李 錚，姜 磊，譚興來，邱慶泰

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院，山東 泰安271018）

1 研究背景

行道樹具有補(bǔ)充氧氣、凈化空氣[1]、美化城市、減少噪音[2]等重要生態(tài)功能，可與其他形態(tài)的綠地共同組成完整的城市綠地生態(tài)系統(tǒng)[3]。伴隨著氣候變化及人類活動(dòng)影響，城市污染現(xiàn)象日益加劇，提高城市綠化樹木的種植面積是未來城市發(fā)展的必然趨勢(shì)，這使得行道樹的價(jià)值愈發(fā)重要。然而，伴隨著綠化樹木的生長(zhǎng)，其根系會(huì)蔓延至道路兩側(cè)帶及路面下土壤，對(duì)人行道的上部硬體結(jié)構(gòu)、種植穴四周以及道路兩側(cè)緣石造成顯著影響[4]?，F(xiàn)階段，城市道路兩側(cè)樹木根系持續(xù)生長(zhǎng)對(duì)道路兩側(cè)帶造成的破壞日益嚴(yán)重，是我國(guó)長(zhǎng)期以來城市綠化始終面臨的嚴(yán)峻問題。樹根的生長(zhǎng)和路面結(jié)構(gòu)之間的矛盾問題不僅嚴(yán)重限制了樹木自身的生長(zhǎng)發(fā)育，更對(duì)道路設(shè)施，地下管線造成了不可彌補(bǔ)的損失[5-6]。因此，亟需研究分析植物生長(zhǎng)過程與道路破壞程度響應(yīng)規(guī)律，并針對(duì)性的提出相應(yīng)的解決意見或措施。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

以泰安市泰山區(qū)的典型街道及山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)家屬院內(nèi)常見的5 種行道樹作為研究對(duì)象，調(diào)查總株數(shù)共計(jì)110 株，具體分布情況如表1 所示。

表1 行道樹基本資料

2.2 研究方法

采用實(shí)地調(diào)查的方式，調(diào)查內(nèi)容包括樹木胸徑、樹木種植穴破壞情況、人行道路面破壞情況、綠化帶與行車道的緣石破壞情況等。

參考章錦瑜、黃曉菊[8]等的調(diào)查方式和分級(jí)制度，以樹木胸徑反映樹木根系的生長(zhǎng)情況，以種植穴、人行道路面、路緣石的破壞情況反映樹木根系生長(zhǎng)對(duì)兩側(cè)帶的影響。對(duì)調(diào)查過程中有代表性的幾種人行道的破壞類型進(jìn)行了拍照記錄。

3 結(jié)果與分析

3.1 破壞情況（見表2）

表2 破壞情況調(diào)查表

3.2 破壞類型

3.2.1 地面隆起型

圖1 中懸鈴木的生長(zhǎng)導(dǎo)致了種植穴和其四周的鋪面磚隆起，且隆起的程度較大，部分鋪面磚與人行道分離，不僅影響了行人的走路，還造成了整個(gè)道路的不美觀。張采薇等指出不同的樹種在栽種生長(zhǎng)的過程中，對(duì)種植池邊框穴和人行道鋪面的破壞程度也不同[7]。在我國(guó)北方地區(qū)，主要有楊樹、松樹、梧桐樹、槐樹等，槐樹和法桐對(duì)邊框穴和路緣石的破壞程度最大。

續(xù)表2：

3.2.2 地面沉陷型

樹木根系生長(zhǎng)膨脹導(dǎo)致地表巖土體向下陷落，鋪面磚被樹根撐破，地面起伏較大，并形成了塌陷坑洞，地面崎嶇不平整，可能會(huì)演變?yōu)橐环N地質(zhì)破壞，地面塌陷或沉陷。甚至樹根會(huì)生長(zhǎng)延伸到非機(jī)動(dòng)車或機(jī)動(dòng)車道路面，崎嶇不平，開裂嚴(yán)重，會(huì)影響到行人與車輛的正常出行。

