树木对风速衰减作用最强的是树冠，因此通常将乔木和灌木种植在一起构成密度较大的风幛，极大地减少了通过林带的气流量，但城市森林的防风效应显然不同于一般的农田防护林带，另外城市地区具有其特殊的风系，因此如何充分利用城市森林的防风效应值得进一步研究。 Heisler认为城市环境中即使分散的树木同样能有效的降低风速，他估计在住宅区根据建筑物的密度及不同类型，树木覆盖每增加10%能减少风速3-8%。 他指出，即使冬季落叶乔木减小风速的能力是夏季时的50-90%。（图） 3、城市树木降低能源消耗的作用
温室效应以及城市的热岛现象使得城市气温逐渐增加、并产生热岛效应，已经得到证明，这一过程对人们经济的直接影响是，夏季用于降温的空调消耗电能大大增加。能源消耗与气温增加有直接的关系，例如美国10万人口以上的城市，气温每增加10F，能源消耗按价值计算会增加1-2%，而几乎3-8%的电力需求是用于因城市热岛影响而增加的消耗。
有关研究指出，浓密的树木遮荫能降低夏天空调费用7-40%，这已成为美国城市森林功能研究的一个主要内容。但必须指出，树木的遮荫效应是十分复杂的，例如住宅附近树木在夏天有利建筑的降温，但在冬天这种效应是居民所不希望有的；同样树木在冬天能阻挡寒风，因而有助于建筑体的保温，但在夏天树木降低风速的结果却使建筑体的散热受阻。因此，树木对能源消耗的作用是正反两个方面的。这两方面的消长关系直接决定与种植设计的优劣，例如树种选择、种植的位置、距离、方向、密度等。 McPheron 等综合分析这些作用，在研究美国萨克拉曼多市得出：
1、树木遮荫效应：因树木遮荫作用减少的能源消耗，住宅区为12%，商业区1.3%；因遮荫而增加冬天采暖的消耗，住宅区约为3.9%、商业区为0.4%，这一项减少降温的能源支出达1079万美元，但增加冬天采暖的费用达560万美元。
2、降低风速的效应：因阻挡寒风而减少室内采暖的能源消耗，在住宅区为4.4%、商业区1.5%；因同一效应而增加夏天降温的消耗，在住宅区为3.1%、商业区0.7%。
结果是，因城市森林的存在而节约的能源约为2千万美元，其中93%与夏天降低空调使用时间有关；高峰期间节约电力消耗6% 、约620万美元；住宅区每户节约39元，每株树木大约能减少能源消耗8-16元。减少的能源消耗为全年空调耗能的12%，占总电力消耗的1.5%。
Normank与 McPheron等在1994年对芝加哥的1-3层砖石结构及木结构的住宅进行能源消耗的分析，树木的效应从遮荫、降温、挡风三个方面考虑，结果显示：
① 8米高的单株乔木约减少能源消耗2-4%，三株这样的树木如果达到最大的遮荫效果的话，可减少能源消耗5-10%。（约为$50-90元）。
②芝加哥市区住宅的遮荫主要来自行道树，位于住宅西部的行道树（大树）减少住宅的降温能源消耗达2-7%，东边的行道树会稍增加冬季取暖的耗能，而南面的树木遮荫增加冬季取暖的耗能远大于夏季遮荫的作用。例如位于建筑西部的相同大小树木，距墙7m的要比距墙10m的减少耗能多40%。（图 ）
③夏季使用空调的高峰时间在下午3-5时，树木遮荫及其它间接效应减少耗能19%。 4、城市森林与水分平衡的关系
据美国Denton市的研究，城市森林覆盖达到22%时，减少暴雨造成的地表径流7%，推迟径流6个小时；如果覆盖增加至50%，则可减少径流12%。（1986 Sanders）
MaCpheron等采研究萨克拉曼多市的城市森林，结果表明全市树冠的截留量为降水的11.1%；在夏季叶面积指数达6.1的地区（常
绿阔叶大树为主）树冠截留高达36%，叶面积指数3.7的地区（中等大小的针叶树与阔叶树混合的地区）树冠截留约为18%。 该结果是通过以下计算方法得出的。树冠截留量= C+E = P - TH – F –D （1）
式中：C，为树冠贮存的水（mm）；E，树冠层蒸发的水分（mm）； P，降水量（mm）; TH,直接降到地面的水分（未经过树冠）； F，经树干流到地面的降水； D，从树冠（枝、叶）滴向地面的水分。
三、城市森林对减少大气污染物的作用
除了CO2 以外，主要考虑的大气污染物有SO2 N0x, O3 ,CH4等, 大气污染是影响人们健康的主要因素之一，同时危害植被、损害建筑物。自然及人为活动释放的污染物进入大气后经过扩散、可能的转化，污染物通过湿沉降(wet deposition)、干沉降（dry deposition）或云雾的水沉降过程,沉降至各种物体表面。 1、树木吸收大气中污染物的机理
