Effect of Urbanization Gradient on the Acoustic Environments of Parks in Guangzhou

龍嘉翼 李智琦＊ 高瑤瑤

城市化是人類社會(huì)發(fā)展的必然趨勢，然而飛速的城市化發(fā)展也給人類的身心健康帶來了風(fēng)險(xiǎn)[1]?？旃?jié)奏的生活和工作方式、交通擁堵和環(huán)境污染等城市化問題時(shí)刻威脅著城市居民的生理和心理機(jī)能[2]，導(dǎo)致城市地區(qū)成為心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和心理等疾病[3～6]的高發(fā)地。自然環(huán)境對人類身心健康的發(fā)展有著積極的作用[2]。20世紀(jì)40年代，為了治療“都市病”，“森林康養(yǎng)”的概念在德國第一次被提出，旨在利用森林環(huán)境對人體的影響，使機(jī)體達(dá)到生理放松的狀態(tài)，從而達(dá)到誘導(dǎo)預(yù)防醫(yī)學(xué)效應(yīng)，改善機(jī)體的免疫功能，預(yù)防疾病的目的[7]。進(jìn)入21世紀(jì)以后，“森林康養(yǎng)”在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，在歐洲、北美、日本和韓國等國家和地區(qū)都陸續(xù)建立起相關(guān)的行業(yè)體系，而“森林康養(yǎng)”在中國現(xiàn)仍處于起步階段[8]。有研究者認(rèn)為，森林療法是通過人體感官對森林環(huán)境信息的接受，實(shí)現(xiàn)其治療效果，其中，除了光環(huán)境和熱環(huán)境外，聲環(huán)境在森林康養(yǎng)中扮演著重要角色[9]。因?yàn)樵胍粑廴救菀讓?dǎo)致人們產(chǎn)生焦慮情緒，甚至危害人體健康，所以對噪音的消減作用也是城市綠地保健功能評價(jià)的重要指標(biāo)[10]。綜上所述，研究城市綠地或城市森林的聲環(huán)境及其影響因子，對更好發(fā)揮城市綠地和城市森林的服務(wù)價(jià)值有積極意義。

本研究以廣州市植被覆蓋率較高，且分布于不同城市化梯度的5個(gè)城市或城郊公園—越秀公園、天河公園、白云山風(fēng)景區(qū)、帽峰山森林公園和石門國家森林公園為聲環(huán)境監(jiān)測的研究對象，揭示城市化對公園聲環(huán)境影響的變化規(guī)律。

1 材料及方法

1.1 研究地概況

本研究沿廣州市城市化梯度設(shè)置樣帶。樣帶從城市中心區(qū)沿東北方向向城郊延伸，依次經(jīng)過越秀區(qū)和天河區(qū)、白云區(qū)、從化區(qū)4個(gè)行政區(qū)，并選擇樣帶上的越秀公園、天河公園、白云山風(fēng)景區(qū)、帽峰山森林公園和石門國家森林公園5個(gè)公園作為聲環(huán)境監(jiān)測區(qū)（圖1），根據(jù)各監(jiān)測區(qū)園區(qū)規(guī)模和功能區(qū)分布情況設(shè)置3～6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（表1）。

圖1 監(jiān)測區(qū)分布圖

表1 聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)特點(diǎn)

1.2 噪音監(jiān)測

在2019年6—8月，選擇晴朗無風(fēng)的非工作日，使用TES-1352噪音計(jì)從8：00—17：00在越秀公園、天河公園和白云山風(fēng)景區(qū)，每隔1 h進(jìn)行一次噪音監(jiān)測；帽峰山森林公園和石門國家森林公園的監(jiān)測時(shí)間為10：00—17：00，每隔1 h監(jiān)測一次。每個(gè)公園觀測1天，每次監(jiān)測連續(xù)讀數(shù)40 s。噪音計(jì)分辨率0.1 dB，測定范圍40～100 dB，聲級設(shè)置為“SLOW”檔。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB-3096-2008）[16]分別計(jì)算5個(gè)研究區(qū)中監(jiān)測點(diǎn)噪音的等效聲級（Leq）和累積百分聲級（L10、L50和L90）以及觀測值的標(biāo)準(zhǔn)差（SD），并整合研究區(qū)中所有監(jiān)測點(diǎn)的噪音監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算出園區(qū)的Leq、L10、L50、L90和 SD。

