城市社區(qū)公園聲景分布與景觀特征關(guān)聯(lián)性研究
——以沈陽魯迅公園為例?

張芮寧 張 圓 劉 洋

(沈陽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院 沈陽 100168)

0 引言

城市公共開放空間作為居民日常休閑娛樂的主要場所，是城市生態(tài)和居民生活的重要載體[1]。特別是提供以游憩和交往空間為主要功能的社區(qū)公園，對于城市居民是易達(dá)且可以提供接觸綠色資源的主要空間，對居民生理健康的提高[2]和積極情緒的促進(jìn)[2?3]，均有著不可忽視的作用。高密度城市的社區(qū)公園與相對密集的居住區(qū)相伴，一般空間規(guī)模較小，公園中人群密集，內(nèi)部環(huán)境受周邊城市環(huán)境影響較大[4]。如何通過公園的空間規(guī)劃、設(shè)施配置及景觀環(huán)境設(shè)計，為居民休閑健身活動提供良好的空間支持和環(huán)境體驗，值得深入研究[5?6]。

聲景(Soundscape)是人居環(huán)境的重要組成部分，在居民健康[7?8]和福祉[9?10]中發(fā)揮著舉足輕重的作用。2014年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization, ISO 12913-1)將聲景定義為個體、群體或社區(qū)所感知的給定場景下的聽覺環(huán)境[11]。既往研究表明，公園的聲環(huán)境品質(zhì)[12?13]、聲音類別[14?15]、聲景構(gòu)成[16]等因素對游客的聲景體驗產(chǎn)生影響。城市公共開放空間的聲景類型豐富[17]，尤其是在高密度城市的社區(qū)公園中，居民活動豐富且密集，各種活動聲與自然聲、周邊交通聲彼此交織，形成豐富而復(fù)雜的聲景[18]。

研究選取典型的城市小型社區(qū)公園——沈陽市魯迅公園作為實地調(diào)查對象。該公園景觀區(qū)域和景觀特征豐富，提供了多樣的活動空間及活動設(shè)施；主要活動人群來自附近居民，活動以文化娛樂和休閑健身為主；公園與城市環(huán)境毗鄰，為城市道路所環(huán)繞。研究通過現(xiàn)場聲景調(diào)查，借助ArcGIS聲景地圖技術(shù)分析公園內(nèi)聲景時空特征；通過使用者問卷，確定公園內(nèi)典型聲事件的愉悅性和干擾性；建立區(qū)域景觀特征指數(shù)，探索公園景觀特征與聲景分布的關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上提出與公園景觀設(shè)計相結(jié)合的社區(qū)公園聲景優(yōu)化策略。

1 調(diào)查對象與方法

1.1 魯迅公園空間與環(huán)境分析

魯迅公園位于沈陽市和平區(qū)， 占地面積4.3 hm2，其中水面面積4390 m2，屬于小型社區(qū)公園。園內(nèi)山體、植被、人工水系等綠色資源，休閑活動場地以及健身器材等多種設(shè)施為附近居民提供了休閑娛樂與健身活動的空間。根據(jù)功能和空間特征，公園分為7 個景觀斑塊(圖1)。公園內(nèi)，自然聲、活動聲形成豐富而活躍的聲景，又因其三邊與城市道路相鄰，一定程度受到交通聲干擾。

圖1 魯迅公園平面分析圖Fig.1 The map of the Lu Xun Park

1.2 現(xiàn)場實測與數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)場實測包括聲壓級測量和聲事件記錄。前期預(yù)調(diào)研顯示，公園內(nèi)人群以附近居民為主，形成了時間、空間分布較為穩(wěn)定的休閑健身娛樂活動。選取交通聲干擾較大的工作日進(jìn)行測量，分早間、午間、晚間3 個時段進(jìn)行，具體時間和周邊道路交通情況以及園區(qū)內(nèi)人群及活動特征見表1。

表1 測量時段及特征Table 1 Characteristic analysis of measurement period

為確保聲景測量的空間精度[19]，根據(jù)各斑塊區(qū)域景觀特征與人群活動的空間變化，采用15 m×15 m 網(wǎng)格，每個網(wǎng)格中心點附近為一個測點，共139 個有效測點。為在聲景表現(xiàn)相對穩(wěn)定的30 min 內(nèi)完成相應(yīng)時段的全部測量，以確保用于空間分析的聲景數(shù)據(jù)具有共時性[19?20]，參考?xì)W洲研究委員會(ERC)SSID(Soundscape Indices,740696)采用30 s 時長聲學(xué)數(shù)據(jù)代表受訪者所處公共空間聲環(huán)境的做法[21?22]，將測量時長確定為1 min。

