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城市樹(shù)木為城市居民提供多種的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，但城市化建設(shè)常以城市樹(shù)木樹(shù)冠覆蓋的碎片化或減少為代價(jià)。現(xiàn)有研究多從城市發(fā)展和規(guī)劃的角度研究樹(shù)木管理、植被配置、植被覆蓋對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生的影響。僅就城市樹(shù)木樹(shù)冠覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)要素進(jìn)行分析，可以對(duì)前人的研究進(jìn)行補(bǔ)充。Saunders等人在Landscape and Urban Planning上發(fā)文，以西澳大利亞珀斯市為例分析影響城市樹(shù)冠覆蓋變化的要素，通過(guò)隨機(jī)森林模型分析鄰里社區(qū)尺度上，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市形態(tài)對(duì)城市居住區(qū)樹(shù)冠覆蓋面積的影響，并在Nedlands區(qū)域?qū)Σ煌鞘幸?guī)劃情景下城市樹(shù)冠覆蓋變化進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，選擇能夠協(xié)同城市建設(shè)與維護(hù)城市樹(shù)木的城市規(guī)劃路徑。

研究方法

1.獲取與處理數(shù)據(jù)：通過(guò)超高分辨率遙感數(shù)據(jù)獲取珀斯市植被高于大于3米的樹(shù)木樹(shù)冠面積計(jì)算各統(tǒng)計(jì)區(qū)劃一級(jí)單元（城市基本行政單元）樹(shù)冠百分比；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取統(tǒng)計(jì)區(qū)域一級(jí)單位的人口數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市形態(tài)數(shù)據(jù)。

2.探索影響城市樹(shù)木覆蓋的要素：應(yīng)用 R語(yǔ)言中rpart包（遞歸分區(qū)和回歸決策樹(shù)）在探索社區(qū)樹(shù)冠覆蓋率與城市形態(tài)因素（居住區(qū)建筑年齡、建筑占地百分比、道路連接性、住宅密度、地塊平均大小、私有土地占比、達(dá)到森林的距離、電纜密度）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素（居民平均年齡、人均住房面積、受教育程度、職業(yè)、家庭收入）之間的關(guān)系的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)集訓(xùn)練。

3.驗(yàn)證和訓(xùn)練城市森林覆蓋預(yù)測(cè)模型：應(yīng)用80%的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，20%的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證通過(guò)隨機(jī)森林模型，預(yù)測(cè)不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和城市形態(tài)要素下社區(qū)樹(shù)冠覆蓋百分比。通過(guò)訓(xùn)練樣本中的保留數(shù)據(jù)進(jìn)行樹(shù)冠覆蓋預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較以驗(yàn)證模型的有效性。通過(guò)R語(yǔ)言caret包（分類和回歸訓(xùn)練）進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。繪制局部效益積累圖（Accumulated Local Effects，ALE )并計(jì)算Friedman’s H值得到預(yù)測(cè)對(duì)變量的依賴性，F(xiàn)riedman’s H值為零時(shí)，意味著預(yù)測(cè)的反應(yīng)沒(méi)有變化是由于得到的樹(shù)冠覆蓋和所有其他驅(qū)動(dòng)因子之間存在相互作用。

4.模擬城市發(fā)展場(chǎng)景：基于2019年頒布的珀斯市Nedlands區(qū)域規(guī)劃方案（Local Planning Scheme 3 , LPS3），對(duì)2050年Nedlands制定保持現(xiàn)狀、增加7517套住房、根據(jù)上位規(guī)劃方案（Local Planning Scheme 2）增加少量住房三種發(fā)展情景，并預(yù)測(cè)不同情景下2050年Nedlands樹(shù)冠面積的變化。

研究結(jié)果與討論

1.珀斯市所有社區(qū)中樹(shù)冠覆蓋率最小為0.009%，最大為30.6%，大多數(shù)社區(qū)樹(shù)冠覆蓋率低于15%。

2.社區(qū)建筑占地百分比、人均住房面積、公共土地比例與樹(shù)冠覆蓋呈負(fù)相關(guān)；社區(qū)私人土地比例與樹(shù)冠覆蓋度呈正相關(guān)；社區(qū)居民受教育水平與樹(shù)冠覆蓋度呈較弱的正相關(guān)；社區(qū)的樓房年齡，居民受教育程度、電纜密度等其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市形態(tài)要素與樹(shù)冠覆蓋之間存在明顯非線性關(guān)系。

3. 用隨機(jī)森林模型進(jìn)行預(yù)測(cè)可以解釋74.3%的訓(xùn)練數(shù)據(jù)中社區(qū)樹(shù)冠覆蓋率。社區(qū)樓房房齡、居民社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、建筑占地百分比、住宅地塊的平均面積較對(duì)樹(shù)冠覆蓋比例預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)較大。

4.第一種保持現(xiàn)狀方案較2009年測(cè)定Nedlands樹(shù)木覆蓋率增長(zhǎng)最多，第三種方案次之，第二種方案增長(zhǎng)最少，相較于第一種方案損失2.04公頃樹(shù)冠覆蓋。

5.本研究的預(yù)測(cè)模型主要用于模擬不同城市和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展場(chǎng)景對(duì)社區(qū)樹(shù)冠覆蓋水平的影響，但是無(wú)法告訴規(guī)劃者城市規(guī)劃方案對(duì)樹(shù)冠的空間結(jié)構(gòu)的影響。

編者認(rèn)為

城市樹(shù)冠覆蓋率作為城市森林的一個(gè)屬性能夠?yàn)槌鞘芯用裉峁┒鄻拥纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)，如減少熱暴露，緩解居民心理壓力等。相較于前人應(yīng)用回歸分析探索影響樹(shù)冠冠幅的要素，本研究不僅通過(guò)分析城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和物理形態(tài)對(duì)城市樹(shù)冠覆蓋率的影響還通過(guò)驅(qū)動(dòng)要素構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。在后疫情時(shí)代，致密化的城市規(guī)劃方案將逐漸被完善，本項(xiàng)研究為城市規(guī)劃師提供了一個(gè)城市規(guī)劃方案權(quán)衡支持工具。由于本研究是基于遙感數(shù)據(jù)在行政區(qū)劃單元尺度上進(jìn)行研究，沒(méi)有提及城市樹(shù)種的選擇和種植密度等植被要素，進(jìn)一步的工作可以利用精細(xì)的空間分辨率樹(shù)冠覆蓋圖來(lái)開(kāi)發(fā)評(píng)估工具。

｜原文出處｜

Saunders A, Duncan J, Hurley J, Amati M, Caccetta P, Chia J, Boruff B. Leaf my neighbourhood alone! Predicting the influence of densification on residential tree canopy cover in perth[J]. Landscape and Urban Planning, 2020, 199: 103804.