公路绿化林带植物减噪效果研究

刘国荣王芳芳范艳霞

(1.衡水学院生命科学系，河北 衡水 053000；2.衡水绿源花木有限公司，河北 衡水 053000)

公路噪声污染已成为城市环境污染的重要部分，且严重影响市民的身心健康[1]。园林绿化植物作为城市建设中唯一具有生命力的基础设施，具有美化兼生态功能[2]。道路绿化林带不但具有改善环境、增加空气湿度、保持水土、降低城市绿岛效应、形成优美景观等环境与生态作用，而且利用植物减噪是一种既环保又经济的重要方式[3]，已被市民和建设部门所认可，因此研究城市绿化植物的减噪效果非常必要。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

于2018年9月对绿化植物进行减噪实测。试验地点为衡水市的主要街道：前进街、北环路、S040省道衡水湖段、人民路忠义印象段、宝云街、衡水湖北岸堤。

1.2 测定对象

对植物群落选取典型样地进行实测，各测试点绿化植物配置详细结构见表1。测试点选择3种不同道路类型，共11个测试地点，如表1所示。

表1 各测试点绿化植物配置详细结构表

1.3 试验仪器与测定方法

试验仪器选用AWA5636型声纹计，距离的测量用卷尺。选择天气晴朗、无风天气上午8∶30—11∶30检测，声源为各植物群落所在道路的正常交通车辆行驶声音，测定时道路边缘为0m点，沿着水平方向在不同生境里进行实测，测定时仪器高度距地面垂直距离为1.2m，在每个测试点均做3次重复，每个点测试读数均读30组数据，然后取其平均值。

衰减率=(植物群落内侧噪声-植物群落外侧噪声)/植物群落内侧噪声×100%

距离衰减比值=衰减值/植物群落宽度

衰减值=植物群落内侧-植物群落外侧

2 结果与分析

2.1 不同植物群落的最大减噪效果比较

各测试点植物配置类型详见表2，植物配置类型有乔木加灌木加草本、乔木加草本、灌木加草本以及纯草本4种不同植物组成结构。

表2 不同绿化植物配置类型

由于城市的局限性，人工绿化植物群落宽度因不同道路不同生境而有所不同，因此可在有限的道路绿地范围内寻找适合其生境的最大降噪值。各测试点最大降噪值见表3，根据表中的衰减率各群落排序为Q8>Q6>Q10>Q2>Q11>Q7>Q9>Q4>Q1>Q5>Q3，说明乔木加灌木加草本的群落衰减率大，分析原因是该植物配置降噪效果好，另有群落宽度因素的影响，其它组合依次为乔木加草本、灌木加草本和纯草本。从距离衰减比值来看，各群落依次为Q4>Q5>Q2>Q1>Q8>Q10>Q6>Q9>Q7>Q11>Q3，衡水湖北岸堤Q4距离衰减比值最大，为乔木加草本组合，乔木几乎郁闭，枝互相搭接；其次依次为灌木加草本组合Q5，大乔木灌木杂草Q2、大小乔木和杂草组合Q1、其它乔木加灌木加草本组合Q8、Q10、Q6、Q9、Q7和Q11，纯草本类型Q3距离衰减比值最小，说明噪声的衰减和植物种植密度、乔灌草植物性质以及乔木分枝高度有关，郁闭度越高，噪声衰减越大，乔灌草中乔木分枝低有利于噪声衰减。

表3 不同植物群落的最大减噪效果比较

2.2 同一植物群落在声源不同距离处的噪声比较

2.2.1 前进街植物群落的噪声分析

如图1所示，前进街各测试点噪声随距离道路边缘增大基本上呈现减少的趋势，不同测试点细微处有区别。在距离道路边缘14.8～20m处，Q8植物为白蜡加悬铃木加沙地柏，是乔木加地被类型，减噪2.21dB，平均减噪0.425dB·m-1；Q9植物为白蜡加悬铃木加国槐，属乔木类型，减噪1.70dB，平均减噪0.327dB·m-1；Q10植物为白蜡加悬铃木加碧桃，为大小乔木类型，减噪3.80dB，平均减噪0.731dB·m-1。由数据分析可知，大小乔木的植物配置类型降噪效果最明显，小乔木分枝低，枝叶密集交错，有利于提高降噪效果，其次为乔木+地被类型，减噪最不明显的是纯乔木类型。

2.2.2 北环路植物群落的噪声分析

在衡水市北环路，选择了3个点进行重复检测，该植物群落为乔木加灌木加草本类型，和主干路直接相接的是大乔木和杂草，而后为乔灌草类型，检测结果如图2所示，在0～19m处随距离增大，噪声呈现非常明显的减少趋势，19～24.7m后噪声减少缓和，甚至24.7m 3处的平均值噪声有所增大为63.49dB，分析原因北环路街道绿化植物稀疏，距离是影响降噪的主要因素，随着公路绿化林带宽度的增加，噪声通过林带的距离也相应的增大，植物能够更多的反射吸收噪声，林带宽度越大植物的减噪效果越明显。19m后噪声有所增大，是由于地形稍微升高所致。因此城市植物群落减噪宽度在条件允许的范围内，19m的距离在植物降噪的因素下可以考虑。

3 讨论

3.1 研究小结

由于工业化、城镇化发展，城市中的噪声危害已为人们所认识，其是城市污染的重要部分[4]。植物减噪功能受到人们重视，影响植物减噪效果的因素很多，很复杂，如植株种类、大小，植物群落宽度、郁闭度、植物组成结构等[5]。本研究表明，在前进街、北环路噪声均随声源距离的增大而减少，根据各测试点群落衰减率表明乔木加灌木加草本的减噪效果最好；从距离衰减比值来看，说明噪声的衰减和植物种植密度、乔灌草植物性质以及乔木分枝高度有关，郁闭度越高，噪声衰减越大，乔灌草中乔木分枝低有利于噪声衰减。在北环路数据显示距离主干路19m是距离降噪的关键宽度，提倡在条件允许的情况下，基于植物降噪因素19m的城市绿化林带可以考虑。如果用Q2乔木加灌木加草本的这段植物配置去绿化街道，绿化林带宽度选择19m，根据距离衰减比值计算，则植物可减噪24.89dB，这样可大大有益于人们的身心健康。前进街乔木加灌木加草本类型的Q8、Q9、Q10测试点细微处有区别，数据分析大小乔木的植物配置类型降噪效果最明显，小乔木分枝低，枝叶密集交错，有利于提高降噪效果，其次为乔木加地被类型，减噪最不明显的是纯乔木类型。

3.2 关于城市绿化植物减噪设计的建议

城市绿化植物的设计，要考虑很多因素，要具体问题具体分析，除考虑功用主要因素外，更要适地适树最大程度的体现其生态价值。基于植物减噪因素的考虑，绿化植物不同配置，要考虑应用减噪能力最强的配置类型，即乔木加灌木加草本类型，这样植物物种多样，层次丰富，景观美观，配置时考虑大小乔木灌草组合，充分利用小乔木分枝低，枝叶密集，降噪效果突出的特点，应用的植株尽快成型，达到最佳降噪效果。噪声随着声源距离加大而减少，应尽可能扩大绿化林带，一般公路绿化带在10～30m，在宽度设置条件允许的情况下，基于植物减噪因素考虑，可提倡应用19m的城市绿化带。