道路绿化带的不同空间结构对污染物扩散的影响

宋科++梁发辉++杨艳芳++张媛元++张梦瑶

摘 要：从人行道和人行道绿地2个方面研究了道路绿化带不同空间结构对汽车尾气污染物扩散的规律，结合天津市复康路道路北侧绿化带的空间结构选择3处样点，即通透型绿地、半通透型绿地和紧密型绿地，并对其样点上的粉尘浓度、噪音、CO2浓度进行了测量。结果表明，从人行道环境质量上来看，通透型能降低粉尘和CO2污染浓度，噪音增加量最小，紧密型反而增加了粉尘和CO2的污染，同时噪音增大量也最大，而半通透型介于二者之间；从人行道绿地内环境质量上来看，通透型绿地内部粉尘和CO2的富集量最小，噪音的增加量最小，紧密型绿地内部粉尘和CO2的富集量最大，噪音的增加量最大，而半通透型介于二者之间。

关键词：绿化带；空间结构；道路污染物

中图分类号：TU985.12+7 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.017

Influence of Different Green Space Structure on the Diffusion of the Pollutant in the Road Green Belt

SONG Ke1， LIANG Fahui1， YANG Yanfang1， ZHANG Yuanyuan1， ZHANG Mengyao1， ZHANG Chao2

（1. College of Horticulture and Landscape， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China；2.Tianjin Shuofang Green Technology Development Company Limited， Tianjin 300384， China）

Abstract： The vehicle exhaust pollutant diffusion regularity was studied from two aspects of the pavement and the pavement green space. Combined within green space structure in the north side of road， three sample points were chosen， which was a green space， a half green space and a compact green space. The paper measured dust concentration， noise and the CO2 concentration on the sample. The result showed that from the environmental quality of the pavement， the green space could reduce dust pollution and CO2 concentration， and could increase the minimum noise， but the compact green space could increase the dust pollution and CO2 concentration， and increase the largest noise， and a half green space was between the two. From the environment quality of pavement green space， in the green space the dust and CO2 concentration were the smallest and minimum noise was increased， but in compact green space the dust and CO2 concentration were the biggest， and the largest noise was increased， and a half green space was between the two.

Key words： green belts； spatial structure； road pollutant

随着我国经济的快速发展，私家车拥有量越来越多，汽车尾气的大量排放使城市道路的环境质量日趋下降[1]。而城市道路不仅仅是机动车辆的通道，也是行人及非机动车的通道，道路环境的质量直接影响着人类的健康[2]，所以，如何解决道路污染问题目前备受关注。

植物具有吸附粉尘、降低噪音、吸收部分有害气体的作用，因此，道路绿化带可以作为消减交通污染源的重要方法之一[3]，许多研究表明，道路绿化带可有效地降低粉尘污染和噪音污染[4-6]。因此，道路绿化带的植物种植量越来越多，群落层次也越来越丰富，但针对人行道上的环境质量与绿化带结构关系的研究较少。

本试验以天津市复康路绿带为研究对象，分析了在不同绿化带空间结构下汽车尾气污染物对人行道环境质量的影响以及不同绿化带空间结构内部污染物的变化规律，以期为在道路绿化带植物配置模式上，既能考虑行人的健康问题又能更好地利用植物净化作用提供设计依据。

1 样地选择和方法

1.1 道路样地的选择

天津市复康路位于南开区，是天津市中环线上的主要交通路段。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，有非机动车道，人行道宽4 m。这一段道路上坐落着南开大学，是天津历史文化的标志之一，周围有居住区、图书馆、学校、医院和商业，因此，公交车车次较多，人流量及非机动车流量较大，道路交通繁忙。道路北侧绿地宽度在10～17 m，植物配置形式和植物种类选择等在市区内都有一定的代表性。

1.2 测量方法

根据复康路道路北侧绿化带的空间结构选择3处样点，即通透型绿地、半通透型绿地和紧密型绿地，其详细情况如表1所示。每种类型的绿地选择2处测量点，一处为人行道中间的点，一处为距离绿地7 m处的点。每个点在垂直高度上选0.5，1.0，1.5 m处3个点。对照选择在同向道路样地旁无绿化种植的空旷场地。

于2016年5月30日8：00—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%，车辆集中经过时车流量为90～110辆·min-1）进行测量。在选定好的样点上，使用手持粉尘仪、二氧化碳仪、噪音仪及风速仪等在0.5，1.0，1.5 m处分别测量，每个测量点测量3次，结果取其平均值。同一样点上不同高度的测量值相加取平均值，即为这一样点污染物的浓度值。

1.3 数据分析

试验所有数据利用Excel 2007进行整理、分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同绿化带空间结构对粉尘浓度的影响

由图1可知，从人行道中间的粉尘浓度来看，通透型的人行道粉尘浓度最低，为43.88 mg·m-3，且低于对照，而半通透型和紧密型的都明显高于对照，分别是48.91，51.87 mg·m-3。从绿地内的粉尘浓度来看，通透型绿地粉尘浓度与对照相差不大，为46.68 mg·m-3；而半通透型和紧密型的绿地都高于对照，分别是51.83，55.53 mg·m-3。

