城市森林公園聲景評價研究

洪昕晨 張皓 潘明慧 王欣 吳姝婷 黃思穎 蘭思仁

摘要：根據聲景生態學對聲景元素的分類，通過模糊層次綜合評價法構建由地球物理聲、生物聲和人工聲3個準則層元素和15個指標層元素組成的城市森林公園聲景評價體系，并以哈爾濱國家森林公園為例，研究城市森林公園聲景對人的心理感受影響。結果表明，哈爾濱城市森林公園聲景總體評價結果為一般III。在指標層中，隸屬于很好V的指標為風吹樹葉聲、風吹枝條聲和鳥類嗚叫聲；隸屬于較好IV的指標為風吹落葉聲和掃帚掃地聲；隸屬于一般III的指標有滴水聲、流水聲、昆蟲嗚叫聲、人的腳步聲、人的唱歌聲和公園廣播聲：隸屬于較差II的指標為人的交談聲和飛機轟鳴聲：隸屬于很差I的指標有車輛交通聲和修建施工聲。評價結果符合實際，為今后城市森林公園聲景評價研究提供有效方法。

關鍵詞：聲景，評價，城市森林公園

聲景生態學[1]將聲景定義為一種能使人產生心理感知的聲能量，它由景觀中的地球物理聲（Geophonies）、生物聲（Biophonies）和人工聲（Anthrophonies）3種不同的聲源疊加組成。聲景生態學理論認為，地球物理聲、生物聲和人工聲之間的相互作用決定了聲景空間的特殊格局[2]。

在聲景研究方面.Jeon等[3]表明受試者在聲漫步過程中能夠區分不同聲元素的特點轉化為相應的主觀感受。Fasd[4]通過語義情況不同但物理特征相同的聲音進行了研究，表明有無語義對人的主觀評價會產生較大的影響：Blesser和Salter[5]通過對聲景的心理因素與時空變化的研究，發現空間能賦予人以對聲景的情感與相應的行為意識：Viollon等[6]通過對聲音和圖像的組合，在實驗室對一組受試者被展示的照片結合聽覺刺激對城市聲景進行評估，結果表明在城市化較高的地區視聽評價較低：Lercher和Schulte -Forkkamp[7]對社區聲景的研究結果表明，社區聲景評價越好，住戶的聲煩惱度就越低：李國棋[8]以主觀問卷調查的形式確定了聲景的重要性程度和喜好程度：邰惠鑫[9]建立了聲景相關特性以及綜合評價的基本體系，包括了空間特性、舒適性、聲源特性和動態變化等4個方面。這些成果豐富了聲景方面的研究，但對于城市森林公園的聲景研究尚鮮有報道。

因此，本研究將城市森林公園中的聲景作為主要研究對象，根據聲景生態學理論對聲景元素分類，并通過層次分析法將地球物理聲、生物聲和人工聲元素確定為3個準則層因素以及相對應的15個指標層因素，共同構建了城市森林公園聲景評價指標體系，為今后科學和系統的聲景研究提供理論依據和有效方法。

1 研究區概況

哈爾濱國家森林公園坐落于黑龍江省哈爾濱市動力區，面積為133.33h㎡，森林覆蓋率為90%.是以寒溫帶森林植物為主要研究對象的植物園[10]。哈爾濱國家森林公園內主要種植了東北地區的喬木、灌木和草本植物，其中木本植物和草本植物均多達400余種：各種小型獸類動物有刺猬、花鼠、黃鼬、狐貍、野兔等；另外有鳥類20多種，蝶類30多種[11]。哈爾濱國家森林公園是集植物科研、科普、旅游、休閑為一體的綜合性植物園，在城區內發揮了重要的生態服務功能，對城市居民的身心健康發揮了重要作用，為人們提供了一處良好的聽覺感知場所[12]。

