基于聲漫步法的森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)研究

洪昕晨，王欣，段芮，張皓，池夢(mèng)薇,2，蘭思仁,2

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基于聲漫步法的森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)研究

洪昕晨1，王欣1，段芮1，張皓1，池夢(mèng)薇1,2，蘭思仁1,2

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建福州 350002；2. 國家林業(yè)與草原局森林公園工程技術(shù)研究中心，福建福州 350002)

為探究森林公園中聲景的客觀物理量和人主觀感受的心理量之間的關(guān)系，根據(jù)聲景生態(tài)學(xué)和心理物理學(xué)的相關(guān)理論，通過聲漫步法和語義差異法對(duì)森林公園中的地球物理聲、生物聲和人工聲進(jìn)行主觀喜好度評(píng)價(jià)，同時(shí)測(cè)量客觀的物理指標(biāo)，通過對(duì)主客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合建立了森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)模型，并結(jié)合三者各自對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)模型構(gòu)建了森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)模型。在森林公園規(guī)劃中，可應(yīng)用該模型將森林公園中的聲級(jí)數(shù)據(jù)近似模擬為聲景感受得分，以仿真來訪者的主觀感受，為森林公園建設(shè)和開發(fā)提供參考依據(jù)，以期為聲景觀資源的有效管理提供一定的理論參考。

聲漫步法；森林公園；聲景生態(tài)學(xué)；景觀評(píng)價(jià)；森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)模型

0 引言

在體驗(yàn)時(shí)代的大背景下，人們?cè)絹碓絻A向于親近自然和感受自然，而森林公園作為兼有游憩、療養(yǎng)、避暑等多功能場(chǎng)所，成為了人們的最好選擇。正如王籍詩中所提到的“蟬噪林愈靜，鳥鳴山更幽”，由此可見森林公園中豐富的聲景影響著來訪者的聽覺感受，并能給予重要的康復(fù)作用[1-2]。

在聲景研究方面，受訪者能通過聲漫步法識(shí)別和區(qū)分聲景元素的特征，并反映出相匹配的的心理感受狀態(tài)[3]；有報(bào)道稱，對(duì)于物理特征相同而語義狀態(tài)具有差異的聲音，人會(huì)產(chǎn)生不同的心理反應(yīng)[4]；時(shí)間和空間的變化會(huì)對(duì)聲景感受產(chǎn)生重要的影響，歸因于空間能賦予人對(duì)聲景的情感與行為傾向[5]；有研究通過視聽樣本的組合對(duì)受試者進(jìn)行城市聲景評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)城市化高的視覺樣本會(huì)降低聲景感受得分[6]；Aylor[7]探究了松樹林(針葉林)中聲的特征，動(dòng)物的交流信號(hào)能在豐富的葉聲環(huán)境下得到提高；不同森林類型中的聲景主客觀數(shù)據(jù)具有良好的心理物理學(xué)特征[8-9]。這些成果豐富了聲景方面的研究，但對(duì)于基于聲漫步法并通過主客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行聲景評(píng)價(jià)模型構(gòu)建的研究尚鮮有報(bào)道。

因此，本研究首先通過聲漫步法對(duì)森林公園中的不同聲景元素(地球物理聲、生物聲和人工聲)進(jìn)行主觀喜好度評(píng)價(jià)，并在聲漫步過程中同時(shí)對(duì)等效A聲級(jí)進(jìn)行測(cè)量。然后根據(jù)主客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果，通過心理物理學(xué)定律公式進(jìn)行擬合分析。最后，建立了森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)(Evaluation of Sound- scape Preference in Forest Park, ESPFP)模型。

1 研究涉及的理論與定律

1.1 聲景生態(tài)學(xué)理論

聲景生態(tài)學(xué)理論[10]將能使人產(chǎn)生心理感受變化的聲能量定義為聲景。聲景觀產(chǎn)生于景觀空間中，由地球物理聲、生物聲和人工聲等3類聲源組成、作用和影響。

