許曉青 金云峰＊ 鐘樂

1 聲景的定義

聲景（soundscape）一詞最早由芬蘭地理學家Granoe于1929年在其出版的《純粹地理》[1]中提出，后由加拿大音樂學家R Murray Schaffer于20世 紀60年 代 推 廣[2]。Schaffer認為，聲音作為一種獨特的資源，承載著自然、人文、社會等信息，并可作為人類與生態(tài)環(huán)境溝通的媒介。Schaffer在后來開展的“世界聲景項目”（World Soundscape Project）[3]中發(fā)起了有關聲景生態(tài)學的研究，也使環(huán)境學家認識到了聲景對于生態(tài)保護的重要性。國際標準化組織ISO將聲景定義為“被人類感知或經歷的聲環(huán)境”，強調聲景與客觀聲環(huán)境的區(qū)別在于人類感知[4]?！皩庫o”作為一種聲景資源，被定義為“一種有價值的資源，可通過視覺、聽覺和其他感官刺激直接得到，或通過激發(fā)某種回憶間接獲得”，對于人類來說寧靜代表著通過外在物質達到有益身心健康的內心平靜狀態(tài)。而“自然寧靜”則通常是指物理聲級小于45 dBA（dBA是采用A聲級進行計量的聲壓級單位）的聲環(huán)境[5]，更接近于對物理環(huán)境的定義。本研究中所指的“自然寧靜”包含主觀和客觀定義，既考慮了人的聲感知，也考慮了噪聲對環(huán)境的影響。

2 聲景時空分布研究作為規(guī)劃的依據

2.1 各國聲景時空分布特征研究概述

最早的《環(huán)境噪聲導則》（Environmental Noise Directive, END）出自歐洲環(huán)境保護署,它的頒布標志著歐洲各國有了統(tǒng)一的聲環(huán)境標準。END的主要目的不僅包括辨識惡劣的聲環(huán)境區(qū)域，并反饋到相關規(guī)劃中改進，還在于識別優(yōu)質的聲環(huán)境區(qū)域，即“寧靜地”（quiet areas），以期保護聲景資源。歐盟的研究指出了聲景資源貧瘠的國家，如馬耳他和盧森堡基本沒有寧靜地，比利時的寧靜地與保護地重合最少，而荷蘭的寧靜地平均面積最小[6]。Votsi等[7]于2017年采用噪聲制圖對歐洲大陸全域的噪聲分布進行了模擬，制圖采用的噪聲模型按照環(huán)保署的規(guī)定將噪聲分為交通噪聲、游憩噪聲和工業(yè)噪聲3類，并計算出每一類對應的平均噪聲聲級（如一級公路：85 dBA）衰減至50 dBA所需距離，并在ArcGIS中將每一類噪聲聲源周邊輻射出相應距離的緩沖區(qū)。在得到噪聲分布圖后，又根據END中的聲級閾值（50 dBA）識別出寧靜地分布圖，將其與各國保護地體系疊加后觀察保護地的聲景質量。此方法后續(xù)在多國的噪聲控制導則中被引用，為寧靜地邊界劃定提供了一定借鑒[8-9]。

英國的寧靜制圖[9]最大的特點是定性與定量結合、視覺與聽覺結合的評價框架。首先通過廣泛的公眾咨詢確立視覺與聽覺寧靜度的評價指標與權重，收集指標層的對應數(shù)據源并分級，兩類感知數(shù)據加權疊加后形成寧靜度評估地圖，最后識別評分在寧靜閾值以內的地區(qū)，并建立寧靜地邊界。英國寧靜制圖的特點表現(xiàn)為：1）廣泛納入公眾參與形成感知指標；2）運用了主－客觀結合的量化評價方法；3）評價方法和評價指標的選取可操作性強。

美國一直是保護地聲環(huán)境管理的先行者，最早在國家公園局設立了自然光景與聲景管理部。Mennitt等[10]基于境內現(xiàn)行數(shù)百個聲學監(jiān)測站中數(shù)百萬時長的聲環(huán)境數(shù)據，利用隨機森林模型①，分析出了影響環(huán)境聲壓級的指標。這些指標既包括已有研究中的噪聲源，也包括氣溫、地形等指標，隨后將其作為解釋變量構建了環(huán)境聲壓級分布預測的地理空間模型?；诖?，美國形成了全國尺度下連續(xù)的環(huán)境聲壓級時空分布圖。至今，此項成果依然作為美國自然光景與聲景管理部進行聲環(huán)境管理的重要依據。

