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北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究

李冠衡 熊健 徐梦林 董丽

李冠衡, 熊健, 徐梦林, 董丽. 北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
引用本文: 李冠衡, 熊健, 徐梦林, 董丽. 北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
LI Guan-heng, XIONG Jian, XU Meng-lin, DONG Li. Comprehensive study on the noise reduction ability and the visual effect on the edge of green space of Beijing urban park[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
Citation: LI Guan-heng, XIONG Jian, XU Meng-lin, DONG Li. Comprehensive study on the noise reduction ability and the visual effect on the edge of green space of Beijing urban park[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259

北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
基金项目: 

北京市共建项目 2015BLUREE01

中央高校基本科研业务费专项 2015ZCQ-YL-01

详细信息
    作者简介:

    李冠衡,博士,副教授。主要研究方向:植物景观规划设计理论。Email: liguanheng@bjfu.edu.cn  地址:100083  北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者:

    董丽,博士,教授。主要研究方向:园林植物应用与生态修复。Email: Dongli@bjfu.edu.cn  地址:同上

  • 中图分类号: S731.2

Comprehensive study on the noise reduction ability and the visual effect on the edge of green space of Beijing urban park

  • 摘要: 对城市公园绿地外道路噪声环境进行监测与分析的结果表明:公园边界噪音来源于车辆发动机噪音、胎噪、运动风声的综合噪声。这些噪音对公园游憩造成了或多或少的影响。如果公园绿地边缘部分的植物景观能够迅速降低噪音,又能展现美感,将对公园利用率的提高大有裨益。植物景观的视觉效果与生态效益都融合在园林植物中,所以一次设计将在多个层面展现植物景观的功能。以北京市公园绿地(被城市干道包围的绿地)边界的多个不同样方为对象,调查与研究这一宽度范围内的植物类型、种植密度和配置方式,从而判断使噪声衰减最有效率的植物配置形式。这些植物群落不仅能有效地减弱交通噪声,构造更为安静的游园环境,而且更能美化城市环境,体现并形成当地的植物特色。按照降噪效率对这些样方进行排序并运用SBE法对所测公园边界的植物群落进行美景度相应指标的评价,分析边界植物群落色彩美景度高低的原因,得到所测群落中景观效果最好的植物配置形式。综合以上两种最佳形式的植物配置,进行平衡与推断, 形成诸如同样的宽度条件下,多排小乔或低层灌木既可以起到较好的降噪作用,又可以丰富路缘的观赏效果;乔灌草皆有的种植模式中乔木排数尽可能多,林间内部保持通透,会形成舒适的空间效果等判断, 可以对北京市以及类似的大型城市绿地边缘塑造植物景观提供科学的论据。
  • 图  1  样点区位图

