城市绿地声景观研究进展

刘月妍 叶菁 王鸿达 陈凌艳 何天友 郑郁善

[摘  要]：基于听觉的声景观在现今的风景园林行业越来越受到重视，城市绿地有着丰富的声景资源。文章通过阐述城市绿地声景的概念，分类，研究步骤与设计手段，总结了声景观在城市绿地中的发展和成果，指出了城市绿地声景发展的多元化，发现了相关研究发展的不足。

[关键词]：城市绿地声景; 声景研究方法; 声景设计

TU112A

听觉作为景观感知的重要方式之一，相对于视觉包含更多的情感，与听觉相对应的声景成为相关工作者关注的重点。城市绿地可以满足当今社会人们对环境质量的高要求，是人们走进自然的热门选择之一。随着社会的发展，复杂声景导致听觉环境嘈杂，降低了听觉感受，城市绿地声景以其表达自然，唤醒活力的优势和特点逐渐被人们所重视，从而成为了声景研究的热点。

声景观（Soundscape）一说最早由格兰诺（Grance）[1]于1929年提出，是声音（Sound）与景觀（Landscape）的结合。声景被定义为“在给定场景下，个体、群体或社区所感知、体验或理解的声环境”。在任何地方所能识别到的声音都称其为声景观，他与声环境存在一定的区别，这一区别在2014年颁布的ISO标准中可见一斑。声环境是客观的，物理的，是特定情景中所有声音能量的总和，而声景观则是声环境在不同情境影响下的，被人们所感知到的信息，由声环境产生，一直影响着人们的生活和身心感受，人们事实上创造着声景。

加拿大作曲家和环保主义者Schafer R.M.[2]在20世纪60～70年代间，率先将声景作为艺术概念，即听觉的风景，在本国开展研究，并倡导通过倾听的方式营造良好的声环境。此后，很多国家和地区都成立了专门研究声景的协会。随着时间的推进，一些发展中国家包括中国，巴西，马来西亚等加入到声景研究的领域中来。1998年，王俊秀教授[3]在《音景（soundscape）都市表情：双城记的环境社会学想象》中分析了台湾新竹市的音景特色与现状，并对比温哥华的声景发展，提出了“音景三角形”这一概念，探讨了中国声景的发展方向。随后，国内声景研究进展较快，学术成果日益丰厚，研究范围逐渐扩大，囊括城市规划学、建筑学、景观学、工程学、心理学、社会学、人类学、生态学、民族学、人文地理学、医学、美学、语言学、音乐学、室内音质、宗教文化、噪声控制等，呈现多学科融合发展的局面。声景的研究内容最初仅限于物理方面，即对噪声的识别、监测与控制。然而，欧盟国家根据噪声级进行安静区的划分与保护效果不佳，促使相关研究人员进一步扩展声景研究的范围[1]。

城市绿地声景观的研究主要从其声源划分、声景测量、声景评价及相关模型构建，数据分析方式创新等方面展开，调研对象分为森林公园、城市公园等各类绿地。着眼于不同区域之间的边界声景，有学者研究了城市公园声景观的边缘效应，补充了绿地声景的研究[4]。城市绿地声景的研究，主要解决了早期的声景研究方式缺乏与可信度低，对声景作用认识不足与声景设计手法单一等问题。本次论文对城市绿地声景的概念界定、类型划分、研究数据收集、数据分析方法、城市绿地声景设计等方面展开研究，总结了声景观在城市绿地中的发展和成果。

1 城市绿地声景

城市绿地声景由声景观衍生，主要研究城市各类绿地声景，包括乡村[5]、荒野[6]、山地[7]等生态自然程度较高的绿地声景，也包括庭院、城市公园、国家公园[8]、森林公园、风景旅游区[9-10]等自然、人工融合的绿地声景，还包括了城市公共空间，地下空间[11]、商业餐饮街[12]、居住区绿地[13]、养老空间[14]、校园绿地[15]、广场、车站[16]、机场、街道等附属、人工程度高的绿地的声景观。

