城市開放空間聲景恢復(fù)性效應(yīng)實(shí)證研究進(jìn)展

胡國敏, 李房英

(福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建福州 350002)

在世界范圍內(nèi)，社會和物質(zhì)環(huán)境的快速變化和激烈的競爭導(dǎo)致了廣大民眾的精神壓力，許多國家社會正面臨著越來越大的與壓力相關(guān)疾病的挑戰(zhàn)。盡管減壓與許多因素相關(guān)，但越來越多的研究者相信日常環(huán)境對減壓的重要性[1-2]。自1989年Kaplan教授提出“恢復(fù)性環(huán)境”概念以來，與自然環(huán)境相互作用的恢復(fù)性效應(yīng)在過去30多年中得到了廣泛的研究證實(shí)，自然環(huán)境比城市環(huán)境更能促進(jìn)個體恢復(fù)以達(dá)成學(xué)界共識[3-4]。鑒于高密度城市的環(huán)境資源特征和市民普遍的生活方式，越來越多的研究者開始關(guān)注各類城市開放空間的恢復(fù)性效應(yīng)，旨在通過調(diào)查其環(huán)境特征與壓力恢復(fù)之間的關(guān)系，以改善人居環(huán)境，提高民眾身心健康水平。但由于人類80 %的感官體驗(yàn)依賴于視覺刺激，該領(lǐng)域的研究大多是基于單一視覺體驗(yàn)所證實(shí)，其與真實(shí)環(huán)境多感官體驗(yàn)的差異使其應(yīng)用價值有待進(jìn)一步的探討。

如今的城市開放空間中，人們總是不可避免地暴露在噪聲之中，噪聲污染正迅速被認(rèn)為是一個影響人類心理健康的社會問題[5]。為了反映宜人的城市聲環(huán)境對一個可持續(xù)、健康的城市的重要性，加拿大作曲家Schafer在1960年末提出了“聲景”的概念[6]。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)將聲景定義為“特定場景下，個人或群體所感知、體驗(yàn)及(或)理解的聲環(huán)境”[7]。隨著聲景研究領(lǐng)域的興起，人們逐漸開始意識到聲音在恢復(fù)性環(huán)境中的重要作用，探討城市開放空間聲景對人們健康的積極影響及相應(yīng)的聲景設(shè)計(jì)逐漸成為近年來聲景和恢復(fù)性環(huán)境研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。因此，本研究基于恢復(fù)性環(huán)境相關(guān)理論，以敘述性綜述的形式對當(dāng)前國內(nèi)外已公開發(fā)表的有關(guān)城市開放空間聲景恢復(fù)性效應(yīng)的實(shí)證研究現(xiàn)狀進(jìn)行評述，以期為國內(nèi)城市開放空間聲景恢復(fù)性研究和實(shí)踐提供借鑒和啟示。

1 聲景恢復(fù)性的理論發(fā)展與表現(xiàn)形式

恢復(fù)性環(huán)境的研究理論和實(shí)踐成果為探索聲景恢復(fù)性提供了科學(xué)的方法指導(dǎo)，具有理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐參考價值。1983年Kaplan最早提出“恢復(fù)性環(huán)境”的概念，并將其定義為“能使人們更好地從心理疲勞以及和壓力相伴隨地消極情緒、生理反應(yīng)中恢復(fù)過來地的環(huán)境”[8]。隨后Kaplan夫婦與Ulrich在對恢復(fù)性環(huán)境展開理論和實(shí)證研究過程中，分別提出了“注意恢復(fù)理論(ART)[9]”和“減壓理論(SRT)[10]”。ART通常被用來識別和恢復(fù)認(rèn)知機(jī)制[11-12]，而SRT主要關(guān)注環(huán)境刺激對心理情緒和生理健康的影響[20]。其中ART為自然恢復(fù)性體驗(yàn)提供了理論構(gòu)架，Kaplan夫婦通過實(shí)驗(yàn)歸納出恢復(fù)性環(huán)境的4個特征：魅力性、遠(yuǎn)離性、延展性和相容性。隨后Harting等人基于ART的4個特征因子，編制了感知恢復(fù)量表(Perceived Restorative Scale，PRS)[14]，經(jīng)過多次修訂后具有良好的信度和效度，在之后的健康效益評價研究中被廣泛引用。

