城市公园声景恢复性评价体系构建——以福州金鸡山公园为例

费馨慧，吴元晶，陈健翎，林心影，赖鹏程，黄启堂

(福建农林大学园林学院，福建福州 350002)

0 引 言

随着社会不断发展，社会竞争激烈，人们日常感受到的压力不断增加，由此带来的人类心理疾病问题日益严重，十九大提出了要“实施健康中国战略”[1]，社会越来越重视人们的身心健康。立足风景园林学科，如何使人们在园林景观空间中得到身心恢复的研究就变得尤为重要[2]，也是众多学者一直以来追求的目标。而听觉作为仅次于视觉的景观感知方式，人们对于声景的研究还远远不足，将声景与人体恢复性建立联系的研究更是寥寥。

环境心理学相关应用十分重要的一方面是其理论可直接指导风景园林规划与设计[3]。根据环境心理学相关研究，最早Kaplan等[4]通过实验证明了处于具有积极特征的环境，即恢复性环境有利于人们压力的缓解及注意力的恢复；前人通过研究已有一套较为完善的城市公园恢复性评价的模型，验证了环境偏好、场所依恋与环境恢复性之间的关系[5]。也有研究者基于联合分析法的基本思路，研究了不同配置、组合的环境要素与环境恢复性效益之间的关系[6]。在视觉景观与人体恢复性方面的相关研究已较为成熟，而人体感知中重要性仅次于视觉的听觉感知相关研究较少[7]。

“声景(soundscape)”最早在20世纪60年代末期由加拿大环保主义者、作曲家 Schafer提出，他用“The Music of the Environment”来描述声景，将其定义为“景观的听觉属性”[8]。在声景感知与评价方面，根据众多研究者的研究结果，得出了交通噪声及机械类声音往往带给人不舒适的声景体验，而自然类和生物类声音则最容易被人们接受和喜爱[9-10]；洪昕晨等使用心理物理学的研究方法，对声压级及声景协调度之间的关系进行研究，构建出竹林声景协调度评价模型[11]；同时该研究者使用层次分析法，对城市森林公园中的叶声景进行评价研究，为后续研究者针对森林公园的叶声景方面的研究提供了理论依据[12]。刘祎平等[13]基于大量文献研究，总结出声景研究的三大热点内容，即人类声景感知、非人类生物的声景响应以及声景生态学。

声景恢复性相关研究主要包括三方面：(1) 探索构建声景恢复性效益分析模型，针对具体声景，通过心理量的测量判断其正、负恢复效益[14]；(2) 基于实地调查，利用已有量表，对试验区域内某类声音进行恢复性评价调查研究，通过分析讨论，为今后恢复性景观中声景设计提供参考[15]；(3) 针对视听交互领域的研究，主要是通过已有量表研究某实地视听景观对于人体恢复性的正、负效益[16]。关于声景恢复性，至今还未有一套完善的声景恢复性的评价体系。

声景生态学将声音分为三类，分别是人工声(anthrophonies)、生物声(biophonies)和地球物理声(geophonies)。其中，人工声指由汽车、广播、喇叭等人造器械所产生的声音，在景观空间中往往具有事件性、侵略性的特征；生物声指由人、动物等具有生命特征的生物体所产生的声音，如鸟鸣声、交谈声等，此类声音常具有复杂性和可塑造性；地球物理声指由风、雨、雷电等不具有生命特征的非生物体所产生的声音；地球物理声常常表现为与其他声音相互混杂、叠加，通常由自然状况下产生的背景声，具有掩蔽性、混合性的特质。在声景生态学中，人工声、生物声以及地球物理声共同构成了声景空间的特殊格局[17]。本研究根据声景生态学中对声景的分类，基于群体层次分析法(Group Analytic Hierarchy Process, GAHP)与模糊综合评价法，参考前人对于视觉景观恢复性评价的相关研究，构建声景的恢复性评价体系，以期能够为今后园林建设中的恢复性声景营造提供参考及数据支撑。

1 研究方法

1.1 群体层次分析法(GAHP)