8 個經(jīng)過培訓(xùn)的測量員，使用聲級計，按照預(yù)先設(shè)定的測量路線同步開始測量。測量指標(biāo)及工具包括：(1)1 min等效A聲級(LAeq)(二級聲級計，英國賽納斯CR: 162B)，測量高度1.2 m，距離圍墻或建筑表面至少3.5 m；(2)聲事件感知顯著性(聲事件感知顯著性量表[23])；(3)測點地理坐標(biāo)(奧維互動地圖APP)。

利用ArcGIS 10.2(Geographic Information System)對139 個測點的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行空間自相關(guān)驗證(表2)。LAeq與3 類聲事件感知顯著性均在整個園區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)顯著的空間自相關(guān)性(Z >2.58，P <0.01)，這同時也證明測量所獲取的數(shù)據(jù)可用于同一時間斷面的空間分析。

表2 空間自相關(guān)分析Table 2 Spatial autocorrelation analysis

在此基礎(chǔ)上，依據(jù)數(shù)據(jù)的變量類型[24?26]，選擇反距離權(quán)重法(Inverse distance weight)進(jìn)行格柵插值，得到公園典型工作日LAeq分布，利用克里金(Kriging)插值分析，得到3 類聲事件感知顯著性分布。

1.3 問卷調(diào)查與統(tǒng)計分析

在公園7 個景觀斑塊區(qū)域內(nèi)隨機(jī)進(jìn)行游客的訪談式問卷，基于受訪者在該公園的一般性經(jīng)驗，對12個典型聲事件的愉悅性和干擾性進(jìn)行評價。選取其中每周都會到訪的附近居民受訪者，納入有效樣本計入統(tǒng)計，共計87份(見表3)。

表3 受訪者基本構(gòu)成(N =87)Table 3 Basic composition of respondents(N =87)

為得到居民對聲事件體驗的聚類特征，將受訪者對典型聲事件愉悅性和干擾性評價進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析(Hierarchical cluster analysis, HCA)；為得到不同人群對典型聲事件體驗差異，將受訪者個體屬性進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVO)；為得到景觀特征對聲事件感知顯著性的關(guān)聯(lián)性，將景觀特征指數(shù)與聲事件感知顯著性進(jìn)行相關(guān)分析(Spearman’s rho analysis)。以上統(tǒng)計分析均采用SPSS 24進(jìn)行。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 聲景構(gòu)成及時空間特征

公園內(nèi)的聲事件根據(jù)聲源類型分為自然聲、交通聲和活動聲。其中，自然聲以鳥鳴聲為主，還包含風(fēng)吹樹葉聲和蟲鳴聲；交通聲由外部道路產(chǎn)生，與自然聲共同構(gòu)成了公園的背景聲；活動聲則來自市民的休閑娛樂與健身活動，包括樂器演奏聲、運動聲、音樂聲和人聲，構(gòu)成了公園豐富多樣的前景聲。插值分析發(fā)現(xiàn)，公園不同時段不同空間承載著不同的聲事件，產(chǎn)生的聲壓級也不同，形成了一定的聲景時空分布規(guī)律(圖2)。

從圖2 可見，3 類聲事件幾乎遍布公園，等效A聲級LAeq的數(shù)值較高。早間(圖2(a))為全天聲壓級最大的時段(LAeq=(58.4±8.5)dB(A))。早間時段公園內(nèi)主要進(jìn)行晨練活動，活動種類較多且人群密集，活動聲感知比較顯著。LAeq較高的區(qū)域主要分布在斑塊1和斑塊7。前者硬質(zhì)廣場面積較大，承載的人群活動也較為豐富，如扇子舞、廣場舞等。后者雖然植被覆蓋較密，但此處存在吹笛子活動，其聲音穿透力強(qiáng)，影響范圍較大，自然聲被顯著掩蔽。此外，由于外部道路在早高峰時車流量較大，公園內(nèi)交通聲感知較顯著，主要分布在斑塊7；自然聲則主要在斑塊1有顯著的感知。

