不同通透度下的道路綠化形式對道路污染物擴散的影響

楊艷芳，梁發(fā)輝，宋 科，張媛元，張夢瑤，張 超

（1.天津農學院，天津 300384；2.天津朔方綠色科技發(fā)展有限公司，天津 300384）

不同通透度下的道路綠化形式對道路污染物擴散的影響

楊艷芳1，梁發(fā)輝1，宋 科1，張媛元1，張夢瑤1，張 超2

（1.天津農學院，天津 300384；2.天津朔方綠色科技發(fā)展有限公司，天津 300384）

為了更好地營造出生態(tài)、健康的道路環(huán)境，本文主要研究了在進行道路綠地景觀建設時，不同通透度下的道路綠化形式下對道路污染物擴散的影響。選取天津市復康路北側綠化帶不同通透度的3處綠地樣地，每個樣地從路邊到綠化帶內部依次選取5個樣點，在高度為1.5 m處進行粉塵濃度、噪音和CO2濃度的測量。結果顯示：通透型綠地從路邊到綠地內依次的5個樣點，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最低的，而緊密型綠地從路邊到綠地內依次的5個樣點，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最高的，而半通透型介于二者之間。

通透度；綠化形式；道路；污染物

隨著時代的進步，社會經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車已成為人們交通出行的必備品。在近十年間，汽車銷量持續(xù)增長，以2015年乘用車銷量為例，全年共銷售2 114.63萬輛，比2014年增長7.3%，說明我國消費者對汽車的消費需求不斷增長，汽車已成為大眾化商品。然而，在汽車帶給人們便利的同時，也帶來了一系列的社會問題和環(huán)境問題，隨著近年來霧霾的加重，更危害到了人類的健康。

一直以來，大氣污染都是許多國家和地區(qū)面臨的重要環(huán)境問題[1]。道路綠化不但可以消除司機視覺上的疲勞、改變道路的空間尺度，更具有良好的凈化環(huán)境作用，能滯塵，減弱噪音，吸收有害氣體。因此，城市道路綠地的建設越來越受到重視，綠地面積更是不斷增加[2]。

當前如何讓有限的城市道路綠化帶發(fā)揮其最大的環(huán)境生態(tài)功能，逐漸成為城市環(huán)境生態(tài)研究的熱點[3]。本研究以天津市復康路北側綠化帶為研究對象，選取3種不同通透度下的綠化形式，分析汽車尾氣污染物向道路綠化帶擴散的規(guī)律，以期在道路綠帶設計上，既能考慮到行人的健康需求，又能充分發(fā)揮綠 地最大的生態(tài)功能，進而為合理的道路綠化形式提供設計依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 道路樣地的選擇

復康路位于天津市南開區(qū)，東起衛(wèi)津路交口，西止于外環(huán)西路交口。本試驗道路樣地起于紅旗路交口止于衛(wèi)津路交口，該段道路長約2.1 km，雙向8車道，有4 m非機動車道，人行道寬4 m，與機動車道之間有寬1.5 m、高0.5 m的綠籬帶。此段交通流量大，在早晚高峰期間車流量為2 348輛·h-1[4]，道路的綠化帶平均寬度15 m，綠化形式多樣，植物豐富，疏密相間。有寬闊的空地作為對照，這樣使實驗數(shù)據(jù)更加可靠，更有可比性。

1.2 測量方法

測量時間為2016年5月30日，上午8：00 至10：00，無風或微風，風 速在1.0 m·s-1以內，溫度為28.1～29.1 ℃，濕度為42%～45%，車輛由于紅綠燈的原因車流有間歇，在綠燈車輛集中經過時車流量為90～110輛·min-1。

根據(jù)天津市復康路北側綠化帶植物通透度的不同選擇3處樣地，分別是通透型綠地（通透度為40%）、半通透型綠地（通透度為20%）和緊密型綠地（通透度為0%）。每個樣地從路邊向綠化帶依次選擇5個樣點，如圖1所示，樣點1距離路邊0 m，樣點2距離路邊1.5 m，樣點3距離路邊3.5 m，樣點4距離路邊5.5 m，樣點5距離路邊12.5 m。每個樣點在垂直高度1.5 m處用手持粉塵儀，手持噪音儀和手持CO2測試儀進行 測量，每個樣點測量數(shù)據(jù)重復3次，取平均值。對照選擇在綠化帶中間的一塊開敞的空地。

試驗所有數(shù)據(jù)利用Excel2007進行整理、分析和做圖。

圖1 3種不同通透度綠地各樣點的位置

2 結果與分析

2.1 不同通透度下的道路綠化形式對粉塵濃度的影響

由圖2可知，從粉塵濃度的變化趨勢來看，對照和半通透型綠地的粉塵含量從路邊到綠地內是逐漸增加的，最高點都出現(xiàn)在樣點5處。而通透型和緊密型綠地 的粉塵含量從路邊到綠地內是先降低再增加的趨勢， 通透型和緊密型粉塵濃度的最低值都在樣點2，最高濃度值則分別出現(xiàn)在樣點4和樣點5處。從粉塵濃度的總體水平上來看，通透型綠地明顯低于對照，而半通透型綠地和緊密型綠地則高于對照，其中緊密型綠地粉塵濃度總體水平最高。

