袁琨 郭佳 陸哲明 陳瀟 趙鳴

收稿日期：2020-09-10

*基金項目：國家重點研發(fā)計劃“防護綠地與道路綠地構(gòu)建及功能提升技術(shù)與示范”（2018YFC0506903-01）;北京林業(yè)大學

科技創(chuàng)新計劃項目“中國插花花藝策展中的文化傳播研究”（2019RW03）

第一作者：袁琨（1982- ），女，博士生，研究方向為風景園林規(guī)劃設計與理論。E-mail：cafayk@163.com

通信作者：趙鳴（1964- ），男，博士，教授，研究方向為風景園林規(guī)劃設計與理論。E-mail：zm0904@126.com

摘要：觀賞和減噪是籬垣型垂直綠化需要具備的重要效能。文章通過實地調(diào)研，選取藤本月季和大花鐵線蓮為研究對象，使用高精度聲級計（TES-1353S）、采用等距樣方法對各樣方處的減噪值進行測定和計算，并對植物特征信息進行統(tǒng)計和量化;運用SPSS 26.0分析各樣方處的減噪值與植物特征的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)影響2種籬垣型垂直綠化減噪效果的最顯著因素均為植物孔隙率;通過計算和比較2種樣本植物的減噪能力，還發(fā)現(xiàn)大花鐵線蓮的減噪能力優(yōu)于藤本月季。文章最后基于2種植物生長過程中孔隙率的變化特點，提出優(yōu)化減噪效果的種植策略。

關(guān)鍵詞：減噪，垂直綠化，藤本月季，大花鐵線蓮，種植策略，北京

DOI： 10.12169/zgcsly.2020.09.10.0001

Noise Reduction Ability of Vertical Greening of Hedgerow

and Its Influencing Factors

Yuan Kun Guo Jia Lu Zheming Chen Xiao Zhao Ming

（School of Landscape Architecture， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract：Ornamental effect and noise reduction are the important functions of vertical greening of hedgerow. Through the on-the-spot investigation， this paper selects the climbing rose and ?Clematis patens ?to measure and calculate the noise reduction value of each square by using the high-precision sound level meter （TES-1353S） andequidistant sampling method， and count and quantify the plant characteristic information. SPSS 26.0 is used to analyze the correlation between noise reduction value and plant characteristics， and it is found that the most significant factor affecting noise reduction effect is plant porosity. By studying and comparing the noise reduction ability of the two plants， it is found that ?C. patens ?is better than climbing rose in noise reduction ability. According to the changing characteristics of plant porosity during the growth of the two plants， we come up with the planting strategy to improve the effect of noise reduction.

Keywords： noise reduction， vertical greening， climbing rose， ?Clematis patens ， planting strategy， Beijing

籬垣型垂直綠化指的是利用攀援植物對籬架、護欄等框架結(jié)構(gòu)的纏繞和吸附形成的植物綠墻，常用于醫(yī)院、學校、科研機構(gòu)、居民區(qū)等對噪音較為敏感的區(qū)域外圍[1]?；h垣型垂直綠化能夠在窄小空間較好地實現(xiàn)增綠、美化、抗干擾等多重功能，是目前舊城“拆圍改綠”的重要微更新途徑之一[2]。研究城市籬垣型垂直綠化主體攀援植物的減噪能力，掌握影響其減噪效果的植物形態(tài)因素，有助于促進其效能的全面發(fā)揮。

現(xiàn)有研究成果已經(jīng)充分證實植物形態(tài)影響減噪效果[3-4]，其中葉面積、葉莖量、平均高度等特征對單株減噪效果的影響最為顯著[5-7]。與常見喬木、灌木綠化隔離帶相比，攀援植物形成的籬垣型垂直綠墻在植物形態(tài)上有較為明顯的不同，但目前的植物減噪研究卻鮮少涉及。本文對北京市籬垣型垂直綠化進行了實地調(diào)研，選取觀賞性優(yōu)的2種籬垣型垂直綠墻為樣本，研究主體攀援植物的減噪能力與影響因素，從而進一步豐富植物減噪研究成果，為籬垣型垂直綠化的種植設計實踐提供參考依據(jù)。