在隨后的恢復(fù)性環(huán)境實(shí)證研究過程中，一些學(xué)者也曾多次發(fā)現(xiàn)聲音對環(huán)境恢復(fù)性存在潛在干擾[15-16]。英國學(xué)者Payne在研究過程中注意到聲景的增強(qiáng)或減弱對恢復(fù)體驗(yàn)的潛在影響，并假設(shè)如果聲景具有恢復(fù)性，那么應(yīng)在魅力、遠(yuǎn)離、兼容和延展4項(xiàng)特征中同樣具有變化差異。為了幫助未來評估聲景對個體恢復(fù)體驗(yàn)的貢獻(xiàn)，Payne基于注意恢復(fù)理論和感知恢復(fù)性量表(PRS)，開發(fā)了聲景感知恢復(fù)性量表(Perceived Restorativeness Soundscape Scale，PRSS)來衡量聲景感知的恢復(fù)程度[17]，并通過實(shí)證進(jìn)一步驗(yàn)證了量表的結(jié)構(gòu)效度[18]。該量表能夠區(qū)分不同類型的環(huán)境以及相同環(huán)境不同區(qū)域中感知的聲景恢復(fù)性，因此被其他研究者廣泛使用和改進(jìn)[19-20]。國內(nèi)學(xué)者張圓根據(jù)經(jīng)典恢復(fù)理論及相關(guān)實(shí)證研究成果, 結(jié)合聲景恢復(fù)性研究實(shí)踐,建構(gòu)了聲景恢復(fù)性表現(xiàn)理論模型，并指出城市開放空間聲景對個體的恢復(fù)性效應(yīng)包含了心理、生理和認(rèn)知3個方面的直接效應(yīng),以及借助視聽交互產(chǎn)生的間接恢復(fù)效應(yīng)[21-22]。

2 實(shí)證研究進(jìn)展

2.1 聲景感知恢復(fù)性潛力主觀評價研究

為探討聲景在感知恢復(fù)方面的潛在積極作用，一些學(xué)者利用聲景感知恢復(fù)量表(PRSS)或在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)修訂，探討不同城市開放空間聲景的感知恢復(fù)潛力。Payne最早為了驗(yàn)證PRSS的信度和效度，比較了不同環(huán)境類型(城市、城市公園、鄉(xiāng)村)和相同環(huán)境類型(城市公園)的聲景恢復(fù)性差異。評價結(jié)果表明，城市聲景的恢復(fù)潛力顯著低于城市公園聲景，而城市公園聲景的恢復(fù)潛力顯著低于農(nóng)村聲景[17]。張圓采用聲景語義恢復(fù)量表對城市開放空間不同類型聲景的恢復(fù)性效應(yīng)進(jìn)行主觀評價實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)自然聲與和諧音樂聲具有“顯著正效應(yīng)”，休閑活動聲的恢復(fù)性效應(yīng)各異，以機(jī)械聲與商業(yè)活動等喧囂聲呈現(xiàn)“顯著負(fù)效應(yīng)”，加劇了居民消極的心理感受[21]。此外，Shu等人探討了以兒童感知為基礎(chǔ)的恢復(fù)性聲音，研究將36名兒童暴露在32種視聽刺激(2種視覺×16種聲音刺激)中，使用改編的兒童感知恢復(fù)性聲景量表(PRSS-C)評估其恢復(fù)潛力。根據(jù)兒童的主觀評價，揭示了潛在恢復(fù)性聲音的三個關(guān)鍵恢復(fù)特性，即魅力、相容和延展。其中類似音樂的聲音被認(rèn)為是最有魅力和最兼容的聲音，其次是自然聲，這一結(jié)果與成年人所感知的聲景恢復(fù)性特征和感受有很大不同[20]。雖然有關(guān)聲景感知恢復(fù)性潛力評估的研究數(shù)量較少，但目前研究普遍支持了自然聲相比人工聲具有較高的恢復(fù)性潛能。

