公路綠化林帶植物減噪效果研究

劉國榮王芳芳范艷霞

(1.衡水學院生命科學系，河北 衡水 053000；2.衡水綠源花木有限公司，河北 衡水 053000)

公路噪聲污染已成為城市環境污染的重要部分，且嚴重影響市民的身心健康[1]。園林綠化植物作為城市建設中唯一具有生命力的基礎設施，具有美化兼生態功能[2]。道路綠化林帶不但具有改善環境、增加空氣濕度、保持水土、降低城市綠島效應、形成優美景觀等環境與生態作用，而且利用植物減噪是一種既環保又經濟的重要方式[3]，已被市民和建設部門所認可，因此研究城市綠化植物的減噪效果非常必要。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

于2018年9月對綠化植物進行減噪實測。試驗地點為衡水市的主要街道：前進街、北環路、S040省道衡水湖段、人民路忠義印象段、寶云街、衡水湖北岸堤。

1.2 測定對象

對植物群落選取典型樣地進行實測，各測試點綠化植物配置詳細結構見表1。測試點選擇3種不同道路類型，共11個測試地點，如表1所示。

表1 各測試點綠化植物配置詳細結構表

1.3 試驗儀器與測定方法

試驗儀器選用AWA5636型聲紋計，距離的測量用卷尺。選擇天氣晴朗、無風天氣上午8∶30—11∶30檢測，聲源為各植物群落所在道路的正常交通車輛行駛聲音，測定時道路邊緣為0m點，沿著水平方向在不同生境里進行實測，測定時儀器高度距地面垂直距離為1.2m，在每個測試點均做3次重復，每個點測試讀數均讀30組數據，然后取其平均值。

衰減率=(植物群落內側噪聲-植物群落外側噪聲)/植物群落內側噪聲×100%

距離衰減比值=衰減值/植物群落寬度

衰減值=植物群落內側-植物群落外側

2 結果與分析

2.1 不同植物群落的最大減噪效果比較

各測試點植物配置類型詳見表2，植物配置類型有喬木加灌木加草本、喬木加草本、灌木加草本以及純草本4種不同植物組成結構。

表2 不同綠化植物配置類型

由于城市的局限性，人工綠化植物群落寬度因不同道路不同生境而有所不同，因此可在有限的道路綠地范圍內尋找適合其生境的最大降噪值。各測試點最大降噪值見表3，根據表中的衰減率各群落排序為Q8>Q6>Q10>Q2>Q11>Q7>Q9>Q4>Q1>Q5>Q3，說明喬木加灌木加草本的群落衰減率大，分析原因是該植物配置降噪效果好，另有群落寬度因素的影響，其它組合依次為喬木加草本、灌木加草本和純草本。從距離衰減比值來看，各群落依次為Q4>Q5>Q2>Q1>Q8>Q10>Q6>Q9>Q7>Q11>Q3，衡水湖北岸堤Q4距離衰減比值最大，為喬木加草本組合，喬木幾乎郁閉，枝互相搭接；其次依次為灌木加草本組合Q5，大喬木灌木雜草Q2、大小喬木和雜草組合Q1、其它喬木加灌木加草本組合Q8、Q10、Q6、Q9、Q7和Q11，純草本類型Q3距離衰減比值最小，說明噪聲的衰減和植物種植密度、喬灌草植物性質以及喬木分枝高度有關，郁閉度越高，噪聲衰減越大，喬灌草中喬木分枝低有利于噪聲衰減。

表3 不同植物群落的最大減噪效果比較

2.2 同一植物群落在聲源不同距離處的噪聲比較

2.2.1 前進街植物群落的噪聲分析

如圖1所示，前進街各測試點噪聲隨距離道路邊緣增大基本上呈現減少的趨勢，不同測試點細微處有區別。在距離道路邊緣14.8～20m處，Q8植物為白蠟加懸鈴木加沙地柏，是喬木加地被類型，減噪2.21dB，平均減噪0.425dB·m-1；Q9植物為白蠟加懸鈴木加國槐，屬喬木類型，減噪1.70dB，平均減噪0.327dB·m-1；Q10植物為白蠟加懸鈴木加碧桃，為大小喬木類型，減噪3.80dB，平均減噪0.731dB·m-1。由數據分析可知，大小喬木的植物配置類型降噪效果最明顯，小喬木分枝低，枝葉密集交錯，有利于提高降噪效果，其次為喬木+地被類型，減噪最不明顯的是純喬木類型。

2.2.2 北環路植物群落的噪聲分析

在衡水市北環路，選擇了3個點進行重復檢測，該植物群落為喬木加灌木加草本類型，和主干路直接相接的是大喬木和雜草，而后為喬灌草類型，檢測結果如圖2所示，在0～19m處隨距離增大，噪聲呈現非常明顯的減少趨勢，19～24.7m后噪聲減少緩和，甚至24.7m 3處的平均值噪聲有所增大為63.49dB，分析原因北環路街道綠化植物稀疏，距離是影響降噪的主要因素，隨著公路綠化林帶寬度的增加，噪聲通過林帶的距離也相應的增大，植物能夠更多的反射吸收噪聲，林帶寬度越大植物的減噪效果越明顯。19m后噪聲有所增大，是由于地形稍微升高所致。因此城市植物群落減噪寬度在條件允許的范圍內，19m的距離在植物降噪的因素下可以考慮。

3 討論

3.1 研究小結

由于工業化、城鎮化發展，城市中的噪聲危害已為人們所認識，其是城市污染的重要部分[4]。植物減噪功能受到人們重視，影響植物減噪效果的因素很多，很復雜，如植株種類、大小，植物群落寬度、郁閉度、植物組成結構等[5]。本研究表明，在前進街、北環路噪聲均隨聲源距離的增大而減少，根據各測試點群落衰減率表明喬木加灌木加草本的減噪效果最好；從距離衰減比值來看，說明噪聲的衰減和植物種植密度、喬灌草植物性質以及喬木分枝高度有關，郁閉度越高，噪聲衰減越大，喬灌草中喬木分枝低有利于噪聲衰減。在北環路數據顯示距離主干路19m是距離降噪的關鍵寬度，提倡在條件允許的情況下，基于植物降噪因素19m的城市綠化林帶可以考慮。如果用Q2喬木加灌木加草本的這段植物配置去綠化街道，綠化林帶寬度選擇19m，根據距離衰減比值計算，則植物可減噪24.89dB，這樣可大大有益于人們的身心健康。前進街喬木加灌木加草本類型的Q8、Q9、Q10測試點細微處有區別，數據分析大小喬木的植物配置類型降噪效果最明顯，小喬木分枝低，枝葉密集交錯，有利于提高降噪效果，其次為喬木加地被類型，減噪最不明顯的是純喬木類型。

3.2 關于城市綠化植物減噪設計的建議

城市綠化植物的設計，要考慮很多因素，要具體問題具體分析，除考慮功用主要因素外，更要適地適樹最大程度的體現其生態價值。基于植物減噪因素的考慮，綠化植物不同配置，要考慮應用減噪能力最強的配置類型，即喬木加灌木加草本類型，這樣植物物種多樣，層次豐富，景觀美觀，配置時考慮大小喬木灌草組合，充分利用小喬木分枝低，枝葉密集，降噪效果突出的特點，應用的植株盡快成型，達到最佳降噪效果。噪聲隨著聲源距離加大而減少，應盡可能擴大綠化林帶，一般公路綠化帶在10～30m，在寬度設置條件允許的情況下，基于植物減噪因素考慮，可提倡應用19m的城市綠化帶。