2 研究方法

2.1 確定評價指標因子

從森林公園景觀建設實踐來看，森林聲景主要受3大要素的影響，即氣象、生物活動和器械[13-14]。本研究基于聲景生態學理論對聲景元素的分類，將城市森林公園的聲景分為地球物理聲、生物聲和人工聲3大類聲源。其中地球物理聲指非生物的自然狀況（如風、瀑布、降雨和閃電等）所產生的聲音，表現為背景聲并與其他聲音相互疊加、混合和掩蔽[2]：生物聲指生物群體中生物體產生的聲音（嗚叫聲、交流聲、警報聲和合唱等），表現出復雜性和可塑性的特質[15]；人丁聲指人造設備（如交通工具、鐘和廣播等）所產生的聲音，表現出侵略性和事件性的特征。

從聲景構成要素和城市森林公園的實際情況出發[13-15].采用理論分析法和專家調查法（Delphi法）[16]相結合的方法，通過地球物理聲、生物聲和人工聲3個因素構建準則層，并確定相對應的指標層指標。其中確定地球物理聲元素的下一級指標層指標有風吹樹葉聲、風吹枝葉聲、風吹落葉聲、滴水聲和流水聲等，確定生物聲元素的下一級指標層指標有鳥類嗚叫聲、昆蟲嗚叫聲、人的交談聲、人的腳步聲和人的歌唱聲等，確定人工聲的下一級指標層指標有飛機轟鳴聲、車輛交通聲、公園廣播聲、修建施工聲和掃帚掃地聲等[17]。

2.2 構建聲景評價體系

在確立評價指標因子后構建城市森林公園聲景評價體系（圖1）。

2.3 確定評價指標權重集

2.3.1 建立判斷矩陣

對評價體系中各遞階層上的評價元素進行兩兩比較，構建指向目標層的下一層次的比較判斷矩陣：

其中Pij>0，Pij=1/pij（i，j=l，2…，幾）。Pij表示元素Ai與Aij相對于其上層元素的重要性程度，其值反映了各因素之間的相對重要性程度。共邀請12位長期從事城市公園建設專家，基于9分位比例標度對重要性程度進行賦值[18]。

2.3.2 計算權重集

設λmax為判斷矩陣P的最大特征根，其對應的特征向量為4.對判斷矩陣P的特征根進行求解。進行歸一化處理后，得到一級指標層對應的元素相對于目標層因素相對重要性的權重向量集為：

A=（A1，A2，…，An），

（2）

2.3.3 進行一致性檢驗

進行一致性檢驗，C.I.=（λman-n）/（n -1），其中n為判斷矩陣階數。

C.R.=C.I./R.I.，要求C.R.<0.10才能通過檢驗，否則進行調整，直到通過為止。得到的權重分配結果見表1。

表1 評價指標權重分配表

2.4 建立評判矩陣

2.4.1 一級綜合評判

本研究采用模糊數學5分制記分法[20]對評判集進行構建：V=V1，V2，，V3，V4，v5）=（很好，較好，一般，較差，很差）。在此基礎上，構建從指標層指標到評判集V的模糊映射，得到與指標層相關指標具有模糊關系的評判矩陣Rk（K=1，2.…，s）：

公式中rij （i=1，2.…，m； j=l，2，…，n）表示對第i個指標做出j等級評判的隸屬程度。

各評價指標通過身處城市森林公園內的管理人員和城市居民根據公園內聲景對自身的心理感受情況，按照5分制打分情況確定隸屬度。將二級指標的權重集αi與評判矩陣Rk進行模糊運算，得到反映一級指標的一級綜合評判CA：

Ck =ai×Rk，

（4）

2.4.2 二級綜合評判

將Ck作為目標層的評判向量，可確定與準則層具有模糊關系的評判矩陣R=（C1，C2，…，Ca）T。將一級指標的權重集α與評判矩陣R進行模糊合成運算，得到反映目標層的二級綜合評判：

C=a x R.

