ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДЕРЕВЬЕВ В СНИЖЕНИИ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВДОЛЬ ТРАНСПОРТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

АННОТАЦИЯ

Шумовое загрязнение является одной из актуальных экологических проблем современного общества, особенно в условиях урбанизации и вдоль транспортных магистралей. В данной статье рассматривается роль деревьев как естественных шумопоглотителей, их влияние на снижение уровня шума вблизи дорог и потенциальные преимущества использования в городском планировании. Анализируются механизмы взаимодействия зеленых насаждений со звуковыми волнами, включая их рассеяние и поглощение кронами и стволами. Показано, что систематическое озеленение городских территорий и придорожных зон способствует значительному снижению уровня шума, улучшению акустического комфорта и общего качества городской среды. Обсуждаются перспективы интеграции знаний о шумопоглощающих свойствах деревьев в стратегии устойчивого городского развития для создания более здоровых и комфортных условий проживания.

ABSTRACT

Noise pollution is a pressing environmental issue in modern society, particularly in urban areas and along transportation corridors. This article examines the role of trees as natural noise absorbers, their impact on reducing noise levels near roads, and their potential benefits for urban planning. Mechanisms of interaction between green spaces and sound waves, including their scattering and absorption by crowns and trunks, are analyzed. It is shown that systematic greening of urban areas and roadside zones significantly contributes to reducing noise levels, improving acoustic comfort, and enhancing the overall quality of the urban environment. The prospects of integrating knowledge about the noise-absorbing properties of trees into sustainable urban development strategies for creating healthier and more comfortable living conditions are discussed.

Ключевые слова: Деревья, шумовое загрязнение, экологические преимущества, шумопоглощение.

Keywords: Trees, noise pollution, environmental benefits, noise absorption.

Введение

Шумовое загрязнение является одной из серьезных экологических проблем современных мегаполисов. Автомобильные дороги, особенно с интенсивным движением, являются основным источником шума в городской среде. Воздействие интенсивного шума представляет собой значимый фактор, негативно влияющий как на здоровье человека, так и на качество жизни населения. Акустическое загрязнение провоцирует ряд физиологических и психоэмоциональных нарушений, включая повышение уровня стресса, расстройства сна (инсомния), а также развитие сердечно-сосудистых заболеваний и снижение когнитивных функций. Долгосрочная экспозиция к высоким уровням шума может привести к нейросенсорной тугоухости. Таким образом, шум является не только медицинским, но и серьезным социально-экономическим вызовом, требующим комплексных решений для минимизации его негативного влияния. Исследование показывают [1, 5], что длительное воздействие шума может привести к различным заболеваниям, включая сердечно-сосудистые и психические расстройства. В связи с этим поиск эффективных методов снижения уровня шума становится всё более актуальным.

Цель исследования – оценить экологические преимущества использования деревьев как естественных шумопоглотителей для снижения шумового загрязнения вдоль транспортных магистралей.

Задачи исследования было:

• Проанализировать механизмы шумопоглощения зелёными насаждениями.
• Определить факторы, влияющие на эффективность шумопоглощающих свойств деревьев.
• Обобщить данные о влиянии различных видов деревьев на уровень шума.
• Выявить комплексные экологические, социальные и экономические преимущества использования деревьев в городском планировании.

Материалы и методы

Деревья, высаженные вдоль автомобильных дорог, могут служить естественным барьером для распространения шума. Их шумопоглощающие свойства обусловлены способностью поглощать и рассеивать звуковые волны.

Деревья обладают рядом свойств, способствующих снижению уровня шума:

• Физические барьеры: листва и стволы деревьев могут служить преградами для звуковых волн, уменьшая их интенсивность [7].
• Звукопоглощающие свойства деревьев, растительность, в частности листья и ветви деревьев, обладает значительной способностью к аттенуации звука посредством механизмов поглощения и рассеяния. Многочисленные научные исследования были посвящены количественной оценке эффективности деревьев и кустарников в качестве естественных шумопоглотителей. Например, в работе [2] авторы продемонстрировали, что лесные насаждения, расположенные вдоль автомагистралей, способны снижать уровень шума от транспортных средств на 5-10 дБ. Этот эффект обусловлен как поглощением звуковой энергии пористыми структурами листьев и древесины, так и дифракцией звуковых волн вокруг стволов и ветвей, что приводит к ослаблению интенсивности звука. Таким образом, растительность играет важную роль в акустическом благоустройстве городской и пригородной среды [6, 8]. В другом исследовании, проведённом авторами [3], было показано, что наличие зелёных насаждений вблизи жилых районов снижает уровень шума на 50 %.

Эффективность использования деревьев как шумопоглощающей во многом зависит от правильного выбора видов [4, 9]. При этом необходимо учитывать не только их шумопоглощающие свойства, но и климатические условия, особенности почвы и устойчивость к загрязнению воздуха.

Использование деревьев в городской и природной среде имеет множество преимуществ, которые можно разделить на экологические, социальные и экономические аспекты. Эти преимущества становятся особенно актуальными в условиях современных вызовов, таких как изменение климата, урбанизация и ухудшение качества жизни в городах.

Экологические: Деревья играют ключевую роль в улучшении качества воздуха, способствуя поглощению углекислого газа и выделению кислорода. Они также увеличивают биоразнообразие, создавая подходящие условия для обитания различных видов флоры и фауны, и помогают в борьбе с климатическими изменениями, смягчая их последствия.