    Figure  1.  Sample plot bitmap

    图  2  研究技术路线

    Figure  2.  Research technology roadmap

    图  3  太阳宫公园样方1植物群落平面图

    Figure  3.  Plant community plan of quadrat 1 in Taiyanggong Park

    图  4  太阳宫公园样方2植物群落平面图

    Figure  4.  Plant community plan of quadrat 2 in Taiyanggong Park

    图  5  太阳宫公园样方3植物群落平面图

    Figure  5.  Plant community plan of quadrat 3 in Taiyanggong Park

    图  6  太阳宫公园样点噪声测量结果分析

    Figure  6.  Analysis of noise measurement result for Taiyanggong Park

    图  7  长春健身园样方1植物群落平面图

    Figure  7.  Plant community plan of quadrat 1 in Changchun Fitness Park

    图  8  长春健身园样方2植物群落平面图

    Figure  8.  Plant community plan of quadrat 2 in Changchun Fitness Park

    图  9  长春健身园样方3植物群落平面图

    Figure  9.  Plant community plan of quadrat 3 in Changchun Fitness Park

    图  10  长春健身园样点噪声测量结果分析

    Figure  10.  Analysis of noise measurement result for Changchun Fitness Park

    图  11  紫竹院公园样方1植物群落平面图

    Figure  11.  Plant community plan of quadrat 1 in Zizhuyuan Park

    图  12  紫竹院公园样方2植物群落平面图

    Figure  12.  Plant community plan of quadrat 2 in Zizhuyuan Park

    图  13  紫竹院公园样方3植物群落平面图

    Figure  13.  Plant community plan of quadrat 3 in Zizhuyuan Park

    图  14  紫竹院公园样点噪声测量结果分析

    Figure  14.  Analysis of noise measurement result for Zizhuyuan Park

    图  15  马甸公园样方1植物群落平面图

    Figure  15.  Plant community plan of quadrat 1 in Madian Park

    图  16  马甸公园样方2植物群落平面图

    Figure  16.  Plant community plan of quadrat 2 in Madian Park

    图  17  马甸公园样方3植物群落平面图

    Figure  17.  Plant community plan of quadrat 3 in Madian Park

    图  18  马甸公园样点噪声测量结果分析

    Figure  18.  Analysis of noise measurement result for Madian Park

    表  1  太阳宫公园噪声测量结果

    Table  1.   Noise measurement results of Taiyanggong Park

    公园名称
    Park name
    样方编号
    Quadrat No.
    植物组成
    Plant composition
    群落结构
    Community structure
    种植密度
    Planting density
    公园边界外测噪声
    Noise outside the park boundary/dB
    公园边界内测噪声
    Noise inside the park boundary/dB
    噪声衰减绝对值
    Absolute value of noise attenuation/dB
    太阳宫公园
    Taiyanggong Park
    1毛白杨-圆柏-旱柳
    Populus tomentosa-Juniperus chinensis-Salix matsudana
    乔灌
    Tree-shrub
    疏植
    Thin planting
    64.77557.9756.8
    2毛白杨-雪松-圆柏
    Populus tomentosa-Cedrus deodara-Juniperus chinensis
    乔灌
    Tree-shrub
    密植
    Thick planting
    68.07560.97.175
    3国槐-木槿-旱柳
    Sophora japonica-Hibiscus syriacus-Salix matsudana
    乔灌
    Tree-shrub
    疏植
    Thin planting
    66.975624.975
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    表  2  长春健身园噪声测量结果

    Table  2.   Noise measurement results of Changchun Fitness Park

    公园名称
    Park name
    样方编号
    Quadrat No.
    植物组成
    Plant composition
    群落结构
    Community structure
    种植密度
    Planting density
    公园边界外测噪声
    Noise outside the park boundary/dB
    公园边界内测噪声
    Noise inside the park boundary/dB
    噪声衰减绝对值
    Absolute value of noise attenuation/dB
    1碧桃-榆叶梅-铺地柏
    Amygdalus persica var. persica f.duplex-Amygdalus triloba-Sabina procumbens
    乔灌草
    Arbor-shrub-grass compound land
    密植
    Thick planting
    73.859.114.7
    长春健身园Changchun Fitness Park2碧桃-铺地柏-油松
    Amygdalus persica var. persica f. duplex-Sabina procumbens -Pinus tabuliformis
    乔灌草
    Arbor-shrub-grass compound land
    密植
    Thick planting
    7563.92511.075
    3大叶黄杨-西府海棠
    Euonymus japonicus-Malus micromalus
    乔灌
    Tree-shrub
    疏植
    Thin planting
    73.52562.9510.575
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    表  3  紫竹院公园噪声测量结果

    Table  3.   Noise measurement results of Zizhuyuan Park

    公园名称
    Park name
    样方编号
    Quadrat No.
    植物组成
    Plant composition
    群落结构
    Community structure
    种植密度
    Planting density
    公园边界外测噪声
    Noise outside the park boundary/dB
    公园边界内测噪声
    Noise inside the park boundary/dB
    噪声衰减绝对值
    Absolute value of noise attenuation/dB
    紫竹院公园
    Zizhuyuan Park
    1早园竹-白皮松
    Phyllostachys propinqua-Pinus bungeana
    乔草
    Tree-grass
    疏植
    Thin planting
    70.7565.55.25
    2早园竹-连翘-珍珠梅
    Phyllostachys propinqua-Forsythia suspensa-Sorbaria sorbifolia
    乔灌
    Tree-shrub
    疏植
    Thin planting
    68.97565.0253.95
    3油松-紫荆-西府海棠
    Pinus tabuliformis -Cercis chinensis-Malus micromalus
    乔灌
    Tree-shrub
    疏植
    Thin planting
    68.964.8754.025
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    表  4  马甸公园噪声测量结果

    Table  4.   Noise measurement results of Madian Park

    公园名称
    Park name
    样方编号
    Quadrat No.
    植物组成
    Plant composition
    群落结构
    Community structure
    种植密度
    Planting density
    公园边界外测噪声
    Noise outside the park boundary/dB
    公园边界内测噪声
    Noise inside the park boundary/dB
    噪声衰减绝对值
    Absolute value of noise attenuation/dB
    马甸公园
    Madian Park
    1栾树-圆柏-紫叶李
    Koelreuteria paniculata- Juniperus chinensis-Prunus cerasifera
    乔草
    Tree-grass
    疏植
    Thin planting
    70.1063.436.67
    2栾树-丁香-圆柏
    Koelreuteria paniculata-Syringa oblata-Juniperus chinensis
    乔灌草
    Arbor-shrub-grass compound land
    疏植
    Thin planting
    71.4064.636.77
    3洋白蜡-圆柏
    Fraxinus pennsylvanica-Juniperus chinensis
    乔草
    Tree-grass
    疏植
    Thin planting
    68.1761.976.20
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    表  5  受评群落SBE结果

    Table  5.   Evaluation of community SBE results

    序号
    Serial No.
    样方
    Quadrat
    植被组成
    Vegetation constitute
    美景度SBE值
    SBE value of beauty
    1太阳宫公园样方2 Quadrat 2 in Taiyanggong Park毛白杨-油松-圆柏
    Populus tomentosa-Pinus tabuliformis-Juniperus chinensis
    0.83
    2长春健身园样方1Quadrat 1 in Changchun Fitness Park碧桃-榆叶梅-铺地柏
    Amygdalus persica var. persica f. duplex-Amygdalus triloba
    0.83
    3长春健身园样方2 Quadrat 2 in Changchun Fitness Park碧桃-铺地柏-油松
    Amygdalus persica var. persica f. duplex-Sabina procumbens-Pinus tabuliformis
    -0.18
    4长春健身园样方3 Quadrat 3 in Changchun Fitness Park大叶黄杨-西府海棠
    Buxus megistophylla-Malus micromalus
    -1.04
    5紫竹院公园样方1 Quadrat 1 in Zizhuyuan Park早园竹-白皮松
    Phyllostachys propinqua-Pinus bungeana
    -0.70
    6马甸公园样方2Quadrat 2 in Madian Park栾树-丁香-圆柏
    Koelreuteria paniculata-Syringa oblata-Juniperus chinensis
    0.08
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-10
  • 修回日期:  2016-11-16
  • 刊出日期:  2017-03-01