（5）

根據最大隸屬原則對得到的評價結果進行歸類統計。

3 結果與分析

3.1 初步建立模型

對哈爾濱國家森林公園內的管理人員和城市居民進行問卷調查，共發放問卷300份，其中有效問卷278份。受訪者中20歲以下占比9.0%；20～35歲占12. 2%；36～ 45歲占21. 2%；46～ 60歲占34.2%； 60歲以上占23. 4%。

3.1.1 問卷數據信度及效度分析

通過統計分析軟件SPSS對問卷中數據進行可靠性分析，結果顯示Cronbach系數為0.978.說明回收的有效問卷的數據信度相當好[19]。

然后通過因子分析，得到KMO值為0.924.Sig值為0.00（小于0.05），說明數據適合因子分析，從回收的有效問卷中提取2個主成分，并且它們的累積旋轉平方和載人為88. 363%.說明這2個主成分能夠反映問卷中全部問題的效度。

進而計算得出旋轉成分矩陣，數值均在0.680-0.944之間（皆大于0.5），表明有效問卷中的所有問題皆是有效度的[20]。

3.1.2 建立模糊綜合評判矩陣

根據綜合評價結果建立的模糊綜合評判矩陣如下：

3.2 綜合評價

3.2.1 建立一級綜合評判

Cl=α1×R1= （0.324，0.316，0.292，0.061，0.007）

C2=α2×R2=（0.244，0.165，0.433，0.137，0.021）

C3=α3×R3=（0.041，0.107，0.316，0.279，0.257）

3.2.2 建立二級綜合評判

C=a x R=a×（C1，C2，C3）T

= （0.262，0.232，0.352，0.115，0.039）

3.3 評價結果分析

從二級綜合評判中，根據最大隸屬度原則可得出目標層“城市森林公園的聲景評價A”的評價結果為一般Ⅲ。

從一級綜合評判的結果來看，準則層中地球物理聲A1評價結果為很好V，生物聲A2和人工聲A3的評價結果皆為一般Ⅲ，說明城市森林公園中的地球物理聲相較于其他兩者可以給人帶來較好的心理感受，但受其他聲景元素的影響導致總體聲景評價結果僅為一般。

從評判矩陣R1，R2和R3來看，地球物理聲A1和生物聲A2的指標層指標的評價結果大部分為一般III及以上，而人工聲A3的評價結果與之相反，說明城市森林公園中的人工聲會給人帶來負面的心理感受，進而影響總體聲景評價的結果。

指標間的聲景元素存在著一定的差異，其中隸屬于很好V的指標為風吹樹葉聲A11、風吹枝條聲A12和鳥類嗚叫聲A21，隸屬于較好Ⅳ的指標為風吹落葉聲A13和掃地掃帚聲A35，隸屬于一般Ⅲ的指標有滴水聲A14、流水聲A15、昆蟲嗚叫聲A22、人的腳步聲A24、人的唱歌聲A25、公園廣播聲A33，隸屬于較差II的指標為人的交談聲A23和飛機轟鳴聲A31，隸屬于很差I的指標有車輛交通聲A32，和修建施工聲A34。

對于評價為一般Ⅲ及以上的聲景因素中，除公園廣播聲A33和掃地掃帚聲A35外，其他聲元素均隸屬于地球物理聲和生物聲，說明白然聲元素給城市森林公園中的游客帶來了良好的聽覺感受，而公園廣播聲A33可以對經過植被降噪后的交通噪聲起到一定的掩蔽作用，進而起到調節聲環境和改善游客的聽覺感受作用。對于評價較差Ⅱ和很差I的聲景因素中，除人的交談聲A23，其他聲元素均隸屬于人工聲，說明人工聲元素是對城市森林公園產生負面影響的主要因素，符合城市聲景的特征，而人的交談聲則是因為其作為較易被識別的聲信號，容易干擾到游客對其他聲景的感知，從而引起游客的不適感。評價結果均符合哈爾濱國家森林公園的實際情況。

4 結語

本研究根據聲景生態學理論對聲景元素的分類，運用模糊層次綜合評價法構建了城市森林公園聲景評價指標體系，并以哈爾濱國家森林公園為例進行了實證分析。

聲景的量化評價是今后景觀規劃和開發的應用趨勢，聲景生態學理論和模糊層次綜合評價法能巧妙地將聲景的諸多要素進行分類和定性定量分析。本研究以期為深入和全面的聲景資源評價提供有效方法，同時為建設適宜的人居環境做出新的貢獻。

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