圖2 不同通透度下的道路綠化形式對粉塵濃度的影響

在無綠化的祼地上，道路上的粉塵隨風飄散，隨著汽車運動產生的風力而向外擴散，逐漸在道路兩側積聚，因此，對照中靠近路邊的樣點1粉塵濃度最低，距離路邊最遠的樣點5粉塵濃度最高。

通透型綠地，因下層空間通透，有利于風的擴散，又由于植物對粉塵的吸附作用[5]，能在擴散過程中滯留一部分粉塵，因而整體濃度水平比對照低，也是3種綠地類型粉塵濃度最低的。而半通透型綠地和緊密型綠地由于植物枝葉相對密集，粉塵隨風飄散時風力逐漸減弱，大量的粉塵一部分被植物枝葉吸附，另一部分進入綠地內，因無力擴散而滯留于綠地中，因而這兩類綠地的粉塵量都高于對照，并且隨著通透度的增加，粉塵量的總體水平也在增加。

通透型和緊密型綠地的粉塵濃度在樣點2出現(xiàn)明顯的下降，說明人行道隔離帶對減少粉塵量是有作用的，可有效地改善人行道內的環(huán)境質量。但半通透型綠地樣點2的粉塵濃度比樣點1的高，這可能與風的擴散有關。由圖1可以看出，通透型的綠地下層開敞，汽車運動產生的風力使粉塵快速擴散，人行道的隔離帶滯留一部分粉塵，因而樣點2粉塵濃度下降。緊密型綠地雖然通透度低，但整體高度僅為其他兩類綠地高度的2/3，呈現(xiàn)前低后高之勢，雖然較低的通透度在一定程度上降低了風速，但這種前低后高的形狀有利于風向上擴散，因而樣點2的粉塵濃度明顯下降，并且在樣點3處與半通透型粉塵濃度十分接近。而半通透型綠地在群落結構上可使風速降低，在樣點2處粉塵有滯留，因此，比樣點1濃度高。

綜上可以看出，通透型綠地有利于粉塵的擴散，但也會增加粉塵的擴散距離。而半通透型和緊密型則使粉塵在人行道上和綠地內滯留，人行道隔離帶對人行道內的粉塵含量有降低的作用。不同種類植被的環(huán)境效應各有異同[6]，所以，可以選擇滯塵能力較強的喬木、灌木和草本進行搭配[7]。

2.2 不同通透度下的道路綠化形式對噪音的影響

由圖3可知，從噪音的變化趨勢來看，對照的噪音從路邊到綠地內是先增加的，在樣點3達到最高點，然后降低，最低點在樣點5。通透型、半通透型和緊密型綠地的噪音從路邊到綠地內是曲折向下的，通透型綠地噪音最低點在樣點4，半通透型綠地噪音最低點在樣點3，緊密型綠地噪音最低點在樣點5。從噪音的總體水平上來看，通透型和半通透型綠地明顯低于對照，而緊密型綠地則先高于對照后低于對照。通透型綠地噪音總體水平最低，緊密型綠地噪音總體水平最高。根據(jù)資料可知，汽車現(xiàn)已成為城市噪音污染的主要原因[8]，而汽車的兩個噪聲源分別是發(fā)動機進氣口與前輪前方輪罩間隙，兩種噪音會在傳播過程中相遇形成 新峰值[9]，本試驗高峰值出現(xiàn)在對照樣點3的位置。

圖3 不同通透度下的道路綠化形式對噪音的影響

行道樹和綠化帶對噪音能形成阻擋作用，這是由于樹木能夠將投射到樹葉上的噪聲反射到各個方向上，樹葉的輕微震動使得噪聲能量消耗而減弱[10]。因此，各綠地類型的噪音從路邊到綠地內都是曲折向下的。噪音在傳播過程中會受到很多因素的影響，有時以風傳播為主，有時以植物對噪音的消耗為主，有時也以噪音在傳播過程中的反射為主，這取決于樣點的環(huán)境。3種綠地類型樣點1的噪音都高于對照，說明人行道隔離帶的阻礙作用使噪音傳播的速度減慢，造成噪音在樣點1的積累。但隨著植物的減噪作用，在樣點2處噪音均迅速下降，其中通透型下降最為明顯。而樣點3是人行道中間，此處通透型綠地噪音最低，主要原因是通透型的通透部分大多集中在0～1.5 m之間，有利于噪音的傳播。而緊密型綠地在樣點3的噪音最高，因為此處噪音遇到密集植物時以反射為主。在綠地內的樣本5，噪音最低的是緊密型，而通透型的噪音最高，說明密閉的空間有效地 減小了噪音污染，茂密的樹葉起到了關鍵性的作用。

