斜、根系裸露等,评估行道树安全性并进行风险管理逐渐成为城市树木精细化高质量管理的重要工作之一。通过科学的树木风险评估与管理能有效降低城市行道树遭受台风、暴雨等极端天气下的事故风险。
树木安全风险评估的研究始于20 世纪60 年代,发展至今,某位德国树木学家提出的树木风险视觉评估体系(VTA)已逐渐成为国际常用的树木风险评估方法。该诊断方法主要通过视觉以及简单工具测量并量化树木生长状况的多种指标,配合不同的评价指标体系,确定树木的风险评级,提出合理的改善建议[1]。
层次分析法(AHP)是美国匹茨堡大学运筹学家T.L.Saaty 提出的主观赋值评价方法,该方法将与决策有关的元素分解成目标、标准、指标等多个层次,以定量的方式表达人们的主观判断,并采用量化的具体指标为标准进行评价,是一种可靠有效的决策方法[2]。树木风险评估项目是参考运算树木倒塌风险的分数因子,从构成树木风险的3 个因素(树木潜在危险、风险缺陷部位大小、树木周边环境使用率)出发[3],结合树木生长状况的多种指标,采用赋分制的方式,构建树木风险评估模型,综合评估树木风险等级。
本研究运用VTA 视觉评估法对广州市环市路、东风路和临江大道中的行道树进行调查,记录存在安全隐患树木的各类指标因子,结合层次分析法(AHP)和树木风险评估项目对3 条道路行道树进行综合风险评估,并运用相关性分析找出行道树风险性因子与形态学因子之间的关系,探讨城市行道树养护过程中降低风险的管理措施,突显行道树安全风险评估工作的重要性,为城市行道树精细化高质量管理提供参考。
2021 年,研究团队对广州市环市路、东风路和临江大道两侧行道树进行树木安全风险评估,检测道路总长约22.5km。3 条道路调查行道树共5802 株,初步筛选出存在安全隐患的482 株行道树进行VTA 视觉检测。482 株行道树树种共22 种,隶属13 科18 属,麻楝(Chukrasia tabularis)、杧果(Mangifera indica)和腊肠树(Cassia fistula)的数量占比最高。其中,环市路占145 株,主要树种为红花羊蹄甲(Bauhinia blakeana)、腊肠树、麻楝等;东风路占175 株,主要树种为小叶榕(Ficus microcarpa)、麻楝、白兰(Michelia×alba)等;临江大道占162 株,主要树种为杧果(Mangifera indica)、小叶榄仁(Terminalia neotaliala)、樟(Cinnamomum camphora)等。
基于VTA 树木视觉检测评估结果,应用层次分析法[2]以及树木风险评估分析[3],综合评估行道树的风险等级[4]。
(1)评价体系指标因子的确定。层次分析的目标层为行道树安全风险性评价,标准层为树势、树冠、树干、种植环境和根系5 个方面;指标层为16 个指标,包括枝叶情况、树冠比、病虫害、偏冠度等。
<1),且各件产品是否为不合格品相互独立.
(2)权重系数的确定及一致性检验。将各指标的重要程度进行两两比较,采用1-9 比例标度对重要性赋值,倒数表示两个指标的反比较,建立判断矩阵,再运用SPSS 软件进行权重计算和一致性检验,本次判断矩阵均满足一致性检验。
通过层次分析法[2]得出各指标的权重值,如表1 所示。在标准层上,树干的权重值最大,树冠其次,种植环境的权重值最小;在指标层上,树干异常的权重值最大,偏冠度其次,构筑物和树穴覆盖的权重值最小,尽管权重值不高,但仍是不可缺少的指标。
表1 城市行道树安全风险评价指标及相对权重
(3)风险等级的判定。基于VTA 树木视觉检测评估得出各指标数据,再乘以各指标相对应的权重值得出每株行道树最终的分值,结合行道树安全风险评价指标体系,对每株行道树进行评估量化打分,最后应用行道树风险评价体系[4]将行道树的风险等级划分为4 级,如下所示。
风险评分S=(6.8≤RI≤10)为低风险。
风险评分S=(4.5<RI<6.8)为一般风险。
风险评分S=(3<RI<4.5)为中等风险。
风险评分S=(0≤RI≤3)为高等风险。