1 試驗條件界定

1.1 試驗樣本確定

依據(jù)籬垣型垂直綠化的常用環(huán)境，在北京海淀區(qū)范圍內(nèi)選取了學院路、清華東路、雙清路、林萃路、上莊路街道開展詳細調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有藤本月季、大花鐵線蓮、薔薇、凌霄、五葉地錦和牽?；?種籬垣型垂直綠化。大花鐵線蓮的花、果均有較高觀賞性，其觀賞價值最佳;藤本月季因觀賞期長，觀賞價值僅次于大花鐵線蓮，并且在調(diào)研范圍內(nèi)應用最廣。因此，本文最終選取大花鐵線蓮和藤本月季作為研究對象。

基于綠墻條件比較，選定中國農(nóng)業(yè)大學、天地秀色鐵線蓮基地外圍作為試驗地。2處場地的綠墻高度、構(gòu)架材料、植物生長年限均近似，但綠墻長度差異較大。中國農(nóng)業(yè)大學外圍藤本月季綠墻被分隔為110 m，130 m，55 m共3段，總長為295 m;天地秀色鐵線蓮基地外圍大花鐵線蓮綠墻總長50 m。為統(tǒng)一長度條件，同時滿足無其他聲反射障礙的測聲要求[8]，選擇在綠墻無障礙物位置各截取20 m作為樣本。

1.2 試驗噪聲環(huán)境界定

2處試驗地的主要環(huán)境噪聲均來源于城市道路噪音。城市道路噪音多產(chǎn)生于機動車，其聲級值在不同區(qū)位、時段均有較大差異[9]。為使不同位置試驗樣本的環(huán)境噪聲級值保持穩(wěn)定、一致，本試驗選擇在清晨4點機動車較少、環(huán)境噪聲干擾微弱時，通過增設模擬噪聲源的方式同步開展。

機動車噪音頻率主要由2 000 Hz以下的中低頻聲音構(gòu)成[10-11]，而人耳對1 000～5 000 Hz的噪聲最為敏感。本試驗使用信號發(fā)生器，選擇頻率為1 000 Hz噪聲模擬機動車噪音。依據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量標準（GB3096-2008），通過小型民用音箱將模擬噪音的聲級值控制在60～80 dB，并由聲級計（A加權(quán)網(wǎng)絡）調(diào)試測量，確保各試驗場地的模擬聲源達到噪聲標準，環(huán)境噪聲條件一致。

2 試驗與研究方法

2.1 監(jiān)測點設置

依照環(huán)境噪聲測量標準（GB/T 3222-94），以人耳高度為參照，在各樣本1.5 m的水平高度上采用等距樣方法，每隔1 m設立一組樣方，樣方長、寬、高均為20 cm，共設立20組。所有綠墻植物形態(tài)特征信息均以樣方為依據(jù)采集?；诼曇粝到y(tǒng)必須包含聲源、傳播途徑、受聲者3個環(huán)節(jié)的基本要求，各樣方均設定聲源面（外）與受聲面（內(nèi)），并以高精度聲級計（TES-1353S）測量各面聲級值強度。噪聲源、聲級計、樣方保持平面位置中心對齊。

2.2 數(shù)據(jù)采集

為進一步計算噪聲通過綠墻后的總減噪量以及無綠墻作用的自然衰減量，需收集不同情況下監(jiān)測點相關(guān)聲級值。具體采集過程如下：1）噪音源播放噪音，記錄各聲級計顯示為同一時間測得的聲級值l1和l2;2）保持噪音源、聲級計位置恒定，并同時垂直向上移動至樣本的無種植空白段，播放噪音，再次記錄顯示為同一時間測得的聲級值l′1和l′2。

籬垣型垂直綠墻的形態(tài)一般用綠墻維度與肌理密度特征共同描述，均可通過其主體攀援植物的植株特征來表達。由于綠墻的施工種植長度在城市實踐中一般為定量，因此重點選取深度（D）、高度（H）2項變量作為樣本維度因子，選取主體攀援植物孔隙率（P）、平均單葉面積（Ala）、枝條密度（Fb）3項變量作為樣本密度因子。通過采集各因子的對應數(shù)據(jù)研究其與綠墻減噪效果的關(guān)系。具體采集過程如下：1）在各樣本樣方范圍內(nèi)隨機采集10片單葉葉片，用于量化平均單葉面積;2）在各樣本樣方范圍內(nèi)數(shù)出2級枝條數(shù)量，用于計算枝條密度;3）以白紙為底，拍攝各樣本樣方的多方向立面照片，用于量化孔隙率;4）通過樣方內(nèi)、外兩側(cè)方框的對角線交點測量該處主體攀援植物厚度值，用于標記該樣方處的綠墻深度;5）通過樣方頂面、底面方框的對角線交點測量該處主體攀援植物的高度，用于標記該樣方處的綠墻高度。

