城市森林作为城市生态建设中最大的生态系 统，不仅为城市居民提供了相对洁净的休闲游憩空 间，还对净化空气颗粒物有着重要作用。 行道 树是城市街道绿化的主体，其以“线”的形式联系 着城市中分散的“点”和“面”，构成完整的城市森 林生态系统 。设计行道绿化时，要根据道路功 能要求和环境条件选择适宜的树种，使行道树不仅 能够正常生长，起到美化作用，还能最大限度地 贡献生态效益。 道路绿化已成为城市绿化系统的 一部分 。
有关行道树的研究早先是北美对行道树树种选择、配置和美学等方面进行了研究，到 20 世纪 80 年代以后开始了行道树效益方面的研究，并建立行道树效益分析模型。
随着我国社会经济的发展，城市生态问题的逐渐显现，城市绿化问题开始受到重视，我国对行道树的研究日益增多。已有研究计算 城市森林效益的模型主要有 i-Treetools 模型和基于 GIS 技术开发的 CITYgreen 模型，两者都是由美国农业部（United States Department of Agriculture）下属的美国林务局开发 。
本期推荐论文的作者 采用 i-Tree streets 5.1 软件，为 校园小区行道树 各个树种的 生态效益 作出评估和分析，对研究区 行道树的 规划与管理 作出评价。
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题 目
基于 i-Tree 模型的城市小区行道树生态效益评价
基金项目
国家重点研发计划；中国博士后科学基金项目；南京林业大学大学生实践创新训练项目
作 者
熊金鑫1 ，祁慧君1 ，王倩茹1 ，汪倩如1 ，王少华1 ，左文涛3 ，孙 圆1,2*
作者单位
1.南京林业大学，南方现代林业协同创新中心； 2.南京林业大学林学院；3.南京林业大学信息科学技术学院
关键词
i-Tree 模型；城市森林；生态效益；行道树；经济价值；定量评估
▶引文格式：
[1]熊金鑫,祁慧君,王倩茹,等.基于i-Tree模型的城市小区行道树生态效益评价[J].南京林业大学学报(自然科学版),2019,43(02):128-136.
DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.201808038
XIONG J X,QI H J,WANG Q R,et al.Assessment of ecological benefit of street trees in urban community based on i-Tree model[J].Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition),2019,43(02):128-136.
1.目 的
通过行道树生态经济价值分析，了解城市森林中树木发挥的各类生态效益，为校园行道树种植规划以及道路的合理分布提供参考。
2.方 法
调查南京林业大学校园 5 个区域行道树树种组成、胸径和树高结构以及树木类型，共取得 2350 株立木资料，分析研究校园行道树结构组成，并运用 i-Tree 模型对对校园行道树进行定量的森林效益评估，包括节能效益、净化空气效益、吸收二氧化碳效益、截留雨水效益和美学效益 5 个方面，并将效益值转化为相应的经济价值。
·2.1 研究地概况
对研究区内共 60 条道路上的行道树进行每木调查，并依据每条道路的用途和使用频率划分为 6 个区域（教学区、活动区、行政区、生活区、居民区，以及林区）。 其中居民区包括教职工及其家属居住地，因管理方式和建立时间不同而把它和学生住宿区分开。在 ArcGIS10.1 中计算得到各区面积和道路长度见表 1。
▲表 1 研究区区域面积及道路长度统计
3.结 果
研究区行道树属于 31 科 49 属 54 种，树木种类多为落叶阔叶型乔木，其中樱花、二球悬铃木、马褂木、樟树和银杏的数量最多；以胸径为 ≥8～46 cm 的树种为主，其中胸径为 ≥8～15 cm 的 441 株，占 18.77％；≥15～30 cm 的 1132 株，占 48.17％；≥30～46 cm 的 507 株，占 21.57％。 通过 i-Tree 模型对南京林业大学行道树的总生态效益评估可得，研究区主要道路上的 2350 株行道树年创造总效益值为 1023101.29元，其中校园行道树的美学效益最高，占总效益的 65.67％；其次是截留雨水效益，占总效益的 17.05％，节能效益占总效益的 13.02％；减少 CO2 效益与改善空气质量效益比分别占总效益的 2.65％、1.61％。各个区域中，教学区为行道树主要种植区，效益最高，占总效益的 43.62％；其次是居民区，占总效益的 19.43％；行政区、活动区和生活区分别占总效益的 15.17％、11.21％和 10.56％。 不同的树种在各生态效益上的贡献率不同，二球悬铃木、银杏、马褂木、樟树的总生态效益贡献率最高，占总量的比例分别为 21.97％、18.09％、14.50％、8.57％，共占生态总效益的 63.13％，超过了总效益的一半。
