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北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素

王琰 余韵 刘勇 王开勇 周晓杰 王洋

王琰, 余韵, 刘勇, 王开勇, 周晓杰, 王洋. 北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
引用本文: 王琰, 余韵, 刘勇, 王开勇, 周晓杰, 王洋. 北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
WANG Yan, YU Yun, LIU Yong, WANG Kaiyong, ZHOU Xiaojie, WANG Yang. Health assessment and influencing factors of Fraxinus pennsylvanica in Beijing core area[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
Citation: WANG Yan, YU Yun, LIU Yong, WANG Kaiyong, ZHOU Xiaojie, WANG Yang. Health assessment and influencing factors of Fraxinus pennsylvanica in Beijing core area[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109

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北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
基金项目: 北京市园林绿化局项目(CEG-2018-01)
详细信息
    作者简介: 王琰(ORCID: 0000-0002-8636-8660),从事森林培育学研究。E-mail: 369131843@qq.com
    通信作者: 刘勇(ORCID: 0000-0002-6958-0205),教授,博士生导师,从事森林培育学研究。E-mail: lyong@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S731

Health assessment and influencing factors of Fraxinus pennsylvanica in Beijing core area

  • 摘要:   目的  针对城市树木健康评价的快速化、准确化及生产化,调查并分析北京市首都功能核心区主要绿化树种洋白蜡Fraxinus pennsylvanica的生长、健康及管护现状,为构建精炼、全面的洋白蜡行道树健康评价体系及管护技术措施提供科学依据。  方法  以北京市核心区11条主要街道的洋白蜡行道树为研究对象,采用主成分分析、K-means聚类构建健康评价模型,采用判别分析进行结果验证,将评价结果与评价指标结合建立洋白蜡BP神经网络健康预测模型;同时从生长状况、管护措施以及环境因子3个方面,分析胸径、树高、修枝留茬数量、防踩铺装等因素对洋白蜡行道树健康状况的影响。  结果  研究区域中,健康、亚健康、不健康及濒死单株分别占总数的39.20%、41.26%、16.78%和2.76%;建立的BP神经网络健康预测模型中,训练集、验证集、测试集与总集的期望值与预测值之间的相关系数分别为0.999 7、0.972 0、0.997 6及0.995 3,均大于0.950 0,表明此模型能准确地反映洋白蜡行道树12个评价指标与健康评价类别的关系,可用于对同一地区其他白蜡行道树健康状况预测;方差分析和多重比较表明:胸径、修枝留茬、防踩铺装、株距、树池面积、车道数及车道走向均对洋白蜡行道树的健康状况存在显著影响(P<0.05),树高影响较小。当洋白蜡胸径为60~70 cm、树体无修枝留茬、树池铺装透水性好、株距为5~10 m、树池面积为1~2 m2、道路宽度适宜且为南北走向时,洋白蜡健康状况最好。  结论  研究区域内,洋白蜡行道树整体呈亚健康状态,具有良好的保育保养潜力,部分受害严重,亟需处理。在洋白蜡行道树栽植及后期管护中,确保其修剪规范、铺装材料透水强、株距5~10 m、树池面积1~2 m2以及适宜的道路情况,是保证洋白蜡行道树健康状况良好的重要措施。图3表13参26
  • 图  1  BP神经网络模型的拓扑结构

    Figure  1  Topological structure of BP neural network model

    图  2  BP神经网络模型的误差下降曲线图

    Figure  2  Error decline curve of BP neural network model

    图  3  期望值和预测值的相关系数

    Figure  3  Correlation coefficient between measured and predicted values

    表  1  研究区域道路概况

    Table  1.   Roads’ profile in study area

    道路名称单向车道数道路走向道路类型行政区划道路名称单向车道数道路走向道路类型行政区划
    南礼士路二条1东西支路 西城青年沟路  1东西次干路东城
    南纬路   2东西次干路西城先农坛西路 1南北支路 西城
    燕京北街  1东西支路 西城二七剧场路 1南北支路 西城
    史家胡同  1东西支路 东城南花市大街 2南北次干路东城
    西兴隆街  1东西支路 东城德胜门内大街2南北次干路西城
    崇文门西大街3东西主干道东城
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    表  2  主成分特征根及方差贡献率

    Table  2.   Principal component characteristic root and variance contribution rates

    主成分特征根方差贡献率(wi)/%累计方差贡献率(W)/%主成分特征根方差贡献率(wi)/%累计方差贡献率(W)/%
    F11.95216.26416.264F41.1379.47752.449
    F21.71214.26730.531F51.1029.17961.629
    F31.49312.44142.972F61.0088.39670.025
      说明:F1~F6为前6个主成分
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    表  3  因子载荷矩阵