北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
    基金项目:

    北京市共建项目 2015BLUREE01

    中央高校基本科研业务费专项 2015ZCQ-YL-01

    作者简介:

    李冠衡,博士,副教授。主要研究方向:植物景观规划设计理论。Email: liguanheng@bjfu.edu.cn  地址:100083  北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者: 董丽,博士,教授。主要研究方向:园林植物应用与生态修复。Email: Dongli@bjfu.edu.cn  地址:同上
  • 中图分类号: S731.2

摘要: 对城市公园绿地外道路噪声环境进行监测与分析的结果表明:公园边界噪音来源于车辆发动机噪音、胎噪、运动风声的综合噪声。这些噪音对公园游憩造成了或多或少的影响。如果公园绿地边缘部分的植物景观能够迅速降低噪音,又能展现美感,将对公园利用率的提高大有裨益。植物景观的视觉效果与生态效益都融合在园林植物中,所以一次设计将在多个层面展现植物景观的功能。以北京市公园绿地(被城市干道包围的绿地)边界的多个不同样方为对象,调查与研究这一宽度范围内的植物类型、种植密度和配置方式,从而判断使噪声衰减最有效率的植物配置形式。这些植物群落不仅能有效地减弱交通噪声,构造更为安静的游园环境,而且更能美化城市环境,体现并形成当地的植物特色。按照降噪效率对这些样方进行排序并运用SBE法对所测公园边界的植物群落进行美景度相应指标的评价,分析边界植物群落色彩美景度高低的原因,得到所测群落中景观效果最好的植物配置形式。综合以上两种最佳形式的植物配置,进行平衡与推断, 形成诸如同样的宽度条件下,多排小乔或低层灌木既可以起到较好的降噪作用,又可以丰富路缘的观赏效果;乔灌草皆有的种植模式中乔木排数尽可能多,林间内部保持通透,会形成舒适的空间效果等判断, 可以对北京市以及类似的大型城市绿地边缘塑造植物景观提供科学的论据。

English Abstract

李冠衡, 熊健, 徐梦林, 董丽. 北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
引用本文: 李冠衡, 熊健, 徐梦林, 董丽. 北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
LI Guan-heng, XIONG Jian, XU Meng-lin, DONG Li. Comprehensive study on the noise reduction ability and the visual effect on the edge of green space of Beijing urban park[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
Citation: LI Guan-heng, XIONG Jian, XU Meng-lin, DONG Li. Comprehensive study on the noise reduction ability and the visual effect on the edge of green space of Beijing urban park[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
  • 北京城市绿地在城市的迅速扩张中逐渐呈现孤岛化和斑块化的发展趋势,公园绿地被城市干道和建筑包围,形成了以灰色城市为底,小块绿地为图的城市肌理。因此,绿地逐渐成为居民生活最重要的生态发生器和环境美化的基础设施。由于在绿地中相对安静、凉爽,并且可以欣赏园中美景,所以现代生活对绿地的要求也不断提高。

    公园面积越大,与城市结构、道路的交界面就越大,而在园林设计时常对位于绿地边缘的部分简单处理,这与绿地建设用地的性质以及中心城区用地的稀有性相悖。本着提高利用率的出发点,边界部分游憩设施越多利用率越高,但也许会因为距离道路更近,噪音过大使活动受到干扰;反之,种植越厚重越安静,绿地的利用率会相对降低。

    相同宽度的绿地降噪能力可能受到这部分植物种植的层次、密度影响:密度高、层次繁多一定有更好的降噪能力,但却可能影响植物景观的欣赏效果。由此可见,绿地边界植物景观的设计是决定绿地内是否安静、景色优美、高效利用的关键因素。而这其中降噪能力的高低与植物景观的视觉美感优劣直接关系到植物景观设计的成败。

    国内外涉及公园边界、噪声检测、美景度评价方面的研究,有着较为丰富的理论成果。扈军等[1]通过实地测量、噪声理论计算以及计算机仿真模拟进行对比分析,研究绿化植被对交通噪声的阻隔作用及其影响要素。张秦英等[2]实地测量得出绿地宽带,尤其是乔灌层的宽度对噪声的衰减值影响最大。植物的分层性方面,上中下、上中的结构层次优于上下层次。郑思俊等[3]通过室内装置测量植物的隔声量,比较不同植物类型的隔声效果,再通过野外实测,分析不同植物群落的降噪效果及其影响因子,发现叶面积大和浓密的树种隔声性能好。影响植物群落降噪效果主要是群落乔木层高度、群落郁闭度以及群落冠层位置、群落宽度等因素。宋亚男等[4]运用美景度评判法对上海城市公园32个植物群落进行评价,得出群落结构、生长势、季相变化、林冠线和林缘线等因子影响人们对植物群落美景度的评价。周宁馨等[5]将武汉植物园群落当作探究对象,利用美景度(SBE)对选定的42个经典植物景观进行美景度价值评估,结果表明通常在不同群落类型中,落叶阔叶林群落的物种构造美景度评价值最高。王冬梦等[6]对郑州市36个滨水植物群落样地,采用平衡不完全区组比较评判法(BIB-LCJ)和语义分析法(SD)相结合的方式,对所选定样地的群落色彩进行评价分析,发现春季层次丰富饱满、色彩鲜艳明亮且色调温暖的滨水植物群落更迎合大众的心理需求。