1.3.1 等效聲級

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，某一連續(xù)穩(wěn)態(tài)聲的A的計(jì)權(quán)聲壓，具有與時(shí)變的噪聲相同的均方A計(jì)權(quán)聲壓，則這一連續(xù)穩(wěn)態(tài)的聲級就是此時(shí)變噪聲的等效聲級[17]，它是衡量人的噪聲暴露量的一個(gè)重要物理量，單位為dB（A），公式為：

(1)式中：LA為t時(shí)刻的瞬時(shí)A聲級；T為規(guī)定的測量時(shí)間段。

1.3.2 累積百分聲級

累積百分聲級（LN）是指占測量時(shí)間段一定比例的累積時(shí)間內(nèi)A聲級的最小值，單位為dB（A）。其中，L10、L50和L90分別是測量時(shí)間內(nèi)有10%、50%和90%的時(shí)間A聲級超過的值，常用于反映測量時(shí)間內(nèi)噪聲強(qiáng)度時(shí)間統(tǒng)計(jì)分布特征。

本研究中數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算均在Excel軟件中完成，統(tǒng)計(jì)圖繪制在Origin 2018中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 公園聲環(huán)境變化規(guī)律

2.1.1 越秀公園聲環(huán)境變化規(guī)律

結(jié)果顯示（圖2），越秀公園的聲環(huán)境中，西門路邊的Leq整體較高，變化范圍是66.5～72.5 dB（A）；其次是小賣部和湖邊，變化范圍分別是 59.2～69.8 dB（A）和 56.5～64.7dB（A）；林地的Leq整體較低，其中林地A是54.1～59.0 dB（A），林地B是51.4～58.2 dB（A）。另外，在7：00—11：00時(shí)間段中，園區(qū)內(nèi)的監(jiān)測點(diǎn)（除西門路邊以外）的Leq大體呈上升趨勢，11：00—12：00都有明顯下降趨勢（湖邊是從13：00開始下降），隨后又能逐漸維持在與8：00—10：00的Leq相似的大小。

2.1.2 天河公園聲環(huán)境變化規(guī)律

結(jié)果顯示（圖3），天河公園的聲環(huán)境中，北門路邊的Leq整體較高，變化范圍是65.9～74.0 dB（A）；湖邊觀景臺、合唱區(qū)和林地A的Leq變化范圍較大，分別是50.2～64.2 dB（A）、48.9～68.8 dB（A）和49.1～62.9 dB（A），差值分別為14 dB（A）、19.9 dB（A）和13.8 dB（A）；而草坪的Leq變化幅度則相對較小，為54.5～59.4 dB（A），差值4.9 dB（A）；雖然林地B的Leq變化幅度很大，為48.4～64.8dB（A），但這是因?yàn)?3：00出現(xiàn)過音量較高的蟬鳴，其他時(shí)間段變化范圍是48.4～53.7 dB（A），變化幅度相對較小，差值為5.3 dB（A）。另外，湖邊觀景臺、合唱區(qū)和林地A的Leq變化規(guī)律很相似，均在8：00起有較大增幅，接著在11：00—13：00驟降，但是湖邊觀景臺和林地A的Leq在15：00—16：00趨于平穩(wěn)，而合唱區(qū)則驟升。

圖2 越秀公園不同聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)Lep 變化規(guī)律

圖3 天河公園不同聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)Lep變化規(guī)律

2.1.3 白云山風(fēng)景區(qū)聲環(huán)境變化規(guī)律

圖4 白云山風(fēng)景區(qū)不同聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)Lep變化規(guī)律

圖5 帽峰山森林公園不同聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)Lep變化規(guī)律

結(jié)果顯示（圖4），白云山風(fēng)景區(qū)的聲環(huán)境中，云臺花園（入口）的Leq隨時(shí)間呈下降趨勢，變化范圍是 61.8～69.0 dB（A）；草坪的 Leq總體呈下降趨勢，在9：00—10：00和13：00—14：00有微弱上升，變化范圍是55.1～68.4 dB（A）；林地的Leq變化范圍是49.6～69.6 dB（A），在 11：00—12：00 和 16：00—17：00劇烈上 升， 在 12：00—13：00和15：00—16：00呈劇烈下降趨勢，其余時(shí)間Leq大約在55.0上下小幅度波動(dòng)。