2.2 基于時空分布特征的保護地聲景規(guī)劃與管控

從規(guī)劃應用角度，聲景資源識別在國土和區(qū)域尺度下的應用較少，多數(shù)應用在保護地尺度，美國國家公園的聲景保護與管理實現(xiàn)了研究到實踐的落實。美國國家公園管理局自然光景與聲景管理部負責聲景資源的探查、收集、分析、空間分布研究及保護管理。聲景管理規(guī)劃一般作為近期戰(zhàn)略存在于美國國家公園規(guī)劃體系中。規(guī)劃流程包含：聲景特征時空分布、聲源識別、影響要素識別，基于此進行聲景管控與規(guī)劃指導。規(guī)劃內容包含：國家公園背景介紹、規(guī)劃目標、規(guī)劃必要性論述、聲景規(guī)劃分區(qū)以及與現(xiàn)有分區(qū)關系。本小節(jié)的內容將指導第3節(jié)——大山包國家級自然保護區(qū)聲景規(guī)劃與管控略論。但由于美國國家公園與中國國家公園的具體情況不同，本節(jié)所得出的結論雖具有一定的指導意義，在大山包案例中也并未全盤照搬。

2.2.1 美國國家公園的聲景規(guī)劃與管理

美國國家公園的聲景規(guī)劃通常是以現(xiàn)有分區(qū)與土地利用作為基本空間框架，認為分區(qū)資源與聲景資源有必然的耦合關系。在此基礎上，識別各分區(qū)中適合的聲源、聲級和國家公園中不可接受的噪聲，以及對這些聲源造成最小影響的人類行為。繼而通過分區(qū)管理政策、分區(qū)目標約束每個分區(qū)中的管理指標與閾值（表1）。

表1 基于分區(qū)的管理指標和閾值[11]Tab. 1 Management indicators and threshold values based on partition[11]

以錫安國家公園（Zion National Park）為例說明。首先基于國家公園分區(qū)及各個監(jiān)測點測得的聲級數(shù)據進行時空分布的描述性解釋。公園分區(qū)總體上分為近端區(qū)和原野區(qū)兩大區(qū)。數(shù)據顯示，原野區(qū)的日間（太陽升起到落下為日間）聲級環(huán)境水平約為22～37 dBA，保護地大部分區(qū)域＜30 dBA。夜間聲級環(huán)境水平為18～38 dBA，保護地大部分區(qū)域＜20 dBA。繼而分別對近端區(qū)和原野區(qū)制定聲環(huán)境管理目標。對于旅游活動利用強度較高的近端區(qū)，是主要承載游客各類行為和活動的區(qū)域，聲環(huán)境管理的目標包括：1）隔離噪聲源，限制噪聲入侵的強度和持續(xù)時間；2）除了公園特殊管理需求，正常交談不應經常被打斷；3）應控制遮蔽動物通訊信號的噪聲，并將其限制在緊鄰道路的區(qū)域。對于幾乎無人類干擾的原野區(qū)，聲環(huán)境管理的目標包括：1）最大限度地減少干擾登山者對話、動物通訊信號的噪聲；2）最大限度地控制影響野生動物分布的行為的出現(xiàn)頻度。兩種分區(qū)中對不適宜的聲源提出了管理要求。最后采取實地監(jiān)測與適應性管理措施，包括調整公園現(xiàn)狀聲環(huán)境、公園人為噪聲持續(xù)時長、游客對公園的使用強度等。

2.2.2 美國國家公園聲景管理指標與閾值

聲景專項規(guī)劃的核心內容是基于各分區(qū)中所識別出的聲景分布特征，針對管理目標制定相應的管理指標與閾值。以原野區(qū)為例，管理指標可分為總體聲環(huán)境指標和游客寧靜體驗指標兩大類。總體聲環(huán)境指標包括“人類聲的可聽見時長”（time audible of human）、“最大聲級”（maximum dBA）、“無噪聲間隔”（noise free intervals, NFI，表2）；其中，無噪聲間隔是指僅聽到自然聲的時長，分為最大NFI，中值NFI和最小NFI，并由公園現(xiàn)場收集的聲級數(shù)據計算得出。游客寧靜體驗指標包括“語言干擾”“基本交談”“解說教育項目”[12]。

表2 原野區(qū)中的指標和標準[12]Tab. 2 Indicators and standards for the Wilderness Zone[12]

綜上所述，指標和標準通過對人為噪聲進行時長、面積、分貝、間隔的控制來實現(xiàn)對噪聲的管控和自然寧靜的保護。在時間上調控人為噪聲分別在日間、夜間總時長中的占比，以及人為噪聲在每小時中的時長占比；無噪聲間隔在日間應至少＞7 min，夜間寧靜間隔應至少＞73 min?？臻g策略上，應將聲壓分貝超過6 dBA的空間面積控制在原野區(qū)面積的10%內；將聲壓分貝超過3 dBA的空間面積控制在原野區(qū)面積的25%內。這都與聲景資源時空分布特征的識別密不可分。指標和標準閾值的制定既基于實測的聲級，也基于動物聲學和環(huán)境行為學研究的各項指標。在指標制定中參考了“噪聲增加對應的動物聽覺衰減范圍”“人類被噪聲喚醒曲線”等[12]。

