楊艷芳，梁發(fā)輝，宋 科，張媛元，張夢(mèng)瑤，張 超

（1.天津農(nóng)學(xué)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(duì)道路污染物擴(kuò)散的影響

楊艷芳1，梁發(fā)輝1，宋 科1，張媛元1，張夢(mèng)瑤1，張 超2

（1.天津農(nóng)學(xué)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(yíng)造出生態(tài)、健康的道路環(huán)境，本文主要研究了在進(jìn)行道路綠地景觀建設(shè)時(shí)，不同通透度下的道路綠化形式下對(duì)道路污染物擴(kuò)散的影響。選取天津市復(fù)康路北側(cè)綠化帶不同通透度的3處綠地樣地，每個(gè)樣地從路邊到綠化帶內(nèi)部依次選取5個(gè)樣點(diǎn)，在高度為1.5 m處進(jìn)行粉塵濃度、噪音和CO2濃度的測(cè)量。結(jié)果顯示：通透型綠地從路邊到綠地內(nèi)依次的5個(gè)樣點(diǎn)，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(nèi)依次的5個(gè)樣點(diǎn)，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(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，以2015年乘用車銷量為例，全年共銷售2 114.63萬(wàn)輛，比2014年增長(zhǎng)7.3%，說(shuō)明我國(guó)消費(fèi)者對(duì)汽車的消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)，汽車已成為大眾化商品。然而，在汽車帶給人們便利的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列的社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，隨著近年來(lái)霧霾的加重，更危害到了人類的健康。

一直以來(lái)，大氣污染都是許多國(guó)家和地區(qū)面臨的重要環(huán)境問(wèn)題[1]。道路綠化不但可以消除司機(jī)視覺(jué)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(shè)越來(lái)越受到重視，綠地面積更是不斷增加[2]。

當(dāng)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(diǎn)[3]。本研究以天津市復(fù)康路北側(cè)綠化帶為研究對(duì)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(kuò)散的規(guī)律，以期在道路綠帶設(shè)計(jì)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(jìn)而為合理的道路綠化形式提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 道路樣地的選擇

復(fù)康路位于天津市南開(kāi)區(qū)，東起衛(wèi)津路交口，西止于外環(huán)西路交口。本試驗(yàn)道路樣地起于紅旗路交口止于衛(wèi)津路交口，該段道路長(zhǎng)約2.1 km，雙向8車道，有4 m非機(jī)動(dòng)車道，人行道寬4 m，與機(jī)動(dòng)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(duì)照，這樣使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加可靠，更有可比性。

1.2 測(cè)量方法

測(cè)量時(shí)間為2016年5月30日，上午8：00 至10：00，無(wú)風(fēng)或微風(fēng)，風(fēng) 速在1.0 m·s-1以內(nèi)，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(jīng)過(guò)時(shí)車流量為90～110輛·min-1。

根據(jù)天津市復(fù)康路北側(cè)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(gè)樣地從路邊向綠化帶依次選擇5個(gè)樣點(diǎn)，如圖1所示，樣點(diǎn)1距離路邊0 m，樣點(diǎn)2距離路邊1.5 m，樣點(diǎn)3距離路邊3.5 m，樣點(diǎn)4距離路邊5.5 m，樣點(diǎn)5距離路邊12.5 m。每個(gè)樣點(diǎn)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(cè)試儀進(jìn)行 測(cè)量，每個(gè)樣點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)重復(fù)3次，取平均值。對(duì)照選擇在綠化帶中間的一塊開(kāi)敞的空地。

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)利用Excel2007進(jìn)行整理、分析和做圖。

圖1 3種不同通透度綠地各樣點(diǎn)的位置

2 結(jié)果與分析

2.1 不同通透度下的道路綠化形式對(duì)粉塵濃度的影響

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

在無(wú)綠化的祼地上，道路上的粉塵隨風(fēng)飄散，隨著汽車運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)力而向外擴(kuò)散，逐漸在道路兩側(cè)積聚，因此，對(duì)照中靠近路邊的樣點(diǎn)1粉塵濃度最低，距離路邊最遠(yuǎn)的樣點(diǎn)5粉塵濃度最高。

