基于层次分析法的森林公园风声景评价研究

洪昕晨，林洲瑜，池梦薇，张薇，朱里莹，兰思仁

（福建农林大学园林学院，福州350002）

基于层次分析法的森林公园风声景评价研究

洪昕晨，林洲瑜，池梦薇，张薇，朱里莹，兰思仁

（福建农林大学园林学院，福州350002）

以福州国家森林公园为例，应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process)，通过3个准则层因素和17个指标层因素探究影响森林公园风声景感受的景观指标。结果表明：在准则层的重要性排序中，植被群落结构因素＞植物器官因素＞建筑材质因素，所占权重分别为37.54%、35.88%和26.58%。在指标层的重要性排序中，隶属于准则层中植物器官因素的风吹树叶声的权重值远高于其他因子,占总权重的10.26%，进一步说明叶作为植物的主要器官之一，在风作用下产生的声景观感受的重要地位。有关结论为今后科学系统地开发、建设森林公园提供理论基础。

声学；风声景；森林公园；评价；层次分析法

随着森林旅游的发展，人们对环境质量的要求越来越高，希望所处的环境中除了视觉景观外，还应该兼有良好的听觉景观。森林公园中动听悦耳的声景观对于久居闹市噪音环境中的人，无疑是一种极大的享受。在全国大力发展森林旅游和建设森林公园的背景下，巧妙利用森林公园自然资源营造自然声景观是未来发展的重要趋势，有效地低成本利用森林公园自然资源也是开发建造森林公园的重要要求。在自然声景观研究方面，刘滨谊将声景元素分为自然界所产生的各类声音（水声、风声、雨声、动物声）以及人工制造的各类声音（钟声、琴声、人工喷泉声等）[1]；徐高福结合千岛湖国家森林公园实际，重点总结出水声景、风声景、雨声景、叶声景、鸟语声景、虫鸣声景等生态资源，提出声景观资源在森林旅游中的应用[2]；吴丽华提出当风遇到植物、建筑等时，会产生不同声音感受的景观，形成风声景[3]；洪昕晨等以仙人谷国家森林公园为例探讨了风声景与植被类型之间的关系[4]；蔡学林等将森林声景观类型划分为阔叶林声景观、针叶林声景观、毛竹林声景观、灌木林声景观等，其中不同类型植物声景观即为风作用于这些植物的声景观[5]。从以往研究中，不难看出风声景作为森林公园声景观的重要组成部分，探究其评价体系尤为重要，而目前尚未有对森林公园风声景进行评价的相关研究。本研究将风声景作为主要研究对象，以森林公园为载体，应用层次分析法（AHP法），通过植物器官元素、植被群落结构元素和建筑材质元素3个准则层因素以及相对应的17个指标层因素，构建森林公园风声景的评价指标体系，探究影响森林公园风声景感受的重要因素，为今后科学和系统地进行风声景研究提供理论依据和有效方法。

1 研究区概况

福州国家森林公园位于福建省福州市晋安区新店镇，公园东边以福飞路为界限，西边延伸至湖顶与叶洋村接壤，南面为八一水库，与福州动物园相邻，北边与笔架山毗邻。公园创建于1959年，总规划面积约2891 hm2，现已建成的经营面积为859.3 hm2，是福建省首家国家级森林公园，全国十大森林公园之一。地理坐标为东经119°16’，北纬26°07’，属于亚热带海洋性季风气候，年平均降雨量约1 438.5 mm[6]。每年3月至4月为春雨季，降水量约240 mm～420 mm；5月至6月为梅雨季，降水量约为400 mm～640 mm；7月至9月为台风雷阵雨季，降水量约为350 mm～850 mm；10月至次年2月为少雨季，降水量约为140 mm～330 mm[7]。公园的水文资源丰富，拥有赤桥溪、白鹭溪、龙潭溪、叶洋溪4条溪流以及山川水库、八一水库2个湖泊，形成了例如“飞珠碎玉”、“水求石放”等多处景点[8]。优越的气候环境给植物营造了良好的生长环境，园内森林覆盖率高达86.1%，总共拥有木本植物131科546属，共计约3 000种，先后建成苏铁园、荔枝园、竹园、榕树园、珍稀园等12个植物专类园区[9]。公园根据植被群落结构划分为植物大观园、生态游览区、森林游憩区、特色经济林区、季相林带等功能分区。园内还分布有园林建筑、纪念性建筑、游览建筑和旅馆建筑等十余处，代表性建筑有森林博物馆、观心亭、假日宾馆、森林小屋和正心寺庙等。丰富的植被群落和建筑类型造就了福州国家森林公园不可多得的风声景资源，这为游客带来了舒适的声环境。

