北京市3種配置模式綠化帶降噪效果的空間變化規(guī)律

曾 旸， 郭小平， 李雨珂， 羅 超

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院， 北京 100083)

北京市3種配置模式綠化帶降噪效果的空間變化規(guī)律

曾 旸， 郭小平①， 李雨珂， 羅 超

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院， 北京 100083)

為明確不同配置模式綠化帶對(duì)噪聲衰減效果的空間變化規(guī)律，以北京市的刺槐(RobiniapseudoacaciaLinn.)純林(代表闊葉純林)、刺槐-小花溲疏(DeutziaparvifloraBunge)混交林(代表闊葉混交林)和側(cè)柏〔Platycladusorientalis(Linn.) Franco〕-圓柏〔Sabinachinensis(Linn.) Ant.〕混交林(代表針葉混交林)3類(lèi)綠化帶為研究對(duì)象，設(shè)置不同高度、距噪聲源不同水平距離和不同噪聲頻率3組變量，對(duì)3類(lèi)綠化帶的降噪值進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：3類(lèi)綠化帶的降噪效果由高至低依次為針葉混交林、闊葉混交林、闊葉純林。在不同高度和距噪聲源不同水平距離處，3類(lèi)綠化帶對(duì)不同頻率噪聲有各自的降噪優(yōu)勢(shì)；其中，在高度0.5和1.5 m處，闊葉混交林對(duì)250～1 000 Hz噪聲的衰減效果總體上優(yōu)于闊葉純林，而闊葉純林對(duì)4 000 Hz的噪聲衰減效果卻優(yōu)于闊葉混交林，并且，針葉混交林對(duì)250、500、1 000和8 000 Hz噪聲的衰減效果總體上優(yōu)于闊葉純林；整體上看，在距噪聲源水平距離超過(guò)10 m處，3類(lèi)綠化帶對(duì)125～1 000 Hz噪聲的衰減效果最優(yōu)。相關(guān)性分析結(jié)果表明：3類(lèi)綠化帶的降噪率與噪聲頻率呈負(fù)相關(guān)，與距噪聲源水平距離和單位面積三維綠量總體上呈正相關(guān)。其中，在高度0.5、1.5和2.5 m處，3類(lèi)綠化帶的降噪率與噪聲頻率和距噪聲源水平距離總體上顯著相關(guān)；而在高度0.5和1.5 m處，3類(lèi)綠化帶的降噪率與單位面積三維綠量總體上顯著相關(guān)。從3類(lèi)綠化帶的降噪規(guī)律看，在距噪聲源水平距離相同的位置，高度越低，綠化帶的降噪值越大，其中高度2.5 m以下綠化帶的降噪值均較大；在相同高度上，距噪聲源水平距離10和15 m處3類(lèi)綠化帶的降噪值總體上較大，但在距噪聲源水平距離15和20 m處針葉混交林的降噪值明顯大于其他2類(lèi)綠化帶。根據(jù)上述研究結(jié)果，建議綠化帶寬度應(yīng)在10 m以上，在配置綠化帶時(shí)，應(yīng)選擇分枝點(diǎn)低、枝葉密度大的樹(shù)種，且在不影響樹(shù)木生長(zhǎng)的條件下盡量密植并適度配置灌木。

闊葉純林； 針葉混交林； 闊葉混交林； 綠化帶； 噪聲頻率； 降噪規(guī)律

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的公路網(wǎng)建設(shè)日新月異，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量也快速增長(zhǎng)，由此產(chǎn)生的交通噪聲已經(jīng)成為危害人類(lèi)健康、影響人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯闹匾蛩?。目前，?duì)交通噪聲的防治主要包括聲源防治、切斷傳播途徑和受聲點(diǎn)防護(hù)3個(gè)方面[1]，而綠化帶不僅能夠有效切斷交通噪聲的傳播，并且可以改善道路周邊的生態(tài)環(huán)境，是一種經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和有效的降噪措施。

