在快速城市化进程中管理街道树木的健康：亚热带城市中街道环境与根区条件的相对作用

《Journal of Environmental Management》：Managing street-tree health under rapid urbanization: Relative roles of street context and root-zone conditions in a subtropical city

　　

王文婷|吴敏|严海|陈颖|赵志辰|朱琳|施江南|吴仁武|范阳|鲍志毅

浙江农林大学景观建筑学院，中国杭州，311300

摘要

行道树是城市绿色基础设施的关键组成部分，但其生长状况常常受到城市紧凑形态和有限根系空间的限制。尽管关于行道树健康状况的空间差异已有大量研究，但可测量的街道尺度环境因素与近地面生长条件之间的关联仍不明确，尤其是在快速城市化的背景下。以中国杭州为例，我们对136条道路上的907棵行道树进行了实地调查，并使用基于实地的指数评估了树木的整体状况，该指数综合考虑了生长表现、树冠质量和树冠活力。首先分析了空间和物种间的差异，然后应用线性混合效应模型来比较树木状况与两组环境变量（街道尺度的空间环境和近地面生长条件）之间的关联。总体而言，53.6%的树木被评定为“良好”或“优秀”，而23.5%的树木被评定为“较差”或“危急”，不同区域和树种之间存在显著差异。在当前的建模框架下，近地面生长条件与树木状况的关联更为一致。树坑面积、树木间距和土壤填充深度与树木状况呈正相关，而树栅栏的存在和人行道宽度则呈负相关。这些结果表明，观察到的空间和物种间差异可能部分反映了环境异质性，而不仅仅是位置或物种本身的原因。因此，改善根区条件可能是维持行道树健康的一个实际且基于证据的优先事项，尽管具体干预措施的有效性需要进一步验证。

引言

城市树木是城市绿色基础设施的重要组成部分，提供诸如微气候调节、空气污染物去除等关键生态系统服务（Cui等人，2025；Girotti等人，2025；Moss等人，2019；Qian等人，2024；Sang等人，2025）。其中，行道树是最普遍的城市绿化形式，与人们的日常活动紧密相连，在其他绿地有限的密集建筑环境中尤为重要。它们沿道路网络的连续分布使它们在调节街道级微气候和缓解城市热岛效应方面发挥着关键作用。

然而，行道树提供这些服务的能力很大程度上取决于其健康状况。健康状况下降通常表现为树冠密度降低、树冠枯萎和明显的压力症状，这可能会削弱遮荫、污染物去除和雨水拦截等关键生态系统服务（Claude等人，2024；Jiao等人，2024；Sun和Li，2025）。因此，维护树木健康对于维持城市行道树的环境功能至关重要。

与公园或城市森林中的树木相比，行道树生长在空间受限且人为干扰频繁的环境中，因此面临更复杂的压力（Adam G. Dale，2016）。实证研究表明，城市中健康行道树的比例往往较低（Fang等人，2023）。极端气候事件，包括热浪、干旱和洪水，已被广泛认为是导致城市树木健康状况下降的关键因素，这些事件会损害树木的生理功能并增加其受到病虫害侵袭的脆弱性（Hallett等人，2018；Kang等人，2024；Lione等人，2025；Paludan-Müller等人，2002）。此外，行道树还受到根系空间有限、土壤压实和基础设施冲突等持续的人为压力的影响，这些因素限制了根系发育和养分吸收（Cheung等人，2024；Jim，2023；Pattnaik等人，2024；Shi等人，2023，2024；Speak和Salbitano，2023）。气候和结构压力的综合效应使得行道树在城市生态系统中尤为脆弱。

近年来，关于行道树健康的研究显著增加。在开发创新的健康评估方法（Wang等人，2023；Wei等人，2019；Zakrzewska等人，2023）、分析物种适应性以及识别影响树木健康的关键因素方面取得了显著进展。例如，Martin和Stravinskien?等人研究了特定树种在不同城市环境条件下的健康反应。相比之下，Hallett和Haase等人研究了高温、干旱或洪水等单一环境压力对行道树健康的影响。其他研究则试图通过使用遥感和图像识别技术来提高传统视觉评估的效率和空间覆盖范围（Degerickx等人，2018；Fang等人，2020；Zakrzewska等人，2023）。

尽管取得了这些进展，现有研究仍存在两个主要局限性。首先，许多研究强调了不同树种、地点或环境梯度之间的树木健康差异，但很少有研究明确区分这些差异是由内在因素（如物种特征）还是局部生长条件的变化引起的。其次，尽管一些研究考虑了多个环境因素，但街道空间配置和近地面生长条件往往被分开研究，这使得难以在综合分析框架内明确它们的相对重要性。因此，行道树健康的空间和物种间差异的机制尚未得到充分解释。