圖2 聲景構(gòu)成及分布圖Fig.2 Soundscape composition and distribution diagram

午間(圖2(b))公園較為安靜(LAeq=(56.1±8.1)dB(A))。此時公園活動人數(shù)最少，并以休閑游憩為主，活動聲較早間減弱，觀測到少量集中發(fā)聲的活動，如吹薩克斯、合唱等。LAeq較高的區(qū)域主要分布在斑塊1 和斑塊2，是人群活動較為密集的地方。該時間段外部道路車輛較少，公園內(nèi)交通聲感知較弱，主要分布在臨近城市道路的斑塊6 和斑塊7。隨著活動聲和交通聲的減弱，此時自然聲的感知加強(qiáng)，斑塊7 感知最為顯著，斑塊1 作為人群主要活動的空間，由于活動聲大量的存在導(dǎo)致自然聲被掩蔽。

晚間(圖2(c))公園整體較午間略有升高(LAeq=(57.1±7.9)dB(A))，但仍低于早間。此時公園內(nèi)主要進(jìn)行健身休閑活動，如廣場舞，活動聲較午間有所升高。LAeq較高的區(qū)域主要分布在公園的斑塊1、斑塊2 和斑塊6，為硬質(zhì)廣場較大或存在較多設(shè)施的區(qū)域，其中斑塊1的LAeq達(dá)到全天最高，為73.8 dB(A)。由于該時段與晚高峰重疊，公園內(nèi)交通聲感知較為顯著，主要分布在公園南側(cè)臨近城市道路的區(qū)域。自然聲則主要分布在離道路較遠(yuǎn)的北側(cè)區(qū)域。

總體而言，公園內(nèi)活動較豐富，尤其是硬質(zhì)面積較大的斑塊是游客主要活動區(qū)域，活動集中，活動聲感知顯著性更高；對于外侵的交通聲而言，整個公園均會不同程度地受到影響，靠近城市道路的斑塊，特別是臨近道路車道數(shù)大的斑塊感知更顯著；植被茂盛的區(qū)域鳥類數(shù)量較多，自然聲感知顯著性高。

3 個時段對比發(fā)現(xiàn)，園區(qū)內(nèi)游客較多，活動聲在全天感知顯著并遍布了整個公園。當(dāng)交通處于高峰期時，園內(nèi)交通聲感知更顯著，受到其影響越大。而當(dāng)公園活動聲和交通聲感知顯著時，自然聲的感知相應(yīng)減弱，這可能是由于鳥類被人群打擾，亦可能是由于自然聲易被聲壓級較大的活動聲和交通聲掩蔽[27]。

2.2 典型聲事件的空間影響和游客體驗

不同的聲事件，引發(fā)游客愉悅與否的情緒體驗，并對游客的活動產(chǎn)生不同程度的干擾。HCA 聚類分析譜系圖結(jié)果顯示，12 種典型聲事件分為“非常愉悅且不干擾”、“不愉悅且有點干擾”、“比較愉悅但略有干擾”3 類，各類對應(yīng)聲事件的采集時段、中心處聲壓級、空間影響面，以及各自的愉悅性、干擾性得分見圖3。

聚類結(jié)果表明評價最高的組(圖3(a))是“非常愉悅且不干擾”的聲事件，僅包括鳥鳴聲一種。針對人群特征進(jìn)行差異分析，結(jié)果顯示各種受訪者群體對鳥鳴聲一致的體驗最佳。選取鳥鳴聲感知最普遍的午間時段進(jìn)行影響面分析(圖3(a))，結(jié)果顯示，對公園聲景愉悅性產(chǎn)生積極貢獻(xiàn)、有助于環(huán)境健康效益[28]的鳥叫聲，在整個公園的分布并不均勻，僅有49.6%的面積可以被比較顯著地感知到。在早間時段和晚間時段，這個數(shù)值分別為28.8%和37.4%。

第二組(圖3(b))是“不愉悅且有點干擾”的聲事件，包括寵物狗叫聲、交通聲、健身口號聲。其中，寵物狗叫聲在入口廣場區(qū)北側(cè)和西側(cè)以及健身器材區(qū)均有分布，影響面較小但體驗最差。道路交通聲，從靠近道路的邊緣向公園中心區(qū)域呈現(xiàn)逐漸衰減趨勢，在午間時段由于活動人數(shù)較少而更具感知顯著性，其主觀體驗具有一致性。集體性健身活動發(fā)出的口號聲較為高亢，游客體驗較差，主要分布在斑塊1 和斑塊2 中有大面積硬質(zhì)場地及健身器材的區(qū)域。