▲道路
▲分区
·各个区域优势树种
▲教学区马褂木
▲行政区杨树
▲教学区樱花树
▲教学区喜树
▲生活区樟树
▲生活区梧桐
▲宿舍区樟树和栾树
▲宿舍区枫杨
▲运动区樱花树
▲运动区银杏
·3.1 行道树树种组成
各区域数量优势树种中（表 2），教学区和居民区物种较为均匀，其他区域物种分布单一。 数量最多的樱花、银杏和樟树占分区总株数的比例都超过了 40％，且活动区这 3 个树种总数超过了 90％。
▲表 2 各区域数量优势树种占比
·3.2 行道树胸径分析
将调查的行道树胸径分为 7 个径级组（图 1），研究区树木胸径分布集中在≥8 ～ 46 cm，数量占 88.51％，且 48.17％的树木胸径为 ≥15～30 cm，胸径小于 8 cm 和大于 61 cm 都很少。
▲图 1 行道树径阶分布
樱花、银杏、樟树、二球悬铃木、马褂木和栾树（Koelreuteria paniculata）数量优势树种的径阶分布见图 2。 其中，樱花胸径集中在 ≥8～15 cm，银杏、樟树、马褂木和栾树胸径集中在 ≥15～30 cm，二球悬铃木胸径集中在 ≥30～46 cm（图 2a）。活动区树木胸径在 ≥8～15 cm 处数量最多，其他区域树木胸径多为 ≥15～30 cm（图 2b）。
▲图 2 数量优势树种及各区域树木径阶分布
·3.3 行道树树高分析
将校园行道树树高分为 0～10 m、≥10～20 m 和 ≥20 m 以上３ 个类型。 其中 80％的校园行道树树高＜20 m，≥20 m 的行道树仅有 18％。 对 6 个数量优势树种进行树高类型分析，其中树高为 0～10 m 的为樱花和银杏；≥１0～20 m 的有樟树、银杏、马褂木和栾树等；而 ≥20 m 的主要为二球悬铃木（图 3a）。
由于不同区域树种结构和立地条件不同，其树高分布状况具有差异。 图 3b 为 ５ 个分区不同树高类型的树木数量，活动区树高 0～10 m 的树木数量远多于其他高度树木数量，而教学区树高≥10～20 m 的树最多，其他 3 个区域树高分布较为均匀。
▲图 3 6 个优势树种及各区域树高类型分布
·3.4 节能效益
城市森林能够有效缓解城市的热岛效应，节能效益由节电和节天然气效益两部分组成。 造成单株效益不同的主要原因有树种和栽植时间不同，树木树体较大、生长年龄长且代谢旺盛，其单株效益高。 研究区主要道路行道树年提供的节约能源总效益为 133110.01 元，其中节电量为 683.07 GJ，节电效益为 102 939.15 元，节天然气量为 409.01 GJ，节天然气效益为 30230.87 元，单株平均效益为 56.67 元（表 3）。
▲表 3 各区域节能效益
·3.5 吸收 CO2 效益
各区域吸收 CO2 的效益见表 4，教学区的树木数量最多有 776 株，占总树木数量的 33.06％，年度吸收 CO2 总效益值也是最大的，为 11571.67 元，单株平均效益也是最高，有 14.89 元/株。 居民区虽然树木不多（377 株），但年度吸收 CO2 总效益和单株平均效益都排在第 2 位的， 总效 益 为 5319.81元，单株平均效益为 14.11 元。
▲表 4 各区域吸收 CO2 效益
·3.6 净化空气质量和截留雨水效益
无论是吸收沉积效益还是减排效益，教学区均最高，年度总效益也最高，生活区年度总效益最低（表 5）。
▲表 5 各区域改善空气效益和截留雨水效益
·3.7 美学效益
一般来说，相对于树体较小的树种，人们更喜欢高大的树种，树体大的树种美学效益更为显著。 根据 i⁃Tree streets 软件测定各区域美学效益见表 6。
▲表 6 各区域美学效益
4.结论
研究区总树种类型丰富，多样性高，但在活动区缺少高大乔木。 生活区节能效益和改善空气质量效益低，建议种植枫杨、七叶树等树种。 居民区水杉、银杏和二球悬铃木树种分布均匀度最高，所得到的单株效益和总效益均为各区首位。 行政区尽管面积和道路长度最小，但杨树种植多区域单株效益较高，区域截留雨水效益最高。
（感谢作者提供素材）
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