城市绿地声景有着不同的划分方式，按照声音的来源可分为自然声与人工声2类。自然声包括动物声、气象声、山水声、乡村自然声等。人工声包括人文声与生活活动声和由人产生的机械施工声、交通声等噪声。根据城市绿地声景空间结构可将声景划分为地球物理声、生物声、人工声[17]。根据城市绿地声音要素的的重要程度分为标志声、背景声、信号声[18]。城市绿地声景类型的划分根据不同的学科角度进行划分，声景生态学将区域声景划分为基调声、信号声和标识声[18];心理学角度将声景划分为声源、声音描述符、声景观描述符[19]。按照主观评价，可将声景观元素划分为正面声元素、中性声元素和负面声元素[20]。

2 城市绿地声景研究

城市绿地声景研究大致从研究数据收集、数据分析方法、城市绿地声景设计3个方面进行介绍。

2.1 研究数据收集

2.1.1 客观数据

声景研究通常将抽象的声景转化为可测的声学指标，数据的获取常采用声音测量法[21]和声漫步法[22]。在测量城市绿地声景的客观数据前，明确绿地中声源类型及背景噪声、信噪比等。噪声的提高会使信号的听音音域提高，破坏声音信号的音质，造成清晰度、可懂度下降。而低频噪声治理难度大，对人体伤害较大。表征城市绿地声景的声源指标包括，声源位置、连续等效声压级、计权声级、统计声级、声音阈值、音高、频谱、频域指标、时域指标、持续时间、混响时间、声音扩散均匀度等。这些指标都在描述声景的某一部分特征方面取得了显著的效果。由于双通道的声景录音更加接近于人耳双耳听觉的实际听感，且可以保留声景中声源的空间信息，如运动和距离等，出现了利用双通道声学信号进行分析的指标，例如，描述双通道声级差异性的UILD2（urban interaural level difference）以及利用自相关和互相关函数的ACF和IACF指标。利用大数据对以上客观数据建立大型声景数据库[3]。由此可见，城市绿地声景观具备空间特性、舒适性、声源特性、动态变化、运动特征等相关的特性。

城市绿地声景自身指标使研究者们对声景观进行深入了解，测量相关生理、心理声学指标（psychoacoustic index）更是提高了城市绿地当中的声景设计服务于人的意义。随着研究的深入与现代技术的提高，生理指标包括耳蜗的频率响应特征，声波的遮蔽效应，从人耳对于声波感知的特征出发，令分析结果更加接近于人的实际听感，可信度提高。心理指标是指人的声景感知，包括主观响度，尖锐度，粗糙度，起伏度，波动强度，协调度，清晰度，节奏感，声喜好度，声舒适度，声安静度，满意度，好感度，社会感知度等。另外，测量被试者的心率、呼吸频率、皮肤导电率、肌肉骨骼活动等生理指标也可反映被试者的心理变化。

声景本身与人对声景的重点感知都会受到环境的影响，对声环境，即城市绿地指标的测量也是声景客观数据收集的重要一环。对于自然环境占主导的城市绿地，可测量对声音传播有影响的的自然气候环境物理指标，如地形、温湿度，照度及风的各种物理性状，如风速、风向等[7]。乔灌草植物及相应植物空间等也会对声音传播造成影响。对于人工环境占主导的城市绿地，考虑建筑材料，建筑空间，景观构筑物对声场空间的形状，尺寸以及界面的声学特性的影响[23-25]。例如，基于虚源法的相干性模型，对比非相干模型及ASJ模型[26]，从而分析空间形状对声场的影响。

