外部感觉对道路景观设计的影响研究

郑金

(南京拙景园林规划工程有限公司，江苏南京210001)

1 引言

道路对环境的影响依赖于现有的动物区系、植物区系、水文格局、道路宽度和预计的交通流量。道路带来的多种潜在环境影响需要设计者在设计过程中予以验证，表1中列举了某些常见的道路环境影响［1］。

表1 道路廊道可能造成的环境影响

道路景观建设面临的主要问题之一是研究如何使道路与周边的环境相协调。在道路两侧存在着一条与周围环境不连续的环境带，这个环境带内的环境特征是由道路修建与营运引起的，研究道路与环境协调的根本目的就是在于如何在道路规划和设计中尽可能减缓这条环境特征带的形成，使得道路尽可能与周围环境相协调［2］。目前，国内主要的做法是对建设项目采取环境影响评价，使其对环境的影响尽可能缩小。但环境评价对景观影响的评价却较为简略，对道路建设中景观问题的解决存在一定的不足，同时因为道路建设中的景观问题具有很强的综合性，是多种景观要素相互映衬，相互作用的动态空间氛围，还不仅仅是环境评价所能解决的。因此正确地对待道路建设中面临的景观问题，建立必要的有效的道路景观评价体系，是指导道路景观的保护、设计和改造的一项非常重要的崭新的科技工作。到目前为止，道路景观的评价体系并未建成，但是不管最后的评价体系如何，与人的外部感觉有关的因素都将在其中起到非常大的作用。这些因素不仅是构成评价体系的重要内容，同时也是指导道路景观设计的重要原则。

道路景观分为内部景观和外部景观。行驶在道路上的司机和乘客见到的景观以及在停车场、服务区等休息设施处所看到的景观称为内部景观，即动景观。而从沿线居住地及其它道路上看到的道路及沿线设施景观称为外部景观，即静景观。道路景观的营建要考虑道路使用者的行为规律，即在不违背自然规律，尊重生态环境的基础上以人的知觉系统为指导，设计合理优美的道路景观。

2 外部感觉

感觉是个体对事物个别属性的直接反映。客观事物直接作用于感觉器官，产生神经冲动，经传入神经传到中枢神经系统引起感觉。感觉可分为:外部感觉、内部感觉和本体感觉三大类。外部感觉是接受外部刺激、反映外界事物特性的感觉，如视觉、听觉、嗅觉、味觉和皮肤感觉;内部感觉是接受机体内部刺激，反映内脏器官状态的感觉，如渴、饥饿等感觉;而本体感觉是反映身体各部分的运动和位置情况的感觉，如运动觉、平衡觉等。

外部感觉的感受器位于体表。皮肤感觉和味觉的感受器称为接触性感受器。外界事物只有和这两种感受器直接接触，才能引起感觉;视觉、听觉和嗅觉的感受器，称为远距离感受器，外界事物在一定距离外，通过媒介的作用，引起感觉。显然远距离感受器对道路景观设计有很大的影响，其特征对外部景观设计具有重要的指导意义。

3 视觉影响分析

视觉景观形象主要是从人类视觉形象感受要求出发，根据美学规律，利用空间实体景物，创造出赏心悦目的环境形象。因此必须对道路空间环境内的视觉特征加以分析研究，从中找出规律，使其作为道路景观设计的依据之一。

3.1 视觉特征

道路上的交通工具为高速行驶的汽车，观景者为车内的驾驶员和乘客。在车辆高速行驶的情况下，驾驶员头部转动的空间范围很小，视线集中在前方车道上，注视点相对固定，视野狭窄，形成所谓的隧道视域。而乘客在车辆行进过程中，头部活动空间较大，可以透过宽敞明亮的车窗，多角度浏览沿路景色。资料表明，道路空间具有以下视觉特征。

(1)视力。随车速的增加，视力减弱。在中等车速情况下，司乘人员需有1/16s的时间，才能注视看清目标;视点从一点跳到另一点的中间过程是模糊的，一旦对景物辨认不清，就失去了再次辨认的机会。

