城市公园植物景观空间声景感知特征及影响因素研究

刘 江

米思乐

张雪葳

洪昕晨*

城市公园是城市居民主要的休闲游憩场所[1]，因其具有优美的景观和舒适的小气候，并有助于缓解心理压力、改善焦虑紧张情绪[2-3]，已成为疫情期间相对低风险的公共游憩活动空间。探讨后疫情时代城市公园设计和更新的策略与方法以提高居民的游览体验是风景园林领域面临的重要问题。

植物是风景园林规划设计与建设的主要材料，在城市公园建设中，人们往往通过控制植物种植形式、规格等塑造强烈的空间感[4]。过往研究表明，植物景观空间不但可以直接影响场地内的微气候[5]，还会给人们带来不同的心理感受，从而影响人们对景观空间的认知和评价[6]。此外，植物景观空间的降噪效果已经得到普遍认可与应用[7-8]，其对声景营造的重要性也开始受到关注[9-10]。如研究发现城市公园中景观空间特征对声景感知的影响比景观构成更为显著[11]。在植物景观空间营造方面，相关学者已经证实不同类型植物景观空间的声景感知存在差异，在绿色半开敞和半封闭空间中社会声和自然声最为明显[12]；封闭空间由于声压级较低受到游客喜爱，且游客的年龄和访问频率会影响其对声景元素的偏好，如老年人更偏爱半开敞和垂直空间[13]；大学校园内，使用者对开敞空间的心理感知和声景喜好度评价最为良好，垂直空间最差[14]；覆盖空间与封闭空间因其具有覆盖和隔离感，更有利于校园声景的营造[15]。虽然国内外学者对植物景观空间营造的声景特征有一定的探索，但对不同类型植物景观空间声景感知的形成机理与影响因素有待深入研究。因此，本研究以福州市5个典型城市公园为例，针对多个类型的植物景观空间中游客的声景体验进行公众调查，分析其在声景构成、游客声景感知等方面的差异及其影响因素，以期为不同类型植物景观空间的设计提供参考。

1 研究方法

1.1 案例区选择

Norman K.Booth将植物景观空间划分为5种基本类型：开敞空间、半开敞空间、覆盖空间、密闭空间和垂直空间[16]。其中，开敞空间(KC)视觉性完全开敞，以大面积草坪或广场为中心，四周开敞无隐秘性；半开敞空间(BKC)视觉性不完全封闭，一面或多面限制了视线的穿透；覆盖空间(FG)顶面物质性封闭，立面视觉性开敞；密闭空间(MB)视觉性与物质性均完全封闭，具有极强的隐秘性和隔离感；垂直空间(CZ)顶面视觉性开敞，立面物质性封闭。

本研究以此为标准，综合考虑福州城市公园的地理区位、公园的规模和内部环境，以及公园的游客数量等，选择福州市内的5个城市公园进行实地调研，包括以五洲风光为主题、面积较大的左海公园(ZH)，具有丰富水景的温泉公园(WQ)，保存最完整的古典园林西湖公园(XH)，具有独特闽江流域文化特色和榕城风情的闽江公园(MJ)，以及集山、湖、休闲步道等为一体、以海绵城市为主题的牛岗山公园(NGS)。这5个公园植物种类繁多，配置方式多样，人流量较大，声景资源丰富，且涵盖了福州市的综合性公园和区域性的专类公园，是福州具有代表性的城市公园。根据上述植物景观空间分类方法，筛选包括开敞空间、半开敞空间、覆盖空间和密闭空间4类空间在内的特征明显的12个调查样点进行分析(表1)。这12个样点由植物和公园中其他花园元素(例如水体、景观小品等)组成，且在不同程度上被植物包围。同时，考虑样点的人流量，排除游客利用率不高的植物景观空间，确保能够满足对不同类型人群研究的需求。公园内垂直空间较少且无游客停留，故未选择此类型。在正式调研前，对样点的声景现状进行记录，共识别出自然声、人工声和机械声三大类共17种声源(表2)，作为后续公众调查的基础资料。

表1 植物景观空间类型划分及样点概况

表2 案例公园典型声源构成

1.2 数据获取

1.2.1 游客声景感知主观数据

本研究采用问卷调查获取游客声景感知主观数据，问卷内容包含3个部分。1)调查受访者的人口、社会与行为学特征的基本信息，包括性别(男、女)、年龄(＜18、18～24、25～30、31～40、41～50、51～60、61～70、＞70岁)、受教育程度(初中及以下、高中或中专、本科或大专、研究生及以上)、职业(从事行业者、学生、无工作者)、在福州居住时间(1年以内、1～2年、3～5年、6～9年、10年及以上)、游览频率(每周多次、每周1次、每月1次、2～4次、第1次)以及游玩时长(＜1h、1～2h、2～3h、3～4h、半天及以上)。2)游客对所在场地内声源感知的评价，采用7级量表对典型声源的感知频率(1-极少，7-极频繁)、感知强度(1-极弱，7-极强)和偏好度(1-极厌恶，7-极喜欢)进行评价。3)游客对所在场地声景感知的评价，选取的评价指标包括安静的、丰富的、愉悦的、和谐的、变化的以及舒适的，采用7级量表进行评价(1-极不赞同，7-极赞同)。