地球物理聲指非生命的純自然因素產(chǎn)生的聲景，通常作為背景聲并與其他聲景交互作用[1]；生物聲指生物個(gè)體或群體自身產(chǎn)生的聲音，它的特點(diǎn)主要是復(fù)雜性和可塑性[11]；人工聲指人工設(shè)備和器械產(chǎn)生的聲景，包括了負(fù)面噪聲和具有樂理性的聲景，它具有較強(qiáng)的事件性特點(diǎn)。上述3類聲景之間的相互作用和影響營造了聲景的空間格局[12]。

1.2 與本研究相關(guān)的心理物理學(xué)定律

1.2.1 費(fèi)希納定律

在韋伯定律[13]的基礎(chǔ)上，F(xiàn)airchild[14]將物理刺激量與心理感受量通過對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)聯(lián)起來，并確定了它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，即費(fèi)希納定律：

通過對(duì)式(1)兩邊進(jìn)行同時(shí)積分，得到符合費(fèi)希納定律的心理物理量轉(zhuǎn)化公式：

式中，和為常數(shù)。

1.2.2 斯蒂文斯定律

斯蒂文斯通過幅值估計(jì)法得到了傾向于指數(shù)函數(shù)的心理物理量轉(zhuǎn)化的函數(shù)表達(dá)式，即斯蒂文斯指數(shù)定律[14]：

式中，和為常數(shù)，為由心理物理量決定的指數(shù)。

1.3 理論模型

2 研究方法

2.1 研究區(qū)概況

福州國家森林公園坐落于福建省福州市區(qū)北部郊區(qū)，公園南部緊鄰八一水庫和福州市動(dòng)物園，公園北部毗鄰筆架山[15]，研究區(qū)域位于園中的植物大觀園內(nèi)(如圖1所示)。研究區(qū)域?qū)儆趤啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，年平均降雨量約1 438.5 mm，平均風(fēng)速為1.8 m·s-1，相對(duì)濕度為75%，年平均日照時(shí)間為1 848 h[16]。

圖1 研究區(qū)域位置

2.2 確定權(quán)重集

采用層次分析法確定聲景元素各自的權(quán)重值，將森林公園聲景的喜好度作為一級(jí)指標(biāo)，將各聲景元素作為與一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)。

2.2.1 建立判斷矩陣

對(duì)于評(píng)價(jià)體系中各遞階層上的評(píng)價(jià)元素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建指向目標(biāo)層的下一層次的比較判斷矩陣[17]：

2.2.2 計(jì)算權(quán)重集

2.2.3 一致性檢驗(yàn)

2.2.4 權(quán)重集

2.3 評(píng)價(jià)過程

本研究中的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)主要采用聲漫步法(Soundwalking)和語義差異法(Semantic Differential method)進(jìn)行森林公園聲景主客觀評(píng)價(jià)。作為聲景研究的重要方法之一[20]，聲漫步法要求受試者對(duì)聲景及案例的整體環(huán)境有比較專業(yè)的了解。而對(duì)于衡量評(píng)價(jià)者對(duì)聲元素的主觀評(píng)分尺度，語義差異法[21]能夠較好地通過言語尺度進(jìn)行心理感受的測(cè)定并將受試者的心理感知定量記錄下來。用于表示受試者對(duì)研究中所描述對(duì)象產(chǎn)生心理感受強(qiáng)度的反義形容詞需要被優(yōu)先確定。在此基礎(chǔ)上得到語義差別量化表，以準(zhǔn)確把握受試者對(duì)森林公園聲景的心理量強(qiáng)度大小。本研究根據(jù)評(píng)價(jià)模型的需求選擇了“喜歡的”和“討厭的”這對(duì)反義形容詞，以反映受試者對(duì)森林公園聲景的喜好程度[22-23]。在此基礎(chǔ)上，將主觀評(píng)價(jià)得分劃分為5個(gè)等級(jí)，并通過“很喜歡”“較喜歡”“一般”“較討厭”“很討厭”5個(gè)詞來區(qū)分評(píng)價(jià)等級(jí)，并從“很喜歡”到“很討厭”分別賦值2、1、0、-1、-2。

