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基于谷歌街景测量的非洲五城市行道树大小特征及空间分布研究

基于谷歌街景测量的非洲五城市行道树大小特征及空间分布研究

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作者：巴瓦巴（angali Bawaba Serge）东北林业大学

学位级别：硕士

城市树木和森林的众多好处在全球范围内得到越来越多的认可,但在非洲国家的相关数据严重不足。研究道路树木的大小特征、健康状况、垂直结构和空间分布功能,对于完善城市森林绿化、科学规划和管理城市绿色基础设施,最大限度地发挥其生... 详细信息

城市树木和森林的众多好处在全球范围内得到越来越多的认可,但在非洲国家的相关数据严重不足。研究道路树木的大小特征、健康状况、垂直结构和空间分布功能,对于完善城市森林绿化、科学规划和管理城市绿色基础设施,最大限度地发挥其生态服务功能,具有重要意义。本研究旨在验证谷歌街景图像在评估非洲城市级别树木的大小特征、健康状况、垂直结构和空间分布方面的可行性。本文选择谷歌街景比较完备的5个非洲城市,坎帕拉、内罗毕、布隆方丹、约翰内斯堡和比勒陀利亚,共设置了4098个样地,测量了58636棵行道树。测量指标:树木分类组成——开花与否、顶端优势与否、常绿、落叶、香蕉叶与棕榈叶占比;树木大小指标——胸径（DBH）、枝下高度（UBH）)、树高（TH）、树冠宽度（CS）;树木健康状况指标——树木支撑率、枯死率、不健康叶色率、死亡率和植被垂直结构等级;街道特征指标——车道数、路边商店数量、路边停车数、行走车辆数、灯杆数和行人数量等、以及样地坐标——纬度、经度数据。使用箱线图法,对上述指标进行城市间比较,利用Arc GIS和克里金插值法对城区内上述指标空间分布进行表征,使用冗余排序分析判断城市行道树特征与街道特征关系与城市间的差异。主要得出如下结论:1)五个城市以阔叶树为主,树木以具有顶端优势树种为主,四分之三的城市行道树以开花树为主,香蕉叶和棕榈叶占比较低。2)在尺寸方面,五城市坎帕拉、内罗毕、布隆方丹、约翰内斯堡和比勒陀利亚平均DBH,分别为21.69厘米、41.30厘米、31.39厘米和38.49厘米、30.46厘米。UBH估计分别为2.75 m、3.81 m、2.42 m、3.65 m和3.02 m。TH估计分别为7.82 m、7.80 m、6.78 m和7.72 m和7.20 m,CS估计分别为4.01 m、4.61 m、4.12 m和4.49 m和4.12 m。3)行道树大小频率分布发现,大小居中的树木占最大比例,较小的树木和较大的树木占比较少。5个城市中,20-40厘米的胸径分别占45%、42%、70%、45%、56%;2-4m的下支分别达到69%、53%、60%、54%和48%;5-10 cm的TH分别占65%、61%、60%、64%和49%。CS 3-6m的57%、62%、53%、61%、47%。4)从健康状况来看,五城市的行道树的健康状况都比较好。林分不健康比例普遍处于较低水平,几乎没有树木被支架支撑,死亡树木占比、叶色不健康占比和枯梢树木占比均很低。5)各城市垂直结构植被类型以乔-灌-草三层结构为主,分别占44%、41%、40%、42%和41%,同时也发现较大量的裸地存在,未来植树造林的空间较大。6)对社会道路发展因素、行道树大小、垂直结构和健康RDA冗余排序的分析表明,随着道路发展的提高,主要是静态行人的数量、行道树周围的汽车和商店的数量增大,行道树的健康风险增加,个体有增大趋势,群落复杂性有增加趋势。我们的研究发现,街景测量方法可以对非洲的城市森林进行树木大小、林分健康、垂直结构进行城市水平的比较,包括空间分布与数据大小的统计分析。对比以往非洲这些城市的研究,我们建立的有关五个城市的数据库,可以为这些城市行道树生态服务功能、林木产品供给（如薪炭供给、植物药供给和木材供给）的准确估计提供街道水平的证据。相关研究方法为非洲城市未来的环境监测、评估、指导城市景观规划和管理建立了基线信息,助力管理者决策过程科学性。

关键词：非洲谷歌街景城市树木城市森林城市管理、城市绿化

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