(1)评价指标因子的确定。从树木的根系受损、树干及分枝的木质腐朽、枝干破裂、树体结构、树势及溃疡共6 个方面拟确定不同缺陷程度可能造成的破坏风险率[3],如表2 所示。
表2 树木风险评估项目
(2)风险等级判定。参考前人经验[3,5],结合树木破坏风险率、周边环境使用率等多种指标,采用赋分制的方式,构建树木风险评估标准,如表3 所示。
表3 树木风险等级评分标准
基于VTA 树木视觉检测评估得出各指标数据,参照树木风险等级评分标准,按树木潜在风险、风险缺陷部位的大小、树木周边环境使用率评分之和得出每株行道树风险等级总评分,结合风险评定标准将行道树风险等级划分为4 级,如下所示。
S(风险评分)<8 为低风险。
8≤S(风险评分)<10 为一般风险。
10≤S(风险评分)<11 为中等风险。
S(风险评分)≥11 为高等风险。
2.3.1 总体风险评估分析
基于层次分析法和树木风险评估项目两种评估体系对482 株行道树进行总体风险情况的评估分析。结果显示,两种评价体系得出的评估结果基本一致,75%以上的行道树处于低风险和一般风险,处于可控制范围内,但仍有2%以上的行道树存在严重的安全隐患,具体表现为严重病虫害和树干受损,其中部分树木为濒死状态。
2.3.2 3 条道路各自风险分析
基于层次分析法和树木风险评估项目两种评估方法对3 条道路存在安全隐患的行道树进行风险评估。结果显示,3 条道路行道树处于中等风险以上的频率:东风路>环市路>临江大道。其中,东风路有30%以上的行道树处于中等风险,需采取更精确的管理养护措施。表4 为基于层次分析法的各道路行道树风险情况,表5为基于树木风险评估项目的各道路行道树风险情况。
表4 基于层次分析法的各道路行道树风险情况
表5 基于树木风险评估项目的各道路行道树风险情况
2.3.3 3 条道路行道树主要风险隐患分析
基于树木风险评估结果,选取3 条道路存在较高安全隐患的行道树,应用PICUS 弹性波树木断层仪和TRU 树木雷达系统对树木的树干空腐情况和根系分布情况进行检测。结果发现,环市路的腊肠树树干损伤及空洞腐烂最严重,约占其受检总株数的23%,而红花羊蹄甲存在的安全隐患较多,普遍存在病虫害、主干倾斜、树冠偏斜、树干损伤及空洞腐烂;临江大道的樟树整体树势较差,约51%的植株存在树干损伤或病虫害等情况,而鸡冠刺桐和黄花槐因根系较浅,其受检总数的60%以上存在树干严重倾斜情况;东风路腊肠树、蝴蝶果的病虫害、树干受损空洞的情况较严重,约占其受检总株数的50%,而小叶榕的立地种植环境较差,约50%的植株存在偏根和根系裸露的现象。
本文通过对广州市3 条主干道路上的5802 株行道树进行树木安全风险评估,发现482 株树木存在安全隐患,占树木总量的8.3%,说明行道树受城市外在环境及自身生长特性等因素的影响,易出现不同类型的树体结构缺陷,从而引发安全风险。
本文应用层次分析法和树木风险评估项目对3 条道路存在安全隐患的行道树进行综合风险等级评估,两种评估体系一致得出3 条主干道路中24%以上的行道树处于中等风险以上。其中,东风路的中等风险率最高,有30%以上的行道树处于中等风险以上,整体风险等级较高。在综合风险等级评估的基础上,结合PICUS和TRU 技术对3 条道路存在较高安全隐患的行道树进行精确检测,发现不同道路、不同树种的主要风险隐患差异较大,其养护管理措施需结合树木外界和本身因素进行讨论,根据不同树种制定针对性的方案。综上所述,广州市3 条主干道路上的行道树表现出风险率高、风险等级高、风险隐患差异大的特性。
城市行道树是城市绿化的骨干材料,树木风险评估工作与精细化养护管理体现树木管理水平的重要途径。可以通过加强树木生理及根系生长检测评估,降低立地安全性;加强病虫害防治与养护;采用透气透水材料铺设树穴等以改善土壤条件提高树木活力,降低树木因地上和地下部分不平衡而影响长势的可能性[5]。因此,建立科学、完善的树木安全风险评估体系,定期开展评估工作,针对不同的风险隐患选用不同的养护管理方法,对降低树木风险事件的发生概率,保障城市环境安全具有重要意义。