從曾參與過聲景評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)并對(duì)研究區(qū)情況較了解的群體中[24]，根據(jù)GB/T10220《感官分析方法總論》[25]挑選18位20～35歲、身體健康并且聽力正常的人作為本次實(shí)驗(yàn)的受試者，其中男、女各9人。根據(jù)GB/T14195《感官分析：評(píng)價(jià)員選拔與培訓(xùn)，感官分析優(yōu)選評(píng)價(jià)員導(dǎo)則》[26]和GB/T16291《感官分析：專家的選拔、培訓(xùn)和管理導(dǎo)則》[27]，對(duì)18位受試者進(jìn)行了評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的培訓(xùn)，以避免個(gè)人因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生的偏差影響，培訓(xùn)內(nèi)容包括聲景元素分類、心理量表和喜好度含義等[28-29]。

評(píng)價(jià)者在森林公園的主次干道和游步道進(jìn)行聲漫步并進(jìn)行評(píng)價(jià)，每5 min記錄一次主觀得分，同時(shí)用AWA6228+聲級(jí)計(jì)進(jìn)行同時(shí)長的等效A聲級(jí)測(cè)試。

3 結(jié)果與分析

對(duì)每個(gè)聲漫步測(cè)量段的主觀評(píng)價(jià)得分進(jìn)行加和并進(jìn)行歸一化處理，然后采用具有心理物理學(xué)意義的式(2)和(3)以及對(duì)照用多項(xiàng)式函數(shù)對(duì)上述歸一化值和等效A聲級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。

3.1 地球物理聲主客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)擬合分析

森林公園的地球物理聲評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)擬合情況如圖2所示。

圖2 地球物理聲的擬合結(jié)果

從圖2可以看出，受訪者對(duì)地球物理聲的喜好度得分較高，并且在物理量增大后也不會(huì)造成顯著的負(fù)面感受。這主要由于研究區(qū)域內(nèi)具有良好的植被景觀和水文景觀，豐富了評(píng)價(jià)者對(duì)地球物理聲的聽覺感受。

3.2 生物聲主客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)擬合分析

森林公園的生物聲評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的擬合情況如圖3所示。

從圖3可看出，生物聲能產(chǎn)生較好的評(píng)價(jià)得分，在物理刺激量增大后仍然保持在評(píng)價(jià)一般等級(jí)以上，主要由于森林公園中棲息著種類繁多的鳥類和昆蟲，營造了一種親近自然的氛圍吸引著評(píng)價(jià)者的注意力，但過于嘈雜時(shí)會(huì)降低評(píng)價(jià)者的喜好感受。

圖3 生物聲曲線擬合結(jié)果

3.3 人工聲主客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)擬合分析

森林公園的人工聲評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的擬合情況如圖4所示。

從圖4可以看出，人工聲產(chǎn)生了較差的評(píng)價(jià)得分，并且隨著物理刺激量的上升，喜好度感受得分趨于下降，說明森林公園中的人工聲降低了受試者的喜好度感受，主要?dú)w因于人工聲具有事件性和突發(fā)性的特質(zhì)并影響了其他兩類聲景。

3.4 構(gòu)建森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)模型

由式(2)～(10)可以得到ESPFP模型的表達(dá)式為

在森林公園規(guī)劃中，可應(yīng)用該模型將森林公園中的聲級(jí)數(shù)據(jù)近似模擬為聲景感受得分，以仿真來訪者的主觀感受，為森林公園建設(shè)和開發(fā)提供參考。