目前，對(duì)綠化帶降噪效果的研究涉及綠化帶的高度、寬度、長(zhǎng)度、密度和排列形式等結(jié)構(gòu)參數(shù)以及冠幅、葉面積指數(shù)、分枝點(diǎn)高度等植物形態(tài)特征參數(shù)；有關(guān)綠化帶消減交通噪聲的研究主要集中在綠化帶結(jié)構(gòu)[2-3]和林帶距聲源距離[4-5]對(duì)噪聲衰減效果的影響等方面，但人們對(duì)不同配置模式綠化帶在相同空間點(diǎn)降噪效果的差異尚缺乏了解，且目前研究涉及的噪聲源主要以實(shí)時(shí)交通噪聲為主，缺乏對(duì)不同頻率噪聲降噪效果的比較。

鑒于此，作者在北京市的朝陽(yáng)公園和東升八家郊野公園內(nèi)選取具有代表性的3種典型配置模式的綠化帶作為研究對(duì)象，以不同頻率的人工噪聲為噪聲源，測(cè)試綠化帶內(nèi)距聲源不同水平距離和不同高度空間點(diǎn)降噪效果的差異，分析與降噪效應(yīng)相關(guān)的因子，并比較不同配置模式綠化帶的降噪效應(yīng)差異，以期探索綠化帶對(duì)噪聲的衰減規(guī)律，為交通噪聲治理和綠化帶的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1 綠化帶概況和研究方法

1.1 供試綠化帶的篩選及概況

在全面調(diào)查現(xiàn)有公路綠化帶的主要植物種類(lèi)(品種)以及主要綠化帶配置模式的基礎(chǔ)上，在北京市平原地區(qū)已建成的大型公園、綠地及林場(chǎng)內(nèi)遠(yuǎn)離交通噪聲的地段調(diào)查和篩選綠化帶配置模式，最終選擇3種不同配置模式的綠化帶為研究對(duì)象，各綠化帶的寬度和長(zhǎng)度均在30 m以上；其中，刺槐(RobiniapseudoacaciaLinn.)純林(代表闊葉純林)和刺槐-小花溲疏(DeutziaparvifloraBunge)混交林(代表闊葉混交林)均位于朝陽(yáng)公園，側(cè)柏〔Platycladusorientalis(Linn.) Franco〕-圓柏〔Sabinachinensis(Linn.) Ant.〕混交林(代表針葉混交林)位于東升八家郊野公園。各綠化帶的特征參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 研究方法

表1 北京市不同配置模式綠化帶的特征參數(shù)

Table 1 Characteristic parameters of different configuration modes of greenbelts in Beijing City

綠化帶編號(hào)1)No．ofgreenbelt1)樹(shù)高/mTreeheight枝下高/m2)Underbranchheight2)胸徑/cm2)Diameteratbreastheight2)冠幅/mCrownwidth株距/mPlantspacing行距/mRowspacing單株三維綠量/m3Livingvegetationvolumepertree單位面積三維綠量/m3Livingvegetationvolumeperunitarea115 004 2014 592 113 53 525 802 112-111 284 1815 732 293 54 019 571 402-22 00——1 810 50 51 716 8436 000 3012 751 702 02 012 933 23

1)1： 刺槐純林RobiniapseudoacaciaLinn. pure forest； 2： 刺槐-小花溲疏混交林，其中，2-1為刺槐，2-2為小花溲疏R.pseudoacacia-DeutziaparvifloraBunge mixed forest， in which， 2-1 representingR.pseudoacacia， 2-2 representingD.parviflora； 3： 側(cè)柏-圓柏混交林Platycladusorientalis(Linn.) Franco-Sabinachinensis(Linn.) Ant. mixed forest.

2)小花溲疏為灌木，故無(wú)枝下高和胸徑數(shù)據(jù)D.parviflorais shrub， so without datums of under branch height and diameter at breast height.