1.2.2 植物景观空间声景客观数据监测

采用声级计(BSWA308)测量各样点的物理声学参数数据，包括等效A声级(LAeq)，以及累积百分声级L10和L90，分别代表声环境的前景声和背景声。

1.2.3 植物景观空间客观属性数据

选取常绿落叶比(＜1/4、1/4～1/2、1/2～3/4、≥3/4)、围合度(＜1/4、1/4～1/2、1/2～3/4、≥3/4)、郁闭度(＜1/4、1/4～1/2、1/2～3/4、≥3/4)、树种种类(＜3、3～4、5～6、≥6)和色彩树种(1种、2种、3种、4种及以上)5个指标对植物景观空间的物理特征进行评价。

1.3 数据分析

研究正式调研时间为2020年10月，平均气温约21.2℃。通过现场监测与问卷调查的方式收集信息，采集时间集中在8：00—12：00、14：00—18：00 2个时段。在12个调查样点上共发放问卷220份，有效问卷213份，回收率为96.8%。其中，开敞空间54份，半开敞空间52份，覆盖空间56份，密闭空间51份。使用SPSS 26.0中的可靠性分析和因子分析分别对该问卷进行信度和效度检验。经过信度检验，声源感知与声景感知评价量表的克朗巴哈ɑ信度值分别是0.77和0.89，均大于0.7，说明数据可靠性较好；效度分析主要通过Bartlett球形检验和KMO值分析实现，结果显示KMO＝0.619＞0.6，Bartlett球形度p值为0.000(p＜0.05)，说明数据有着较好的效度。样本数据中受访者的基本信息统计结果如图1所示。

图1 样本统计信息(N=213)

为了能够更加全面地描述声源在场地中的存在状态与和谐程度，本研究基于上述3种声源感知指标，引入朱天媛等在研究城市公园声源感知与游览满意度的关系时提出的2个综合声源感知指标[17]。

声源优势度(Sound Dominant Degree，SDD)：指该声源在特定声景中的主导性程度，用声源感知频率(Perceived Occurrences of Sound，POS)和声源感知强度(Perceived Loudness of Sound，PLS)的乘积表示，如公式(1)所示。

式中，j为第j个样本；i为第i个声源。

声源和谐度(Sound harmonious degree，SHD)：指该声源在环境中的主导地位与人们对其偏好的符合程度，用声源偏好度(PFS)、声源感知频率(POS)和声源感知强度(PLS)3个指标构建的数学模型表示，如公式(2)所示。

式中，j为第j个样本；i为第i个声源；n为样本量。声源优势度决定声源和谐度程度，声源的偏好程度利用指数函数的特征来确定其方向值，当偏好度大于偏好度均值时，则优势度越大，和谐度也越大。反之，若偏好度小于偏好度均值，则优势度越大，和谐度反而越小，偏好度方向值与优势度相乘获得声源和谐度。

2 结果与分析

2.1 不同类型植物景观空间的声景客观属性特征分析

各类植物景观空间中各声学指标值如图2所示，覆盖空间的等效A声级(LAeq)最高，达到61.8dBA，这与公园中盛行的广场舞活动有关。半开敞空间的L90最高，从调研数据来看，半开敞空间的广播宣传声频率高且强度较大，导致其背景声较强。整体而言，所调研的4类空间的现有声环境指标均超过标准规定的55dBA[18]。

图2 不同类型植物景观空间的声学指标分析

2.2 不同类型植物景观空间的声源感知特征分析

2.2.1 声源优势度感知特征分析

不同类型植物景观空间的声源优势度分析如图3所示。在开敞空间中，儿童嬉戏声和广场舞音乐声是优势度最高的声源，且人工声的优势度普遍高于自然声和机械声。半开敞空间与开敞空间相似，但其自然声优势度普遍比开敞空间高。广场舞音乐声和广播音乐声是覆盖空间优势度最高的声源，且人工声及机械声的优势度高于自然声。在密闭空间中，鸟叫声和风吹树叶声是优势度最高的声源。