植物与大气污染物之间的关系是十分复杂的，植物通过叶片表面的气孔与大气发生交换。植物需要吸收CO2、O2进行光合作用或呼吸作用的同时，其它气体包括污染物也同时进入植物体。这些污染物进入叶片后立即扩散到细胞间的空间，被内表面的水分所吸收。植物对大气污染物的吸收随树种、污染物类型、环境条件的变化而不同，污染物一旦被植物吸收就从大气中除去了，但大气污染物对植物的生长会产生一定的影响。另一方面植物会向大气释放污染物，因此在研究城市森林降低大气污染作用时，考虑的是净作用。 （1）氮的氧化物（N0x），经气孔进入叶片后与叶内的水分发生化学反应产生HN02 与HNO3 ，这些中间产物改变了叶片内的pH值，而影响植物的生理代谢，如影响CO2 的固定以及抑制生长。当浓度在24小时内超过1.6-2.6 ppm、1小时内浓度超过20ppm、或者虽然是低浓度（1ppm）但延续较场较长的时间（100小时）的情况下，叶片表面会出现受损害的症状。目前尚无证明树木向大气释放N,但一些植物特别是农作物，当处于N营养过剩的情况下（如施N肥以后）,或在繁殖生长过程会向大气释放NH4 ，NH4 在大气中可转化N0x。
（2）臭氧 （O3）臭氧在水中的溶解度很低，大气中的O3扩散进入气孔，由于臭氧的高度氧化性在叶片内迅速发生化学反应，导致对叶片的伤害。一些落叶树种在臭氧浓度0.2-0.3ppm的环境中2-4小时就受到损伤。在城市环境大气中臭氧的浓度有时可超过0.3ppm，有可能致使许多树木受到伤害，臭氧对树木的影响包括扰乱植物的光合作用，呼吸作用及气孔的的正常功能。
（3）二氧化硫 SO2 十分容易溶解于水，如果叶表面潮湿时大气中SO2很快被叶表吸收。干燥状态下SO2经气孔进入叶片后，溶解于叶肉细胞壁表面的液体薄膜，经氧化过程形成H2SO4。由于其酸性以及进而形成的SO32- 与SO42-，对植物代谢过程中的生化作用产生毒性，植物在SO2 浓度达到0.7ppm的环境1小时、或0.18ppm 条件下8小时会造成伤害。植物同样会释放一些含硫的物质如H2S,当土壤或大气含有SO2的浓度较高时，植物会向大气释放含硫的物质。
（4）粉尘及颗粒污染物 构成大气干沉降的主要过程，在重力或气流的影响下颗粒状污染物沉降与植物体的表面。植物本身的特征，如叶片的大小、表面附属物构成叶片的粗糙度、叶片表面分泌的具有粘性的物质、叶片生长的角度，以及环境条件，如风速、风向等都会影响植物的滞留作用。植物表面滞留的粉尘污染物最终被雨水冲洗、或随落叶而进入土壤。树木能贮存一些金属元素（trace metals），能直接吸收重金属元素。植物的花粉、细小的种子等也是大气固体污染物之一。 2、降低大气污染作用的估计
城市树木对净化大气的作用是多方面的，首先树木因遮荫、挡风、蒸腾作用等减少或增加城市的能源消耗，从而改变向大气排放污染物的量；其次，树木明显的降温作用影响臭氧的光化学反应、减低臭氧的释放速度；再次，树木直接吸收、固定、滞留大气中的污染物，这是树木最重要的净化空气的作用。
关于城市森林净化空气的作用所知尚少，一些文献报道城市树木对SO2、NO2的净化作用可达0.03-0.59kg/hm2a不等。 Nowak 等采用城市树木的覆盖率以及每小时的平均污染浓度，建立相关模型估算树木的净化作用。结果表明芝加哥市因城市森林每年除去的大气污染物达5575-6145吨，各月的作用不同，CO在五月净化量最大、臭氧则在六月份最大。（表、图）
吴泽民等与美国Berkeley大学合作，完成合肥市中心区树木减少大气污染的研究，1998年在市区约20km2研究范围内总数35万株左右的树木（乔木、小乔木），从大气中吸收约151.1吨污染物，价值相当于70万美元；吸收值为29.1 g m-2 a –1；全年中6月份树木吸收的污染物最多，达到20吨。
第二节 城市树木的经济价值和估算方法
一、城市树木的经济济价值
城市树木是城市有价的财产，它的价值不仅体现其木材的使用价值，也包括通过发挥各类功能得到体现。如上节叙述的，树木具有显著的生态功能，景观功能，影响居民的心理和生理的功能等等，这些都使能够通过货币的形式来表达的，许多学者一直在企图寻找合理的、被社会所接受的方法计算出树木或森林的确实价值，当然这并非是容易的事，而且计算出的理论价值也难以真正的的达到体现。例如，我国自2001年开始实施天然林的生态补偿基金政策，国家规定对每亩天然林给予5元的补偿，当然如果按理论计算其发挥的生态价值远大于这个补偿。