    通过对现有的文献阅读分析发现有关城市公园植物景观和噪声的研究很多,已有的研究表明乔灌层的宽度、群落郁闭度和绿地结构对绿地减噪效果影响较为明显[7];植物群落美景度评价与植物种类有关[8],但有以下局限性:1)噪声的研究大多数是对道路绿化带降噪效应的评测,针对城市公园噪声研究较少;2)关于北京市这样超级城市的公园植物群落美景度研究较少;3)针对绿地降噪的研究与针对植物景观美景度的研究都比较丰富,而将二者结合并对绿地利用率进行综合思考的研究比较少见。

    • 选择北京市具有代表性,并且被主要城市交通干道包围的公园为研究对象。根据条件选取太阳宫公园东侧、紫竹院南侧、马甸公园东侧、长春健身园南侧等公园边界为切入点(图 1)。样方按照40 m×24 m面积计数,在以上范围内选择。所选样地外侧为北京市城市主要交通干道,内部为北京市重要的城市公园,按照植物景观类型与结构的差异每个公园边界内各选取3个样方。样方与道路距离一致,排除声音随距离自然衰减的差异,样方内场地平坦,排除地形对噪声的干扰作用,样方外道路级别一致,保证车流量及噪声环境统一。

      图  1  样点区位图

      Figure 1.  Sample plot bitmap

    • 对绿地配置模式的调查主要以现场观查、测量记录为主的方式进行,观测样方群落的分层情况、乔木层平均高度和树种组成。画出样方植物群落的实测平面图。

    • 测量仪器为2台多功能声级计,测量前使用声校准器校正。测量时使用2台声级计同步进行,保证交通噪声源的一致性。将样地临近路面边缘一侧定为0 m处,设置测点,并向绿地内部垂直于外边缘的方向延伸,间隔3 m设置第2个测点,每个样点共测6组数据,每个样方共测8个样点。测量高度设置为1.2 m。测定时选择湿度、温度、风速、风向等因素较小的时间段,其中风速小于1.5 m/s。测量时间为7月中旬,时段为早高峰07:00—09:00和晚高峰16:00—19:00。测量参数选取A计权声级。

    • 照片采集过程中, 使用同一型号相机,使用相同的拍摄模式,相机高度距地面1.5 m左右,距离以能拍摄植物整体为宜,并尽量在顺光条件下拍摄,保证拍摄角度一致。照片均在08:00—16:00的晴朗、能见度高的天气拍摄。最终每个样地选择一张能全面反映样地群落景观的照片。

    • 研究表明不同群体或者不同文化背景的评判者之间, 审美态度在统计学意义上不存在显著差异。本次实验选择园林相关专业和非相关专业的研究生作为景观评判者,评判标准采用5分制, 即-2~2, 数值越大, 表示景观质量越高,数值越小,表示质量越低。利用PowerPoint软件将照片编号。评判前先做简要说明,并播放类似的幻灯片,让评判者对待测事物有所认识。每张播放时间为10 s,评判者按幻灯片次序在评判表上记录打分。

    • 为避免由于审美不同而造成的度量尺度差异,对受测者的原始评判分值(SBE值)进行标准化计算,以求得最终标准化SBE值[9]

      $$ \begin{align} & {{Z}_{ij}}=({{R}_{ij}}-{{R}_{j}})/{{S}_{j}} \\ & \text{SB}{{\text{E}}_{\mathit{i}}}=\sum{{{Z}_{ij}}/{{N}_{i}}} \\ \end{align} $$

      式中:Zij为第j个观察者对第i个景观照片的规范化美景度值,Rij为第j个观察者对第i个景观照片的评判值,Rj为第j个观察者对所有景观照片的评判均值,Sj为第j个观察者对所有景观照片评判值的标准差,SBEi为第i个景观照片最终标准化SBE值,Ni为第i个景观照片评判的总人数。

    • 本研究的技术路线见图 2

      图  2  研究技术路线

      Figure 2.  Research technology roadmap

    • 从实测平面图(图 3~5)可以看出:3个样方均为针阔混交林,靠近道路一侧为高大的落叶阔叶植物,枝叶部分位于上层,形成行道树序列。样方1的乔木层植物主要包括毛白杨(Populus tomentosa)、旱柳(Salix matsudana)和圆柏(Juniperus chinensis),乔木层中毛白杨高度为12 m,旱柳和圆柏平均高度在7 m左右,平均高度1.5 m的中层较少(图 3)。样方2的乔木层主要是毛白杨和雪松(Cedrus deodara),乔木层中毛白杨高度较高,在12 m左右,地被层种植铺地柏(Sabina procumbens),样方内植物较为葱郁(图 4)。样方3乔木层主要是国槐(Sophora japonica)和旱柳,乔木层平均高度在7 m左右,灌木层有一丛木槿(Hibiscus syriacus),绿地植被稀疏(图 5)。

