城市森林公园声源感知的时空动态与空间依赖性特征研究

 

摘要：城市森林公园是重要的城市生态与社会功能空间。声景感知作为游憩体验的重要因素，掌握其时空特征对声景规划及管理具有重要意义。以福州国家森林公园为例，基于现场监测与公众调查数据，利用声景地图从时空维度分析森林公园声景的动态特征，并通过空间自相关模型检验声景感知属性的空间依赖性，以及探讨物理声学指标与声景感知属性之间在不同时段的动态空间关系。

 

结果表明，物理声学指标(LAeq、L10、L90、L10-L90)与声源和谐度在时空尺度上均存在不同程度的动态变化与空间差异；声源和谐度在全局和局部模型中都出现了空间自相关，并随时间变化呈现不同特征；各物理声学指标对声源和谐度的空间分布在不同时段具有潜在负面影响。

 

在快速的生活节奏下，人们对高品质绿地空间的需求逐渐提高。城市森林公园因其调节小气候、改善空气质量、降噪等诸多功能，成为市民感受自然与放松身心的重要场所。声景作为景观的重要组成部分，良好的声景品质是提升森林游憩体验的重要因素，城市森林公园也是声景多样性的独特场所，对建立与维持良好的生态系统也具有积极作用[1]，近年来逐渐受到关注。

 

声源是构成声景的基本要素，掌握不同声源感知之间的差异及其影响因素，是提升声景体验的关键途径[2]。声源具有明显的时间与空间特性，其产生、传播与感知都与空间环境密切相关，因此声景研究也需关注下垫面景观特征[3]。已有学者从声源和听觉方面对居民空间感知问题进行探索，因而对声景的感知与影响有了进一步的认识与理解，也为从地理学角度研究声景提供了新的思路[4]。但目前大多数声景研究主要集中在特定时空范围内，对声景的时空动态特征关注较少。

 

对于声景规划与管理来说，如何获取具有空间属性的声景信息是研究的重点。其中，利用声景地图对声景信息进行可视化[5]，分析其时空变化特征和影响因素是主要的研究手段之一[6]。研究表明，声景的时空动态特征不仅体现在声环境中的物理声级与声源构成的不断变化，人们对不同声源的感知也会发生变化，并与景观特征以及背景声环境密切相关[7-8]。

 

 

也有研究从土地覆盖、绿地、道路或城市形态等角度探讨了它们与噪声分布之间存在的相互影响[9]，土地利用和植被等因素也与声景感知密切相关[10]。从空间角度来看，土地覆盖、温度等诸多环境变量在空间上具有空间自相关性，由于声景感知的可变性，挖掘其本身空间依赖性的规律也十分必要[11]。

 

此外，声景不同变量之间也存在相互影响，有研究对声景不同变量的关系进行了探索，但主要集中在物理声学属性或声景感知属性[12]。因此，从时空尺度探索声景物理声学属性与声景感知的变化特征，以及二者之间的关系在时空上是否会发生改变，有助于深入挖掘更精确的声景信息[11]。

 

本研究以福州国家森林公园为例，基于对21个样点的声学监测与公众调查数据，通过GIS空间分析，主要探讨：1)森林公园中声景的物理声学与典型声源感知的时空格局特征如何？2)典型声源和谐度感知的空间分布有何规律？3)声景物理声学属性与声源和谐度感知之间存在怎样的时空关系？以期在时空尺度上揭示声景感知要素之间的关系，为科学有效地进行森林公园声景规划与管理提供参考。

 

1研究区概况

 

福州国家森林公园，又名福州植物园。位于福建省福州市晋安区，是全国十大森林公园之一，国家4A级旅游景区。地处亚热带北缘，属亚热带海洋性气候，气候温和且雨量充沛，年均相对湿度79%，年均温度20℃。公园三面环山、一面临水，笔架山为海拔最高处643m，南部八一水库为海拔最低处47m。园内植被类型主要为天然次生林、人工林和天然灌木林，植被种类繁多。阔叶林与针叶林是森林公园景观的重要组成部分，木荷与马尾松分别是阔叶林与针叶林的优势树种。

 

森林公园拥有丰富的自然与人文资源，吸引大量市民与游客前往，是集生态、科研与旅游于一体的综合性公园。在正式调研之前，对研究区现有规划中的4类空间功能类型进行了多次调研，根据样点的可达性与代表性，共选取21处监测样点(图1)。通过现场调研在研究区域识别出21种常见声源，并将其划分为生物声、地球物理声、人类活动声和机械声4种类型(表1)。