不同通透度下的道路绿化形式对道路污染物扩散的影响

杨艳芳，梁发辉，宋 科，张媛元，张梦瑶，张 超

（1.天津农学院，天津 300384；2.天津朔方绿色科技发展有限公司，天津 300384）

不同通透度下的道路绿化形式对道路污染物扩散的影响

杨艳芳1，梁发辉1，宋 科1，张媛元1，张梦瑶1，张 超2

（1.天津农学院，天津 300384；2.天津朔方绿色科技发展有限公司，天津 300384）

为了更好地营造出生态、健康的道路环境，本文主要研究了在进行道路绿地景观建设时，不同通透度下的道路绿化形式下对道路污染物扩散的影响。选取天津市复康路北侧绿化带不同通透度的3处绿地样地，每个样地从路边到绿化带内部依次选取5个样点，在高度为1.5 m处进行粉尘浓度、噪音和CO2浓度的测量。结果显示：通透型绿地从路边到绿地内依次的5个样点，在粉尘含量、噪音以及CO2浓度上总体水平都是最低的，而紧密型绿地从路边到绿地内依次的5个样点，在粉尘含量、噪音以及CO2浓度上总体水平都是最高的，而半通透型介于二者之间。

通透度；绿化形式；道路；污染物

随着时代的进步，社会经济的发展，人们生活水平的提高，汽车已成为人们交通出行的必备品。在近十年间，汽车销量持续增长，以2015年乘用车销量为例，全年共销售2 114.63万辆，比2014年增长7.3%，说明我国消费者对汽车的消费需求不断增长，汽车已成为大众化商品。然而，在汽车带给人们便利的同时，也带来了一系列的社会问题和环境问题，随着近年来雾霾的加重，更危害到了人类的健康。

一直以来，大气污染都是许多国家和地区面临的重要环境问题[1]。道路绿化不但可以消除司机视觉上的疲劳、改变道路的空间尺度，更具有良好的净化环境作用，能滞尘，减弱噪音，吸收有害气体。因此，城市道路绿地的建设越来越受到重视，绿地面积更是不断增加[2]。

当前如何让有限的城市道路绿化带发挥其最大的环境生态功能，逐渐成为城市环境生态研究的热点[3]。本研究以天津市复康路北侧绿化带为研究对象，选取3种不同通透度下的绿化形式，分析汽车尾气污染物向道路绿化带扩散的规律，以期在道路绿带设计上，既能考虑到行人的健康需求，又能充分发挥绿 地最大的生态功能，进而为合理的道路绿化形式提供设计依据。

1 材料和方法

1.1 道路样地的选择

复康路位于天津市南开区，东起卫津路交口，西止于外环西路交口。本试验道路样地起于红旗路交口止于卫津路交口，该段道路长约2.1 km，双向8车道，有4 m非机动车道，人行道宽4 m，与机动车道之间有宽1.5 m、高0.5 m的绿篱带。此段交通流量大，在早晚高峰期间车流量为2 348辆·h-1[4]，道路的绿化带平均宽度15 m，绿化形式多样，植物丰富，疏密相间。有宽阔的空地作为对照，这样使实验数据更加可靠，更有可比性。

1.2 测量方法

测量时间为2016年5月30日，上午8：00 至10：00，无风或微风，风 速在1.0 m·s-1以内，温度为28.1～29.1 ℃，湿度为42%～45%，车辆由于红绿灯的原因车流有间歇，在绿灯车辆集中经过时车流量为90～110辆·min-1。

根据天津市复康路北侧绿化带植物通透度的不同选择3处样地，分别是通透型绿地（通透度为40%）、半通透型绿地（通透度为20%）和紧密型绿地（通透度为0%）。每个样地从路边向绿化带依次选择5个样点，如图1所示，样点1距离路边0 m，样点2距离路边1.5 m，样点3距离路边3.5 m，样点4距离路边5.5 m，样点5距离路边12.5 m。每个样点在垂直高度1.5 m处用手持粉尘仪，手持噪音仪和手持CO2测试仪进行 测量，每个样点测量数据重复3次，取平均值。对照选择在绿化带中间的一块开敞的空地。