2.3 數(shù)據(jù)量化

2.3.1 各樣方的相對減噪值計算

基于綠墻的總減噪量與噪聲自然衰減量，計算藤本月季和大花鐵線蓮籬垣型垂直綠墻各樣方的相對減噪值（表1）。具體計算內(nèi)容及過程如下：

1） 總減噪量表示通過籬垣型垂直綠墻的噪聲總衰減量，即噪音面聲級值與受干擾面聲級值的差值：Δl總=l1-l2;

2） 噪聲自然衰減量表示在無植物情況下，噪聲通過該距離過程中形成的自然衰減，即D值不變情況下，無種植空白段的噪音面與受干擾面聲級值的差值：Δl空=l′1-l′2;

3） 相對減噪值表示排除噪聲衰減影響下的植物減噪量，即總減噪量與噪聲自然衰減量的差值：Δl植=Δl總-Δl空。

2.3.2 各樣方的植物特征量化

運用像素法、圖像分析與標度法等量化各樣方采集的植物形態(tài)特征，分別得到藤本月季和大花鐵線蓮籬垣型垂直綠墻各樣方的植物特征量化值（表2、表3）。為提高數(shù)值之間的可比性，各樣方枝條密度值均統(tǒng)一縮小為1/1 000。

3 結(jié)果與分析

3.1 減噪能力影響因素

分別將各樣方的相對減噪值（Δl植）與樣方處對應的植物孔隙率、枝條密度、平均單葉面積、高度、深度代入SPSS 26.0軟件進行Pearson相關(guān)分析。Pearson相關(guān)分析常用于判斷變量之間的相關(guān)程度，其公式為式（1）：

r=∑ni=1（xi-）（yi-）∑ni=1（xi-）2∑ni=1（yi-）2（1）

式（1）中，r表示相關(guān)系數(shù)，i表示樣方序號，n表示樣方總數(shù)，xi表示第i個樣方的影響因子值，表示該影響因子值的均值，yi表示第i個樣方的相對減噪值，表示相對減噪值的均值。當∣r∣=0為完全不相關(guān)，0<∣r∣<0.3為微弱相關(guān)，0.3≤∣r∣<0.5為低度相關(guān)，0.5≤∣r∣<0.8為顯著相關(guān)，0.8≤∣r∣<1為高度相關(guān)，∣r∣=1為完全相關(guān)。

從表4、表5中可知，藤本月季的植物形態(tài)因素與減噪值的相關(guān)度排序為孔隙率>平均單葉面積>枝條密度>植物生長深度>植物生長高度;大花鐵線蓮的植物形態(tài)因素與減噪值的相關(guān)度排序為孔隙率>枝條密度>植物生長深度>平均單葉面積>植物生長高度?？紫堵适翘俦驹录九c大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化共有的最顯著減噪影響因素。相對減噪值均隨孔隙率的增大而減小?？紫堵适怯芍仓曛Α⑷~的面積、密度、分布等特性所共同反映出的復合特征?；袅_申科夫等[12]發(fā)現(xiàn)，葉面積密度是低生長植物阻滯聲波的重要影響因素之一，葉面積密度越大，孔隙率越低，其阻滯聲波的能力越強。王明月[13]在對7種闊葉植物減噪能力及生物學結(jié)構(gòu)的影響關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，與樹冠孔隙率相關(guān)的植物特征均與減噪能力呈負相關(guān)關(guān)系，這與本試驗得出的結(jié)論基本一致。

3.2 減噪能力

主體攀援植物的減噪能力是籬垣型垂直綠化減噪效果的主要依據(jù)。根據(jù)單株植物相對A聲級的減噪能力的定義[14]，本文將籬垣型垂直綠化相對A聲級的減噪能力（Δl減）界定為平均厚度綠墻的噪聲衰減量，即樣方處的平均相對減噪量與樣本綠墻平均厚度的比值：Δl減=Δl均/D均。