3.2.3 種植穴隆起和路緣石邊框發(fā)生水平位移破壞

圖3 中懸鈴木的胸徑較大，根系生長(zhǎng)很發(fā)達(dá)，種植池穴邊框已被懸鈴木的樹根撐破，樹木根系在地表土壤中延伸到人行道旁綠化帶中，造成種植邊框穴和路緣石破壞越來越嚴(yán)重，地面崎嶇不平，破裂較嚴(yán)重，影響到了行人的正常出行。

圖1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)家屬院（圖片來源：作者自攝）

圖2 泰安汽車站三里街與天平湖北（圖片來源：作者自攝）

圖3 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)家屬院與擂鼓石大街（圖片來源：作者自攝）

3.3 地表垂直抬升距離與胸徑關(guān)系分析

如圖4 所示，5 種樹木胸徑與地表垂直抬升距離之間的相關(guān)性系數(shù)分別為R2=0.8349、R2=0.7923、R2=0.6958、R2=0.8643、R2=0.7923，胸徑與地表垂直抬升距離之間的關(guān)系均為正相關(guān)，且隨著胸徑的增大，楊樹、泡桐、懸鈴木與楝樹對(duì)地表的破壞呈指數(shù)型增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)速率依次降低；槐樹對(duì)地表的破壞呈線性增長(zhǎng)。

圖4 地表垂直抬升距離與胸徑之間的關(guān)系

5 種樹木造成的地表最大隆起分別為：6.5 cm、8.4 cm、1.5 cm、6.5 cm、3.6 cm，最小隆起分別為2 cm、3.9 cm、0 cm、0 cm、1.1 cm，平均破壞值分別為3.9 cm、5.1 cm、0.6 cm、3.3 cm、1.7 cm，由此可見，懸鈴木對(duì)地表的破壞程度最大，均值為5.1 cm 最大可達(dá)8.4 cm,而楊樹對(duì)地表的破壞程度最小，平均0.6 cm; 泡桐、槐樹、楝樹對(duì)地表破壞程度依次降低。

3.4 種植穴邊框水平位移與胸徑關(guān)系分析

如圖5 所示，泡桐、懸鈴木、槐樹胸徑與種植穴邊框水平位移之間的相關(guān)性系數(shù)分別為R2=0.8752、R2=0.7836、R2=0.8665，而所測(cè)楊樹、楝樹數(shù)據(jù)無明顯相關(guān)性。隨著胸徑的增大，泡桐、懸鈴木對(duì)種植穴的破壞呈指數(shù)型增長(zhǎng)，且泡桐增長(zhǎng)速率高于懸鈴木；槐樹生長(zhǎng)對(duì)種植穴的破壞呈線性增長(zhǎng)。

圖5 種植穴邊框水平位移與胸徑之間的關(guān)系

泡桐、懸鈴木、楊樹、槐樹、楝樹造成的種植穴最大位移分別為：2.5 cm、5.0 cm、3.5 cm、5.5 cm、2.0 cm； 最小位移分別為：0.5 cm、0.6 cm、1.0 cm、0 cm、0 cm。平均破壞值分別1.28 cm、2.01 cm、2.17 cm、2.14 cm、1.03 cm，可知楊樹與槐樹對(duì)種植穴的破壞程度比其他樹木大，破壞均值為2 cm 左右；而楝樹對(duì)種植穴的破壞最小，均值為1.03 cm。但楝樹、楊樹對(duì)種植穴破壞無明顯規(guī)律，可以認(rèn)為樹木本身生長(zhǎng)對(duì)種植穴的影響不大，排除其生長(zhǎng)對(duì)種植穴產(chǎn)生破壞的影響。

3.5 路緣石水平位移與胸徑關(guān)系分析

如圖6 所示，泡桐、槐樹、楝樹胸徑與路緣石水平位移之間的相關(guān)性系數(shù)分別為R2=0.8827、R2=0.9247、R2=0.9205、R2=0.871，具有較強(qiáng)的正相關(guān)性；所測(cè)懸鈴木數(shù)據(jù)無明顯相關(guān)性。隨著胸徑的增大，槐樹、泡桐、楝樹對(duì)路緣石的破壞均呈線性增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率依次降低。4 種樹木均對(duì)道路兩側(cè)緣石造成了一定程度的水平位移。