2.2 聲景對個體生心理恢復(fù)的效應(yīng)研究

在最近的研究中，越來越多的生理反應(yīng)證據(jù)支持從聲景暴露中獲得恢復(fù)性益處。大多數(shù)研究的生理指標(biāo)往往選擇心率和皮膚電反應(yīng)等反應(yīng)敏感的指標(biāo),也有一些最新研究探討了聲景對呼吸頻率[23]、腦電[24]以及核磁共振[25]等指標(biāo)的影響。最明確的一項(xiàng)生理恢復(fù)研究證明，當(dāng)受試者接觸自然聲音時，他們的皮膚電導(dǎo)水平(SCL)降低速度往往比接觸不同聲壓級的噪聲環(huán)境更快，這表示自然聲與無論較低、相同還是較高聲壓級的噪聲相比，都具有更好的壓力恢復(fù)效果[26]。在另一項(xiàng)研究中，Hume等人探索了人們對18個城市開放空間聲音片段的生理反應(yīng)，在暴露于所有聲音場景后都觀察到明顯的心率(HR)降低，盡管程度不同[23]。Li等人同時采用了10種生理指標(biāo)探索不同聲景類型對個體生理恢復(fù)的影響，研究發(fā)現(xiàn)皮膚溫度和眨眼頻率并不受聲景類型的影響,其他指標(biāo)在自然聲與噪聲之間有顯著差異，前者會帶給人更低的心率、呼吸頻率和呼吸深度,并能提高心率變異性、R波幅度、α和β腦電波值[27]。

關(guān)于心理恢復(fù)，許多學(xué)者進(jìn)行了大規(guī)模的現(xiàn)場調(diào)查和小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室研究。前者主要以發(fā)放心理量表的形式進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果普遍表明，減弱消極聲景與自我健康狀況報(bào)告顯著相關(guān)[28-29]，積極評價的聲景顯著改善情緒和生活質(zhì)量[30-31]。小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室研究則普遍支持了自然聲比人為聲具有更高的心理效益。如喚起積極情緒[23-32]，減少焦慮等消極情緒[33-34]。此外，許多研究還發(fā)現(xiàn)，對聲景的心理愉悅度與生理反應(yīng)之間存在潛在的關(guān)系。例如，Medvedev等人的研究發(fā)現(xiàn)，與不愉快的聲景相比，令人愉快的聲音(最典型的是鳥鳴、音樂和海洋聲)可以顯著降低應(yīng)激后或休息時受試者的皮膚電導(dǎo)水平[35]。

上述研究在一定程度上概括了聲景的生心理恢復(fù)效應(yīng)。然而，對這些研究的進(jìn)一步檢驗(yàn)表明，在不同的生理心理指標(biāo)上存在潛在的差異，即雖然一些指標(biāo)顯示在暴露于聲景后有顯著的恢復(fù)，但對其他指標(biāo)則完全沒有效果。例如，Alvarsson等人雖然證實(shí)了自然聲對皮膚電導(dǎo)水平的恢復(fù)作用，但他們未能揭示對高頻心率變異性(HF-HRV)恢復(fù)的顯著影響[26]。另一項(xiàng)研究將皮膚電導(dǎo)水平(SCL)作為一種應(yīng)激指標(biāo)，比較了鳥鳴和交通聲對個體生理恢復(fù)的影響，發(fā)現(xiàn)兩者在改善應(yīng)激恢復(fù)方面沒有顯著差異[36]。這些不同的結(jié)果也在其他生理測量中發(fā)現(xiàn)，如心率[35]、肌電圖(EMG)[23]和內(nèi)分泌變化[37]。綜上所述，聲景對生心理健康的恢復(fù)作用尚未得到實(shí)證研究的確鑿支持，聲景暴露是否可以誘發(fā)生心理恢復(fù)仍需更多的研究證實(shí)。