利用Audition 2.0軟件制作時(shí)長(zhǎng)100 s，頻率125、250、500、1 000、2 000、4 000和8 000 Hz的單頻噪聲；以sh-750揚(yáng)聲器為發(fā)聲器、愛(ài)華AWA6218B+型噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀(杭州愛(ài)華儀器有限公司) 為接收器，采用A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，所測(cè)結(jié)果記為dB(A)，儀器量程35～130 dB，可測(cè)試頻率范圍31.5～8 000.0 Hz；測(cè)試過(guò)程中設(shè)定儀器的采樣間隔時(shí)間為0.1 s，由儀器統(tǒng)計(jì)輸出等效連續(xù)聲級(jí)(Leq) 數(shù)據(jù)；每處綠化帶重復(fù)測(cè)試3次，取3次降噪值的平均值(ΔLavg)。由于風(fēng)力和空氣相對(duì)濕度等因子對(duì)噪聲衰減效果有一定影響，在2016年6月至8月選擇風(fēng)速小于5 m·s-1的晴朗白天進(jìn)行多次測(cè)試，并全部舍棄受到汽車(chē)噪音、鳥(niǎo)鳴或人聲等干擾的數(shù)據(jù)。

采用3個(gè)點(diǎn)狀噪聲發(fā)射源模擬汽車(chē)噪聲流，3個(gè)點(diǎn)狀噪聲發(fā)射源間距5 m并平行于綠化帶放置作為線聲源，聲源距離林緣4 m、距離地面1.2 m。各綠化帶外緣(路緣)為0 m檢測(cè)點(diǎn)，在綠化帶內(nèi)沿垂直方向在同一直線上分別設(shè)置0、5、10、15和20 m檢測(cè)點(diǎn)，在各檢測(cè)點(diǎn)距離地面0.5、1.5、2.5、3.5和4.5 m處放置接收器，用噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀分別測(cè)試。計(jì)算0 m檢測(cè)點(diǎn)與5、10、15和20 m檢測(cè)點(diǎn)的噪聲值差值，分別記為5、10、15和20 m寬度綠化帶的降噪值，并據(jù)此計(jì)算降噪率。用卷尺(精度1 mm)、胸徑尺(精度1 mm)和布魯萊斯測(cè)高器對(duì)各綠化帶的冠幅、冠高、胸徑和枝下高等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并據(jù)此計(jì)算各綠化帶的三維綠量。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

在對(duì)比不同配置模式綠化帶對(duì)噪聲的衰減效果時(shí)，為減小環(huán)境噪聲差異對(duì)綠化帶衰減效果的影響，對(duì)噪聲衰減數(shù)值進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理，并按照公式“N=〔(L1-L2)/(L1-L0)〕×100%”計(jì)算各綠化帶的降噪率。式中，N為降噪率(即模擬噪聲的衰減程度)，L1為林緣噪聲值，L2為檢測(cè)點(diǎn)噪聲值，L0為環(huán)境噪聲值。

三維綠量是指植物所有莖葉占據(jù)的空間體積，與二維綠量指標(biāo)相比，三維綠量能夠更確切地反映綠地植物構(gòu)成的合理性及綠地系統(tǒng)的生態(tài)效益水平[6]，引入三維綠量指標(biāo)可以更準(zhǔn)確地描述綠化帶的結(jié)構(gòu)差異。參照文獻(xiàn)[7-8]的方法計(jì)算三維綠量，以綠化帶的冠幅(x)、冠高(y)、胸徑(d)和枝下高(h)為自變量，以綠化帶的三維綠量(z)為因變量，根據(jù)樹(shù)冠形狀獲得不同的計(jì)算公式；其中，卵形樹(shù)冠的三維綠量方程為z=π·x2·y/6+π·d2·h/4，圓錐形樹(shù)冠的三維綠量方程為z=π·x2·y/12，圓柱形樹(shù)冠的三維綠量方程為z=π·x2·y/4；單株樹(shù)木的三維綠量為樹(shù)冠和冠下綠量之和，綠化帶的三維綠量由單株三維綠量累加獲得，并根據(jù)樹(shù)木行間距獲得各綠化帶的單位面積三維綠量。

為定量分析噪聲衰減效果與綠化帶水平距離、垂直高度和單位面積三維綠量的相關(guān)性，使用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件并采用Pearson相關(guān)性分析法對(duì)不同高度綠化帶的降噪率與噪聲頻率、距噪聲源水平距離和單位面積三維綠量的相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同配置模式綠化帶對(duì)噪聲衰減效果的比較