2.1.2 主观评价

声景不仅包含主体感知到的实在声音，也包括了引发非实在的记忆联想的声音，注重主观感受，因而具有主观性的特征[27]。对于城市绿地声景评价数据的收集，在前期预调研时，对所调查的城市绿地进行文献搜集、研讨，后进行实地走访，整理声景要素与合适的感知指标，并進一步进行专家访问，邀请评级，划分要素权重，得出合理的声景元素与感知度分类，进行问卷设计。成熟的问卷形成后，方可重新回到场地发放调查问卷，在此过程中采用典型抽样法等样本收集方法，以符合统计学样本要求，并注意在后期的数据分析中对所涉量表的信度与效度进行检验。

涉及到城市绿地声景评价所采用的方法主要为社会扎根，访谈记录编码[28]等。包括文献法、半结构访谈法、问卷调查法、田野调查法、声日记、柏拉图分析法[29]、扎标[30]，或采取行为测量技术、对偶比较法、系列范畴法、语义细分法（SD法）等进行实验，反映被测者对声音的心理感知[31]。而强调多角度、多方法的思维策略以及各种方法综合应用的三角测量法，增加了声景评估测量的效度和完整性[31]。

人在城市绿地中主观听感的理解及对声环境的反应或多或少受到人的生理特征，使用目的和行为状态的经验与预期，心理状态变化，周围物理环境，如季节气象变化引起的光，温度，空气变化等的影响。个体的声景主观评价背后是人的个体状况与历史文化背景的反映，包括被调查者的年龄、性别、职业、教育程度，居住条件，个体的声喜好和声敏感度，社会文化，宗教信仰，人口特征，生存境况[32]等。进入绿地的频率[33]，停留时间及对环境的满意度，视听交互作用[21，34-35]等也会影响人的声音感知。人对声环境的反应，如情绪，又会反过来对于非声学因素产生影响。

城乡规划与环境建设刘月妍， 叶菁， 王鸿达， 等： 城市绿地声景观研究进展

2.2 数据分析方法

有研究者将声景感知和谐度与等效声级进行拟合分析，认为等效声级增加，感知和谐度增大，阶段性感受放缓[36]。然而，随着对声景研究的深入，诸多实践证明，城市绿地声景评价往往是由多方面因素影响的，因此，声学客观数据与主观评价之间的关系很可能是多维而非线性的，相关的数据分析是有必要的。

声景数据的展示上，现代通常将声景“图形化”或者“可视化”。如频谱图，允许城市规划者或声学生态学家快速处理和分析地理空间环境中的大量声学数据，以评估空间模式对声景特征影响的声景分析与绘图系统”（SAMS）[37]。又如由噪声地图演化而来，反映声景内容在空间上特征的声景地图[38]，声波思维图[39]等。以上技术方法加强了现代城市绿地声景研究的智能化与直观化。声景分类与识别上，层次聚类（hierarchical cluster analysis），判别分析（discriminant analysis）以及支持向量机（Support Vector Machine）算法等算法模型在现代应用上能够较好地进行处理。声景实验设计上，有相关学者通过采取室外录音与实验室评价，对比分析了真实环境与实验环境对声景评价的影响[40]。

声景评价体系的构建上，诸多研究者先后采用了应用层次分析法，灰色统计理论法[41]、模糊层次分析法[42-43]、信号处理法[31]，利用遥感数据，搭建了相关的函数模型，确定相应评价指标与体系[44-45]，包括声景观舒适度综合评价模型[46]，城市声音事件分类模型，森林公园声景喜好度评价模型（ESPFP模型），感知评价时间分异模型，大空间人群声学模型[47]。各类方法与模型的建立与应用使得城市绿地声景的研究愈加深入全面。张圆等[48]人也探索构建了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声景的正、负恢复效益。声景与其他因素的相关度分析上，刘江[49]认为声景与景观的关系主要是通过不同的数理统计方法来揭示，如相关性分析、回归分析、独立样本的非参数检验等。也有学者建立了中介效应模型以分析声景观与人类各种情感的联系[50]。

