西北农林科技大学（778）园林学院洪波课题组破解行道树降温效应与抗风安全”黄金平衡期”

近日，Sustainable Cities and Society在线发表了题为“Optimized growth windows for avenue trees: CFD-based quantification of the cooling–wind-resistance trade-off”的文章。该研究融合行道树形态数据、生长模型、微气候模拟与结构力学分析，构建首个面向全生命周期的风–热耦合评估框架，系统揭示行道树降温效能演化路径与风致失效风险增长规律，识别出树种特异性的最佳功能年龄窗口。风景园林艺术学院博士研究生刘翱玮为论文第一作者，洪波教授为通讯作者。

全球变暖导致极端高温与强风事件频发，行道树兼具缓解城市热环境与保障风致结构安全的双重功能。然而，受制于城市空间与管理资源约束，”降温效益最大化”与”风害风险可接受化”的定量权衡机制迄今不明。现有研究多基于静态树冠参数，难以刻画树木生长过程中冠层结构、材性与力学性能的系统演变，致使其生命周期中降温–抗风最优平衡的”功能寿命窗口”无法辨识。

本研究针对常见行道树开展全生命周期追踪，融合激光测高、胸径–冠幅测量及叶面积指数原位观测，构建关键形态参数（树高、冠幅、叶面积指数、冠体体积）的年龄–生长方程，并嵌入ENVI-met平台实现参数化模拟，建立了”生长–微气候–结构力学”一体化评估框架。

结果表明：冠幅为降温效应首要决定因子（R²≈0.92），冠体体积与降温效应显著正相关，表明树冠横向扩展与整体体量较树高更能反映降温潜力；冠体体积亦为风致失效最敏感预测指标（R²≈0.94），而叶面积指数超过阈值后显著增加风阻，易诱发风荷载破坏。二者动态权衡关系呈现显著年龄依赖性。

研究首次量化了行道树全生命周期降温效益与风致风险的动态权衡规律，提出树种特异的”最佳功能年龄窗口”概念，为树种配置、修剪养护与更新周期提供了量化决策依据，推动行道树管理由经验驱动向证据支持的精细化范式转变，对提升城市气候韧性及绿色基础设施科学管护具有方法论意义。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.107104

编辑：张晴

终审：刘玉峰