通透型綠地，因下層空間通透，有利于風(fēng)的擴(kuò)散，又由于植物對(duì)粉塵的吸附作用[5]，能在擴(kuò)散過(guò)程中滯留一部分粉塵，因而整體濃度水平比對(duì)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(duì)密集，粉塵隨風(fēng)飄散時(shí)風(fēng)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(jìn)入綠地內(nèi)，因無(wú)力擴(kuò)散而滯留于綠地中，因而這兩類綠地的粉塵量都高于對(duì)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(diǎn)2出現(xiàn)明顯的下降，說(shuō)明人行道隔離帶對(duì)減少粉塵量是有作用的，可有效地改善人行道內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量。但半通透型綠地樣點(diǎn)2的粉塵濃度比樣點(diǎn)1的高，這可能與風(fēng)的擴(kuò)散有關(guān)。由圖1可以看出，通透型的綠地下層開(kāi)敞，汽車運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)力使粉塵快速擴(kuò)散，人行道的隔離帶滯留一部分粉塵，因而樣點(diǎn)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(shì)，雖然較低的通透度在一定程度上降低了風(fēng)速，但這種前低后高的形狀有利于風(fēng)向上擴(kuò)散，因而樣點(diǎn)2的粉塵濃度明顯下降，并且在樣點(diǎn)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(jié)構(gòu)上可使風(fēng)速降低，在樣點(diǎn)2處粉塵有滯留，因此，比樣點(diǎn)1濃度高。

綜上可以看出，通透型綠地有利于粉塵的擴(kuò)散，但也會(huì)增加粉塵的擴(kuò)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(nèi)滯留，人行道隔離帶對(duì)人行道內(nèi)的粉塵含量有降低的作用。不同種類植被的環(huán)境效應(yīng)各有異同[6]，所以，可以選擇滯塵能力較強(qiáng)的喬木、灌木和草本進(jìn)行搭配[7]。

2.2 不同通透度下的道路綠化形式對(duì)噪音的影響

由圖3可知，從噪音的變化趨勢(shì)來(lái)看，對(duì)照的噪音從路邊到綠地內(nèi)是先增加的，在樣點(diǎn)3達(dá)到最高點(diǎn)，然后降低，最低點(diǎn)在樣點(diǎn)5。通透型、半通透型和緊密型綠地的噪音從路邊到綠地內(nèi)是曲折向下的，通透型綠地噪音最低點(diǎn)在樣點(diǎn)4，半通透型綠地噪音最低點(diǎn)在樣點(diǎn)3，緊密型綠地噪音最低點(diǎn)在樣點(diǎn)5。從噪音的總體水平上來(lái)看，通透型和半通透型綠地明顯低于對(duì)照，而緊密型綠地則先高于對(duì)照后低于對(duì)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(gè)噪聲源分別是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口與前輪前方輪罩間隙，兩種噪音會(huì)在傳播過(guò)程中相遇形成 新峰值[9]，本試驗(yàn)高峰值出現(xiàn)在對(duì)照樣點(diǎn)3的位置。

圖3 不同通透度下的道路綠化形式對(duì)噪音的影響

行道樹(shù)和綠化帶對(duì)噪音能形成阻擋作用，這是由于樹(shù)木能夠?qū)⑼渡涞綐?shù)葉上的噪聲反射到各個(gè)方向上，樹(shù)葉的輕微震動(dòng)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(nèi)都是曲折向下的。噪音在傳播過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，有時(shí)以風(fēng)傳播為主，有時(shí)以植物對(duì)噪音的消耗為主，有時(shí)也以噪音在傳播過(guò)程中的反射為主，這取決于樣點(diǎn)的環(huán)境。3種綠地類型樣點(diǎn)1的噪音都高于對(duì)照，說(shuō)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(diǎn)1的積累。但隨著植物的減噪作用，在樣點(diǎn)2處噪音均迅速下降，其中通透型下降最為明顯。而樣點(diǎn)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(diǎn)3的噪音最高，因?yàn)榇颂幵胍粲龅矫芗参飼r(shí)以反射為主。在綠地內(nèi)的樣本5，噪音最低的是緊密型，而通透型的噪音最高，說(shuō)明密閉的空間有效地 減小了噪音污染，茂密的樹(shù)葉起到了關(guān)鍵性的作用。