      图  3  太阳宫公园样方1植物群落平面图

      Figure 3.  Plant community plan of quadrat 1 in Taiyanggong Park

      图  4  太阳宫公园样方2植物群落平面图

      Figure 4.  Plant community plan of quadrat 2 in Taiyanggong Park

      图  5  太阳宫公园样方3植物群落平面图

      Figure 5.  Plant community plan of quadrat 3 in Taiyanggong Park

    • 噪声测量结果处理及分析由现场样点测量数值经过滤噪处理,主要消除公园内持续干扰的音乐部分(歌曲播放)和蝉鸣的高频部分,由仪器记录平均噪声值作为制表数据。从表 1可知:3个样方的植物群落对噪声都有不同程度的降低;在绿地与道路相同的距离下,样方2降低噪音的绝对值最高,达到7.175 dB;由图 6可以看出样方2在样点2、3、4位置减噪速率达到2.5,为3个样方中最快的。综合可得,太阳宫公园样方2绿地群落的减噪效果最好。

      表 1  太阳宫公园噪声测量结果

      Table 1.  Noise measurement results of Taiyanggong Park

      公园名称
      Park name
      样方编号
      Quadrat No.
      植物组成
      Plant composition
      群落结构
      Community structure
      种植密度
      Planting density
      公园边界外测噪声
      Noise outside the park boundary/dB
      公园边界内测噪声
      Noise inside the park boundary/dB
      噪声衰减绝对值
      Absolute value of noise attenuation/dB
      太阳宫公园
      Taiyanggong Park
      1毛白杨-圆柏-旱柳
      Populus tomentosa-Juniperus chinensis-Salix matsudana
      乔灌
      Tree-shrub
      疏植
      Thin planting
      64.77557.9756.8
      2毛白杨-雪松-圆柏
      Populus tomentosa-Cedrus deodara-Juniperus chinensis
      乔灌
      Tree-shrub
      密植
      Thick planting
      68.07560.97.175
      3国槐-木槿-旱柳
      Sophora japonica-Hibiscus syriacus-Salix matsudana
      乔灌
      Tree-shrub
      疏植
      Thin planting
      66.975624.975

      图  6  太阳宫公园样点噪声测量结果分析

      Figure 6.  Analysis of noise measurement result for Taiyanggong Park

    • 结合以上数据可知:样方2的植物群落在绿地间的密度较高;在相同面积内,样方2乔灌木共有34株,其中乔木30株,样方1有植株32株,样方3有植株34株;样方2主要种植树种为雪松,枝叶部分密集,并占据了地面平均2.5 m高的位置,地被有铺地柏等植物,较为丰富。因此。样方2降噪效果要优于样方1和样方3。

    • 从实测平面图可以看出:样方1(图 7)、样方2(图 8)均有行列式种植的乔灌木,样方3(图 9)内除大叶黄杨(Euonymus japonicus)整齐修剪之外,其他乔灌木均散植绿地中。样方1乔木层为油松(Pinus tabuliformis),中层为碧桃(Amygdalus persica var. persica f. duplex);乔木层中油 松平均高度7 m,中层榆叶梅(Amygdalus triloba)、碧桃平均高度在4 m左右,绿地地被层种植铺地柏;样方内种植较为蓊郁。样方2乔木层主要为旱柳、油松,平均高度7 m;灌木层中密植铺地柏;样方内种植较为丰富。样方3乔木层内主要为西府海棠(Malus micromalus),平均高度为4 m;平均高度1.5~4 m的中层种植稀疏;大叶黄杨修剪整齐,高度为0.6 m;高层植物缺乏。

      图  7  长春健身园样方1植物群落平面图

      Figure 7.  Plant community plan of quadrat 1 in Changchun Fitness Park

      图  8  长春健身园样方2植物群落平面图

      Figure 8.  Plant community plan of quadrat 2 in Changchun Fitness Park

      图  9  长春健身园样方3植物群落平面图

      Figure 9.  Plant community plan of quadrat 3 in Changchun Fitness Park

    • 由现场样点测量数值经过滤噪处理,主要消除公园内持续干扰的园内广播部分,蝉鸣的高频部分、汽车驶过的鸣笛声由仪器记录平均噪声值作为制表数据。从表 2可知:3个样方的植物群落对噪声都有不同程度的降低;在绿地距道路相同的距离下,样方1降低噪音的绝对值最高,达到14.7 dB。由图 10可以看出样方1在样点4、5位置减噪速率达到6,为本样方中最快的。综合可得,长春健身园样方1绿地群落的减噪效果最好。

      表 2  长春健身园噪声测量结果

      Table 2.  Noise measurement results of Changchun Fitness Park

      公园名称
      Park name
      样方编号
      Quadrat No.
      植物组成
      Plant composition
      群落结构
      Community structure
      种植密度
      Planting density
      公园边界外测噪声
      Noise outside the park boundary/dB
      公园边界内测噪声
      Noise inside the park boundary/dB
      噪声衰减绝对值
      Absolute value of noise attenuation/dB
      1碧桃-榆叶梅-铺地柏
      Amygdalus persica var. persica f.duplex-Amygdalus triloba-Sabina procumbens
      乔灌草
      Arbor-shrub-grass compound land
      密植
      Thick planting
      73.859.114.7
      长春健身园Changchun Fitness Park2碧桃-铺地柏-油松
      Amygdalus persica var. persica f. duplex-Sabina procumbens -Pinus tabuliformis
      乔灌草
      Arbor-shrub-grass compound land
      密植
      Thick planting
      7563.92511.075
      3大叶黄杨-西府海棠
      Euonymus japonicus-Malus micromalus
      乔灌
      Tree-shrub
      疏植
      Thin planting
      73.52562.9510.575