植物具有滞尘作用[7]，同时也具有阻挡作用，而粉尘扩散的速度和距离与风的作用密切相关。通透型的人行道上粉尘浓度最低，主要是由于通透型的绿化带内部空间较为开阔，和对照环境比较相似，便于风的扩散，使人行道内的粉尘量迅速减少，同时加上植物的吸附作用，又在一定程度上减少了粉尘量。而半通透型和紧密型绿地植物多、层次丰富、空间封闭削弱了风的扩散能力，并且此时植物的阻挡作用占主体，造成人行道上粉尘浓度的明显升高，并且随着绿地通透度的减小，人行道上的粉尘浓度逐渐增加。因此，从人行道的粉尘浓度变化规律来看，粉尘浓度是由于风的扩散作用与植物的阻挡、吸附作用共同导致的，通透型风的扩散作用占主体作用，而紧密型植物的阻挡作用占主体作用，半通透型介于二者之间。

植物滞尘作用是一个动态的变化过程[8]，因降雨、内部风环境、污染程度以及植物生长时期等不同而有所变化。当植物滞尘量趋于饱和时，致使植物的吸附作用小于阻挡作用，造成粉尘在植物密集处出现了富集。通透型的绿地内部便于风的扩散，不会形成过强的阻挡作用，因而粉尘在绿地内不会聚集，粉尘浓度最低，同时也说明通透型的绿地不利于固定粉尘，大部分的粉尘将会扩散到其他地方；而半通透型和紧密型绿地更多的是表现为阻挡作用，在相对无风或风速很小的环境内密集。因此，随着通透度的减小，绿地内部的粉尘量逐渐增加，同时说明绿地类型越紧密越有利于固定大量的粉尘，只有少部分粉尘会扩散到其他地方。

由以上分析可得，通透型的绿化带空间结构能有效地减少人行道上粉尘浓度，半通透型和紧密型能有效地控制粉尘传播的范围。

2.2 不同绿化带空间结构对噪音的影响

由图2可知，从人行道中间的噪音来看，各个类型的人行道噪音均高于对照，且随着通透度的减小，人行道上的噪音逐渐增加，其中通透型的人行道噪音最低，为61.40 dB，而紧密型的人行道噪音最大，为66.37 dB。

从绿地内的噪音来看，各类绿地类型内部的噪音均低于对照，且随着通透度的减小，绿地内部的噪音逐渐减小，其中紧密型的绿地内减少的最明显，比对照减少了5%。

风同样影响噪音的传播，顺风时传播远，逆风时传播近，遇到阻碍时会反射回来，形成回声。植物可以降低噪音，因为在声音传播路径上丰富的枝叶对声波进行反射、绕射和吸收，降低了声波所携带的声能[9]，但由于植物对噪音在反射方向和吸收等方面的不同，会对周围环境产生不一样的影响。噪音通过人行道一侧的植物阻碍，会形成反射，阻碍程度越大，反射越明显。因此，随着绿地通透度的减小，人行道上的噪音会增加。而进入绿地内部，各个方向的阻碍使噪音更多地被吸收，因此，紧密型绿地的噪音明显比其他类型的噪音要低。

由以上分析可得，通透型的绿化带空间结构能有效地减少人行道上的噪音，而紧密型的绿化带空间结构能有效地降低绿地内的噪音。

2.3 不同绿化带空间结构对CO2浓度的影响

由图3可知，从人行道中间的CO2浓度来看，通透型和半通透型的人行道CO2浓度均远远低于对照，其中，通透型的CO2浓度最低，为57.22 mg·kg-1，半通透为105.11 mg·kg-1，而紧密型人行道CO2浓度与对照差异不大，为272.78 mg·kg-1。从绿地内的CO2浓度来看，通透型和半通透型绿地内CO2浓度均远远低于对照，其中，通透型的CO2浓度最低，为46.66 mg·kg-1，半通透为128.67 mg·kg-1；而紧密型绿地人行道CO2浓度与对照差异不大，为279.67 mg·kg-1。

CO2浓度变化相对比较复杂，既受到风的影响，同时也受到植物光合作用的影响[10]。对照为硬质铺装裸地，没有植物进行光合作用，因而，CO2含量较高，即使是有风的环境，CO2浓度也很高，说明环境中的CO2浓度比较高；而通透型和半通透型环境内，CO2受到光合作用的影响，含量较低，其中，通透型最低；但是紧密型的CO2浓度与对照相比，差异不大，一方面可能是因为紧密型的绿量与通透型和半通透型的绿量相比较低；通透型和半通透型的乔木以高大的杨树为主，高度为15 m以上，冠大荫浓，生长旺盛，而紧密型的乔木主要以白腊为主，高度在5 m以上，二者在绿量上有明显的区别，因而光合作用所需的CO2量不同。另一方面可能与CO2 的富集有关。通透型的植物少、层次单一、空间开阔，便于CO2的扩散，而紧密型的绿化带空间结构的植物多、层次丰富、空间较封闭，利于阻挡与降低风速，也会在一定空间内造成CO2 的富集。

由以上分析可得，通透型的绿化带空间结构能有效地减少CO2的浓度。

3 结 论

本研究从人行道和人行道绿地2个方面研究了道路绿化带不同空间结构对汽车尾气污染物扩散的规律，通过实地样点的测量，结果表明，从人行道环境质量上来看，通透型能降低粉尘和CO2污染浓度，噪音增加量最小；紧密型反而增加了粉尘和CO2的污染，同时噪音增大量最大，而半通透型介于二者之间；从人行道绿地内环境质量上来看，通透型绿地内部粉尘和CO2的富集量最小，噪音的增加量最小；紧密型绿地内部粉尘和CO2的富集量最大，噪音的增加量最大，而半通透型介于二者之间。因此，今后在进行道路绿地景观设计时，应充分考虑不同的绿地空间结构对道路污染物扩散的影响，从人类的健康角度出发，合理地规划设计植物配置形式。

参考文献：

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