群植樹木對聲環境優化的研究

洪昕晨，蘭思仁，陳凱，劉春，薛芮

(福建農林大學園林學院，福建 福州 350002)

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群植樹木對聲環境優化的研究

洪昕晨，蘭思仁，陳凱，劉春，薛芮

(福建農林大學園林學院，福建 福州 350002)

摘要植物不僅滿足視覺觀賞體驗，還可以吸塵降塵、降溫加濕、吸收有害氣體以及優化周圍聲環境。分別在福建農林大學中華名特優植物園和福州市溫泉公園中選取具有代表性的6種植物群落，對其不同高度、不同寬度以及不同配置的植物群落對噪聲的衰減效果進行綜合比較分析，以探究最佳的優化聲環境的植物配置方式。結果表明：竹林的減噪效果最佳，其次是喬灌草型、喬草型、灌草型和灌木型，草坪型減噪效果較弱；較高的植物群落對噪聲的衰減作用更強，延續性更久；蓋度越大的植物群落對聲環境的優化效果越好。

關鍵詞聲環境；植物配置；優化

隨著城市化的不斷發展，無論是居住空間、商業空間還是城市干道周邊，噪聲污染的問題日漸嚴重。園林植物不僅可以凈化空氣，豐富城市景觀，還可以很大程度上削弱噪聲污染，形成一道天然的屏障，為人類提供安靜舒適的環境。植物通過對聲波的反射和吸收，對聲環境的優化起到了重要作用。當植物形成較為密閉的群落空間時，則可以有效反射聲波，猶如一道隔聲板。不同的植物群落組成對噪聲的減弱效應程度不一，因此有必要對植物群落的聲源衰減特性和減噪效果進行系統化的研究。本研究分別在福建農林大學中華名特優植物園和福州市溫泉公園中選取具有代表性的6種植物群落，對其不同高度、不同寬度以及不同配置的植物群落對噪聲的衰減效果進行綜合比較分析，探究優化場所聲環境的最佳植物配置方式。

1研究地區自然概況

福州是福建省的省會，是我國最早的14個對外開放的沿海港口城市之一，全國綜合實力五十強城市，全國文明城市，福建省的政治、文化、科研中心。位于福建省東部，閩江下游沿岸，是中國東南沿海重要都市，中國歷史文化名城，介于25°15′—26°39′ N，118°08′—120°31′ E。東臨東海，與臺灣省隔海相望，西接泉州市，三明市、南平市，北接寧德市，南鄰莆田市，全市總面積約12 154 km2。

福州市氣候資源豐富，氣溫適宜，溫暖濕潤，四季常青，雨量充沛，霜少無雪，夏長冬短，無霜期達326 d。年平均日照數為1 700～1 980 h；年平均降水量為900～2 100 mm；年平均氣溫為16～20 ℃，最冷月1—2月，平均氣溫達6～10 ℃；最熱月7—8月，平均氣溫為24～29 ℃。極端氣溫最高42.3 ℃，最低-2.5 ℃。年相對濕度約77%。

2研究方法

2.1　測量儀器

特級聲級計NL-21儀器量程為28～138 dB(A)，頻率范圍為20～8 000 Hz。

2.2　固定聲源的制作

持續按汽車喇叭15 s將其聲音錄下，用軟件制作成持續的長達1 min的噪音聲源。

2.3　測定方法

本研究于2015 年6—8月，每月選取5 d，選擇在10:00—16:00且避開交通高峰期的陰天無風時進行。在福建農林大學中華名特優植物園和福州市溫泉公園內較為安靜的區域，一共選取6個寬度在6~8 m，長度10 m的植物群落，分別為喬灌草型、喬草型、灌木型、灌草型、草坪型和竹林。

將固定聲源置于選取的植物群落內側，距離內部邊緣線1 m左右，即聲源側選擇觀測點A，距離地面高度1.2 m。采用特級聲級計NL-21，分別在固定聲源處、植物群落外距離聲源5 m、10 m、15 m、20 m處持續測定噪聲1 min，記錄平均值。經測得固定噪聲源A=98.2 dB。在5 m到20 m處測定時，為減少誤差，每個點分別觀測3次，計算取得平均值。通過數據的分析和對比，研究聲環境優化情況。

3結果與分析

3.1　不同群落結構聲環境優化的情況

植物群落對噪聲有很強的吸收作用。由表1可知，距離聲源20 m時空地對照組的噪音值為59.3 dB，分貝值較同距離其他類型測定的分貝值明顯偏高，減噪基本依靠空氣傳播消耗聲能。

研究結果表明(圖1)竹林的減噪效果是最好的，而且數值較為穩定。在測量時發現竹林位于兒童游樂區與外圍交通系統的交界處，相對其他幾個類型的植物群落環境較喧鬧，但是測得數值最小，說明減噪效果最佳；灌木型中枝葉密集，生長整齊，具有一定高度的灌木型減噪效果更好；各組合型中喬灌草型、喬草型、灌木型、灌草型進行合理配置，結構緊實、垂直面相互補充的減噪效果顯著，各個類型的植物群落在5~10 m過程中噪聲下降趨勢很明顯，都有很明顯的減噪效果，10~15 m時，喬灌草型差值大，且依舊保持明顯下降趨勢，再趨于平緩，說明喬灌草型搭配的植物群落吸收噪聲的延續性更長久；草坪型相對很弱。