第三組(圖3(c))是“比較愉悅但略有干擾”的聲事件，均來自公園使用者的休閑、娛樂和健身活動。這些符合公園功能的活動聲，空間分布和影響面各不相同，但均呈現(xiàn)較高的愉悅度和較低的干擾性。單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，年齡和到訪頻率不同的受訪者群體對該類聲音的體驗存在差異。老年人以閑坐聊天等偏靜態(tài)活動為主，中年人則較多進(jìn)行動態(tài)和熱鬧的健身娛樂活動，后者對各種活動聲的體驗比青年群體和老年人好；青年群體對所有聲事件的愉悅性和干擾性評價均最差，這可能與青年群體在公園中的活動參與度較低有關(guān)，也可能是因為他們受教育程度普遍較高因而對聲環(huán)境品質(zhì)要求更高[29]。到訪頻率不同的居民也存在體驗的差異，來公園頻次較高的居民在聲愉悅和聲干擾兩方面的評價均高于頻次較低的居民，這或許可以用地方依戀理論加以解釋[30]。

圖3 典型聲事件體驗及影響面分析Fig.3 Experience and impact analysis of typical acoustic events

交談聲幾乎遍布公園，這與社區(qū)公園較高的人群密度有關(guān)；合唱活動西側(cè)緊鄰5 m高小型山體，雖然中心處聲壓級較高，但在該方向明顯較平坦的東側(cè)衰減更快；乒乓球活動發(fā)生在公園西側(cè)廣場，聲壓級不高但緊鄰圍墻聲場較封閉因而顯著性較高；薩克斯聲和笛子聲頻率較高，穿透力較強(qiáng)，影響范圍較大，但二者均為悠揚的音樂聲，愉悅性評價較高；扇子舞音樂聲和廣場舞音樂聲伴隨著人群舞蹈的聲音，影響面較小，體驗評價較單一的樂器聲略低；兒童嬉鬧聲主要分布在適合兒童游玩的北側(cè)硬質(zhì)廣場和人工水系周邊，聲壓級和影響面均較小，在各種活動聲中獲得了最高的愉悅性評價。

2.3 景觀特征與聲景分布的關(guān)聯(lián)性分析

通過前文對3類聲事件感知顯著性在空間上的分布的分析發(fā)現(xiàn)，不同斑塊的景觀特征會影響聲事件感知顯著性。植被越茂密，所孕育鳥叫蟲鳴等自然聲越多；居民的活動主要由場地和設(shè)施對其的支持力所決定，硬質(zhì)場地面積和設(shè)施的數(shù)量越多，對活動的支持力越大，可能發(fā)生的活動就越多，隨之產(chǎn)生的活動聲越大；公園內(nèi)交通聲來自周邊道路，道路車道數(shù)越多，交通聲越顯著，顯著性隨遠(yuǎn)離道路而衰減。基于上述空間分布規(guī)律，構(gòu)建與聲景具有潛在關(guān)聯(lián)的3 個景觀特征指數(shù)：自然指數(shù)(Natural index, NI)、人群聚集指數(shù)(Crowed index, CI)和交通影響指數(shù)(Traffic-influence index, TII)(表4)。

表4 景觀特征的3 個指數(shù)Table 4 Three indexes of landscape characteristics

為分析景觀特征對聲景分布的影響，計算各測量時間段各斑塊聲事件感知顯著性均值，分別與其對應(yīng)的景觀特征指數(shù)進(jìn)行斯皮爾曼相關(guān)分析(表5)。結(jié)果表明，自然指數(shù)NI 和交通影響指數(shù)TII 均在0.01 水平上，分別與自然聲感知顯著性和交通聲感知顯著性顯著正相關(guān)(rs(21)= 0.552，P=0.010；rs(21)=0.729，P=0.000)；人群聚集指數(shù)CI與活動聲感知顯著性在0.1水平上顯著正相關(guān)(rs(21)=0.416，P=0.061)。

表5 聲事件感知顯著性與景觀特征指數(shù)相關(guān)分析Table 5 Correlation analysis between the perceived significance of acoustic events and indexes of landscape characteristics

上述結(jié)果表明，自然指數(shù)NI 高的景觀區(qū)域，可以孕育更多的鳥鳴聲，再加上蟲鳴和風(fēng)吹樹葉聲，可以帶來積極的聲景體驗和健康效益；雖然公園的植被分布、地勢變化、圍墻設(shè)置所產(chǎn)生的降噪作用并不均勻[34]，但以距離和車道數(shù)構(gòu)造的交通影響指數(shù)TII 仍然很好地表征了交通聲感知的空間分布；對于人群活動所產(chǎn)生的豐富的活動聲，由于其空間分布、聲壓級大小、聲學(xué)特性各具特色，產(chǎn)生的聲景體驗也存在差異，這與實驗室進(jìn)行的相關(guān)研究結(jié)果相一致[35]。即使這樣，以可停留面積為測度的人群聚集指數(shù)CI 仍然在0.01 水平上呈現(xiàn)出與這類聲音感知的關(guān)聯(lián)性。