2 研究方法

2.1 确定评价指标因子

根据自然声景观分类[2,10]和森林公园自然资源[11]情况，采用专家打分法(Delphi法)[12]对风声景景观资源进行分析，从而确定风声景评价的指标因子。从植物器官元素、植被群落结构元素和建筑材质元素3个准则层因素对森林公园整体风声景的评价因子进行了分类，对应的指标层因子涵盖风吹树叶声、风吹枝条声、风吹花瓣声、风吹乔木林声、风吹灌木丛声、风吹瓦片声等17个方面[3,5,13]。

2.2 构建森林公园风声景评价指标体系

在确立评价指标因子后，构建森林公园风声景评价指标体系，见图1。

2.3 确定评价指标权重集

2.3.1 建立判断矩阵

对于评价指标层次结构中各递阶层上的要素，可以依次对应与之联系的上一层次要素的性质进行两两比较，建立一系列的判断矩阵，进而构建对应目标层的一级指标层的比较判断矩阵

其中Pij＞0，Pij=1/Pji（i，j=1，2…，n）。Pij代表元素Ai与Aj相对于其上一层元素重要性的比例标度，Pji代表元素Aj与Ai相对于其上一层元素重要性的比例标度[14]。判断矩阵的值反映了各因素相对重要性的情况，邀请20位以风景园林学科为背景且到访过福州国家森林公园的专家，通过回忆该森林公园实地的风声景情况，采用九分位比例标度对重要性程度赋值[15–16]，标度及含义见表1。

图1 森林公园风声景评价指标体系

表1 重要性标度及含义

2.3.2 计算权重集

设λmax为判断矩阵P的最大特征根,其对应的特征向量为A，对判断矩阵P的特征根进行求解。对A进行归一化处理后,得到一级指标层对应的元素相对于目标层因素相对重要性的权重向量集为

2.3.3 进行一致性检验

进行一致性检验，C.I.=(λmax－n)/(n－1)，其中n为判断矩阵阶数。

C.R.=C.I./R.I.，要求C.R.＜0.10才能通过检验，否则进行调整，直到通过为止。R.I.被称为平均随机一致性指标，其取值规律[17]见表2。

表2 平均随机一致性指标R.I.取值表

3 结果与分析

3.1 评价指标权重排序

根据上述研究方法，得到森林公园风声景各项评价指标的权重和总排序，见表3。

从表3可以看出，在准则层中，植被群落结构元素所占权重最大，权重值为0.375 4，其次为植物器官元素，权重值为0.358 8，最后是建筑材质元素，权重值为0.265 8。说明在研究影响森林公园风声景感受的景观因素中，植物受风作用产生的风声景给人的听觉感观最为重要，而其中植被群落结构元素比植物器官元素更为重要，这体现了森林公园是以森林植被为主体的景观特色。相对而言，风吹建筑材质声较不明显。

在指标层中，风吹树叶声A11＞风吹花瓣声A13＞风吹果实声A14＞风吹枝条声A12＞风吹乔木单层结构声A21＞风吹乔灌草复层结构声A24＞风吹乔灌复层结构声A25＞风吹金属声A32＞风吹乔草复层结构声A26＞风吹瓦片声A31＞风吹灌木单层结构声A22＞风吹竹材声A26＞风吹草本单层结构声A23＞风吹灌草复层结构声A27＞风吹玻璃声A33＞风吹石材声A34＞风吹木材声A35。其中隶属于准则层植物器官因素中的风吹树叶声、风吹花瓣声、风吹果实声和风吹枝条声所占权重值分别为0.102 6、0.093 6、0.088 0和0.074 7，远高于其他因子，说明在营造森林公园风声景中植物不同部位被吹动给人带来的声音感受尤为重要，需要引起足够的重视。其次是隶属于植被群落结构的风吹乔木单层结构声，风吹乔灌草复层结构声和风吹乔灌复层结构声权重值为0.067 3、0.059 2和0.055 3。说明风吹乔木单层结构声给人带来的听觉感受较好，这与森林公园本身乔木量大，群落丰富有关，反映了森林公园风声景的特色。而隶属于准则层建筑材质因素中的风吹玻璃声、风吹石材声、风吹木材声3个因子所占比例分别为0.038 9、0.038 7、0.034 7，相对于其他因子重要性低，说明在森林公园环境中建筑材质在风作用影响下发出的声音相对重要性低，在设计营造中慎建人工景物，适当修建园林小品建筑，用才上也应与自然环境相协调。由此可以看出，指标层中的排序情况与准则层基本吻合，反映了它的科学性。