通過計算，藤本月季籬垣型垂直綠化的減噪能力為3.78 dB/m，大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化的減噪能力為7.30 dB/m，大花鐵線蓮的減噪能力明顯強于藤本月季。藤本月季是運用散生勾狀皮刺進行吸附攀援，隨著生長，其枝干極易與綠墻的基礎構(gòu)架脫離，并且枝干合軸分枝的生長方式使葉片隨著生長向植株上部集中，從而導致藤本月季籬垣型垂直綠化的植物孔隙率分布不均勻，局部數(shù)值較高。與藤本月季不同，大花鐵線蓮是運用葉卷須進行卷附攀援，主枝活性較好，分枝較少。在良好的生長條件下，大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化的孔隙率會隨著生長逐步穩(wěn)定變小，從而導致大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化的減噪能力強于藤本月季。艾錦輝[15]在對16種常見綠化植物減噪能力的測量分析中發(fā)現(xiàn)，喬木中葉面積最大且枝葉稠密的山玉蘭減噪效果最好，灌木中金絲桃雖然葉面積不大，但由于其較大的枝葉密度有較好的漫反射效應，因此減噪能力也較強。陳驊[16]在對綠墻植物進行聲學特性測試時，發(fā)現(xiàn)綠墻植物減噪主要是以吸收聲能為主要方式，而綠墻植物越密集，吸聲系數(shù)越大。上述研究均與本次減噪能力比較的結(jié)論與分析結(jié)果較為一致。

4 結(jié)論

1） 大花鐵線蓮的減噪能力優(yōu)于藤本月季，大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化比藤本月季籬垣型垂直綠化的減噪效果更好，也更穩(wěn)定。

2） 對藤本月季籬垣型垂直綠化減噪效果影響較為顯著的因素依次為植物孔隙率、平均單葉面積和枝條密度。

3） 對大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化減噪效果影響較為顯著的因素依次為孔隙率、枝條密度和植物生長深度。

4） 影響藤本月季、大花鐵線蓮籬垣型垂直綠化減噪效果的最顯著因素均為孔隙率，說明植物孔隙率在優(yōu)化籬垣型垂直綠化減噪效果的后續(xù)研究以及工程實踐中是值得關(guān)注的重要指標之一。

5 建議

基于本文的研究結(jié)論，結(jié)合城市文化需求、植物生長特點等具體情況，對北京籬垣型垂直綠化提出以下建議：

1） 大花鐵線蓮的減噪能力和觀賞價值均優(yōu)于藤本月季，只要立地條件適宜，并具備良好養(yǎng)護條件，對觀賞效果有較高要求的噪音敏感區(qū)來說，大花鐵線蓮是相對較佳的綠墻主體攀援植物。藤本月季的減噪能力、觀賞價值弱于大花鐵線蓮，但作為北京的市花品種之一，具有北京地域文化的符號作用;此外，藤本月季抗旱、耐貧瘠能力較強，養(yǎng)護成本較低，極易成活，只需適當修剪保持良好形態(tài)即可[17]，因此更適用于北京人流量較多的公共空間。

2） 對于以藤本月季為主體的籬垣型垂直綠墻，在以藤本月季為主體攀援植物的基礎上，可適當增植其他攀援植物、灌木、觀賞草來降低孔隙率，也可考慮在植物中下部與實體墻組成花墻造型，從而優(yōu)化減噪效果。為提高單葉面積，則要在栽植藤本月季前充分考查立地條件，保證光照充足。為保持穩(wěn)定良好的枝條密度，首先應盡量合理密植，其次要在藤本月季生長早期對枝干合理綁縛，成型后及時修剪整形[18]。

3） 對于以大花鐵線蓮為主體的籬垣型垂直綠墻，可以充分運用較密且均質(zhì)的構(gòu)架分格，從而使大花鐵線蓮在攀援過程中保持較小的植物孔隙率。通過合理密植，以及配置合適的其他品種鐵線蓮也可以實現(xiàn)降低孔隙率的目的。為增加枝條密度和植物深度，需要在植物生長早期及時牽引，并定期養(yǎng)護施肥[19]。

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