值得注意的是，LAeq不僅與景觀特征指數(shù)無統(tǒng)計相關(guān)性，與3 類聲事件的感知顯著性也無相關(guān)性，也就是說，研究所建構(gòu)的景觀特征指數(shù)不能預(yù)測空間中LAeq的分布。這是由于實測聲壓級是各種聲源能量疊加的結(jié)果，公園內(nèi)也沒有哪類聲音在能量上占據(jù)完全的主導(dǎo)性。此外，各類聲音感知顯著性之間的相關(guān)分析觀測到自然聲感知顯著性與活動聲感知顯著性顯著負(fù)相關(guān)(rs(21)=?0.594，P= 0.010)，這一方面緣于鳥類昆蟲等對于密集人群活動的避讓，另一方面也是由于活動聲對自然聲的掩蔽效應(yīng)，說明了不同聲事件在公園內(nèi)共生所產(chǎn)生的交互影響。

3 結(jié)論與討論

本研究以沈陽魯迅公園為研究對象，通過實地調(diào)查和數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：(1)城市小型社區(qū)公園中密集的人群和豐富的聲事件共享著公園內(nèi)的時空間，聲壓級和聲事件分布均具有顯著的空間自相關(guān)性。(2)不同聲事件帶給居民的愉悅性和干擾性體驗具有聚類特征，空間影響范圍存在差異。(3)所構(gòu)建的公園斑塊景觀特征指數(shù)與聲景分布具有顯著相關(guān)性：①自然指數(shù)NI 與自然聲感知顯著性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(rs(21)= 0.552，P= 0.010)；②人群聚集指數(shù)CI 與活動聲感知顯著性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(rs(21)= 0.416，P= 0.061)；③交通影響指數(shù)TII 與交通聲感知顯著性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(rs(21)=0.729，P=0.000)。

基于上述發(fā)現(xiàn)，借助與聲景分布具有統(tǒng)計學(xué)關(guān)聯(lián)性的自然指數(shù)NI、人群聚集指數(shù)CI、交通影響指數(shù)TII，可以很好地預(yù)測公園的聲景分布，通過景觀設(shè)計孕育和引導(dǎo)社區(qū)公園良好的聲景，為居民休閑健身與交往活動提供空間支持的同時，創(chuàng)造舒適和愉悅的環(huán)境體驗。針對性策略包括：(1)通過豐富而有效的綠化提升自然支持指數(shù)，以孕育鳥叫蟲鳴和水聲等優(yōu)美愉悅的自然聲景，增加自然聲的感知范圍，從而增加人居環(huán)境的健康效益。(2)針對交通影響指數(shù)高的區(qū)域，通過設(shè)置假山亭臺、服務(wù)設(shè)施、景觀小品、密植樹木，藝術(shù)性聲屏障等，實現(xiàn)隔聲降噪，降低交通聲對聲景感知的負(fù)面干擾。(3)更重要的是，針對社區(qū)公園豐富的居民活動，根據(jù)不同活動所產(chǎn)生聲音的愉悅性、干擾性和影響面，對居民的健身與休閑娛樂活動進(jìn)行空間的支持性設(shè)計，包括：①借助空間規(guī)劃和分區(qū)設(shè)計引導(dǎo)居民活動在空間區(qū)域上的合理分布，以實現(xiàn)時空間上的和諧共生；②為音樂類休閑活動進(jìn)行適當(dāng)?shù)木植柯晥鲈O(shè)計，以提升活動人群的聽覺體驗并減少空間上的傳播；③對產(chǎn)生干擾性聲音的活動進(jìn)行場地減振或吸聲降噪設(shè)計等。

此外，不同聲事件共生所產(chǎn)生的交互作用、空間中視景與聲景的交互作用，以及因此產(chǎn)生的影響都值得深入探索。如何通過空間設(shè)計形成良好的聲景生態(tài)，如何通過聲景或視景設(shè)計優(yōu)化提升交互體驗，還需要開展相應(yīng)的實證研究，為公園的綜合設(shè)計或改造提供參考依據(jù)。