(2)视野。汽车行驶速度提高，视野变小，注意力集中点距离变大，清楚辨认前方的距离缩小。例如，速度70km/h时注视点在车前360m，视野范围为65°，速度100km/h时注视点在车前600m，视野范围为 40°。

(3)亮度适应。人们从明亮的环境进入暗处时，初始阶段会什么都看不见，只有逐步适应了黑暗环境后，才能区分出物体的轮廓，这种适应过程称为暗适应。从暗处进入明亮的环境时，人们最初会感到非常刺眼，无法立刻看清周围的物体，适应后才能恢复正常的视觉，这种现象称为明适应，在进出隧道时明暗急剧变化，眼睛瞬间不能适应，看不清前方，即所谓的黑洞效应。

(4)色觉。红色的易见性最高，以下依次为橙色、白色和绿色。

(5)眩光。若视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则会引起不适或造成视力降低的现象。道路上对行车辆的车灯是一种眩光，常常令人看不清物体，严重的会使人眼睛感觉刺痛，视力减退。

(6)视觉疲劳。司机在长时间的驾驶中，道路枯燥乏味的景观很容易造成视觉疲劳。

3.2 视觉特征对道路景观设计的影响

3.2.1 景观的动态序列布局

人们在高速公路上是处于运动状态的，由于速度和人的视觉等因素的影响，高速路上的景观供人们观赏只是瞬间的，但却是连续的。所以，高速公路景观是连续的视觉画面的有序展示，它的布局是一个动态的景观序列布局。其间既要有变化，又要有统一、协调;既要有平缓，又要有波折起伏，直至高潮等特征。

当人们从出发点到目的地，经过许多路段，从开始到结束，必然给人一种整体的印象。这些路段，如果没有连贯性，相互之间没有联系的话，那么，整个道路景观就无法成为一个统一体，也就无法构筑一个完好的景观布局。作为一个序列布局，必须有始有终，有开始、有高潮、有结束。一个连续布局，在整个过程中，不允许平铺直叙，从头到尾都没有变化。没有节奏的连续景观，是不可能达到多样统一的艺术效果的。例如，同一条道路的绿化，宜有一个统一的景观风格。道路全程绿化在整体上保持统一协调，以提高道路绿化的艺术水平。道路较长，分布有多个路段，各路段的绿地，在保持整体景观统一的前提下，可在形式上有所变化，使其能够更好地结合各路段的环境特点，丰富路景。沿线的互通立交绿化，可以作为整个景观序列的高潮节点进行布局。

体现在动态之中的多样统一规律，是与游人的视点运动联系起来的，在进行道路景观设计时，必须充分考虑动态视觉艺术，景观节奏和韵律，以及景观元素的尺度、间隙、色彩、造型等。在根据动态视觉特征进行设计和布置，以便给司机、乘客创造一个良好的视觉立体空间。

3.2.2 改善视觉疲劳

植物材料具有形态美、色彩美、季相美和风韵美等特点，艺术地运用这些特性来进行植物配置，通过植物的品种、色彩、高矮、整形与自然形，连续与间断的变化构图创造出美丽的自然景观，表现运动中平面和立体的美感，给司乘人员以新鲜感和情趣，能有效地缓解不良反应，从而达到调节视觉与缓解精神疲劳的目的，以保证行车安全。在景观设计时，针对硬质护坡造成的视觉污染，应尽量柔化和美化。如选用藤蔓植物或花灌木种植在坡面平台的花槽内，使其枝头飘曳下垂，迎风舞动，给坡面带来一种动态飘逸美;同时在护坡下部种植攀缘植物，能加快坡面的覆盖速度。在一级边坡，可做一些粗犷的壁画或浮雕，以表现地域文化，增强边坡的可观赏性，改善行车的单调枯燥感。