对于景观视觉质量评价等方面的研究，基于数理统计原理的方法已被广泛运用[18]，群体层次分析法广泛运用于企业项目进度计划预测[19]、区域综合效益评价分析[20]等。本研究选择此方法作为构建声景恢复性评价体系的主要方法。通过该方法，清晰明确地构建出了评价体系下的各级指标，GAHP通过群决策综合多位专家评分，通过加权几何均值法[21]集结个体判断矩阵(Individual Judgement Maxtrix, IJM)，得到集结后的各因子权重，能够明确各个指标在评价过程中的重要性占比[22]。此方法能够很好地排除个体偏好的影响而注重群体偏好，从而得出具有代表性的数据。通过GAHP构建出的声景恢复性评价体系，对于指导恢复性声景环境营造具有十分重要的现实意义。

1.2 模糊综合评价法

模糊评判是对可能性及不确定性的模糊评价对象作出评定的过程，其评定的内容是比较模糊的概念[23]，如对研究对象的评价分为“非常好、较好、一般、较差、非常差”等级[24]。模糊综合评价法应用领域广泛，与风景园林相关的应用包括对某地自然灾害风险的评价分析[25]、对某已建成区域进行评价等[26]。本文针对难以量化研究的声景，运用群体层次分析法确定声景环境恢复性的评价准则及指标，通过问卷得到声景恢复性评价值，再通过模糊综合评价法，得出声景恢复性的等级隶属度M：

根据专家意见及差值百分比分级法，将声景恢复性综合品质划分为四个等级，其对应M值分别为：Ⅰ级100～80分，Ⅱ级80～60分，Ⅲ级60～40分，Ⅳ级40-0分。根GAHP建立的声景环境恢复性评价体系，以问卷的形式对任意环境中的声景恢复性进行评分，得出的M值即为该声景环境恢复性的等级，同时得到声景恢复性评价的数学模型。

2 声景恢复性评价体系的构建

2.1 声景恢复性评价体系层次结构的确定

本研究得出的声景环境恢复性评价体系的层次结构如表1所示。文献[27]中，Kaplan夫妇的注意力恢复理论认为，恢复性环境应该具有远离性、迷人性、延伸性、相容性的特质，而前人的研究表明迷人性和相容性表现为同一维度[28]。本研究采用典型的调查法，向 30位专家发放问卷，收集他们对声景恢复性评价的准则、指标意见，综合后将本评价体系中每一准则层下细分为远离性、吸引与兼容性、丰富性三个要素，结合正、逆向语境设计问卷。由此建立起声景环境恢复性评价体系层次结构，如表1所示。

表1 声景恢复性评价体系层次结构Table 1 Hierarchical structure of soundscape restoration evaluation system

2.2 指标评价问卷的确立

本研究参考了知觉性评价恢复量表，也称为知觉恢复性量表(Perceived Restorative Scale)[29]、自评恢复量表，也称为社会支持评定量表(Social Support Rating Scale)[30]等相关评价量表，通过访谈的形式统计了共 30位专家对于声景恢复性评价问卷具体问题的意见及重要性比较结果，结合声景特点在三个指标层下设计具体问卷，通过问卷信度检验最终筛选设置共 20项具体问题，确定了各个指标下的具体问题描述，如表2所示。

2.3 声景恢复性综合评价模型的建立

为保证数据来源的可靠性及有效性，本研究首先选取了具有风景园林专业学习背景五年及以上的专家学者30位(男女比例为1:1)，以访谈的形式确定声景恢复性评价指标，记录并综合分析了每位专家给出的意见，修改并最终确定了声景环境恢复性评价体系的层次结构(见表1)，再据此建立准则层及具体的指标层判断矩阵(表3～表6)。在此基础上，选取包括上述参与确定声景恢复性评价体系层次结构访谈的专家在内的具有风景园林专业学习背景五年及以上的共 40位专家(年龄均在 20～25岁，男女比例为1:1)，分别对准则层、指标层的各因子进行两两比较，判断其相对重要性并进行打分，根据结果分别计算出准则层、指标层各因子的权重值。

