群植树木对声环境优化的研究

洪昕晨，兰思仁，陈凯，刘春，薛芮

(福建农林大学园林学院，福建 福州 350002)



群植树木对声环境优化的研究

洪昕晨，兰思仁，陈凯，刘春，薛芮

(福建农林大学园林学院，福建 福州 350002)

摘要植物不仅满足视觉观赏体验，还可以吸尘降尘、降温加湿、吸收有害气体以及优化周围声环境。分别在福建农林大学中华名特优植物园和福州市温泉公园中选取具有代表性的6种植物群落，对其不同高度、不同宽度以及不同配置的植物群落对噪声的衰减效果进行综合比较分析，以探究最佳的优化声环境的植物配置方式。结果表明：竹林的减噪效果最佳，其次是乔灌草型、乔草型、灌草型和灌木型，草坪型减噪效果较弱；较高的植物群落对噪声的衰减作用更强，延续性更久；盖度越大的植物群落对声环境的优化效果越好。

关键词声环境；植物配置；优化

随着城市化的不断发展，无论是居住空间、商业空间还是城市干道周边，噪声污染的问题日渐严重。园林植物不仅可以净化空气，丰富城市景观，还可以很大程度上削弱噪声污染，形成一道天然的屏障，为人类提供安静舒适的环境。植物通过对声波的反射和吸收，对声环境的优化起到了重要作用。当植物形成较为密闭的群落空间时，则可以有效反射声波，犹如一道隔声板。不同的植物群落组成对噪声的减弱效应程度不一，因此有必要对植物群落的声源衰减特性和减噪效果进行系统化的研究。本研究分别在福建农林大学中华名特优植物园和福州市温泉公园中选取具有代表性的6种植物群落，对其不同高度、不同宽度以及不同配置的植物群落对噪声的衰减效果进行综合比较分析，探究优化场所声环境的最佳植物配置方式。

1研究地区自然概况

福州是福建省的省会，是我国最早的14个对外开放的沿海港口城市之一，全国综合实力五十强城市，全国文明城市，福建省的政治、文化、科研中心。位于福建省东部，闽江下游沿岸，是中国东南沿海重要都市，中国历史文化名城，介于25°15′—26°39′ N，118°08′—120°31′ E。东临东海，与台湾省隔海相望，西接泉州市，三明市、南平市，北接宁德市，南邻莆田市，全市总面积约12 154 km2。

福州市气候资源丰富，气温适宜，温暖湿润，四季常青，雨量充沛，霜少无雪，夏长冬短，无霜期达326 d。年平均日照数为1 700～1 980 h；年平均降水量为900～2 100 mm；年平均气温为16～20 ℃，最冷月1—2月，平均气温达6～10 ℃；最热月7—8月，平均气温为24～29 ℃。极端气温最高42.3 ℃，最低-2.5 ℃。年相对湿度约77%。

2研究方法

2.1　测量仪器

特级声级计NL-21仪器量程为28～138 dB(A)，频率范围为20～8 000 Hz。

2.2　固定声源的制作

持续按汽车喇叭15 s将其声音录下，用软件制作成持续的长达1 min的噪音声源。

2.3　测定方法

本研究于2015 年6—8月，每月选取5 d，选择在10:00—16:00且避开交通高峰期的阴天无风时进行。在福建农林大学中华名特优植物园和福州市温泉公园内较为安静的区域，一共选取6个宽度在6~8 m，长度10 m的植物群落，分别为乔灌草型、乔草型、灌木型、灌草型、草坪型和竹林。

将固定声源置于选取的植物群落内侧，距离内部边缘线1 m左右，即声源侧选择观测点A，距离地面高度1.2 m。采用特级声级计NL-21，分别在固定声源处、植物群落外距离声源5 m、10 m、15 m、20 m处持续测定噪声1 min，记录平均值。经测得固定噪声源A=98.2 dB。在5 m到20 m处测定时，为减少误差，每个点分别观测3次，计算取得平均值。通过数据的分析和对比，研究声环境优化情况。

3结果与分析

3.1　不同群落结构声环境优化的情况

植物群落对噪声有很强的吸收作用。由表1可知，距离声源20 m时空地对照组的噪音值为59.3 dB，分贝值较同距离其他类型测定的分贝值明显偏高，减噪基本依靠空气传播消耗声能。