2.1.4 帽峰山森林公園聲環(huán)境變化規(guī)律

結(jié)果顯示（圖5），帽峰山森林公園的聲環(huán)境中，溪旁步道的Leq整體上大于其他觀測點(diǎn)，變化趨勢呈“單峰型”，變化范圍是56.4～61.3dB（A），12：00—14：00出 現(xiàn) 明顯波動(dòng)，13：00的時(shí)候監(jiān)測到最大值，其余時(shí)間變化幅度較小，差值僅為1.2 dB（A）；正門Leq的變化范 圍 是 47.8～56.7 dB（A）， 古 廟是44.6～66.3 dB（A），機(jī)動(dòng)車旁步道 是 44.3～54.1 dB（A）， 森 林 步道 是 41.5～53.2 dB（A）， 天 湖 是45.4～56.2 dB（A），其中可見，森林步道的Leq整體較低。另外，除溪旁步道外，帽峰山森林公園中其他監(jiān)測點(diǎn)的Leq隨時(shí)間的變化規(guī)律多為來回波動(dòng)，因?yàn)樽鳛楣珗@主要聲源之一的游客數(shù)量較少，使得人類活動(dòng)影響公園的聲環(huán)境變得偶然。

2.1.5 石門國家森林公園聲環(huán)境變化規(guī)律

結(jié)果顯示（圖6），石門國家森林公園的聲環(huán)境中，竹林的Leq隨時(shí)間的變化較為平穩(wěn)，變化范圍是44.6～49.2 dB（A）；湖心島的 Leq變 化 范 圍 是 43.9～53.5 dB（A），其隨時(shí)間呈“單峰型”變化趨勢，波峰出現(xiàn)在11:00；森林浴場Leq的變 化 范 圍 是 41.6～60.6 dB（A），在10：00和15：00出現(xiàn)最高值，11:00—14:00是Leq的低谷期。

圖6 石門國家森林公園不同聲環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)Lep變化規(guī)律

2.2 不同空間尺度公園聲環(huán)境差異

根據(jù)5個(gè)公園聲環(huán)境監(jiān)測結(jié)果（表2）可知，公園內(nèi)和園外在監(jiān)測時(shí)段的Leq沿城市中心向城郊遞減，并且各公園園區(qū)的Leq均小于園外的，其中越秀公園和天河公園的差異較為明顯，差值分別為8.5 dB（A）和10 dB（A）；帽峰山森林公園的差值最小，為0.3 dB（A）。另外，5個(gè)公園園區(qū)的L10和L50也沿城市中心向城郊遞減，比較每個(gè)公園內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)可知，林地或周圍有豐富的高大植被的區(qū)域L10和L50值較低，如森林步道和竹林等；人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域L10和L50值較高，如小賣部、合唱區(qū)和古廟等。

3 結(jié)論與討論

通過對5個(gè)分布于不同城市化梯度的公園進(jìn)行聲環(huán)境監(jiān)測，結(jié)果表明，整體上，隨著城市化程度的增加，公園園區(qū)噪音的數(shù)值也增加；而各園區(qū)L90和Lmax的變化規(guī)律與城市化的關(guān)聯(lián)性不大，說明在少數(shù)時(shí)間里，遠(yuǎn)離城市中心的公園也會(huì)產(chǎn)生較大的噪音值，處于城市中心的公園也會(huì)存在較為安靜的環(huán)境。另外，公園園區(qū)內(nèi)聲環(huán)境受游客節(jié)律性活動(dòng)的影響較大，隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出不同幅度的波動(dòng)，特別是在午休時(shí)間11：00—13：00，人類活動(dòng)較不頻繁，通常出現(xiàn)環(huán)境音量驟降的現(xiàn)象，與劉硯華等[18]的研究結(jié)果相似。

表2 5個(gè)公園在其測量時(shí)間段內(nèi)的聲環(huán)境監(jiān)測結(jié)果

潘仲麟等[19]研究表明，當(dāng)游覽觀賞區(qū)的噪音超過63.6 dB（A）的時(shí)候，游客會(huì)出現(xiàn)煩惱情緒。越秀公園和天河公園園區(qū)的L10分別為64.5 dB（A）和63.7 dB（A），說明園區(qū)聲環(huán)境偶爾也會(huì)出現(xiàn)超過噪音煩惱度閾值的情況。而帽峰山森林公園和石門國家森林公園位于城市化程度較低的區(qū)域，園區(qū)L10分別為56.9 dB（A）和51.6 dB（A），有較大的噪音承載潛力。因此，建議可通過鼓勵(lì)游客到遠(yuǎn)離城市中心的公園休閑游憩的方式，來緩解中心城區(qū)公園人流壓力和噪音負(fù)荷。