2.3 聲景對個體認(rèn)知恢復(fù)的效應(yīng)研究

有關(guān)聲景影響個體認(rèn)知恢復(fù)的實(shí)證研究結(jié)果普遍表明，自然聲對認(rèn)知恢復(fù)有積極的影響，而環(huán)境噪聲對認(rèn)知恢復(fù)具有消極影響。例如, Zhang等人針對城市濱水公園聲景進(jìn)行注意力恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，通過讓受試者暴露在三種不同的聲環(huán)境 (自然聲、交通聲、機(jī)械聲)中,觀察被試恢復(fù)前后注意力水平變化。結(jié)果表明，城市公園中的自然聲對個體定向注意力的恢復(fù)有積極作用，且不同類型聲音對注意恢復(fù)有顯著差異[38]。除了探討聲景對成人認(rèn)知能力的改善外, Shu等人還探索了校園聲景對兒童認(rèn)知恢復(fù)的影響。研究證明，音樂、鳥鳴、和噴泉聲比人為聲音對兒童有更大的注意恢復(fù)作用[39]。然而，也有一些研究表明，自然聲對個體的認(rèn)知恢復(fù)有沒有顯著影響[40-41]，自然聲和人為噪聲在對認(rèn)知表現(xiàn)的影響方面沒有顯著差異[42]。導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性可能是不同的實(shí)證研究使用了不同的實(shí)驗(yàn)刺激、呈現(xiàn)方法和測量方法。因此，即使一些研究已經(jīng)表明了聲景的潛在認(rèn)知恢復(fù)作用，但仍需通過更多的循證研究和更系統(tǒng)的方法進(jìn)行充分的檢驗(yàn)。

2.4 基于視聽交互體驗(yàn)的聲景恢復(fù)性效應(yīng)研究

除了采用單一的聲景媒介外，許多學(xué)者在聲景恢復(fù)性效應(yīng)的視聽交互體驗(yàn)方面也進(jìn)行了大量探索。例如，張圓創(chuàng)新性地提出聲景憑借視覺引導(dǎo)而產(chǎn)生附加恢復(fù)性效應(yīng)的理論假設(shè)，并采用眼動實(shí)驗(yàn)定量地加以證實(shí)了聲景由于對視覺關(guān)注的引導(dǎo)而產(chǎn)生的附加恢復(fù)性效應(yīng)，產(chǎn)生這種附加恢復(fù)性效應(yīng)主要是由于聲景的信號提示功能和情緒感染功能所引起，且前者的影響力高于后者[21]。葛天驥對公園不同路徑空間中的鳥鳴聲景感知恢復(fù)性潛力進(jìn)行主觀評價研究，發(fā)現(xiàn)綠地空間特征(軟硬質(zhì)比例、天空指數(shù)、垂直蓋度)與鳥鳴聲景感知恢復(fù)具有顯著相關(guān)性[43]。Hedblom等人的一項(xiàng)虛擬視聽交互實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然不同的虛擬視聽場景(相同公園照片中添加“鳥鳴”、“鳥鳴混合交通噪聲”和“交通噪聲”)都顯著降低了皮膚電導(dǎo)水平，但不同聲景之間的壓力恢復(fù)沒有顯著差異，這一結(jié)果可能歸因于視覺虛擬環(huán)境的減壓效果[44]。Zhao等人進(jìn)一步探索了怎樣的綠地特征與聲景元素結(jié)合具有更好的恢復(fù)效益，將自然水體和植物覆蓋率高的景觀與鳥鳴的視覺聯(lián)想相匹配會產(chǎn)生更高的恢復(fù)潛力;在靜水較少的景觀中引入流水聲可提高景觀恢復(fù)潛力;在鋪裝面積較少的景觀中加入中國傳統(tǒng)音樂，可以促進(jìn)使用者心理壓力的緩解[45]。

2.5 聲景恢復(fù)性效應(yīng)的相關(guān)影響因素

除了上述操縱視-聽環(huán)境變量之外，研究者們也進(jìn)一步探討了聲景恢復(fù)性效應(yīng)與個體特征、時間和聲學(xué)特性等變量因素之間的相互關(guān)系。例如，在性別因素方面，Humn等人發(fā)現(xiàn)男性受試者在聆聽不愉悅的聲音時心率明顯低于女性受試者，而聆聽愉悅的聲音時呼吸頻率明顯高于女性[23]。在時間因素方面，目前有關(guān)心理反應(yīng)的聲音刺激時長通常為幾秒到十幾秒[23][46]，而有關(guān)生理反應(yīng)的研究通常將聲音片段選取在3～4 min左右[22][26][47]。一項(xiàng)關(guān)于生理指標(biāo)敏感性研究中分析了暴露不同聲景條件下生理指標(biāo)隨時間的變化規(guī)律，結(jié)果表明除了α腦電波外，其余各項(xiàng)生理指標(biāo)均隨時間顯著變化,且在測量1 min后觀察到的生理反應(yīng)最強(qiáng)烈，因此, 為更好地觀察到生理指標(biāo)帶來的效應(yīng), 用1 min的時間來觀察生理指標(biāo)較為合適[27]。此外，還有一些實(shí)證研究探討了物理聲學(xué)特性和心理聲學(xué)特性對恢復(fù)性效應(yīng)的影響，例如不同聲壓級的環(huán)境噪聲對個體生理應(yīng)激恢復(fù)具有顯著差異，噪聲聲壓級越大，受試者皮膚電導(dǎo)水平降低速度越慢[26]；兒童對聲景的感知恢復(fù)值與波動強(qiáng)度和銳度呈正相關(guān)，而與響度和粗糙度呈負(fù)相關(guān)[20]。