    Table  3.   Factor load matrix

    指标主成分指标主成分
    F1F2F3F4F5F6F1F2F3F4F5F6
    x10.492−0.3120.211−0.1680.3510.291x70.781−0.156−0.3980.091−0.1800.019
    x20.4090.1090.047−0.3250.6360.148x80.722−0.280−0.3700.169−0.2600.045
    x30.3280.5330.369−0.206−0.3000.031x90.2720.3190.110−0.3200.222−0.401
    x40.2940.5340.234−0.174−0.4260.002x10−0.1160.0660.2630.062−0.1040.816
    x50.1610.0600.3370.6960.258−0.164x11−0.0410.675−0.4730.0430.2190.111
    x60.2900.3640.3570.5180.108−0.012x12−0.1360.482−0.6440.1770.1250.177
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    表  4  基于K-均值聚类分析的健康判别结果

    Table  4.   Health discrimination results based on K-means clustering analysis    

    健康等级线性判别分析
    健康/株亚健康/株不健康/株濒死/株总计/株
    健康 341000341
    亚健康035900359
    不健康001460146
    濒死 0002424
    总计 34135914624870
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    表  5  11条道路洋白蜡的健康状况

    Table  5.   Health condition of F. pennsylvanica in 11 roads

    道路名称健康树亚健康树不健康树濒死树总数/株
    数量/株比例/%数量/株比例/%数量/株比例/%数量/株比例/%
    南礼士路二条35.402239.301933.901221.4056
    南纬路   2147.701840.90511.4000.0044
    燕京北街  5163.002632.1044.9000.0081
    史家胡同  1016.703456.701321.7035.0060
    西兴隆街  3852.802940.3045.6011.4072
    崇文门西大街2030.304162.1046.1011.5066
    青年沟路  6932.407937.106028.2052.30213
    先农坛西路 1841.902251.2037.0000.0043
    二七剧场路 2440.002236.701321.7011.7060
    南花市大街 4669.701725.8034.5000.0066
    德胜门内大街4137.604945.001816.5010.90109
    总数    34139.2035941.2614616.78242.76870
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    表  6  胸径对洋白蜡健康状况的影响

    Table  6.   Effects of DBH on the health status of F. pennsylvanica

    胸径/cm样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    ≥10~<20820.96±0.07 ab0.711.150.01
    ≥20~<303540.96±0.08 ab0.391.150.00
    ≥30~<402410.93±0.11 a0.451.100.01
    ≥40~<501320.93±0.09 a0.451.070.01
    ≥50~<60540.92±0.10 a0.471.080.01
    ≥60~<7070.99±0.06 b0.881.060.02
      说明:不同小写字母表示不同胸径间差异显著(P<0.05)
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    表  7  树高对洋白蜡健康状况的影响

    Table  7.   Effects of tree height on the health status of F. pennsylvanica

    树高/m样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    ≥0~<680.89±0.12 a0.641.000.04
    ≥6~<124940.94±0.10 a0.451.150.00
    ≥12~<183390.95±0.09 a0.391.150.00
    ≥18~<24290.95±0.05 a0.841.050.01
      说明:不同小写字母表示不同树高间差异显著(P<0.05)
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    表  8  修枝留茬对洋白蜡健康状况的影响

    Table  8.   Effects of pruning stubble on the health status of F. pennsylvanica

    修枝留茬/个
    样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    03750.97±0.08 b0.581.150.00
    12150.94±0.10 a0.391.080.01
    2~31800.92±0.11 a0.451.100.01
    >31000.92±0.08 a0.561.060.01
      说明:不同小写字母表示不同修枝留茬数间差异显著(P<0.05)
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    表  9  树池防踩铺装情况对洋白蜡健康状况的影响     

    Table  9.   Effects of anti-stepping paving condition on the health status of F. pennsylvanica

    防踩铺装样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    无铺装   1030.88±0.12 a0.451.050.01
    透水性强铺装7480.95±0.09 b0.391.150.00
    透水性差铺装190.91±0.10 a0.621.030.02
      说明:不同小写字母表示不同防踩铺装间差异显著(P<0.05)
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    表  10  株距对洋白蜡健康状况的影响

    Table  10.   Effects of plant spacing on the health status of F. pennsylvanica    

    株距/m样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    ≥0~<5680.90±0.11 a0.451.090.01
    ≥5~<107500.95±0.09 b0.391.150.00
    ≥10520.94±0.09 b0.661.050.01
      说明:不同小写字母表示不同株距间差异显著(P<0.05)
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    表  11  树池面积对洋白蜡健康状况的影响