2.3 城市绿地声景设计

2.3.1 城市绿地声景的作用

声景的研究，加深了研究者们对于城市绿地声景作用的认识。现代医学证实，自然中的声响能够激发人类的原始应激反应，并和身体形成某种“共振”，从而调节人体的血液、内分泌和消化系统，促进新陈代谢，增强免疫功能[51]，也能降低烦恼度，舒缓情绪，提升舒适度和注意力[52]，有利于压力恢复 [53]。城市绿地声景设计为寻求减缓老年人身体机能退化的方法[3]，为儿童创设舒适的学习环境、提高专注度，进行声景教育[54]等提供了可能。冥想的出现意味着声音在人的心理层面表现了正向的疏导功能，声景对于恢复性环境有重要意义，减轻了为维护身体健康所耗费的医疗成本[55]。城市绿地声景设计充分协调了各类声音元素，给人以特殊地域文化的想象与愉悦，对声景进行设计的附加价值远高于噪声控制，经典的有英国谢菲尔德火车站站前广场的声景设计[3]。良好的绿地声景设计提高了建成环境的质量，创设具有吸引力的投资环境，带来可观的经济效益。

2.3.2 城市绿地声景设计手法

声景作用的认知推动着城市绿地中声景设计手法的探索，以给人更为舒适的声景感受，使人们在城市中也有机会体验优质的声景生态环境。已有诸多学者从不同的视角对城市绿地声景设计手法进行创新。Brown等将麦克哈格的千层饼模式应用到声景设计中，开辟了声景设计思路以及手法的创新之路[21]。王小雨[56]通过总结国内外环境设计的案例，指出声景设计在环境景观中应用的设计层次，并得出声景设计的步骤与方法。冯星等[57]人将声景设计与道路相联系，探究音乐道路的概念，并将之与道路隆声带区分，参考已有案例，总结音乐道路的景观设计手法。

根据前人的研究，从以下几个方面总结了声景设计手法。在噪声处理方面，应用噪声识别监测技术制定相关法规或利用屏障进行掩声，市场上常见的声障材料有金属、混凝土、PC、玻璃钢等，城市绿地植物群落，配合地形的起伏形成错落的自然屏障。噪声处理的另一方面，通过强化动听积极的声景来压制令人不悦的噪音[29]，如配置叶片宽大的树种如香樟、羊蹄甲等营造风、雨声景;种植引鸟植物如杨桃、枸杞等吸引鸟类营造动物声景;在江边应用置石营造浪潮声景等[44]。在声景保护方面，将具有品质的声音作为资源进行保护和开发，如保留历史录音带并建设声音博物馆，在特定绿地文化场所举办重现具有历史底蕴的城市人文声景观[58]活动，带动公众参与，宣传全民声景教育，提高公众对于自然与历史声音的关注与保护意识。在声景开发方面，将景观与声景的协调一致，形成统一的整体作为原则之一[51]，科学多样地开发自然声景观资源，如利用雨滴落在或风吹过不同的建筑材料的声音创造声景观序列，让游客辨别不同材质的声音，增加雨、风声景的趣味性;将建筑小品隐蔽在绿地中、各类公园路口转角处、登山步道旁，隐藏声音的来源，给予游客充分的想象空间，只闻其音，不见其物，使得建筑小品雨、风声景互动性更强[42]。在声景管理方面，通过园区标识和道路引导系统对游客活动进行指引，从而控制游憩声景，利用植被等设置安静沟[51]，对城市绿地中的声景进行动静分区，设置安静冥想区，开辟适合广场舞活动的场地，并劝告跳舞者不要把音响开得太大，不致互相打扰，并鼓励管理人员积极协调游客互动之间的关系[29，44]，有研究表明，增加居民的活动范围和增进居民的交往可以提高居民的声舒适度[59]。在声景生态环境方面，通过人工方式有意识地营造适合某些动物繁衍生息的环境，吸引或放养动物在此栖息，有效增加了动物声资源种类[5]，运用带有特定文化寓意的动植物创造声景，奠定了特定绿地空间的情感基调[60]。