      图  10  长春健身园样点噪声测量结果分析

      Figure 10.  Analysis of noise measurement result for Changchun Fitness Park

    • 结合以上数据可知:样方1的植物群落在绿地间的密度较高;在相同面积内,乔灌木在样方1中共有植株36株,样方2有植株33株,样方3有植株14株;样方1中主要种植树种为油松、碧桃,枝叶部分密集并占据了地面平均1~7 m高的位置,且乔木层种植呈多层并排式,地被有铺地柏等植物,上、中、下层层次明显。因此,样方1降噪效果要优于样方2和样方3。

    • 实测平面图可以看出:样方1靠近道路一侧种植高大国槐,枝叶部分位于上层,呈行列式布置(图 11);样方2为针阔叶混交林(图 12);样方3为整体散布种植(图 13)。样方1植物种植以早园竹(Phyllostachys propinqua)为主,平均高度为7 m,乔木层植物主要包括国槐、白皮松(Pinus bungeana),平均高度在8 m左右;平均高度1.5~4 m的中层较少。样方2植物种植仍以早园竹为主,平均高度为7 m,乔木层散植,主要为国槐、毛白杨,平均高度在8 m左右;平均高度在3 m左右的珍珠梅(Sorbaria sorbifolia)呈组群式种植,下层种植高度1 m左右的连翘(Forsythia suspensa);样方内植物种植层次较为清晰。样方3乔木层主要为油松,平均高度在7 m左右;平均高度在4 m左右的中层小乔木为紫荆(Cercis chinensis)、西府海棠(Malus micromalus);缺乏地被层。

      图  11  紫竹院公园样方1植物群落平面图

      Figure 11.  Plant community plan of quadrat 1 in Zizhuyuan Park

      图  12  紫竹院公园样方2植物群落平面图

      Figure 12.  Plant community plan of quadrat 2 in Zizhuyuan Park

      图  13  紫竹院公园样方3植物群落平面图

      Figure 13.  Plant community plan of quadrat 3 in Zizhuyuan Park

    • 由现场样点测量数值经过滤噪处理,仪器记录平均噪声值作为制表数据。从表 3可知:3个样方的植物群落对噪声都有不同程度的降低;在绿地距道路相同的距离下,样方1降低噪音的绝对值最高,达到5.25 dB。由图 14可以看出:样方1在样点1、2、3段落减噪速率达到2,为本样方中最快段落。综合可得,紫竹院公园样方1绿地群落的减噪效果最好。

      表 3  紫竹院公园噪声测量结果

      Table 3.  Noise measurement results of Zizhuyuan Park

      公园名称
      Park name
      样方编号
      Quadrat No.
      植物组成
      Plant composition
      群落结构
      Community structure
      种植密度
      Planting density
      公园边界外测噪声
      Noise outside the park boundary/dB
      公园边界内测噪声
      Noise inside the park boundary/dB
      噪声衰减绝对值
      Absolute value of noise attenuation/dB
      紫竹院公园
      Zizhuyuan Park
      1早园竹-白皮松
      Phyllostachys propinqua-Pinus bungeana
      乔草
      Tree-grass
      疏植
      Thin planting
      70.7565.55.25
      2早园竹-连翘-珍珠梅
      Phyllostachys propinqua-Forsythia suspensa-Sorbaria sorbifolia
      乔灌
      Tree-shrub
      疏植
      Thin planting
      68.97565.0253.95
      3油松-紫荆-西府海棠
      Pinus tabuliformis -Cercis chinensis-Malus micromalus
      乔灌
      Tree-shrub
      疏植
      Thin planting
      68.964.8754.025

      图  14  紫竹院公园样点噪声测量结果分析

      Figure 14.  Analysis of noise measurement result for Zizhuyuan Park

    • 样方1的植物群落密度较高;在相同面积内,样方1乔灌木株数为11株,样方2为26株,样方3为27株;虽然株数少于其他样方,但就竹子覆盖率而言,样方1为60%左右,高于样方2和样方3;样方1中竹子、国槐及白皮松枝叶部分密集并占据了地面平均2.5~10 m高的位置,竹类种植宽度大,与中层植物种植紧密结合。因此,样方1降噪效果要优于样方2和样方3。

    • 由实测平面图可以看出:样方1主要为行列式种植(图 15);样方2(图 16)、样方3(图 17)均为针阔混交林,靠近道路一侧为高大的落叶阔叶植物,枝叶部分位于上层,形成良好的上层围合空间,但绿地内植被种植较为稀疏。样方1的乔木层植物主要包括栾树(Koelreuteria paniculata)、圆柏,乔木层平均高度在7 m左右;平均高度在4 m左右的中层较少,只有紫叶李(Prunus cerasifera)一种。样方2乔木层主要是栾树和圆柏,乔木层的平均高度在7 m左右;中层紫丁香(Syringa oblata)作为点缀,高度为3 m;地被植物以麦冬(Ophiopogon japonicusl)和冷季型草坪(Agrostis spp.)为主,样方内植物较为葱郁。样方3乔木层主要是洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)和圆柏,乔木层平均高度在8 m左右;无平均高度在4 m左右的中层植物;层次单一。