表2 具体评价问卷Table 2 Specific evaluation questionnaires

通过专家打分，最终得到 20份不同专家对各指标相对重要性的有效判断结果。通过加权几何均值法，对结果进行集合，在集合个体判断矩阵时，对其一致性进行检验，一致性比率均小于0.1的为有效数据。结果集合后进行一致性检验，根据公式：

式中：Wi为判断矩阵特征向量，即各因子对应的权重；Ai为向量A的第i个分量。根据IC=(λmax−n)/(n−1)；RC=IC/IR可以得出集结后各判断矩阵的平均随机一致性指标IR、最大特征根λmax、一致性指标IC、一致性比率RC。最终得到的集结后的判断矩阵及准则层、指标层相对重要程度及各因子权重如表3～6所示。表3～6中相对重要程度指准则层或指标层横向比纵向的相对重要程度，如表3中0.367 2表示准则层b2相对于准则层b1的相对重要程度为0.367 2。其余以此类推。

表3 准则层(b)相对重要程度及权重Table 3 Criteria layer weights

表4 人工声(b1)相对重要程度及各指标权重Table 4 Weight of each indicator of artificial sound

表5 生物声(b2)相对重要程度及各指标权重Table 5 Weight of each indicator of biological sound

表6 地球物理声(b3)相对重要程度及各指标权重Table 6 Weight of each indicator of geophysical sound

声景恢复性综合评价得分可用公式表示为

式中：Sr为声景恢复性综合评价得分，Sgeo、Sbio、Sant分别为地球物理声、生物声、人工声恢复性的主观评价得分。由式(4)结合表7，可以得出声景恢复性评价式(5)。

式中：k为指标层各因子权重，w为指标层评分，n为总因子数。

表7 集合后综合权重Table 7 Comprehensive weight after assembly

根据评价体系的设计，该体系为七分制评分，为方便划分等级，应将最终得分转化为百分制，即：

根据Sr'分值即可评定声景恢复性等级。

3 声景恢复性评价实验

3.1 研究区域概况

本研究实验区域金鸡山公园位于福建省福州市晋安区，金鸡山为北岭山脉的支脉，公园总占地面积约110 hm2(1 hm2=10 000 m2)，大自然山林原始风貌保留程度较高，是国家3A级旅游景区，同时也是福州市十大人气公园之一。公园有南、西大门两个主要出、入口以及登云路东大门、水头村北大门等几个次入口，交通便捷，有多路公交车可到达，周边有福州火车站、温泉公园、福建省图书馆、东二环泰禾广场等，公园人流量较大，游玩人员包含儿童、青少年、中年和老年在内的各个年龄段，有利于大量实验基础数据的采集。公园内包含了人文景观、历史景观及大量自然景观。公园内包含丰富的声音景观，人工声如广播声、音响声等；福建省观鸟协会工作人员在园区内共计发现了16种鸟类，园区内包含丰富的生物声景观如鸟鸣声、虫鸣声等；地球物理声如风吹树叶声、瀑布流水声等，该公园内丰富多样的声音环境有利于声景评价类实验的进行。

3.2 评价过程

本研究共选取了公园内包含人工声、生物声、地球物理声声景发生点的具有代表性且分布相对均匀的测点共20个(如图1所示)。在20个测点向游客发放声景恢复性评价问卷300份，收回有效问卷293份，同时统计各个测点区域内各类声景的代表性声音。问卷评分基于表2中d1～d12的具体问题，采用李克特七分制打分法[31]作为每项的评分标准，选择“完全不符-非常符合”这一对词，对应分值为 1～7分。c1、c4、c7的最终分值分别为其对应的 d1～d5问题的平均分，c2、c5、c8的最终分值分别为其对应的d6～d15问题的平均分，c3、c6、c9的最终分值分别为其对应的d16～d20问题的平均分。

图1 研究区域(金鸡山公园)概况Fig.1 Overview of the study area (Jinji Mountain Park)