北京地區(qū)3種配置模式的綠化帶對(duì)模擬噪聲的降噪效果分別見(jiàn)表2、表3和表4。

表2 北京市刺槐純林綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的衰減效果

Table 2 Attenuation effect of greenbelt ofRobiniapseudoacaciaLinn. pure forest on different frequency noises in Beijing City

噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源5m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof5m距噪聲源10m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof10m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m125716972253847558576702503222812155036505749500475733685960645265451000713562494388407161582000168522203272104000792922203917253330800061525966674247374853噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源15m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof15m距噪聲源20m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof20m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m12580748074771009291897125049414451456854564850500918476655771767579701000453558444786724250532000825875737650214429384000123024212998961009295800064677372656844718370

表3 北京市刺槐-小花溲疏混交林綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的衰減效果

Table 3 Attenuation effect of greenbelt ofRobiniapseudoacaciaLinn.-DeutziaparvifloraBunge mixed forest on different frequency noises in Beijing City

噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源5m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof5m距噪聲源10m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof10m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m125486151726569847178732504231354538495452966550056703662545390647160100071426565588669517152200029122042293738122329400034333757521824202432800025303450493564545450噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源15m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof15m距噪聲源20m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof20m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m125699458534785617173392505772736957535848444850059485040356446727466100085767470714883743650200064415880535226493151400041545357463949454839800043594847496255524237

2.1.1 闊葉純林與闊葉混交林對(duì)噪聲衰減效果的比較 由表2和表3可見(jiàn)：在高度0.5和1.5 m(低于灌木的平均高度2.0 m)處，刺槐純林(代表闊葉純林)與刺槐-小花溲疏混交林(代表闊葉混交林)對(duì)低頻噪聲的衰減效果沒(méi)有明顯差異，但闊葉混交林對(duì)250～1 000 Hz噪聲的衰減效果總體上優(yōu)于闊葉純林；而闊葉純林對(duì)4 000 Hz噪聲的衰減效果卻優(yōu)于闊葉混交林，但其對(duì)8 000 Hz噪聲的衰減效果卻弱于后者。在距噪聲源水平距離5、10和15 m處，闊葉混交林對(duì)高頻噪聲的衰減效果明顯優(yōu)于闊葉純林；在距噪聲源水平距離20 m處，2類(lèi)綠化帶對(duì)125～2 000 Hz頻率噪聲的衰減效果無(wú)明顯差異。在高度大于2.5 m時(shí)，2類(lèi)綠化帶對(duì)125～1 000 Hz噪聲的衰減效果隨距噪聲源水平距離增加而逐漸減弱；在距噪聲源水平距離15和20 m處，2類(lèi)綠化帶對(duì)4 000 Hz噪聲的衰減效果明顯提高。整體上看，在距噪聲源水平距離10和15 m處，2類(lèi)綠化帶的降噪效果均最好。

2.1.2 闊葉純林與針葉混交林對(duì)噪聲衰減效果的比較 由表2和表4可見(jiàn)：刺槐純林和側(cè)柏-圓柏混交林(代表針葉混交林)對(duì)125 Hz噪聲的衰減效果均較佳，但對(duì)2 000 Hz噪聲的衰減效果總體較差，而在距噪聲源水平距離20 m處2類(lèi)綠化帶對(duì)4 000 Hz噪聲有明顯的衰減效果。在高度0.5 和1.5 m處，針葉混交林對(duì)250、500、1 000和8 000 Hz噪聲的衰減效果總體上優(yōu)于闊葉純林，特別是在距噪聲源水平距離大于15 m時(shí)其對(duì)噪聲的衰減效果更明顯；在高度大于2.5 m時(shí)，在距噪聲源水平距離大于10 m處，2類(lèi)綠化帶對(duì)125～1 000 Hz噪聲均有明顯的衰減效果。

表4 北京市側(cè)柏-圓柏混交林綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的衰減效果

Table 4 Attenuation effect of greenbelt ofPlatycladusorientalis(Linn.) Franco-Sabinachinensis(Linn.) Ant. mixed forest on different frequency noises in Beijing City

噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源5m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof5m距噪聲源10m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof10m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m1258154473232808075685325059607039584140555753500705421314162514539381000816863667055354457422000252114251834403140324000122631275140422752800052506569717256625332噪聲頻率/HzNoisefrequency距噪聲源15m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof15m距噪聲源20m處不同高度的降噪率/%Noisereductionrateatdifferentheightsfromnoisesourceof20m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m0 5m1 5m2 5m3 5m4 5m125100939862441001001009156250696047774364537764635001001007665461001009179661000745458573610088598779200047664557387180656269400058514445378588817272800077645616429398929090

2.2 不同配置模式綠化帶對(duì)噪聲衰減效果的相關(guān)因子分析

3類(lèi)綠化帶不同高度的降噪率與噪聲頻率、距噪聲源水平距離和單位面積三維綠量的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)：在所有高度上，3類(lèi)綠化帶的降噪率與噪聲頻率呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明頻率越高噪聲穿透綠化帶的能力越強(qiáng)，綠化帶對(duì)噪聲的衰減效果越??；但高度越大，噪聲頻率與降噪率的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越小，特別是在高度3.5和4.5 m處，降噪率與噪聲頻率總體上無(wú)顯著相關(guān)性，說(shuō)明在高度3.5和4.5 m處綠化帶的降噪效應(yīng)與噪聲頻率無(wú)關(guān)。在所有高度上，降噪率與距噪聲源水平距離均呈正相關(guān)，說(shuō)明噪聲在綠化帶中傳播的距離越遠(yuǎn)，能量消耗越多，衰減越明顯；特別是在高度0.5～2.5 m范圍內(nèi)相關(guān)性均達(dá)到顯著水平，表明高度越低綠化帶的降噪效應(yīng)越明顯。在高度0.5和1.5 m處，3類(lèi)綠化帶的降噪率與單位面積三維綠量呈正相關(guān)，其在側(cè)柏-圓柏混交林中的相關(guān)系數(shù)最大，在刺槐-小花溲疏混交林中次之，特別是在高度0.5和1.5 m處相關(guān)性總體達(dá)顯著水平，說(shuō)明配置小花溲疏、側(cè)柏或圓柏可使綠化帶在2.5 m以下的單位面積三維綠量增加，對(duì)噪聲有更大的衰減效果。

2.3 綠化帶降噪值的變化規(guī)律分析

表5 北京市不同配置模式綠化帶的降噪率與噪聲頻率、距噪聲源水平距離和單位面積三維綠量的相關(guān)系數(shù)1)

Table 5 Correlation coefficient of noise reduction rate of different configuration modes of greenbelts with noise frequency， horizontal distance from noise source and living vegetation volume per unit area in Beijing City1)

1)*： 表示在0.05水平上單側(cè)顯著相關(guān) Indicating the unilateral significant correlation at 0.05 level.

ΔLavg： 平均降噪值 Average noise reduction value. 箱中的圓圈表示平均值 Circle in the box represents average； 箱中的橫線表示中位數(shù) Transverse line in the box represents median； 箱子的上邊線和下邊線分別表示上四分位數(shù)和下四分位數(shù)Top and bottom lines of the box represent upper and lower quartiles， respectively.圖1 綠化帶不同高度降噪值的分布情況Fig. 1 Distribution status of noise reduction value of greenbelts at different heights

2.3.1 垂直方向的變化規(guī)律 供試3類(lèi)綠化帶在高度0.5～4.5 m范圍內(nèi)所測(cè)降噪值的箱型圖見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)：在高度0.5和1.5 m處，綠化帶的整體降噪效果較好，降噪值的平均值分別接近15.0和13.5 dB(A)；在高度2.5和3.5 m處，降噪值減小并趨于穩(wěn)定；在高度4.5 m處，降噪值較小且數(shù)據(jù)分散程度較小。說(shuō)明在距噪聲源水平距離相同的位置上，越接近地面，噪聲衰減效果越佳，但由于在高度2.5 m以下不同模式綠化帶的空間配置形式差異較大，因此，降噪值的差異也較大，數(shù)值較為分散。