试验所有数据利用Excel2007进行整理、分析和做图。

图1 3种不同通透度绿地各样点的位置

2 结果与分析

2.1 不同通透度下的道路绿化形式对粉尘浓度的影响

由图2可知，从粉尘浓度的变化趋势来看，对照和半通透型绿地的粉尘含量从路边到绿地内是逐渐增加的，最高点都出现在样点5处。而通透型和紧密型绿地 的粉尘含量从路边到绿地内是先降低再增加的趋势， 通透型和紧密型粉尘浓度的最低值都在样点2，最高浓度值则分别出现在样点4和样点5处。从粉尘浓度的总体水平上来看，通透型绿地明显低于对照，而半通透型绿地和紧密型绿地则高于对照，其中紧密型绿地粉尘浓度总体水平最高。

图2 不同通透度下的道路绿化形式对粉尘浓度的影响

在无绿化的祼地上，道路上的粉尘随风飘散，随着汽车运动产生的风力而向外扩散，逐渐在道路两侧积聚，因此，对照中靠近路边的样点1粉尘浓度最低，距离路边最远的样点5粉尘浓度最高。

通透型绿地，因下层空间通透，有利于风的扩散，又由于植物对粉尘的吸附作用[5]，能在扩散过程中滞留一部分粉尘，因而整体浓度水平比对照低，也是3种绿地类型粉尘浓度最低的。而半通透型绿地和紧密型绿地由于植物枝叶相对密集，粉尘随风飘散时风力逐渐减弱，大量的粉尘一部分被植物枝叶吸附，另一部分进入绿地内，因无力扩散而滞留于绿地中，因而这两类绿地的粉尘量都高于对照，并且随着通透度的增加，粉尘量的总体水平也在增加。

通透型和紧密型绿地的粉尘浓度在样点2出现明显的下降，说明人行道隔离带对减少粉尘量是有作用的，可有效地改善人行道内的环境质量。但半通透型绿地样点2的粉尘浓度比样点1的高，这可能与风的扩散有关。由图1可以看出，通透型的绿地下层开敞，汽车运动产生的风力使粉尘快速扩散，人行道的隔离带滞留一部分粉尘，因而样点2粉尘浓度下降。紧密型绿地虽然通透度低，但整体高度仅为其他两类绿地高度的2/3，呈现前低后高之势，虽然较低的通透度在一定程度上降低了风速，但这种前低后高的形状有利于风向上扩散，因而样点2的粉尘浓度明显下降，并且在样点3处与半通透型粉尘浓度十分接近。而半通透型绿地在群落结构上可使风速降低，在样点2处粉尘有滞留，因此，比样点1浓度高。

综上可以看出，通透型绿地有利于粉尘的扩散，但也会增加粉尘的扩散距离。而半通透型和紧密型则使粉尘在人行道上和绿地内滞留，人行道隔离带对人行道内的粉尘含量有降低的作用。不同种类植被的环境效应各有异同[6]，所以，可以选择滞尘能力较强的乔木、灌木和草本进行搭配[7]。

2.2 不同通透度下的道路绿化形式对噪音的影响

由图3可知，从噪音的变化趋势来看，对照的噪音从路边到绿地内是先增加的，在样点3达到最高点，然后降低，最低点在样点5。通透型、半通透型和紧密型绿地的噪音从路边到绿地内是曲折向下的，通透型绿地噪音最低点在样点4，半通透型绿地噪音最低点在样点3，紧密型绿地噪音最低点在样点5。从噪音的总体水平上来看，通透型和半通透型绿地明显低于对照，而紧密型绿地则先高于对照后低于对照。通透型绿地噪音总体水平最低，紧密型绿地噪音总体水平最高。根据资料可知，汽车现已成为城市噪音污染的主要原因[8]，而汽车的两个噪声源分别是发动机进气口与前轮前方轮罩间隙，两种噪音会在传播过程中相遇形成 新峰值[9]，本试验高峰值出现在对照样点3的位置。