3.2.3 遮光防眩

中央分隔带的主要目的之一是防眩，避免会车时灯光对人眼的刺激，保证行车安全。根据车灯位置及扩散角度，合理设计植物的高度和间距，并可通过修剪来控制植株的高度。一般在1.5m即可达到要求，过高会妨碍司机观察对方车辆的行驶情况;过矮又难以遮掩会车灯光，失去防眩作用。我国高速路的中央分隔带较窄，不宜种植乔木，主要是为防止阳光下高大乔木投射到路面的树影，造成司机的视觉疲劳以及落叶折枝影响行车安全。

3.2.4 引导视线

利用植物在立面上所形成的竖线条，反映道路线性的变化，加强视线的诱导;通过树木高度和位置的安排达到预示作用。如在一些平面弯道，道路交叉和凸形竖曲线的顶部，种植高大的乔木对视线诱导有良好的作用。

互通区的绿化布置要服从该处的交通功能，保证行车视线的通畅，突出绿地内交通标志，确保行车安全。例如:在顺行交叉处要留出一定的视距，只种植低于驾驶员视线的灌木、草坪或花卉;在弯道外侧种植成行的乔木，突出匝道优美的动态曲线，指导驾驶员的行车方向，使行车有一种舒适安全之感。

3.2.5 解决黑洞效应

为解决黑洞效应问题，可以在隧道出入口处栽植高大乔木，以使侧方光线形成明暗的参差阴影，使亮度逐渐过渡变化，增加适应的时间;隧道采用光感式照明，白天洞口照明亮度增加，晚上洞口照明亮度降低，可减少黑洞效应的影响，保证行车安全。

4 听觉影响分析

在工业社会里，声响的来源与日俱增，当这些声响达到人们厌烦的程度时，就可列入噪声这一类。就我国目前的情况来看，仍有许多住宅及办公楼依路而设，长时间的噪声对人的听觉会造成负面影响。有效的降低噪声早已成为人们关注的话题，景观界也对此进行了长久的研究。虽然道路景观降低噪声的作用一般仅对“道路外”的人有意义，但是听觉特征对道路景观的影响却是全面的，不管是内景观，还是外景观都因此发生了深刻的变化。

4.1 听觉特征

正常人所能听到的最低声强称听阈，一般情况下正常人的平均听阈为0dB。居于道路旁的人长时间生活在噪声环境中，容易引起一些听觉上的反应，主要有听觉疲劳(作用时间较长而强度在90dB以上的声音刺激所引起的听阈变化)和听觉适应(短时间而声强在90dB以下的声音刺激所引起的听阈变化，它程度轻微，持续时间和恢复时间都很短暂)两种。声强是听觉疲劳和听觉适应产生的最主要的因素之一 。声强是人们生理上所指响度的物理概念，振幅越大，声强越高。经实验证明，声强为40～70dB范围内不会产生听觉适应现象。如果超出这一范围就可以使听觉反应能力下降，听阈上升，出现听觉适应，如果声强超过140dB甚至会出现病理性损伤。听觉疲劳和听觉适应自身和它们的产生因素中的声级控制是道路景观设计的重要依据。

4.2 道路噪声的特点

实验证明，热闹的街道的声级一般大于90dB。道路上的交通噪声与其他许多噪声源不同，因为它的噪声级的变化既大又快，而且是若干不同频率的声音彼此相连续的混合。因此，测量噪音厌烦程度时要对声级在时间上做出规定，如某声级超过总时间的10%、20% 、30% 等［3］。

4.3 听觉特征对道路景观设计的影响

降低道路噪声污染是对人类自身健康的一种人性化的作法，降低道路噪声有许多方法，但是在道路用地许可时，应首选采用栽植绿化林带降噪。树木能够降低噪音，是由于树木能够将投射到树叶上的噪声反射到各个方向上，树叶的轻微震动使得噪声能量消耗而减弱。树木不仅可以在一定程度上降低噪声的声级，而且具有防尘、水土保持、改善生态环境和美化环境等综合功能。虽然绿化林带的降噪功能不可估计过高，但其对人的心理作用却是良好的。

乔、灌木搭配密植，树木高大，枝叶茂密的绿化林带的附加降噪量估算如下:林带宽度为10m时，附加降噪量1～2dB;林带宽度为30m时，附加降噪量3～5dB;林带宽度为50m时，附加降噪量5～7dB;林带宽度为 100m 时，附加降噪量 10 ～12dB［4］。