此外，现有的关于行道树状况的研究主要集中在北美和欧洲，而在快速城市化的亚热带城市中的相关证据相对较少。这一差距很重要，因为在这样的城市环境中，重新开发压力、紧凑的街道形态、不透水表面的扩张和受限的根系环境通常同时存在。在亚热带城市中，这些压力可能还会伴随着炎热潮湿的气候条件，从而加剧对行道树的威胁。因此，本研究将快速城市化视为一种背景条件，而不是直接建模的预测因素。然而，相对较少的研究在同一分析框架内探讨了街道尺度的空间环境和近地面生长条件与行道树健康之间的关联。

由于行道树的健康状况是长期提供生态系统服务的基础，了解限制或支持树木健康的环境因素对于维持街道级别的生态功能、街道景观质量和行人环境条件至关重要。然而，本研究侧重于识别影响行道树健康的环境决定因素，而不是直接量化生态系统服务的结果或微气候效应。

基于此背景，本研究聚焦于杭州的主要城区，这是一个正在经历持续城市重建和紧凑街道发展的亚热带城市，行道树通常在受限条件下生长。具体而言，本研究旨在：（1）描述树木的整体健康状况；（2）分析空间和物种间的差异；（3）使用线性混合效应模型比较街道尺度的空间环境和近地面生长条件与树木健康之间的关联。根据现有文献和当地情况，提出了三个假设：（1）不同区域和树种的树木健康状况存在差异；（2）街道尺度的空间环境与健康状况的差异有关，但可能部分反映了其对局部生长环境的影响；（3）近地面条件，特别是与根系空间和土壤环境相关的条件，预计与树木健康有更一致的关联。

通过在统一的分析框架内区分街道尺度的空间环境和近地面生长条件，本研究旨在提高对快速城市化亚热带环境中可测量环境变量与行道树健康之间关联的理解。本研究的贡献不仅在于首次证明根区条件的重要性，还在于提供了在城市尺度上比较近地面生长条件与更广泛街道空间环境的实证证据。除了记录特定城市的模式外，本研究还强调了从环境管理的角度出发，认为根区条件是维持行道树状况的实际且可管理的因素。因此，区域和物种层面的差异被解释为可能反映环境异质性的描述性模式，而不仅仅是位置或物种本身的差异。

章节摘录

研究区域

杭州（北纬30°15′，东经120°10′）位于中国东南沿海的江南三角洲，具有典型的亚热带季风气候（K?ppen Cfa），四季分明，降雨和高温同时发生（M. C. Peel，2007）。年平均气温为17.8°C，夏季（6月至8月）的特点是高温、高湿度和低风速。自然植被属于亚热带常绿阔叶林带。

杭州主要城区行道树的整体健康状况

调查显示，26.9%的树木被评定为“优秀”，26.7%的树木被评定为“良好”，而22.9%的树木为“正常”；“较差”和“危急”的树木分别占15%和8.5%（图2a）。在本研究中，“优秀”和“良好”的树木被视为健康的，而“较差”和“危急”的树木表明健康状况明显下降。

与生长相关的指标（树高TH、胸径DBH、冠幅CW、冠层厚度CT）在不同健康等级间存在明显差异（图2b），较大的结构尺寸与更好的健康状况相关，而HFB则有所不同。

树木健康的空间和物种间异质性

总体而言，杭州的行道树状况相对良好，53.6%的树木被评定为“良好”或“优秀”，表明尽管受到城市干扰，许多样本树木仍保持了相对有利的结构和树冠状况。这与其他城市的发现一致（Fang等人，2020；Tan和Shibata，2022）。然而，仍有相当比例的树木处于“较差”或“危急”状态，表明在城市尺度上存在不可忽视的风险。

存在显著差异

结论

本研究使用基于实地的评估框架，结合生长表现、树冠质量和树冠活力，评估了杭州主要城区行道树的健康状况，并进一步探讨了街道尺度的空间环境和近地面生长条件对健康状况变化的贡献。

可以得出三个主要结论。首先，杭州的行道树健康状况总体处于中等至良好水平，53.6%的样本树木被评定为“良好”或

CRediT作者贡献声明

王文婷：概念化、数据整理、正式分析、调查、方法论、项目管理、可视化、初稿撰写、审稿与编辑。吴敏：数据整理、验证、可视化、审稿与编辑。严海：概念化、资金获取、资源协调、监督、审稿与编辑。陈颖：数据整理、调查、资源协调、软件使用。赵志辰：数据整理、调查、方法论。朱琳：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国浙江省自然科学基金（LGF21E080001）和国家自然科学基金（51508515）的支持。