： 刺槐純林 Robinia pseudoacacia Linn. pure forest； ： 刺槐-小花溲疏混交林 R. pseudoacacia-Deutzia parviflora Bunge mixed forest； ： 側(cè)柏-圓柏混交林 Platycladus orientalis (Linn.) Franco-Sabina chinensis (Linn.) Ant. mixed forest.圖2 在距噪聲源不同水平距離處不同配置模式綠化帶對(duì)模擬噪聲的平均降噪值(ΔLavg)Fig. 2 Average noise reduction value (ΔLavg) of different configuration modes of greenbelts at different horizontal distances from noise source to simulated noise

2.3.2 水平方向的變化規(guī)律 在距噪聲源水平距離5～20 m范圍內(nèi)綠化帶降噪值的變化規(guī)律見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：在距噪聲源水平距離10和15 m處3類(lèi)綠化帶的降噪效果較好，但在距噪聲源水平距離15和20 m處側(cè)伯-圓柏混交林的降噪值明顯大于其他2類(lèi)綠化帶，其原因可能為在距噪聲源水平距離15和20 m處側(cè)柏-圓柏混交林的三維綠量遠(yuǎn)大于其他2類(lèi)綠化帶，因而降噪效果較強(qiáng)。

2.3.3 降噪值與噪聲頻率的關(guān)系 隨噪聲頻率的增大，供試3類(lèi)綠化帶降噪值的變化見(jiàn)表6。結(jié)果表明：3種配置模式的綠化帶對(duì)500和1 000 Hz噪聲的降噪效果均最好，平均降噪值達(dá)到15 dB(A)以上，對(duì)2 000和4 000 Hz噪聲的降噪效果較差，對(duì)125 和250 Hz噪聲的降噪效果也較差。在3類(lèi)綠化帶中，側(cè)伯-圓柏混交林對(duì)不同頻率噪聲的降噪效果總體較好；刺槐-小花溲疏混交林降噪值的峰值出現(xiàn)在高頻區(qū)間(8 000 Hz)，而其他2類(lèi)綠化帶降噪值的峰值則出現(xiàn)在中低頻區(qū)間(500 Hz)。

表6 北京市不同配置模式綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的降噪值

Table 6 Noise reduction value of different configuration modes of greenbelts to different frequency noises in Beijing City

綠化帶編號(hào)1)No．ofgreenbelt1)對(duì)不同頻率噪聲的降噪值/dB(A) Noisereductionvaluetodifferentfrequencynoises125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz8000Hz111 2011 3617 5315 047 7012 2512 25212 2012 6915 3414 6410 017 7417 41311 6113 5718 4417 5512 4613 3916 26

1)1： 刺槐純林RobiniapseudoacaciaLinn. pure forest； 2： 刺槐-小花溲疏混交林R.pseudoacacia-DeutziaparvifloraBunge mixed forest； 3： 側(cè)柏-圓柏混交林Platycladusorientalis(Linn.) Franco-Sabinachinensis(Linn.) Ant. mixed forest.