3 結(jié)論與展望

近年來, 隨著聲景研究領(lǐng)域的新興和發(fā)展，人們從單純重視噪聲消極影響逐漸轉(zhuǎn)向更加全面的探索聲環(huán)境的積極影響，恢復(fù)性環(huán)境的理論實(shí)踐成果為探究聲景對人們身心健康的影響提供了科學(xué)的視角和操作方法。目前，城市開放空間聲景研究與恢復(fù)性理論的結(jié)合尚處于探索階段，相關(guān)研究數(shù)量不多。從理論研究層面來看，一些學(xué)者基于經(jīng)典恢復(fù)理論和聲景恢復(fù)性實(shí)證研究實(shí)踐，提出了聲景恢復(fù)性特征、語義評價量表以及表現(xiàn)形式等理論研究成果。

基于生理學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)的聲景恢復(fù)性研究已取得初步進(jìn)展，相關(guān)生理監(jiān)測指標(biāo)主要涉及自主神經(jīng)功能，即交感神經(jīng)或副交感神經(jīng)的激活。總的來說，這些研究從恢復(fù)的角度觀察副交感神經(jīng)的激活，觀察到令人愉快的聲景與更有效的壓力恢復(fù)相關(guān)，證實(shí)了生理反應(yīng)與主觀感知評價之間的相關(guān)性，但尚無統(tǒng)一結(jié)論。另一方面，關(guān)于心理恢復(fù)方面的研究，證實(shí)了自然聲景對個體心理狀態(tài)和注意力恢復(fù)的積極作用。但是，由于不同的實(shí)驗(yàn)刺激、呈現(xiàn)方法和測量方法等因素導(dǎo)致研究結(jié)果存在潛在的差異，聲景對生心理健康以及認(rèn)知能力的恢復(fù)作用尚未得到實(shí)證研究的確鑿支持，未來仍需更多的循證研究和更系統(tǒng)規(guī)范的研究工具進(jìn)行充分的檢驗(yàn)，以繼續(xù)深入研究。虛擬現(xiàn)實(shí)、眼動追蹤等技術(shù)的發(fā)展，促使聲景恢復(fù)性研究也不再局限于單一的聲音刺激，視聽交互作用產(chǎn)生的附加恢復(fù)性效應(yīng)研究已經(jīng)得到初步證實(shí)。在影響因素方面，研究者們從不同的角度進(jìn)行了探索研究，包括年齡、性別、時間、物理聲學(xué)特性和心理聲學(xué)特性因素等方面。

隨著國外城市開放空間聲景恢復(fù)性研究成果不斷涌現(xiàn)，我國相關(guān)研究人員近年來也在不斷探索這一研究領(lǐng)域。在參考和借鑒國外實(shí)證研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步深入研究和拓展，例如，單一聲景元素和多種聲景元素混合影響的差異，聲景的物理和人文屬性對個體恢復(fù)的影響，聲景恢復(fù)性效益的時間變化規(guī)律，聲景恢復(fù)性效應(yīng)評價與預(yù)測模型的構(gòu)建等。隨著VR和AR技術(shù)、視覺追蹤和可穿戴生理測量設(shè)備等研究工具的有效開發(fā),為不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境將提供更具生態(tài)效益的測試。因此，基于視聽交互的研究方法探究聲景與恢復(fù)性的定量關(guān)系將是未來研究的趨勢，依此為健康城市開放空間的設(shè)計(jì)提供更加有力證據(jù)支持。