      图  15  马甸公园样方1植物群落平面图

      Figure 15.  Plant community plan of quadrat 1 in Madian Park

      图  16  马甸公园样方2植物群落平面图

      Figure 16.  Plant community plan of quadrat 2 in Madian Park

      图  17  马甸公园样方3植物群落平面图

      Figure 17.  Plant community plan of quadrat 3 in Madian Park

    • 由现场样点测量数值经过滤噪处理,主要消除公园内儿童游乐嬉闹部分、蝉鸣的高频部分,由仪器记录平均噪声值作为制表数据。从表 4可知:3个样方的植物群落对噪声都有不同程度的降低;在绿地距道路相同的距离下,样方2降低噪音的绝对值最高,达到6.77 dB。由图 18可以看出:样方2在样点1、2位置减噪速率达到4,为本样方中最快的。综合可得,马甸公园样方2绿地群落的减噪效果最好。

      表 4  马甸公园噪声测量结果

      Table 4.  Noise measurement results of Madian Park

      公园名称
      Park name
      样方编号
      Quadrat No.
      植物组成
      Plant composition
      群落结构
      Community structure
      种植密度
      Planting density
      公园边界外测噪声
      Noise outside the park boundary/dB
      公园边界内测噪声
      Noise inside the park boundary/dB
      噪声衰减绝对值
      Absolute value of noise attenuation/dB
      马甸公园
      Madian Park
      1栾树-圆柏-紫叶李
      Koelreuteria paniculata- Juniperus chinensis-Prunus cerasifera
      乔草
      Tree-grass
      疏植
      Thin planting
      70.1063.436.67
      2栾树-丁香-圆柏
      Koelreuteria paniculata-Syringa oblata-Juniperus chinensis
      乔灌草
      Arbor-shrub-grass compound land
      疏植
      Thin planting
      71.4064.636.77
      3洋白蜡-圆柏
      Fraxinus pennsylvanica-Juniperus chinensis
      乔草
      Tree-grass
      疏植
      Thin planting
      68.1761.976.20

      图  18  马甸公园样点噪声测量结果分析

      Figure 18.  Analysis of noise measurement result for Madian Park

    • 结合以上数据可知:样方2的植物群落乔灌木植株数量为24株,样方1为31株,样方3为17株;样方2在种植密度上并没有高于样方1,但其降噪效果较好,其原因需进一步研究论述;样方1与样方3降噪能力基本相同,因二者种植排数一致,且多数为乔木所致。

    • 综合各个公园中绿地实测平面图和照片可以发现:减噪效果较好样方的群落具有以下结构特点:

      1) 种植中,乔木成行列式布置或较紧密的围合状态,对减噪具有明显作用。

      2) 在植物搭配中,乔灌草三者结合种植或乔草种植,降噪效果要远胜于单纯的灌木、草本搭配。

      3) 使用竹子等密度较大的植物作为屏障,并使之呈现一定宽度时,降噪效果好。

      4) 离道路近的位置布置与人耳高度相同的植物种类,有较好的降噪基础。

      5) 与噪声传播方向垂直的种植排数越多越有利于降噪。

      6) 从植物数量来看,较密集的种植降噪性能好过稀疏的种植。

    • 利用美景度(SBE)评价法,对经过降噪能力筛选的前6位样方(太阳宫公园样方2,长春健身园样方1、样方2、样方3,紫竹院公园样方1,马甸公园样方2)进行评价。如果既有高效的降噪能力又具备良好的外部、内部观赏效果,则这样的植物群落组成可以作为优良的参考样本。

    • 根据专家(8位)咨询得到美景度评价主要从植物群落色彩及观赏特性、植物群落的空间感、植物群落背景的空间构图、植物群落层次的丰富程度几个指标进行。群落的色彩配合可以增加视野内的焦点作用,由于实验时间在夏季,开花植物种类并不多,所以观赏特性需由专业人员评价;植物景观的空间感反映其混乱与秩序性;群落背景的空间构图反映植物林冠线与视觉通道与背景的关系;植物群落的层次可以反映植物高低搭配的效果。