2.3.3 城市绿地声景的人性化考量

除了关注绿地声景设计自身的设计思想，在前人对现实设计应用研究中还考虑了不同人群特征对声景观的评价及要求。例如，年龄差距带来声音经验与记忆的差异，从而导致对于声景感知与情绪的差异。老年人通常对地方戏曲或中国民歌更加喜爱[14]，儿童对于室外高声压级有更强的包容性[61]。性别不同也会导致声舒适度评价的不同，女性对于声环境有更高的敏感度，对于同一声音，女性的声舒适度评价要低于男性[62]。对特殊人群的考虑体现了绿地声景设计的人性化，谢秀丽[62]通过对视障人士进行声漫步研究，提出了声源方位辨别与空间意象描述为增加的评价指标，郭怡萱等[63]对大连聋盲学校附近绿地展开研究，提出了针对视障群体的声环境感知设计策略。以上的考虑都使得绿地声景设计满足绝大部分人群的参与需求和体验兴趣。

3 结束语及研究展望

本文梳理了前人对城市绿地声景的诸多研究，加深了对城市绿地声景领域的认识。前人的研究划分较为全面细致，针对城市绿地中具体的声源划分，评价指标，体系构建等采用了许多先进的研究手法，建立了一系列的声景模型，提出了城市绿地声景设计的指导原则以提高声景质量。但仍存在一些不足，有许多尚未涉及或研究深度较浅的绿地声景方向。

（1）将城市绿地中已存的互动声景结合文化与人群感知进行深入研究。在城市绿地中的互动声景方面，古人建造大型建筑及相应广场时利用声场，引导人做出动作，引起人积极的情绪反应，如在山西鹳雀楼前广场拍手，会听到鹤鸣或集市的声音，一定程度上再现了历史场景。利用现代科技在历史街区设计互动声景，如西安大唐不夜城内的地面钢琴踩踏装置，结合了灯光与声音，达到了人与声景文化的互动。用于公共服务的地铁，也可以将地铁卡放在检票机上产生的声音设置为地方方言的打招呼语句或者电子乐旋律，不仅具有地方特色，也让工作人员提升了对工作环境的认同感。也有国外专家，麦丽丝自定义编码合成器和植物生物数据超声处理硬件——Pip制作了声音花园装置。

音乐喷泉、声景小品等的互动声景在城市绿地中应用颇多，但其在城市绿地中的应用与人群声景感知和深层文化的关系的研究仍为空白。在未来的研究中，应进一步设计相关调查问卷，探索城市绿地声景感知与地域文化是否具有相关关系，如若具有，具体的相关关系又是怎样的。

（2）城市绿地声景形成机制尚未明确，同时，对人的心理影响及相应的影响机制还需更多的实验与量化指标的探索，将城市绿地声景与心理学结合。城市绿地对自然声景形成具有重要作用，然而，绿地中自然声景形成机制尚不明确，相关影响指标，如植物组群对虫鸣，鸣禽种群的影响等尚不清晰，未来在此方面的研究，需要更加深入。

已有研究表明，城市绿地声景会对人类效率产生影响，白噪音或其他背景音对学习、工作效率具有正面或负面的影响，但缺乏一定的實验证明与量化指标。此外，前人的研究只停留在针对现有绿地声景评价方面，然而未来声景设计要考虑到城市绿地中的交际心理学，人与人交流的声音通过半开放式的空间营造，来满足人一定的社交需要，通过距离与空间的把握进行城市绿地声景设计，让陌生人听到相互的谈话，从而主动选择是否加入。未来的研究应针对效率进行合适的量化指标的确定，通过控制城市绿地声景的有无这一变量，探讨不同实验情境下的效率对比，从而得出相关结论。通过对比不同绿地空间对声景的塑造，进一步探讨绿地声景对人们社交愿望的影响机制，对未来的城市绿地设计及声景设计具有极大的参考价值。

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