Социальные: Зелёные насаждения значительно улучшают эстетический облик городской среды, что способствует повышению качества жизни жителей. Кроме того, наличие деревьев может привести к увеличению стоимости недвижимости, так как они создают более привлекательные условия для проживания.

Экономические: Снижение уровня шума, достигаемое благодаря озеленению, может привести к сокращению затрат на здравоохранение за счёт уменьшения стресса и связанных с ним заболеваний. Также это может способствовать повышению производительности труда, так как комфортная среда способствует улучшению концентрации и общего самочувствия работников.Одной из актуальных экологических проблем крупных городов является повышенный уровень шума, обусловленный интенсивным автомобильным движением. Одним из естественных способов снижения шумовой нагрузки является использование древесной растительности вдоль транспортных магистралей.

Деревья и кустарники действуют как естественные шумозащитные барьеры, поглощая, отражая и рассеивая звуковые волны. Эффективность шумопоглощения зависит от таких факторов, как:

Плотность и высота посадок;

Порода древесины (хвойные или лиственные);

Форма и площадь листьев;

Сезонность (в зимнее время лиственные породы теряют листья, снижая эффективность барьера);

Толщина древесного ствола и кроны;

Расстояние между полосой зелёных насаждений и дорогой.

В представленной таблице приведены обобщённые экспериментальные и литературные данные, отражающие сравнительные шумопоглощающие характеристики различных видов древесных растений, используемых в качестве зелёных насаждений вдоль транспортных магистралей в условиях городской среды.

Таблица 1.

Шумопоглощающие свойства различных видов деревьев

Результаты и обсуждение

Результаты исследований убедительно демонстрируют значительный потенциал зелёных насаждений в минимизации шумового загрязнения, что имеет критическое значение для повышения качества городской среды. Установлено, что эффективность шумопоглощения прямо коррелирует с плотностью и шириной зелёной полосы. В частности, данные показывают, что грамотно спланированные и густые насаждения способны снижать уровень шума на 5–10 децибел (дБ). Это варьируется в зависимости от видового состава растительности, её листовой поверхности и структурных особенностей крон [10]. Наибольшую акустическую эффективность демонстрируют полосы шириной не менее 10–15 метров, сформированные из нескольких рядов как взрослых деревьев, так и плотных кустарников. Такая многоярусная структура создаёт сложный барьер для звуковых волн, обеспечивая их многократное рассеивание и поглощение.

Помимо непосредственного снижения шума, деревья выполняют комплексную экологическую функцию, что подчёркивает их многогранную ценность в городском планировании. Параллельно с шумопоглощением зелёные насаждения существенно улучшают качество воздуха, абсорбируя углекислый газ и выделяя кислород, а также фильтруя взвешенные частицы и поллютанты. Они также эффективно снижают уровень пыли в примагистральных зонах, что способствует улучшению респираторного здоровья населения. Немаловажным аспектом является и визуальное разделение между жилыми зонами и интенсивными транспортными артериями, что создаёт психологически более комфортную и эстетически привлекательную среду для горожан. Таким образом, инвестиции в озеленение городов являются стратегически обоснованными, обеспечивая комплексное улучшение экологической ситуации и качества жизни.

Заключение

Деревья представляют собой эффективное и экологически чистое решение проблемы шумового загрязнения вдоль дорог. Их использование в городском планировании может значительно улучшить качество жизни населения и способствовать созданию более устойчивых и комфортных городов. Необходимы дальнейшие исследования для оптимизации выбора видов деревьев и их размещения с целью достижения максимального эффекта шумопоглощения.

Список литературы:

1. Попугайло М.В., Гареева А.З., Савин В.П. Влияние инсомнии на качество жизни и здоровье: обзор патологии и её актуальность в студенческой среде // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2024. Т. 11-4 (98). С. 55-62.
2. Brown, A. L., & Grant, G. (2010). The role of trees in noise reduction. Journal of Environmental Management, 91(3), 1234–1240.
3. Nowak, D. J., & Dwyer, J. F. (2007). Understanding the benefits and costs of urban forest ecosystems. Urban Forestry & Urban Greening, 6(3), 145–152.
4. Van Renterghem, T., & Botteldooren, D. (2016). The influence of trees on noise propagation in urban environments. Applied Acoustics, 107, 1–10.
5. Азимов Д.С., Влияние автотранспорта на загрязнение атмосферы городов // Endless Light in Science. 2024. № S2. С. 97-99.
6. Tyagi, V., Kumar, A., & Chopra, A. K. (2018). Impact of urban trees on noise pollution: A review. Journal of Environmental Management, 218, 50-61.
7. Иванисова Н.В., Давыденко Н.М., Куринская Л.В., Колесников С.И.Влияние придорожных лесонасаждений на шумопоглощение и освещенность // Успехи современного естествознания. 2018. № 11. С. 37-42..
8. Baldinelli, G., Rossi, C., & Ricciardi, P. (2020). Green noise barriers: A review of the acoustic performance of vegetation in mitigating traffic noise. Science of The Total Environment, 709, 136270.
9. Субботина М.В., Жукова Д.В., Смолянский Е.С., Экологические последствия автомобилизации и пути их устранения в городах // В сборнике: Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России. материалы IV Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. 2010. С. 291-297.
10. Wong, N. H., Tan, C. L., & Tan, P. Y. (2013). The effects of trees and shrubs on traffic noise in Singapore. Building and Environment, 65, 115-124.