    • 表 5数据可以看出:太阳宫公园样方2、长春健身园样方1植被组成更受大众的欢迎;马甸公园样方2的群落组合也取得较好的效果。

      表 5  受评群落SBE结果

      Table 5.  Evaluation of community SBE results

      序号
      Serial No.
      样方
      Quadrat
      植被组成
      Vegetation constitute
      美景度SBE值
      SBE value of beauty
      1太阳宫公园样方2 Quadrat 2 in Taiyanggong Park毛白杨-油松-圆柏
      Populus tomentosa-Pinus tabuliformis-Juniperus chinensis
      0.83
      2长春健身园样方1Quadrat 1 in Changchun Fitness Park碧桃-榆叶梅-铺地柏
      Amygdalus persica var. persica f. duplex-Amygdalus triloba
      0.83
      3长春健身园样方2 Quadrat 2 in Changchun Fitness Park碧桃-铺地柏-油松
      Amygdalus persica var. persica f. duplex-Sabina procumbens-Pinus tabuliformis
      -0.18
      4长春健身园样方3 Quadrat 3 in Changchun Fitness Park大叶黄杨-西府海棠
      Buxus megistophylla-Malus micromalus
      -1.04
      5紫竹院公园样方1 Quadrat 1 in Zizhuyuan Park早园竹-白皮松
      Phyllostachys propinqua-Pinus bungeana
      -0.70
      6马甸公园样方2Quadrat 2 in Madian Park栾树-丁香-圆柏
      Koelreuteria paniculata-Syringa oblata-Juniperus chinensis
      0.08
    • 太阳宫公园内样方2群落种植较为开敞,夏季色彩也比较统一,但春季丁香有很好的中层表现力,为整个群落色彩效果加分。上层植物为圆柏、毛白杨、油松,中层植物为丁香,下层植物为麦冬,植被层次较为丰富,植物景观空间感较好。绿地靠近城市道路一侧是体量较大的毛白杨,后侧是油松和圆柏,林冠线丰富,群落的空间构图较好。

      长春健身园样方1植被层次较为丰富,铺地柏靠近道路位于前层,碧桃丛植能形成突出的春季观赏效果,有不少加分;油松点植于桃花丛间,形成较饱满的天际线。铺地柏的蓝绿色枝叶与碧桃的绿色叶片色彩对比较为明显。

      长春健身园样方3评分最低,结合实测平面图和现场照片,可以发现大叶黄杨绿篱和西府海棠的组合层次比较单一,缺乏高大的乔木和草本植物。丛状种植的西府海棠并没有形成连续的林冠线。

    • 对数据进行综合分析可以发现:长春健身园样方1的植物组合既能起到很好的降噪作用,其景观视觉效果又能为大众认可,是值得推广的植物组合形式。结合以上分析,在城市公园的边界植物景观设计中,既能减噪又有较高美景度质量的群落具有以下特点:

      1) 在公园绿地边缘,首先使用中下层植物或分支点较低的乔木,增加边缘植物种植的层次;考虑使用观花植物或彩叶类植物增加在市政道路上行走时绿地对视野的影响,令人产生舒适感和深刻记忆。

      2) 丛植植物种植平面上要形成品字形列植,立面上要减少树冠间缝隙,多层次的树冠搭配降噪效果较好。

      3) 植物组合在层次上尽量形成连续的控制或交错连续状态,避免形成种植的离散状态。植物高度组合上高低错层,可以在噪声震荡过程中在不同高度起到减噪作用,也可以形成优美的林冠线。

      4) 由于声波震荡传递的原因,单一排层的植物即使局部种植很密集,对噪声的降低能力都较弱,所以建议在靠近道路侧设计多排植物种植的群体。根据调查,连续3~4排小乔木能形成明显降噪作用。

      5) 从植物类型上看,体量相当的大型乔木中阔叶树的降噪能力(尤其在2 000 hz以上的高频段)要优于针叶树;在既有针叶树也有阔叶树的群体内,二者对降噪的影响比例暂不明确。所以,在局部群落中阔叶树的比例应有所提高。根据华北地区自然群落组成关系,建议公园边缘部分常绿针叶与落叶阔叶树数量比例为3:7左右。

      6) 不同季节植物群落降噪能力有很大差异,春末夏初落叶阔叶树的枝叶量最为繁盛,降噪能力优秀,秋冬季落叶后其减噪效果减弱。常绿针叶树对噪声的阻隔四季皆有,但如果全用常绿树堆砌从景观效果上必会缺乏美感。常绿树与落叶树自然比例又有温度带的影响,需要另设篇章单独论述。

      7) 文中的实验结果显示,有的植物群落美景度高,但减噪效果却较差。实验中美景度评价较高的群落形式一般为草坪、疏林草地或是种植孤赏树的开阔空间。这些群体视觉效果通透、开敞,视距关系优秀,观赏视角舒适。但这3种类型植物组合由于林下开敞减噪效果一般,建议增加边界种植层次,特别是紧邻城市干道的公园边界上种植观赏性高的植物,丰富中、下层次的植物组合。

      8) 植物群落减噪效果好但美景度评价一般的群落有密集的乔、灌、草结构(种植厚度在15~18 m间),这样的种植对市政道路上行走的人有强烈的隔离感,如此的连续种植会让人感到单调与疏离。建议对种植空间略做调整,由连续层次种植调整为交错斑块种植,并稍作镶边植物的装饰性调整,可以提升边界的美感。

      9) 从样方提供的数据看,远离道路边界进入公园内24 m过程中有些群落内已经形成稳定的噪音环境,但从国家噪音等级划定来看仍然属于轻度到中度噪声污染范围,植物景观所起的作用并不完美;从主观感受上,有些样方虽然分贝值高,但听到的噪声均匀平稳,并未造成心理不适,这方面的研究应从人的噪声耐受性上单独论证。

      植物景观是由生活的植物形成的视觉表现,并不是机械的体块,设计也并没有固定的模式限制,充满创造力以及舒适的游赏环境是设计的魅力所在。所以,一切看似科学的评估与判断需要在适当灵活而系统的使用下才能发挥作用。

参考文献 (9)

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