表3 评价指标权重分配表

3.2 评价因子分类

得出上述结果后，将归一化权重值的指标层中的17个评价因子划分为重要因子(≥0.1)，次重要因子(0.05～0.1)和一般因子(≤0.05)3类[12]，见图2。

图2 评价因子重要性程度分类

其中，重要因子1项：风吹树叶声，总权重和为5.88%；次重要因子10项：风吹枝条声、风吹花瓣声、风吹果实声、风吹乔木单层结构声、风吹灌木单层结构声、风吹乔灌草复层结构声、风吹乔灌复层结构声、风吹乔草复层结构声，风吹瓦片声和风吹金属声，总权重和为58.82%；一般因子6项：风吹草本单层结构声、风吹灌草复层结构声、风吹玻璃声、风吹石材声、风吹木材声和风吹竹材声，总权重为35.29%。

4 结语

古人常以“万壑松风”、“林海松涛”、“柳浪闻莺”等园林艺术形态来描绘风作用于植物、建筑等所营造的声景观。风声景作为公园中重要的声景观资源，在以自然声景观为主体的森林公园中更为突显。本研究从福州国家森林公园的实际情况出发，应用层次分析法构建森林公园风声景评价体系，并通过准则层的重要性排序，得出结论：植被群落结构因素＞植物器官因素＞建筑材质因素，其中植被群落结构因素中风吹乔灌草复层结构声尤为重要，而植物器官因素中风吹叶子的声音给人的感受最好，故在乔灌草结构空间合理的地方多设置步道和平台，让人感受大自然风的声音。减少不必要的大型建筑，可以悬挂一些风铃等小巧精致的装饰物。既减少了环境的破坏，又增加了风声景观的趣味性和互动性。

根据森林公园风声景评价，了解游客游览需求，有针对性开发，减少不必要的开发资源浪费和森林资源的破坏，更好地利用森林公园的景观资源，是对森林公园资源的保护，也为今后森林公园规划和开发的应用提供参考依据。

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AHPBased Evaluation of Wind Soundscape in a Forest Park

HONG Xin-chen,LIN Zhou-yu,CHI Meng-wei,ZHANGWei,ZHU Li-ying,LAN Si-ren
(College of LandscapeArchitecture,FujianAgriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

With the Fuzhou National Forest Park as an example,the Analytic Hierarchy Process(AHP)is used to evaluate some important factors which influence wind soundscape in forest parks,including three criterion layer factors and seventeen index layer factors.The results show that the order of the importance of the criterion layer is vegetation community structure factor＞plant organ factor＞architectural material factor,the weights are 37.54%,35.88%and 26.58%respectively.In the order of the importance of index layer,the factor of sound of wind blowing the leaves,which belongs to vegetation community structure factors of the criterion layer,is greater than the other 16 factors,accounting for 10.26%weight.It further illustrates that as the main organs of the plant,the leaves play an important role in evaluating the wind soundscape in forest parks.This paper provides a theoretical basis for the scientific and systematic development and construction of forest parks.

acoustics;wind soundscape;forest park;evaluation;analytic hierarchy process(AHP)

B845.2；TU986.2

A

10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.026

1006-1355(2017)02-0127-04+151

2016-08-02

国家科技支撑计划资助项目(2014BAD15B00)；福建省教育厅科技资助项目(JA15168)

洪昕晨（1992－），男，福建省古田县人，硕士生，主要研究方向为风景园林规划设计。

兰思仁，男，博士生导师。E-mail:lsr9636@163.com