城市树木的价值也有类似的问题，一方面城市树木的价值理论上应包含其发挥的所有功能之和；但另一方面，一直存在着如何计算以及结果的合理性等等一系列复杂的问题。
我国目前对城市树木价值的评估仍没有统一的体系，多数的计算是针对新栽植的树木，一般按照苗木的价格、栽植过程中发生的投入，以及栽植后的短期养护费用加上一定的利润来计算。而对现有的树木基本没有统一的计价方法，或者可以说仍处于研究和起步阶段；对于一些比较复杂的情况，例如近几年我国大多数城市在新建绿地时采用大树移植、投入很高，如何评估这类树木的价值就值得探讨。但不容置疑的是，社会正在要求建立一个科学、合理的树木价值评估体系。国外在这方面已有比较成熟的做法，因此本节主要介绍这些常用的概念和方法，以供参考。
二、城市树木的经济价值与法律价值
美国的城市林业教科书把树木的价值定义为：树木的价值以其具有的实际经济价值和法律价值两种形式来体现。
（1）经济价值，把城市的单株树木以及树木的群体看作是城市政府或业主的财产，通过多种方法来评价。而其经济价值不仅表现为树木本身的价值，还应体现由于树木的存在而使房地产增值的间接价值等等其他方面。Peters 等的研究表明，树木的价值几乎为土地价值的19%，而Massachusetts州的土地如果拥有2/3树木字则该土地土地的价值将是裸地的123%；另外如美国的南加州，拥有良好树木景观的独家住宅价值与树木很少的房产相比，前者的价值可提高12-15%；我国最近也相继有许多报道反应城市绿化对房地产开发和商品住房销售的作用，如上海解放日报报道，市区靠近大型绿地的商品房每平方米的销售价可提高1500元，约是房价的15—20%；而具有良好绿化布局的住宅销售情况要明显优于其他楼盘等等。
应该注意的是，城市环境中一株树木的价值是与其生长的立地环境有密切的关系，如果把同样年龄、大小、同一树种的两株树木比较，一株生长在市中心的广场，另一株生长在居民的宅院中，其表现的价值显然会有极大的差别，但如果两株树木都被砍伐了，那么他们仅表现木材的使用价值，这一点基本相同。由此我们可以了解到，城市树木的木材应用价值用一般林业的计算方法就可，但其综合经济价值的计算就比较复杂，许多国家一直在进行研究、企图找出一个比较能反映客观价值的公认的方法，目前出现了许多计算公式，尽管各有不同但基本是在树木基价的基础上考虑树种、树木生长情况、表现的景观价值、生长的位置等因素来建立公式。 （2）法律价值（ Legal value）
计算城市树木的经济价值的目的有许多，但多数的情况是用于法律的原因，因为通过上述介绍的方法计算而得的城市树木的价值，实际上是树木在城市环境中存活时体现的价值，例如据Kielbaso等调查，一株具有重要景观作用的大径阶的核桃树，其价值可达上万美元，但是事实上是无法兑现的，因为它的价值是与这个特定的环境相联系的，也只有在一些特定的情况下才发生作用。一般情况是，市政府在估计拥有树木的固定资产时，业主在出卖房产估算周围树木价值的时候，或用于保险、诉讼时才会发生。而最常见的是当树木受到各类的损伤，而需要获得法律的赔偿、保险索赔时得以体现，这时其价值的计算就十分重要，否则无法律依据难以得到认赔方的认可。
这里有一个例子可以说明这个问题，上一世纪的80年代末、在上海出现过这样的一桩案例，位于市中心的城市标志性建筑《上海展览馆》院内的日本五针松，被人盗剪了枝条因而破坏了树型，据报道破坏者被法庭判罚5000元。据我国法律，盗窃属于刑事法范围，量刑的依据包括情节的严重程度和盗窃财物的价值。但在当时对被盗的五针松的价值计算是无依据的，可能是比较盆景的价值来折算，也可能仅是凭法官的感觉，可见建立计算树木价值的重要意义。
这就是其法律价值的内容，当然法律价值的计算并不是完全按照经济价值的计算方法，它具有特定的计算内容或规则，在美国城市树木的法律价值主要体现在以下几个方面：
①保险， 美国的保险业是把植被作为保险内容的，例如住宅周围的植物可以连同房屋一起保险，当发生突然的意外损失（不包括病虫害，风害）时可以索赔。一般的规定是，大多情况理赔额度在每株500美元以下，而总额不超过整个财产的5%。但如果诉讼案例涉及到对原告植被的损坏，而需要保险公司理赔的时候，受损的价值一般就采用CTLA的计算方法来计算的（见下叙述）。 ②诉讼，当发生对树木的人为损坏提出诉讼时，对案子涉及的树木作出价值及损失的评估。