图3 不同类型植物景观空间的声源优势度分析

2.2.2 声源和谐度感知特征分析

不同类型植物景观空间的声源和谐度分析如图4所示。开敞空间中水声、鸟叫声和风吹树叶声等自然类声源的和谐度评价较高，健身运动声、交通声和施工声等声源的和谐度较低。半开敞空间中广播宣传声和广播音乐声成为和谐度评价较高的声源，而水声作为偏好度较高的声源其和谐度值却最低，说明在半开敞空间中引入喷泉等水声会对声景感受有比较明显的促进作用。覆盖空间中自然声的和谐度评价高于人工声和机械声，特别是鸟叫声、虫鸣声和狗叫声是所有声源中和谐度评价最高的3类。密闭空间四周被植物封闭，其自然声较为丰富且和谐度评价较高。

图4 不同类型植物景观空间的声源和谐度分析

2.2.3 声源感知差异性分析

根据数据样本属性特征，本研究采用Kruskal-Wallis非参数检验对不同类型植物景观空间的声源感知差异性进行分析，结果如表3所示。在不同类型植物景观空间中，鸟叫声、水声等7种声源的优势度呈现极显著差异，而和谐度指标只有交通声存在差异。

表3 不同植物景观空间类型声源感知差异性分析

采用独立样本Kruskal-Wallis检验进一步成对比较分析4类植物景观空间在上述差异性显著的典型声源感知指标上呈现的具体特征(表4)。结果显示，风声的优势度在开敞空间与半开敞空间存在显著差异；鸟叫声、广播音乐声、广场舞音乐声、娱乐设施声和交通声的优势度，以及交通声的和谐度等指标在覆盖空间和密闭空间之间呈现出显著差异。

表4 不同类型植物景观空间声源感知差异性成对比较分析

2.3 不同类型植物景观空间的总体声景感知特征分析

2.3.1 总体声景感知维度分析

为了更加综合反映游客在不同景观空间类型中的总体声景感知的维度特征，采用主成分分析法对声景感知的6个评价指标进行分析，提取出总体声景感知的3个公因子，方差累计贡献率为88.693%(表5)。因此，植物景观空间的总体声景感知包含3个维度。其中，公因子F1的方差贡献率为40.748%，主要与“愉悦的”“和谐的”和“舒适的”有关，表示声景愉悦度(pleasantness)；公因子F2的方差贡献率为29.641%，主要与“丰富的”和“变化的”相关，表示声景丰富度(eventfulness)；公因子F3主要与“安静的”相关，其贡献率为18.304%，表示声景宁静度(tranquil)。

表5 声景感知因素主成分分析结果

2.3.2 总体声景感知差异性分析

采用Kruskal-Wallis非参数检验对4种类型植物景观空间中总体声景感知特征进行差异分析，结果显示声景愉悦度(Z值=21.837，p＜0.001)与声景宁静度(Z值=42.418，p＜0.001)呈显著差异。进一步成对比较各类植物景观空间中2种声景感知差异的具体特征，结果如表6所示。在声景愉悦度方面，密闭空间与开敞空间呈现差异，与覆盖空间存在显著差异。这也验证了师柯等[19]的研究结论，即不同的绿化包围程度会对声景愉悦度产生影响，随着植物围合度的增加其舒适度、愉悦度评价升高，但达到一定临界值后会使人有不安和压抑感，进而使人不愿意长久停留。在声景宁静度指标上密闭空间与其他3类空间均呈现显著差异。相关研究表明，植物在营造良好声景氛围方面具有很多优势，绿地植被组合类型是城市绿地降噪程度的主要影响因子之一[20]，且树种植物配置模式丰富的群落降噪效果更好[21]。密闭空间的植物覆盖程度最高，避免了其他声音的干扰，使其在声景宁静度方面与其他3类空间存在差异。

表6 不同类型植物景观空间声景感知差异性成对比较分析

2.4 不同类型植物景观空间总体声景感知的影响因素分析

2.4.1 声源感知与总体声景感知的关系

不同类型植物景观空间声源感知与总体声景感知之间的相关性分析结果如表7所示。相较于声源和谐度，声源优势度与总体声景感知各维度的相关性更强，且在开敞空间和半开敞空间中，声源优势度与总体声景感知关系最为显著。

表7 不同类型植物景观空间声景感知与声源感知的相关性分析

进一步探究不同类型植物景观空间中影响游客总体声景感知的声源因素，分别以声景愉悦度、丰富度和宁静度为因变量，以上述与总体声景感知相关性显著的11类声源的21个感知指标(表7)作为自变量，对4类空间分别进行多元逐步线性回归分析，结果如表8所示。各模型变量不存在共线性问题(VIF＜10)，但R2值均较小，表明回归模型虽有效但解释力度不强，这与声景感知的复杂影响机制有关。研究表明，声景感知不仅由声源决定,还受到感知人群的社会、人口及行为学背景的影响[11]。此外，视觉景观也会结合声景对受访者的感知产生影响[22]，未来仍需进一步探索。