表1　不同群落搭配的聲環境情況

3.2　不同高度植物群落的聲環境優化分析

本次對比試驗選取同為5m寬的帶狀灌木型，植物配置都是假連翹(DurantarepensL.)和三角梅(BougainvilleaspectabilisWilld)。灌木型A高度1 m，為小型灌木叢；灌木型B高度為2.5 m，為較大型灌木叢。運用同樣的測試方法研究其減噪效果。由圖2可以看出，相同寬度、相同植物種類配置的灌木型群落結構，較高的灌木型B,對噪聲的衰減作用更強，延續性更久。

3.3　不同蓋度植物群落的聲環境優化分析

蓋度是指植物地上部分垂直投影面積占地面的比例，受群落規模影響。本研究選取兩個喬灌草搭配結構占比類似的植物群落，喬灌草型A的植物分別為紫葉李(PrunusCerasiferaf.atropurpurea)、黃楊(Buxussinica)、馬尼拉(Zoysiamatrella)，組成的群落規模較小；喬灌草型B的植物分別為細葉榕(Ficusmicrocarpa)、黃楊(Buxussinica)、馬尼拉(Zoysiamatrella)，組成的群落規模較大。由圖3可知，蓋度較大的喬灌草B型，20 m處時測得噪聲值為50.9 dB，較喬灌草A型數值低1.1 dB，說明喬灌草B型較A型對聲環境的優化效果更好,即蓋度越大的植物群落降噪效果越好。

4結論與建議

噪聲的能量隨著傳播距離的增加而減少，噪聲的傳播距離與通過障礙物有關[2-4]。本研究通過對不同高度、不同寬度以及不同配置的植物群落對場所聲環境造成影響進行分析，結果表明，竹林的減噪效果最佳，其次是喬灌草型、喬草型、灌草型和灌木型，草坪型減噪效果較弱；較高的植物群落對噪聲的衰減作用更強，延續性更久；蓋度越大的植物群落對聲環境的優化效果越好。說明空曠地和群植樹木對噪聲的衰減效果是具有差異，且在距離聲源不同范圍內，植物群落均有減噪的作用，并且植物群落的減噪程度隨聲源距離增加而增強。

建議注重竹林對聲環境優化的運用。竹子是中國古典園林中常見的造景元素，竹子的造景藝術也隨著時間的沉淀，逐漸提升到一定的高度。特別是隨著園林意境的興起，竹林造景由一般的觀賞層面上升到精神層面。如象征文人孤高傲世的“歲寒三友”松竹梅和“四君子”梅蘭竹菊的園林意境。本研究中竹林的減噪效果最為明顯和持久，說明竹子在生態效益方面有明顯的優勢。竹林可以運用于很多場所，發揮其造景和減噪的功能。如在城市公園的安靜休憩區外圍設置竹林，可以維持休憩區域的安靜氛圍；兒童游樂區周邊設置竹林，可以阻隔兒童游玩的噪聲，保持外圍空間的安靜；在居住區或者別墅院內外圍置竹，保持室內安靜的同時，可遮擋屋外的視線，保證空間的私密性等。

參考文獻：

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[4]吳躍輝. 城市綠化與環境保護. 內蒙古環境保護,1997(2):12-14

[5]張蕾. 竹子在現代園林中的應用研究.浙江林學院,2008

Optimization of Group Planting Trees on Noise Environment

Hong Xinchen，Lan Siren,Chen Kai,Liu Chun,Xue Rui

(College of Landscape Architecture,Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002,China)

AbstractPlants can not only meet the visual experience, but also can dust down, cool down, absorb harmful gases and optimize the surrounding sound environment. Attenuation effects of different height, width & arrangement of six representative plant communities on noise were compared in the famous botanical garden of Fujian agriculture and Forestry University and Fuzhou Hot Spring Park;plant arrangement mode to optimize the sound environment was explored. Result shows that the descending order of reduction effect for noise is bamboo>trees, shrubs and grass>trees and grass,>shrubs and grass>shrubs;reduction effect for noise of grass is weak;higher plant communities have stronger attenuation effects and longer continuity on noise;the greater coverage of plant communities have the optimization effect on the noise environment.

Key wordsnoise environment;plant arrangement;optimization

通訊作者：蘭思仁(1963-)，男，教授，博士生導師，主要從事風景園林歷史與理論、風景園林規劃設計研究.

作者簡介：洪昕晨(1992-)，男，福建古田人，在讀碩士研究生，主要從事風景園林規劃設計與理論研究.

基金項目：福建省種業創新與產業化工程項目(2014S1477-7)；福建省軟科學重點項目(2012R0017)

收稿日期：2015-11-09

中圖分類號：Q948.15；TU112.3

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.002

文章編號：1005-5215(2016)01-0005-03