但在我国，道路对林带宽度的要求是很难满足的，仅靠狭长的林带和灌丛难以达到衰减噪声的要求，而且要达到效果，林带还要枝叶浓密垂地、常年不落，这样才能整年有效。通过对资料的研究，可以得出一些影响路外接受的噪声级的因素:由于声源和接收点之间的距离和地面的吸音能力，使声波衰减;房屋建筑或遮音屏蔽对声波传布的阻挡;由于接收点对声源线的外表限制角使声波传布受到阻挡;反射效应;植物的阻挡与吸音能力使声波衰减。

由此可见，衰减噪声的方法有多种，绿化林带只是其中最关心环境的一种途径。除此之外还可以用以下的方法来衰减噪声(图1)［6］。

图1 衰减噪声的方法

4.3.1 声屏障

声屏障可以分为声障墙和防噪堤。防噪堤一般用于路堑或有挖方地区，公路的土方不必运走直接用作防噪堤，在土堤上种上植被形成景观。声屏障的另一种方式是声障墙，分为吸声式和反射式两种。声屏障的优点是节约土地(如日本，使用声屏障比较普遍)，降噪比较明显。由于可采用拼装式，故有可拆换的优点。局限是声屏障使行车有压抑及单调的感觉，造价较高，如使用透明材料，又易发生眩目和反光现象，同时还要经常清洗。

4.3.2 减噪路面

采用这种路面是降低道路噪声、保护环境的一项重要措施。其优点是由于混合料孔隙率高，不但能降低噪声，还能提高排水性能，在雨天能提高行驶的安全性。局限性是耐久性差，集料、粘结料要求高，水稳定性要求高，使用一段时间后，孔隙易被堵塞。

多种新型的道路景观元素(如声障墙)的出现将是必然的趋势。它们不是孤立存在的，而是道路景观的组成部分。要营造丰富的道路景观必须将各个不同的道路景观元素有机的融合在一起，使它们有效的发挥自身的优势弥补其它部分的不足。

5 嗅觉影响分析

气味在人类行为和生理方面所起的重要作用远比我们所认识到的要多。俗话所说的“病从口入”被人们奉为箴言，但仔细想来，更多的病似乎是由鼻而入，其对人体的危害是多方面的。建立在现代技术基础上的，基于人类嗅觉的环境设计，主要研究各种气味，气态物质对人类生理或心理造成的“利”或“弊”［7］。经脑波测试，证明“桉油”、“留兰香”油等引起α波变化，能够缓解疲劳，提高驾驶人员开车的安全性。但是在道路上，有害物质是占绝对优势的，目前常见的气态环境有害物中，大约有200多种蒸汽和气体以及100种左右的浮游粉尘被规定了容许的浓度。本文将就几种主要的道路污染物进行讨论。

5.1 道路上的污染物及其对人体的危害

(1)一氧化碳(CO)。CO是汽车尾气中浓度最高的一种成分。城市中CO大部分来自汽车尾气。在车辆较频繁穿梭的街道上，空气中CO的浓度比没有汽车行驶的街道高2～11倍不等。CO是无色无刺激性的有毒气体，经过呼吸进入肺里。当大气中的CO浓度达70～80×10－6时，人接触几小时后，“CO－血红蛋白”浓度可达10%，影响氧的输送，会出现头痛、心疼、记忆力衰退、面色苍白、四肢无力、消化不良等症状。

(2)碳氢化合物(CH)。CH中含有少量醛类和多环芳烃。其中甲醛与丙烯醛对鼻、眼和呼吸道粘膜有刺激作用，能引发结膜炎、鼻炎、支气管炎等疾病。而且还有难闻的臭味。当苯并(α)芘和其他多环芳烃类化合物混在一起时，可显出很强的致癌性，尤其应引起重视。

(3)氮氧化合物。汽车尾气中排出的NOX主要有NO和NO2。大气中NOX达5×10－6时，对哮喘病人有影响;若在100～150×10－6的高浓度下连续呼吸30～60min，人就会陷入危险状态。