图3 不同通透度下的道路绿化形式对噪音的影响

行道树和绿化带对噪音能形成阻挡作用，这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[10]。因此，各绿地类型的噪音从路边到绿地内都是曲折向下的。噪音在传播过程中会受到很多因素的影响，有时以风传播为主，有时以植物对噪音的消耗为主，有时也以噪音在传播过程中的反射为主，这取决于样点的环境。3种绿地类型样点1的噪音都高于对照，说明人行道隔离带的阻碍作用使噪音传播的速度减慢，造成噪音在样点1的积累。但随着植物的减噪作用，在样点2处噪音均迅速下降，其中通透型下降最为明显。而样点3是人行道中间，此处通透型绿地噪音最低，主要原因是通透型的通透部分大多集中在0～1.5 m之间，有利于噪音的传播。而紧密型绿地在样点3的噪音最高，因为此处噪音遇到密集植物时以反射为主。在绿地内的样本5，噪音最低的是紧密型，而通透型的噪音最高，说明密闭的空间有效地 减小了噪音污染，茂密的树叶起到了关键性的作用。

综上可以看出，密闭的绿化带空间结构最有利于阻隔噪音，使噪声能量在绿地内消耗而减弱，但对于人行道的噪音反而有增加的作用。因此，要根据设计主体有目的地合理搭配乔灌及植被种植，给人们带来安静的生活环境。

2.3 不同通透度下的道路绿化形式对CO2浓度的影响

由图4可知，从CO2的变化趋势来看，对照的CO2浓度从路边到绿地内是逐渐增加的，紧密型绿地的CO2浓度从路边到绿地内是曲折增加的，半通透型绿地的CO2浓度是逐渐减小后在样点4略微增加后降低的，通透型绿地的CO2浓度整体变化不大。从CO2浓度的总体水平上来看，对照CO2浓度的总体水平最高，其次为紧密型绿地、半通透型绿地，通透型绿地的CO2浓度总体水平最低。

图4 不同通透度下的道路绿化形式对CO2浓度的影响

CO2是造成温室效应和导致地球气温变暖的主要污染来源，汽车排放的CO2是污染源之一。植物通过光合作用吸收CO2，进而增加CO2的固定量，使有限的绿化面积发挥最大的净化空气功能[11]。从图4可以看出，没有植物覆盖的对照，CO2浓度最高。而CO2浓度的含量还与植物进行光合作用的能力有关，而光合作用又和植物的绿量有关[12]。通透型绿地CO2浓度最低，说明这一部分植物的光合作用能力最强，结合图1可知，虽然这一部分的通透度较大，但是多集中在下层枝干部分，上层部分植物种植较密，更有冠大荫浓的高大乔木，植物绿量最多，长势又强，因而光合能力强。而半通透型绿地CO2浓度较高，主要是因为这一部分绿地虽然通透性较差，但植物种植主要是错落排列，绿量没有通透型绿地的多。而紧密型绿地的CO2浓度最高，主要是因为这部分绿地缺少绿量较高的高大乔木，只以低矮的灌木为主，大大减少了CO2的固定量，因此，本试验中的紧密型绿地CO2的浓度最高。

综上可以看出，CO2含量与植物绿量有着密切的关系，所以为了增加CO2的固定量，在种植绿化带时宜选择枝叶面积大的植物，合理安排植物绿量，发挥绿化带的生态功能。

3 结 论

本试验是以天津市复康路北侧的绿化带为研究对象，研究了不同通透度下1.5 m处道路绿化形式对道路污染物扩散的影响，通过实地样点的测量，得出结论：通透型绿地从路边到绿地内依次的5个样点，在粉尘含量、噪音以及CO2浓度上总体水平都是最低的，说明通透型绿地有利于污染物的扩散，可降低道路附近的污染。而紧密型绿地从路边到绿地内依次的5个样点，在粉尘含量、噪音以及CO2浓度上总体水平都是最高的，说明紧密型绿地有利于缩小污染物扩散的范围。因此，今后在进行道路绿地景观设计时，应充分考虑设计主体对环境的要求，再结合树种的特点尽可能实现绿地生态效益的最大化。

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1002-0659（2016）06-0010-04

S731.2

A

2016-08-03

2016年国家级大学生创新创业训练计划项目（201610061099）

主要作者简介：杨艳芳（1993-），女，在读本科生，主要从事园林绿化方面研究。

梁发辉（1978-），女，讲师，硕士，主要从事园林植物与观赏园艺方向的研究。

试验研究