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

2.3 不同通透度下的道路綠化形式對(duì)CO2濃度的影響

由圖4可知，從CO2的變化趨勢(shì)來(lái)看，對(duì)照的CO2濃度從路邊到綠地內(nèi)是逐漸增加的，緊密型綠地的CO2濃度從路邊到綠地內(nèi)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(diǎn)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(lái)看，對(duì)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(duì)CO2濃度的影響

CO2是造成溫室效應(yīng)和導(dǎo)致地球氣溫變暖的主要污染來(lái)源，汽車排放的CO2是污染源之一。植物通過(guò)光合作用吸收CO2，進(jìn)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(méi)有植物覆蓋的對(duì)照，CO2濃度最高。而CO2濃度的含量還與植物進(jìn)行光合作用的能力有關(guān)，而光合作用又和植物的綠量有關(guān)[12]。通透型綠地CO2濃度最低，說(shuō)明這一部分植物的光合作用能力最強(qiáng)，結(jié)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(zhǎng)勢(shì)又強(qiáng)，因而光合能力強(qiáng)。而半通透型綠地CO2濃度較高，主要是因?yàn)檫@一部分綠地雖然通透性較差，但植物種植主要是錯(cuò)落排列，綠量沒(méi)有通透型綠地的多。而緊密型綠地的CO2濃度最高，主要是因?yàn)檫@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(yàn)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(guān)系，所以為了增加CO2的固定量，在種植綠化帶時(shí)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(jié) 論

本試驗(yàn)是以天津市復(fù)康路北側(cè)的綠化帶為研究對(duì)象，研究了不同通透度下1.5 m處道路綠化形式對(duì)道路污染物擴(kuò)散的影響，通過(guò)實(shí)地樣點(diǎn)的測(cè)量，得出結(jié)論：通透型綠地從路邊到綠地內(nèi)依次的5個(gè)樣點(diǎn)，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最低的，說(shuō)明通透型綠地有利于污染物的擴(kuò)散，可降低道路附近的污染。而緊密型綠地從路邊到綠地內(nèi)依次的5個(gè)樣點(diǎn)，在粉塵含量、噪音以及CO2濃度上總體水平都是最高的，說(shuō)明緊密型綠地有利于縮小污染物擴(kuò)散的范圍。因此，今后在進(jìn)行道路綠地景觀設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)主體對(duì)環(huán)境的要求，再結(jié)合樹(shù)種的特點(diǎn)盡可能實(shí)現(xiàn)綠地生態(tài)效益的最大化。

[1]何強(qiáng).環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論[M]. 3版.北京:清華大學(xué)出版社，2004：186 -188.

[2]甘辛嬌.論城市道路綠化設(shè)計(jì)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(shù)綠化帶疏透度對(duì)降低交通噪音效果的對(duì)比[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，34（4）：95-99.

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

[5]馮采芹.綠化環(huán)境效應(yīng)研究[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1992：23-54.

[6]李寒娥，李秉濤，郁夢(mèng)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(jiàn)綠化常綠闊葉樹(shù)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(guó)機(jī)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(duì)交通噪聲的衰減效果比較[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（2）：87-93.

[11]邱泉.桂林市城市綠化對(duì)二氧化碳的固定效應(yīng)調(diào)查初報(bào)[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(guó)園林，2010，26（12）：1-6.

1002-0659（2016）06-0010-04

S731.2

A

2016-08-03

2016年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610061099）

主要作者簡(jiǎn)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(yàn)研究