(4)二氧化硫(SO2)。有强烈的刺激气味。当空气中的SO2浓度达10×10－6时，就可刺激咽喉和眼睛;当浓度达40×10－6时，会形成酸雨，影响自然界的生态平衡。

(5)铅化物和碳烟等微粒。散入大气对人体的呼吸系统十分有害。

5.2 嗅觉特征对道路景观的影响

道路对嗅觉地影响主要是指公路在建设当中产生的扬尘和在道路通车以后车辆排放地尾气污染。消除道路产生的诸多污染物质是我们不断努力的方向，同时道路景观也随着我们的努力而发生着深刻的变化。

植物对污染物有很好的过滤吸附作用，相同交通环境条件下绿化带的临街侧污染物浓度远远高于林地和背街侧，检测结果表明，30m处的林地污染物的浓度比林地外的街路一侧环境低1～3倍以上，基本可以达到城市区域平均污染水平。这表明茂密的树林对机动车排放污染物的隔离吸收作用是显著的。但在大风天气条件下，街道两侧高大建筑物较高时，街道内机动车污染物的扩散较复杂，风速和风向对街道内涡流影响较大，街道峡谷内某一特定受体点处的浓度对风速、风向较敏感，机动车排放污染物随距离变化规律不尽相同。

虽然林带可以减轻道路对环境的污染程度，但是要完全达到预定的效果是十分困难的，它将受到多方面条件的制约(表2)。绿化林带宽度不宜小于10m，长度应不小于敏感点沿道路方向的长度，并根据当地自然条件选择枝繁叶茂、生长迅速的常绿树种。乔、灌木应搭配密植，乔木高度不宜低于7.0m，灌木不低于1.5m等。

表2 高速公路汽车尾气NOX和CO排放量及林带净化效应的估算

不同的树种对污染物质的吸收能力和净化作用是不同的，因此科学的选择具有较强吸收能力的树种进行道路绿化，选择合适的植株密度和植被的宽度对降低车辆排放的污染，净化空气是很有意义的。现仅以SO2和尘埃为例加以说明:

(1)SO2。不同树种吸收SO2的能力是不同的，一般的松林每天可从1m2空气中吸收20mg的SO2;每公顷柳杉林每年可吸收720kg SO2;每公顷垂柳在生长季节每月可以吸收10kg SO2［8］。从试验结果可知，忍冬、卫矛、旱柳、臭椿、榆、花曲柳、水腊、山桃等既具有较大的吸毒力，又具有较强的抗性，所以是良好的净化SO2的树种。总而言之，落叶树的吸收SO2的能力强于常绿阔叶树，更强于针叶树。

(2)阻滞尘埃。尘埃中除含有土壤微粒外，尚含有细菌和其他金属性粉尘、矿物粉尘、植物性粉尘等，它们会影响人体健康。各种树的滞尘力差别很大，如桦树比杨树的滞尘力大2.5倍，而针叶树比杨树大30倍［8］。一般而言，树冠大而浓密、叶面多毛或粗糙以及分泌有油脂或粘液者均有较强的滞尘力。

与植物是降低噪声的途径之一一样，植物只是解决道路污染的一种方法。一般情况下仅靠植物的净化作用是达不到要求的，要将植物与其它防治方法综合运用才能有效发挥其功用。

6 结语

道路初开之时必然会对自然环境造成影响，这种影响会因道路选线的优劣而或大或小。道路就像是一把剪刀将自然环境分成两部分，而道路景观就像是缝合两个碎片的线将自然环境重又整合为一体。成功的道路绿化，不仅可以美化路容、改善景观，保障行车安全，更重要的是可以降低噪音干扰和防止环境污染。人所使用的道路一定要处处为人着想，在不违背生态环境的前提之下，充分考虑人的外部感觉对道路景观的要求与影响，进一步挖掘人体知觉系统的特征和作用，创造更为丰富合理的道路景观，同时也为道路景观评价体系的建立提供依据。

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