表8 不同类型植物景观空间声源感知指标与整体声景感知多元逐步回归分析

在开敞空间中，广场舞音乐声和施工声与声景宁静度和愉悦度评价有密切关系。因此，在公园开敞空间设计中，应选择易于吸声的植物构成声屏障或铺设降噪地面来削弱噪声，并合理划分广场舞活动的区域。

半开敞空间中只有儿童嬉戏声与声景感知有关，分别与声景愉悦度呈正相关，与声景宁静度呈负相关。因此，在场地设计方面，可以设置儿童运动区域和不同活动引导标志，让游客进行有秩序的活动。

在与覆盖空间声景感知密切相关的5类声源中，除手机铃声外，其他4类均产生消极作用。在南方夏季高温情况下，覆盖空间因较为凉爽舒适的小气候特征，是各类活动的优选空间，也是公园声景品质提升的重点。因此，在覆盖空间设计时，应将广场舞活动片区与其他活动区进行合理划分与分隔，植物配置方面选择雪松、圆柏等易于吸声的植物。

密闭空间中虫鸣声、娱乐设施声和广播宣传声与声景丰富度呈现正相关关系，施工声和健身运动声与声景愉悦度和丰富度均呈现负相关，但其宁静度与各类声源无密切关系。密闭空间具有极强的隐秘性和隔离感，本身营造的空间宁静度较高，植物配置应关注自然生境的营造，吸引发声昆虫及鸟类栖息，同时应采取措施避免人工声和机械声的干扰。

2.4.2 植物景观空间客观属性与总体声景感知的关系

为研究不同类型植物景观空间客观属性特征对总体声景感知影响，分别以声景愉悦度、丰富度和宁静度为因变量，以5个植物景观空间客观属性指标作为自变量，进行多元逐步线性回归分析(表9)。结果显示，仅有半开敞空间的植物色彩和密闭空间的郁闭度分别对声景丰富度和愉悦度有密切关系。Neale等提出色彩会对人的生理和心理产生影响，是绿地景观中人们最直观能感受到的要素[23-24]，且色彩树种可以提高游客的愉悦度。密闭空间的郁闭度均大于1/2，且郁闭度越高，声景愉悦度评价越高，这符合密闭空间隐秘性和隔离感的特点。

表9 不同类型植物景观空间客观属性与整体声景感知多元逐步回归分析

2.4.3 游客人口、社会与行为学特征与总体声景感知的关系

本研究首先采用非参数检验对不同属性受访游客之间的声景感知进行差异分析，其中性别采用Mann-Whitney U进行检验，年龄、教育背景、职业、居住类型、游玩频率及游玩时长采用Kruskal-Wallis进行检验，并采用Spearman's rho相关分析两者之间的相关性。结果显示，只有游客的教育背景对密闭空间的声景宁静度感知造成显著差异(Z值=10.000，p＜0.05)，且有显著相关关系(相关系数=0.396，p＜0.01)。这也佐证了刘江等的结论，即学历是影响游览满意度的因素之一[25]。

3 结论与讨论

本研究以福州市5个城市公园中的12个典型样点为例，通过实地调研和公众问卷调查，探究在不同类型植物景观空间中游客声景感知的差异性特征及影响总体声景感知的主要因素，结论如下。

1)不同类型植物景观空间声源感知差异主要体现在优势度，其中交通声感知差异最大，且是唯一产生和谐度感知差异的声源，充分说明植物景观空间营造会影响声源感知，也进一步证实了张冠亚、廉英奇等的结论[14-15]。本研究中，覆盖空间和密闭空间的声源感知差异最为明显，主要体现在广播音乐声和广场舞音乐声等声源优势度方面，这与公园内覆盖空间盛行的广场舞活动有关。此外，声源偏好度高而和谐度低的声源，如水声、娱乐设施声、健身运动声在植物景观空间的声景营造中有更大的潜力。

2)研究发现，植物景观空间的总体声景感知在愉悦度与宁静度2个维度均有显著差异。其中，密闭空间与其他3类空间在声景愉悦度和宁静度评价差异明显。相关研究表明，绿化量和绿化的茂密程度与声景感知评价有密切关系[19]。但也应注意，过高的植物围合程度会造成愉悦度的下降，不利于游客的停留。

3)影响各类植物景观空间中总体声景感知的主要声源感知特征不同。由相关分析和回归分析表明，覆盖空间受到特定声源的负面影响最大，尤其是广播音乐声、广播宣传声、广场舞音乐声等声源容易产生负面作用，需进行适当控制。此结论也进一步证实了声景元素的营造应考虑所属空间类型的特点[12，14]。

4)植物景观空间营造时，还需注重植物景观色彩搭配，适当的色彩树种会提高声景的丰富度评价。这可能与景观体验中的视听交互作用机制有关[22]。

本研究验证了植物景观空间营造与声景感知之间存在内在联系，但不同植物景观空间体验中视听及多维感知的影响机制仍需深入研究。

注：文中图片均由作者拍摄或绘制。