    Table  11.   Effects of tree pool area on the health status of F. pennsylvanica    

    树池面积/㎡样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    ≥0~<190.90±0.10 a0.640.990.03
    ≥1~<27720.95±0.09 b0.391.150.00
    ≥2890.90±0.11 a0.451.040.01
      说明:不同小写字母表示不同树池面积间差异显著(P<0.05)
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    表  12  单向车道数对洋白蜡健康状况的影响

    Table  12.   Effects of the number of unidirectional traffic lanes on the health status of F. pennsylvanica

    单向车
    道数/条
    样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    15850.93±0.10 a0.391.120.00
    22190.97±0.07 b0.641.150.00
    3660.95±0.06 ab0.701.070.01
      说明:不同小写字母表示不同单向车道数间差异显著(P<0.05)
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    表  13  车道走向对洋白蜡健康状况的影响

    Table  13.   Effects of directions of traffic lanes on the health status of F. pennsylvanica

    车道走向样本量健康综合得分
    平均值±标准差极小值极大值标准误
    东西5920.94±0.10 a0.391.150.00
    南北2780.96±0.07 b0.641.150.00
      说明:不同小写字母表示不同车道走向间差异显著(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-09
  • 录用日期:  2022-06-05
  • 修回日期:  2022-05-28

北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
    基金项目:  北京市园林绿化局项目(CEG-2018-01)
    作者简介:

    王琰(ORCID: 0000-0002-8636-8660),从事森林培育学研究。E-mail: 369131843@qq.com

    通信作者: 刘勇(ORCID: 0000-0002-6958-0205),教授,博士生导师,从事森林培育学研究。E-mail: lyong@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S731

摘要:   目的  针对城市树木健康评价的快速化、准确化及生产化,调查并分析北京市首都功能核心区主要绿化树种洋白蜡Fraxinus pennsylvanica的生长、健康及管护现状,为构建精炼、全面的洋白蜡行道树健康评价体系及管护技术措施提供科学依据。  方法  以北京市核心区11条主要街道的洋白蜡行道树为研究对象,采用主成分分析、K-means聚类构建健康评价模型,采用判别分析进行结果验证,将评价结果与评价指标结合建立洋白蜡BP神经网络健康预测模型;同时从生长状况、管护措施以及环境因子3个方面,分析胸径、树高、修枝留茬数量、防踩铺装等因素对洋白蜡行道树健康状况的影响。  结果  研究区域中,健康、亚健康、不健康及濒死单株分别占总数的39.20%、41.26%、16.78%和2.76%;建立的BP神经网络健康预测模型中,训练集、验证集、测试集与总集的期望值与预测值之间的相关系数分别为0.999 7、0.972 0、0.997 6及0.995 3,均大于0.950 0,表明此模型能准确地反映洋白蜡行道树12个评价指标与健康评价类别的关系,可用于对同一地区其他白蜡行道树健康状况预测;方差分析和多重比较表明:胸径、修枝留茬、防踩铺装、株距、树池面积、车道数及车道走向均对洋白蜡行道树的健康状况存在显著影响(P<0.05),树高影响较小。当洋白蜡胸径为60~70 cm、树体无修枝留茬、树池铺装透水性好、株距为5~10 m、树池面积为1~2 m2、道路宽度适宜且为南北走向时,洋白蜡健康状况最好。  结论  研究区域内,洋白蜡行道树整体呈亚健康状态,具有良好的保育保养潜力,部分受害严重,亟需处理。在洋白蜡行道树栽植及后期管护中,确保其修剪规范、铺装材料透水强、株距5~10 m、树池面积1~2 m2以及适宜的道路情况,是保证洋白蜡行道树健康状况良好的重要措施。图3表13参26

English Abstract

王琰, 余韵, 刘勇, 王开勇, 周晓杰, 王洋. 北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
引用本文: 王琰, 余韵, 刘勇, 王开勇, 周晓杰, 王洋. 北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
WANG Yan, YU Yun, LIU Yong, WANG Kaiyong, ZHOU Xiaojie, WANG Yang. Health assessment and influencing factors of Fraxinus pennsylvanica in Beijing core area[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
Citation: WANG Yan, YU Yun, LIU Yong, WANG Kaiyong, ZHOU Xiaojie, WANG Yang. Health assessment and influencing factors of Fraxinus pennsylvanica in Beijing core area[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109

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