4 结果与分析

4.1 评价体系权重结果分析

从各准则层纵向比较来看，由表3可知，三类声景的权重值由高到低分别是：生物声(0.474 7)、地球物理声(0.362 7)、人工声(0.162 6)。可以看出，对人体恢复性起到的效用从大到小排序的声景类型为生物声类声景环境、地球物理声类声音环境、人工声类声景环境。由此可以推测，偏向人工制造的声音环境可能不利于人体恢复性或对增强人体恢复性效用的影响很小，而偏向自然界的声音更有利于人们在环境中获得恢复性体验。因此，在日后进行恢复性声景环境营造工作中，应更加注重生物声类声景环境的营造，多建造一些能够吸引鸟类、蛙类等生物并利于其生存的生态景观。

从每类声景的指标层权重纵向比较来看，针对不同种类的声景环境营造的侧重点应有不同。由表4、表 5可见，人工声及生物声的吸引和兼容性的权重最高，其次为丰富性，远离性权重最低。可以看出，对人工声及生物声来说，影响其恢复性的最重要的因子为该声景环境的吸引和兼容性，其次为丰富性，而远离性对这两类声景环境恢复性影响的重要性最低。因此，在进行景观空间的人工声环境营造过程中，应更加注重增加其吸引和兼容性及丰富性相关景观的营造。由表6可见，对于地球物理声来说，其各个指标权重值由高到低分别为：吸引和兼容性(0.414 3)、远离性(0.313 7)、丰富性(0.272 0)。可以看出，与上述两类声音一样，地球物理声的吸引和兼容性对影响声景环境恢复性的重要性最高。与人工声和生物声不同的是，对于地球物理声，声景环境的远离性对声景恢复性影响的重要程度比丰富性高。因此，在进行景观空间的地球物理声环境营造过程中，应更加注重其吸引和兼容性及远离性的营造。而从各准则层对应的对象层权重横向比较来看，由表 4～6可以看出，声景环境的吸引和兼容性在三类声景恢复性指标中均为权重最大的指标，即对于人工声、生物声、地球物理声来说，声音环境的吸引和兼容性是影响其恢复性的最重要因素。

从综合准则层、指标层权重得出的各指标层综合权重(见表7)纵向比较来看，声景环境恢复性影响因子根据其重要性从高到低排序为：生物声吸引和兼容性、生物声丰富性、地球物理声吸引和兼容性、地球物理声远离性、生物声远离性、地球物理声丰富性、人工声吸引和兼容性、人工声丰富性、人工声远离性。由此排序作为参考，在今后的恢复性声景环境营造的过程中应该尤其注重重要性占比高的生物声吸引和兼容性(0.219 6)、生物声丰富性(0.154 4)、地球物理声吸引和兼容性(0.150 3)、地球物理声远离性(0.113 8)及生物声远离性(0.100 6)的声景环境营造。

4.2 实地评价实验结果与分析

综合统计研究区内三类声景的远离性、吸引和兼容性及丰富性的问卷评分，综合计算各项指标平均分值w1～w9并化为百分制，结果如图2所示。将计算所得各项分值代入赋权后所得式(5)得出研究区域内声景环境恢复性综合得分，将得分带入式(6)换算为百分制后得到最终分值为72.200 2，根据分级标准确认金鸡山公园的声景恢复性等级为二级。

图2 三类声景的恢复性评分Fig.2 Restoration scores of three kinds of soundscapes

由w1～w9得分分值可以明显看出，研究区域内人工声类声景恢复性的三个相关评分项(w1、w2、w3)得分，均低于生物声及地球物理声类声景环境，而根据实地调查及问卷统计得出的研究区内人工声类声音主要有汽车鸣笛声、工地施工声、广播音乐声、汽车行驶声四类，通过多选题百分比值归一化计算，得出四种声音占比如图3(a)所示。其中占比最高的声音为对人体恢复性有正效益的广播音乐声(50%)，其次为具有负向影响的汽车行驶声(25%)、鸣笛声(16.67%)及工地施工声(8.33%)，该类声音多为公园外围周边区域的公路、建筑工地等产生，从公园内部环境改造提升的角度，建议增加声音遮挡类景观措施，如在靠近马路的公园入口处密植足够宽度的较为高大的阔叶常绿乔灌木，植物的选择以细枝多、叶大而厚、带有绒毛、树叶浓密的植物为优。通过植物种植形成“绿墙”，对公园外部区域的噪声起到遮挡、反射、吸收、消减作用。同时园区内广播除播放音乐外，可以增加鸟鸣声、流水声等对人体恢复性具有正向影响效益的声音的播放。以以上的方式来提高园区内人工声的远离性、吸引和兼容性及丰富性。如图 2所示，研究区域内生物声及地球物理声类声音的远离性及吸引和兼容性评分较高，丰富性评分低。