③税收方面，例如美国税收法规定，损失景观植物是一种财产损失的表现，可以扣除一定的所得税，而依据就是参照专家计算的树木价值。
应该说明的是这些方面的内容在美国社会应用起来也十分复杂，而对我国来讲还是全新的概念，但随着我国法制建设的逐渐健全，城市树木的法律价值必然会得到现实的运用，并愈来愈重要，当然这需要时间。
1、应用投入与树木的木材价值来计算
三、北美国家景观树木价值计算方法
评估城市树木最简单的方法是通过对栽植树木的投入来计算，但它不同于城市其它基础设施，后者随时间而降值，但树木则不断增值。因此，在计算中考虑栽植当时的投入、以后周期性的管理和养护支出、最终树木必须伐去的费用，同时必须考虑所有投入的复利。
举例说明，如果一株直径为5cm的树木栽植时的费用为100美元，以后每5年采取一次管护措施，如施肥、修剪等，40年后更新，再加上每年8%的利息，这株树木的管理价值为324元，加上复利计算其价值可达2751美元。（下表）
这个方法有两个问题：首先，对有些需要更多管护的树种，可能得出较高的价值；其次，树木寿命很长的情况下计算的结果也会过高。
另一种计算方法是采用树木生产的木材或剩余物来计算。该计算方法与林业计算的方法相同，通过测量树木的年生长量来计算每个社区或全市树木的总价值或每年增长的价值。但问题是，事实上城市的树木是不可能按出售木材及其剩余物的形式来体现其价值的，即使树木到了必须砍伐的时候，极大多数的情况是木材本身已没有被利用价值了，除非那些遭到突发因素造成的情况，如风倒、机械损伤、因建设需要必须伐倒的树木，因此这个方法实际意义不大。
（2）应用CTLA（Councial of Tree and Landscape Appraisers）公式的方法
采用相应的公式来计算是最常用的一种方法，目前各国建立的计算公式基本为两种类型：
①从一个基础价值向下调整，即根据树木的基本价格，即树木可能表现的最高价值，再通过各个应考虑的系数来加以调整，这些系数包括，生长位置、树木健康状况、景观作用等，系数采用%，因此树木的价格是在最高价值的基础上逐渐降低的；
② 从一个基础价值向上调整，即所有考虑的系数系数采用分级制，各系数相加或相剩的结果与基础价值相剩，因此最终的价值是在基础价上的增加。
北美国家采用的计算公式称为CTLA公式，即：
树木的价值= （胸高1.4m处的树干断面积*树木基价（元/单位断面积） * 树种系数（Species） * 生长位置系数(Location) * 生长情况系数(condition)
树木基价的确定有两种方法：
①更新该株树木需要的价值作为基价，即为购买树木的价值、加上种植养护的代价，主要应用于灌木及直径小于30cm 的树木。但各个地方根据自身的特点有所调整，例如Michigan州则规定，直径小于17cm的树木应用该法。
②通过公式计算获得基本价值，主要用于树干直径在30cm～100 cm 的树木，基价=胸高1.4m处的树干断面积*单位价值（元/每平方英寸树干断面）
各项系数值为0.0～1.0。
这个公式表示树木的价值从一个最高值，根据其生长情况、生长位置等因素而递减，甚至可出现0值，即当树木濒于死亡、生长情况系数为零，表示树木已无价值。（砍伐以后只有使用价值）这个公式最早见于1942年，由美国的E.P. Felt设计，当时他建议采用平均价值，即每平方英寸树干断面积1美元；1957年美国的 ISA (国际树艺协会 International Association of Arborist ) 首次发表并被广泛的应用； 1975年被调整为5美元，1983年为22美元，2002年密洗根为25美元。每平方英寸树干断面的价值，主要依据当地常见树种的最大树木的市场价来确定的，因此各地不同。
另外，公式中的各项系数指标的确定是由专家组共同讨论而制订的，至今已修改了多次，目前采用的是CTLA 2000年发表的第九版，称为植物计价指南（ Guide for Plant Appraisal ），为了能在全美应用这个计算方法，各地都建立类似的专家委员会，针对各地的特点修正公式中的各项系数或树木的基价，使树木的价值更能符合当地的情况。 在最新的版本中，树木的基价计算时有两点必须注意：