研究结果表明(图1)竹林的减噪效果是最好的，而且数值较为稳定。在测量时发现竹林位于儿童游乐区与外围交通系统的交界处，相对其他几个类型的植物群落环境较喧闹，但是测得数值最小，说明减噪效果最佳；灌木型中枝叶密集，生长整齐，具有一定高度的灌木型减噪效果更好；各组合型中乔灌草型、乔草型、灌木型、灌草型进行合理配置，结构紧实、垂直面相互补充的减噪效果显著，各个类型的植物群落在5~10 m过程中噪声下降趋势很明显，都有很明显的减噪效果，10~15 m时，乔灌草型差值大，且依旧保持明显下降趋势，再趋于平缓，说明乔灌草型搭配的植物群落吸收噪声的延续性更长久；草坪型相对很弱。

表1　不同群落搭配的声环境情况

3.2　不同高度植物群落的声环境优化分析

本次对比试验选取同为5m宽的带状灌木型，植物配置都是假连翘(DurantarepensL.)和三角梅(BougainvilleaspectabilisWilld)。灌木型A高度1 m，为小型灌木丛；灌木型B高度为2.5 m，为较大型灌木丛。运用同样的测试方法研究其减噪效果。由图2可以看出，相同宽度、相同植物种类配置的灌木型群落结构，较高的灌木型B,对噪声的衰减作用更强，延续性更久。

3.3　不同盖度植物群落的声环境优化分析

盖度是指植物地上部分垂直投影面积占地面的比例，受群落规模影响。本研究选取两个乔灌草搭配结构占比类似的植物群落，乔灌草型A的植物分别为紫叶李(PrunusCerasiferaf.atropurpurea)、黄杨(Buxussinica)、马尼拉(Zoysiamatrella)，组成的群落规模较小；乔灌草型B的植物分别为细叶榕(Ficusmicrocarpa)、黄杨(Buxussinica)、马尼拉(Zoysiamatrella)，组成的群落规模较大。由图3可知，盖度较大的乔灌草B型，20 m处时测得噪声值为50.9 dB，较乔灌草A型数值低1.1 dB，说明乔灌草B型较A型对声环境的优化效果更好,即盖度越大的植物群落降噪效果越好。

4结论与建议

噪声的能量随着传播距离的增加而减少，噪声的传播距离与通过障碍物有关[2-4]。本研究通过对不同高度、不同宽度以及不同配置的植物群落对场所声环境造成影响进行分析，结果表明，竹林的减噪效果最佳，其次是乔灌草型、乔草型、灌草型和灌木型，草坪型减噪效果较弱；较高的植物群落对噪声的衰减作用更强，延续性更久；盖度越大的植物群落对声环境的优化效果越好。说明空旷地和群植树木对噪声的衰减效果是具有差异，且在距离声源不同范围内，植物群落均有减噪的作用，并且植物群落的减噪程度随声源距离增加而增强。

建议注重竹林对声环境优化的运用。竹子是中国古典园林中常见的造景元素，竹子的造景艺术也随着时间的沉淀，逐渐提升到一定的高度。特别是随着园林意境的兴起，竹林造景由一般的观赏层面上升到精神层面。如象征文人孤高傲世的“岁寒三友”松竹梅和“四君子”梅兰竹菊的园林意境。本研究中竹林的减噪效果最为明显和持久，说明竹子在生态效益方面有明显的优势。竹林可以运用于很多场所，发挥其造景和减噪的功能。如在城市公园的安静休憩区外围设置竹林，可以维持休憩区域的安静氛围；儿童游乐区周边设置竹林，可以阻隔儿童游玩的噪声，保持外围空间的安静；在居住区或者别墅院内外围置竹，保持室内安静的同时，可遮挡屋外的视线，保证空间的私密性等。

参考文献：

[1]张明丽,胡永红,秦俊. 城市植物群落的减噪效果分析. 植物资源与环境学报,2006(2):25-28

[2]王谋,张恩光,沈海亮. 农田林网环境效益监测研究. 生态学杂志,1992(4):33-37

[3]粟德永,王开曦,王效科.铜州市绿色空间分布特征及其在生态系统中的作用.中国生态学会.生态学研究进展.北京:中国科学技术出版社,1991：26-27

[4]吴跃辉. 城市绿化与环境保护. 内蒙古环境保护,1997(2):12-14

[5]张蕾. 竹子在现代园林中的应用研究.浙江林学院,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

通讯作者：兰思仁(1963-)，男，教授，博士生导师，主要从事风景园林历史与理论、风景园林规划设计研究.

作者简介：洪昕晨(1992-)，男，福建古田人，在读硕士研究生，主要从事风景园林规划设计与理论研究.

基金项目：福建省种业创新与产业化工程项目(2014S1477-7)；福建省软科学重点项目(2012R0017)

收稿日期：2015-11-09

中图分类号：Q948.15；TU112.3

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.002

文章编号：1005-5215(2016)01-0005-03