圖6 路緣石水平位移與胸徑之間的關(guān)系

泡桐、懸鈴木、槐樹、楝樹造成的路緣石最大位移分別為4.0 cm、4.0 cm、3.5 cm、2.2 cm，平均破壞值分別為1.79 cm、2.12 cm、1.58 cm、1 cm，可知懸鈴木對(duì)路緣石造成的破壞程度最大均值為2.12 cm，楝樹對(duì)路緣石造成的破壞最小，僅為1 cm。

結(jié)果表明，5 種樹木生長(zhǎng)均會(huì)對(duì)人行道路面、種植穴以及道路兩側(cè)緣石造成不同程度的破壞。隨著樹木的生長(zhǎng)，泡桐對(duì)兩側(cè)帶的影響趨勢(shì)最為明顯，多數(shù)情況下呈指數(shù)型增長(zhǎng)； 懸鈴木對(duì)兩側(cè)帶的破壞程度最大，多呈指數(shù)型增長(zhǎng)；而楊樹對(duì)兩側(cè)帶的破壞程度最小，但隨著胸徑增大，其對(duì)地表的破壞速率最大；槐樹對(duì)3 種結(jié)構(gòu)物的破壞均呈線性增長(zhǎng)，其規(guī)律性強(qiáng)于其他4 種樹木；楝樹平均胸徑雖大，但對(duì)3 種結(jié)構(gòu)物的破壞小于其他樹木平均破壞值。

4 結(jié)論與建議

樹木胸徑越大，需要從土壤中汲取的水分、養(yǎng)分量越多，其根系也越發(fā)達(dá)，在地表中造成的破壞也越大[8]。通過對(duì)比各種樹木對(duì)兩側(cè)帶的破壞影響，道路路邊的樹木種植可選擇一些根系呈豎向生長(zhǎng)且胸徑較小的樹種，如楊樹、楝樹、銀杏樹等，可較好的降低根系生長(zhǎng)對(duì)地表結(jié)構(gòu)的影響。同時(shí)，合理增加根系的埋深可平衡生態(tài)保護(hù)與根系危害之間的矛盾。

針對(duì)根系生長(zhǎng)速度較快，破壞性較大的樹種，應(yīng)搭配種植草本植物，可有效降低根系的裸露程度。對(duì)于胸徑、破壞性大的樹木，如泡桐、懸鈴木，可與根系破壞性較弱的開花小喬木間隔種植，可保證樹木蔭蔽作用，同時(shí)提高了景觀的豐富度。如果樹木根系過大或者當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件較為復(fù)雜，原地治理難度較大，建議遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)范的前提下，對(duì)樹木進(jìn)行異地移植。

對(duì)人行道鋪面物的破壞，可以通過擴(kuò)大樹木種植穴的面積以擴(kuò)大根系的生長(zhǎng)環(huán)境，減少破壞；通過對(duì)樹木側(cè)向枝干的修理[9-10]，可以減緩水平根系徑向的生長(zhǎng)速度，使樹木大部分的養(yǎng)分向上供給，向高處生長(zhǎng)，有效的減緩粗根系的水平方向增長(zhǎng)趨勢(shì)，以減小樹木根系對(duì)人行道路面結(jié)構(gòu)、種植池邊框以及路緣石的破壞?；?qū)⑿械罉浞N植在城市道路快速路或主干路的機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道分隔帶當(dāng)中，可以有效避免樹木根系對(duì)道路兩側(cè)人行道的影響。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于道路兩側(cè)緣石外移，通過對(duì)路邊緣石進(jìn)行傾斜安放，施工時(shí)與路面成一定的傾角，來減少根系在地表土壤中盤根錯(cuò)節(jié)造成的緣石外移； 而綠化帶一側(cè)緣石對(duì)行人出行影響較小，可以忽略其影響。

對(duì)已經(jīng)發(fā)生破壞的兩側(cè)帶進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)也是不可或缺的。市政部門要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理已破損的道路兩側(cè)帶，例如更換圖7 所示鋪面材料，加固種植穴等。同時(shí)要對(duì)落葉進(jìn)行及時(shí)清理，否則會(huì)引起下水道堵塞，路面積水，道路翻漿、坑槽等病害[11]，致使破壞進(jìn)一步加劇。