生物声中各种声音的占比如图 3(b)所示。其中，生物声类声音中鸟鸣声占比最高(42.86%)，其次是虫鸣声及交谈声，占比均为28.57%。建议通过增加主要景观点周围引鸟景观的设置，如引鸟林、竖向绿化，增加种植榕树等具有鸟类可食用果实的树种；增加植物的密集度；在相对隐蔽、地形较为复杂、植物茂密的位置安置鸟箱，以此吸引更多鸟类在园区内栖息、繁殖，以达到提高生物声类声音环境丰富性的目的。

地球物理声中各种声音的占比如图3(c)所示。其中以风吹树叶声占比最高(46.67%)，其次分别是雨声(26.66%)、流水声(20.00%)、雷声(6.67%)。对于自然界的雨声、雷声是无法控制的。因此，为提高地球物理声的丰富性，建议可在瀑布景观周边增加芭蕉、龟背竹、荷花等大叶面植物的种植，以营造雨打芭蕉类声景观；增加竹林类景观，营造风吹竹林类声景观；增设小型喷泉等水景。由此提高园区内地球物理声类声景的丰富性。

综上，总体来看，研究区域内人工声类声景恢复性的远离性、吸引和兼容性及丰富性的三个维度均需提升，生物声及地球物理声类声景的丰富性需适当改善提升。

图3 各声景种类及占比Fig.3 Types and proportions of different soundscapes

5 结 论

听觉作为仅次于视觉的第二景观信息获取方式，在人们感受环境、认知景观中起到难以替代的重要作用。良好的声音环境如生物声中的鸟鸣声，人工声中的古典音乐声，地球物理声中的风吹树叶声、流水声等声音环境，对人体在景观空间中的身心恢复、压力缓解等方面均会起到积极的作用。然而声景的特性决定了其难以进行量化研究的局限性。本研究通过群体层次分析法及模糊综合评价法，建立了城市公园声景恢复性评价模型，分析了人工声、生物声及地球物理声对恢复性效果的影响及三类声景对应的远离性、吸引和兼容性、丰富性分别对三类声景恢复性效果的影响程度；并对福州市晋安区金鸡山公园进行实地声景恢复性问卷调查，得出该环境中声景恢复性综合评价得分及等级，提出金鸡山公园恢复性声景环境改造提升意见及建议。主要的结论有：

(1) 城市公园声景恢复性可根据游人对声景及其属性的评分，通过公式2.2节中式(5)计算得出。

(2) 三类声景对恢复性效果的影响程度从高到低分别是生物声、地球物理声、人工声。

(3) 生物声能产生较好的恢复性效果，其中通过提升生物声的吸引和兼容性对其恢复性效果提升的影响程度最高，其次是远离性、丰富性。

(4) 地球物理声中对其恢复性效果影响最大的因素是吸引和兼容性，其次是远离性和丰富性。

(5) 人工声对恢复性效果的影响程度较低，其中影响程度最大的因素是吸引和兼容性，其次是丰富性，远离性的影响程度最低。

(6) 综合声景类型及其属性来看，对恢复性效果影响程度高低的排序为：生物声吸引和兼容性>生物声丰富性>地球物理声吸引和兼容性>地球物理声远离性>生物声远离性>地球物理声丰富性>人工声吸引和兼容性>人工声丰富性>人工声远离性。

恢复性声景的营造是景观规划设计中的重要环节，而声景恢复性评价的量化研究能够为营造恢复性效果良好的声音景观提供理论基础和数据支撑。本研究一定程度上为声景恢复性评价研究提供了思路与经验，同时希望能够为今后恢复性环境营造中的声景环境营造及改造提升提供参考，为环境的恢复性建设做出贡献。