3 討論和結(jié)論

不同配置模式綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的衰減特性存在差異[4]。本研究中，供試的3種配置模式綠化帶對(duì)2 000 Hz以下噪聲總體上有較好的降噪效果，其中，側(cè)柏-圓柏混交林(代表針葉混交林)對(duì)所有頻率噪聲的衰減效果均較好。并且，刺槐-小花溲疏混交林(代表闊葉混交林)降噪值的峰值出現(xiàn)在高頻區(qū)(8 000 Hz)，而其他2類(lèi)綠化帶降噪值的峰值則出現(xiàn)在中低頻區(qū)(500 Hz)。在供試3類(lèi)綠化帶中，刺槐純林(代表闊葉純林)和針葉混交林在125～500 Hz的低頻噪聲區(qū)存在衰減峰值，這與Aylor[9]的研究結(jié)果相似。但本研究中，3類(lèi)綠化帶對(duì)不同頻率噪聲的衰減規(guī)律與他人的研究結(jié)果[2，4]也存在差異，其原因主要有2個(gè)方面：一是本研究中各綠化帶的降噪值平均值數(shù)據(jù)來(lái)源于同一檢測(cè)點(diǎn)5個(gè)不同高度的數(shù)據(jù)，較單一高度數(shù)據(jù)有一定差異；二是供試的綠化帶配置模式不同，由于不同頻率的噪聲波長(zhǎng)存在差異，隨樹(shù)種和配置的變化，聲波在綠化帶中傳播方式(反射、吸收、散射)的權(quán)重也會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變，線聲源播放的噪聲在綠化帶中疊加，存在聲波的增益區(qū)與減弱區(qū)，因而出現(xiàn)降噪值不同的現(xiàn)象。有關(guān)不同頻率噪聲在不同配置模式綠化帶中的具體分布規(guī)律還有待進(jìn)一步研究。

盡管有研究者[10-12]認(rèn)為，綠化帶的高度、寬度、長(zhǎng)度、密度和排列形式等結(jié)構(gòu)參數(shù)以及冠幅、葉面積指數(shù)和分枝點(diǎn)高度等植物形態(tài)特征參數(shù)均可影響噪聲的衰減效應(yīng)，但目前測(cè)試綠化帶對(duì)噪聲的衰減效應(yīng)時(shí)主要針對(duì)單一高度綠化帶[13-14]。本研究中，對(duì)供試3類(lèi)綠化帶設(shè)置5個(gè)不同高度的垂直檢測(cè)點(diǎn)，結(jié)果表明：在距噪聲源水平距離相同的條件下，越接近地面，綠化帶對(duì)噪聲的衰減效果越好，以高度2.5 m以下的降噪效果最好。其中，側(cè)柏-圓柏混交林的降噪效果最好，因其分枝多且分枝點(diǎn)低，單位空間中葉片小而密集，單位面積三維綠量較大，當(dāng)噪聲傳播時(shí)，2個(gè)樹(shù)種的針葉對(duì)噪聲的反射和吸收以及由此產(chǎn)生的振動(dòng)均能夠消減噪聲傳播的能量，加速噪聲的衰減；刺槐-小花溲疏混交林也由于刺槐與小花溲疏的配置使綠化帶在高度空間上形成互補(bǔ)，因此，該綠化帶的整體降噪效果較好；而刺槐純林的整體降噪效果較差，與其分枝點(diǎn)高、單位空間中葉片密度較小有關(guān)，因而，為了提高綠化帶的降噪效果，應(yīng)當(dāng)選擇葉片細(xì)小、表面粗糙、單位體積葉片數(shù)量較多的樹(shù)種。針葉樹(shù)種具有葉片細(xì)小、樹(shù)冠中葉片分布較密、空氣通透性好、孔隙率較大、孔徑較小和孔管長(zhǎng)度較大等特征，對(duì)噪聲有較大的阻性吸聲[15]，因此，在配置公路兩側(cè)綠化帶時(shí)，應(yīng)盡量選擇分枝點(diǎn)低、葉片小而密的樹(shù)種(即針葉樹(shù)種)，同時(shí)在不影響樹(shù)木生長(zhǎng)的情況下配置低矮灌木。

本研究結(jié)果表明：距噪聲源水平距離與降噪值呈明顯正相關(guān)，與Karbalaei等[16]的研究結(jié)果一致。隨距噪聲源水平距離(即綠化帶寬度)的增加，綠化帶的降噪值增大；超過(guò)一定水平距離后，綠化帶的降噪值趨于穩(wěn)定；其中，在距噪聲源水平距離10 m處綠化帶對(duì)噪聲的衰減效果較明顯，結(jié)合已有的研究結(jié)論[4]，可以確定綠化帶寬度至少為10 m才有較好的降噪效果。