4 結(jié)語

人們常用“林海松濤”“林籟泉韻”等詞匯描繪森林中的奇妙聽覺體驗(yàn)。聲景給予人良好的聽覺體驗(yàn)，使人身心得到放松。本研究基于聲漫步法構(gòu)建了一種適用于模擬森林公園的聲景喜好度感受的模型(ESPFP模型)，分析了對(duì)森林公園聲景產(chǎn)生影響的各聲景元素以及各自對(duì)應(yīng)的物理刺激量和喜好度感受量之間的關(guān)系。得出的主要結(jié)論有：

(1) 地球物理聲能使評(píng)價(jià)者產(chǎn)生較好的評(píng)價(jià)得分，并且在物理刺激量增大后也不會(huì)造成顯著的負(fù)面感受；(2) 生物聲能產(chǎn)生較好的評(píng)價(jià)得分，在物理刺激量增大后仍然保持在評(píng)價(jià)一般等級(jí)以上；(3) 人工聲產(chǎn)生了較差的評(píng)價(jià)得分，且隨著物理刺激量的上升，心理量繼續(xù)下降；(4) 對(duì)于喜好度感受量與客觀測(cè)得的等效A聲級(jí)之間的關(guān)系，地球物理聲和生物聲相對(duì)傾向于對(duì)數(shù)函數(shù)，而人工聲傾向于冪函數(shù)；(5) 綜合森林公園中的各聲景元素的模型得到森林公園聲景喜好度評(píng)價(jià)模型(ESPFP模型)。

聲景的量化評(píng)估方法是未來景觀規(guī)劃與開發(fā)的新趨勢(shì)。本研究在一定程度上完善了聲景評(píng)價(jià)系統(tǒng)，希望能夠?yàn)槁暰坝^資源的有效管理提供一定的理論指導(dǎo)，同時(shí)為構(gòu)建聲景優(yōu)美、聲色交融的景觀環(huán)境做出貢獻(xiàn)，推動(dòng)打造一個(gè)健康舒適的人居環(huán)境。

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Evaluation of soundscape preference in forest park based on soundwalk approach

HONG Xin-chen1, WANG Xin1, DUAN Rui1, ZHANG Hao1, CHI Meng-wei1,2,LAN Si-ren1,2

(1. College of Landscape Architecture, Fujian Agriculture and ForestryUniversity, Fuzhou 350002, Fujian, China; 2. State Forestry and Grassland Administration National Forest Park Engineering Research Center, Fuzhou 350002, Fujian, China)

In order to find out the relationship between objective physical quantity of soundscape and psychological quantity of subjective feelings in forest park, a study, based on the theories of soundscape ecology and psychophysics, has been made to evaluate the subjective preferences of geophonies, biophonies and anthrophonies in the Fuzhou National Forest Park by using soundwalk approach and semantic difference method, and the objective physical indicators are measured at the same time. Then the evaluation model of each subjective preference in forest park is established by fitting the subjective and objective data. Thus, the evaluation model of soundscape preference in forest park can be built by combining the above-mentioned three corresponding evaluation models. In practical application, the sound level data in forest park can be approximately transformed into corresponding subjective evaluation scores of soundscape through the ESPFP model to simulate the tourists' psychological feelings, and to provide a reference for the construction and development of forest park. Hope this study being able to provide some theoretical guidance for the effective management of soundscape resources.

soundwalk approach; forest park; soundscape ecology; landscape evaluation; Evaluation of Soundscape Preference in Forest Park (ESPFP) model

X827 TU986.53

A

1000-3630(2018)-06-0584-05

10.16300/j.cnki.1000-3630.2018.06.013

2017-12-21;

2018-01-25

國家林業(yè)與草原局森林公園工程技術(shù)研究中心開放課題(PTJH1500217)；福建省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目(FJ2018B087)。

洪昕晨(1992－), 男, 福建古田人, 博士研究生, 研究方向?yàn)槁暰坝^理論與實(shí)踐。

蘭思仁, E-mail: lsr9636@163.com