綜上可以看出，密閉的綠化帶空間結構最有利于阻隔噪音，使噪聲能量在綠地內消耗而減弱，但對于人行道的噪音反而有增加的作用。因此，要根據(jù)設計主體有目的地合理搭配喬灌及植被種植，給人們帶來安靜的生活環(huán)境。

2.3 不同通透度下的道路綠化形式對CO2濃度的影響

由圖4可知，從CO2的變化趨勢來看，對照的CO2濃度從路邊到綠地內是逐漸增加的，緊密型綠地的CO2濃度從路邊到綠地內是曲折增加的，半通透型綠地的CO2濃度是逐漸減小后在樣點4略微增加后降低的，通透型綠地的CO2濃度整體變化不大。從CO2濃度的總體水平上來看，對照CO2濃度的總體水平最高，其次為緊密型綠地、半通透型綠地，通透型綠地的CO2濃度總體水平最低。

圖4 不同通透度下的道路綠化形式對CO2濃度的影響

CO2是造成溫室效應和導致地球氣溫變暖的主要污染來源，汽車排放的CO2是污染源之一。植物通過光合作用吸收CO2，進而增加CO2的固定量，使有限的綠化面積發(fā)揮最大的凈化空氣功能[11]。從圖4可以看出，沒有植物覆蓋的對照，CO2濃度最高。而CO2濃度的含量還與植物進行光合作用的能力有關，而光合作用又和植物的綠量有關[12]。通透型綠地CO2濃度最低，說明這一部分植物的光合作用能力最強，結合圖1可知，雖然這一部分的通透度較大，但是多集中在下層枝干部分，上層部分植物種植較密，更有冠大蔭濃的高大喬木，植物綠量最多，長勢又強，因而光合能力強。而半通透型綠地CO2濃度較高，主要是因為這一部分綠地雖然通透性較差，但植物種植主要是錯落排列，綠量沒有通透型綠地的多。而緊密型綠地的CO2濃度最高，主要是因為這部分綠地缺少綠量較高的高大喬木，只以低矮的灌木為主，大大減少了CO2的固定量，因此，本試驗中的緊密型綠地CO2的濃度最高。

綜上可以看出，CO2含量與植物綠量有著密切的關系，所以為了增加CO2的固定量，在種植綠化帶時宜選擇枝葉面積大的植物，合理安排植物綠量，發(fā)揮綠化帶的生態(tài)功能。

3 結 論

本試驗是以天津市復康路北側的綠化帶為研究對象，研究了不同通透度下1.5 m處道路綠化形式對道路污染物擴散的影響，通過實地樣點的測量，得出結論：通透型綠地從路邊到綠地內依次的5個樣點，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最低的，說明通透型綠地有利于污染物的擴散，可降低道路附近的污染。而緊密型綠地從路邊到綠地內依次的5個樣點，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最高的，說明緊密型綠地有利于縮小污染物擴散的范圍。因此，今后在進行道路綠地景觀設計時，應充分考慮設計主體對環(huán)境的要求，再結合樹種的特點盡可能實現(xiàn)綠地生態(tài)效益的最大化。

[1]何強.環(huán)境科學導論[M]. 3版.北京:清華大學出版社，2004：186 -188.

[2]甘辛嬌.論城市道路綠化設計及施工[J].建材與裝飾，2012（6）：15-16.

[3]胡喜生，鄭燕，陳敏，等.不同行道樹綠化帶疏透度對降低交通噪音效果的對比[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2015，34（4）：95-99.

[4]高一丹，劉海榮.交通污染對大葉黃楊葉片葉綠素含量的影響[J].山東農業(yè)科學，2016，48（2）：41-44.

[5]馮采芹.綠化環(huán)境效應研究[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，1992：23-54.

[6]李寒娥，李秉濤，郁夢德.交通污染區(qū)城市綠化植物硫含量分布[J].生態(tài)環(huán)境，2005，14（3）：1-6.

[7]陳錦旋.廈門常見綠化常綠闊葉樹種的滯塵能力[J].2014，41（2）：57- 60.

[8]TAHAMI F, KAZEMI R, FARHANGHI S, et al. Fuzzy based stability enhancement system for a four-motor-wheel electric vehicle [J].SAE technical paper,2002(1):1588.

[9]楊殿閣，鄭四發(fā)，鄭凱，等.利用聲全息方法研究汽車噪聲空間傳播[J].中國機械工程，2001（10）：1148-1151.

[10]孫偉，王瑋璐，郭小平，等.不同類型綠化帶對交通噪聲的衰減效果比較[J].植物資源與環(huán)境學報，2014，23（2）：87-93.

[11]邱泉.桂林市城市綠化對二氧化碳的固定效應調查初報[J].廣西園藝，2007，18（5）：1-3.

[12]王忠君.福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究[J].中國園林，2010，26（12）：1-6.

1002-0659（2016）06-0010-04

S731.2

A

2016-08-03

2016年國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201610061099）

主要作者簡介：楊艷芳（1993-），女，在讀本科生，主要從事園林綠化方面研究。

梁發(fā)輝（1978-），女，講師，碩士，主要從事園林植物與觀賞園藝方向的研究。

試驗研究