在城市綠地空間不足的情況下，為了更好的降低噪聲，在有效降噪寬度內(nèi)可以合理密植樹(shù)木，而且，由于林下植物配置豐富的植物群落對(duì)噪聲的衰減效果優(yōu)于層次單一的植物群落[17]，因此，在分枝點(diǎn)高度以下可以栽植低矮樹(shù)種。據(jù)此，建議在配置綠化帶時(shí)，應(yīng)選擇分枝點(diǎn)低、樹(shù)冠密度大的樹(shù)種，而且在不影響樹(shù)木生長(zhǎng)的情況下盡量縮小樹(shù)木的行間距，同時(shí)栽植灌木，必要時(shí)可以輔以工程措施，使得綠化帶在分枝點(diǎn)高度以下空間內(nèi)對(duì)噪聲的衰減效果更佳。

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(責(zé)任編輯： 惠 紅， 佟金鳳)

Spatial variation rule of noise reduction effect of three configuration modes of greenbelts in Beijing City

ZENG Yang， GUO Xiaoping①， LI Yuke， LUO Chao

(School of Soil and Water Conservation， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China)，J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(2)： 68-75

In order to clarify the spatial variation rule of attenuation effect of different configuration modes of greenbelts on noise， taking three types of greenbelts includingRobiniapseudoacaciaLinn. pure forest (representing broad-leaved pure forest)，R.pseudoacacia-DeutziaparvifloraBunge mixed forest (representing broad-leaved mixed forest) andPlatycladusorientalis(Linn.) Franco-Sabinachinensis(Linn.) Ant. mixed forest (representing coniferous mixed forest) in Beijing City as research objects， three groups of variables of different heights， different horizontal distances from noise source and different noise frequencies were set up to compare and analyse the noise reduction value of three types of greenbelts. The results show that the noise reduction effect of three types of greenbelts from high to low is coniferous mixed forest， broad-leaved mixed forest， broad-leaved pure forest. At different heights and different horizontal distances from noise source， there are respective noise reduction advantages for different frequency noises in three types of greenbelts. In which， at height of 0.5 and 1.5 m， the attenuation effect of broad-leaved mixed forest on noise of 250-1 000 Hz is generally better than that of broad-leaved pure forest， while that of broad-leaved pure forest on noise of 4 000 Hz is better than that of broad-leaved mixed forest， and that of coniferous mixed forest on noise of 250， 500， 1 000 and 8 000 Hz is generally better than that of broad-leaved pure forest. On the whole， at horizontal distance from noise source more than 10 m， attenuation effect of three types of greenbelts on noise of 125-1 000 Hz is the best. The correlation analysis results show that there is a negative correlation of noise reduction rate of three types of greenbelts with noise frequency， and there are generally positive correlations of noise reduction rate with horizontal distance from noise source and living vegetation volume per unit area. In which， in general， at height of 0.5, 1.5 and 2.5 m， there are significant correlations of noise reduction rate of three types of greenbelts with noise frequency and horizontal distance from noise source， while at height of 0.5 and 1.5 m， there is a significant correlation of noise reduction rate of three types of greenbelts with living vegetation volume per unit area. From view of noise reduction rule of three types of greenbelts， at the same horizontal distance from noise source， the lower the height， the larger the noise reduction value of greenbelts， in which， noise reduction value of greenbelts at height lower than 2.5 m is large. In general， at the same height， noise reduction value of three types of greenbelts at horizontal distance from noise source of 10 and 15 m is large， but that of coniferous mixed forest at horizontal distance from noise source of 15 and 20 m is obviously larger than that of other two types of greenbelts. According to above research results， it is suggested that width of greenbelt should be more than 10 m. When configuring greenbelt， it should select tree species with low branch point and large branch and leaf density， and try to close planting with suitable shrubs under the condition of not affecting growth of trees.

broad-leaved pure forest； coniferous mixed forests； broad-leaved mixed forest； greenbelt； noise frequency； noise reduction rule

2016-10-20

北京市路政局生態(tài)綠化研究資助項(xiàng)目(20070707)

曾 旸(1993—)，男，貴州興仁人，碩士研究生，主要從事工程綠化技術(shù)方面的研究。

①通信作者E-mail： guoxp@bjfu.edu.cn

S727.5.05； X593

A

1674-7895(2017)02-0068-08

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.02.09