2.2.3 管理措施與行動計劃

以錫安國家公園為例，通過聲景特征時空分布、聲源識別、影響要素識別，進而對每個區(qū)域內的相應聲源進行控制。主要依據已經形成的指標和標準，制定相應的游客行為管理政策。比如限制近端區(qū)的機動車噪聲，通過教育鼓勵安靜和禮貌的騎行，禁止使用會增加噪聲聲級的交通工具，要求有組織的騎行團體需獲得場地使用許可等。

總之，美國國家公園聲景規(guī)劃是基于美國國家公園的管理分區(qū)，確定相應的指標和標準后進行聲景的規(guī)劃和管理。每個國家公園的自然聲環(huán)境情況、受人為活動影響的程度不同，加之美國國家公園已經開展聲景規(guī)劃的區(qū)域并不多，國家公園體系中還未形成針對聲景資源的專項規(guī)劃導則和系統(tǒng)性的聲景規(guī)劃規(guī)范，許多研究特別是監(jiān)測方法的研究仍在探索中[6,11]。規(guī)劃中對人類聲可聽見度所占的時間比例、噪聲增加3～6 dBA占的空間比例進行了規(guī)定，并進一步明確了自然寧靜占總體聲源的時長比以及容許人類活動所產生的最大聲級，這些經驗值得中國借鑒，特別是以保護生態(tài)系統(tǒng)完整性為主要目標的自然保護地。

3 大山包國家級自然保護區(qū)聲景規(guī)劃與管控略論

本研究以云南大山包黑頸鶴國家級自然保護區(qū)為例（以下簡稱大山包），嘗試用相應的聲景制圖技術來識別大山包自然保護區(qū)的聲景時空分布特征。大山包位于云南省昭通市昭陽區(qū)西部的大山包鄉(xiāng)，保護區(qū)總面積19 200 hm2，以黑頸鶴（Grus nigricollis）及其越冬棲息的亞高山沼澤化草甸為主要保護對象[13]。在2003年被確立為國家級自然保護區(qū)，2004年被列入國際重要濕地名錄。大山包是中國黑頸鶴東部種群的重要越冬地、遷徙停歇地和集散地。目前，黑頸鶴數(shù)量已從保護區(qū)建立初期的200只左右增長為1 300只左右。保護區(qū)的核心區(qū)面積8 686 hm2、緩沖區(qū)面積5 176 hm2、實驗區(qū)面積6 048 hm2，分別占保護區(qū)總面積的43.6%、26.0%、30.4%。以夏季全天聲源為例，核心區(qū)中以地理聲為主導聲源的地塊面積約占76.92%，生物聲主導的地塊面積約占15.38%，人類聲主導的地塊面積約占7.69%；緩沖區(qū)中地理聲為主導聲源的地塊面積約占100%；實驗區(qū)中地理聲為主導聲源的地塊面積約占69.23%，生物聲主導的地塊面積約占30.77%，無人類聲。

保護區(qū)內的高原湖泊、沼澤為黑頸鶴提供了重要的夜宿地，而廣闊的耕地、沼澤、亞高山沼澤化草甸和草甸為黑頸鶴提供了重要的覓食地。大海子地區(qū)是最大的一片夜棲地，該區(qū)域還建有供游客觀賞黑頸鶴的建筑——觀鶴隧道和觀鶴屋。保護區(qū)內人與鶴的關系長期以來都較為融洽，但由于耕地作物是黑頸鶴的主要食物來源，也因此會產生不可避免的人鶴沖突。以大山包作為研究地，一是因為其相較于其他保護地，大山包的人為利用強度低，旗艦物種（flagship species）明確，便于分析交通噪聲對旗艦物種的影響；二是因為筆者已對保護區(qū)的聲景展開了實地調查，便于規(guī)劃針對性的策略。筆者在前序研究[13]中已揭示了交通噪聲會對黑頸鶴日間覓食的大海子緊風埡口、跳墩河、長會口、燕麥地水庫區(qū)域和殷家碑海子區(qū)域產生影響。并通過戶外聲環(huán)境模擬得知：黑頸鶴最大的夜棲地大海子由于距道路最近，受到的交通噪聲影響最顯著，無論是在噪聲較弱還是較強的情況下，大海子作為黑頸鶴的重要夜棲地都不符合自然寧靜的標準（＜ 45 dBA）[13]。

在此基礎上，本研究繼續(xù)通過實測結合預測、聽音試驗等，利用GIS實現(xiàn)克里金空間插值（ordinary Kriging method）、SPSS相關性分析等方法，識別出大山包冬季（黑頸鶴越冬期間，11月至次年4月）的聲級時空分布特征（圖1）?？傮w而言：1）保護區(qū)冬季聲級時空分布特征自西向東聲級逐漸遞減，且梯度明顯；2）聲級最高處出現(xiàn)在道路沿線，尤其是保護區(qū)西側的跳墩河道路沿線最為明顯；3）最為寧靜的區(qū)域（＜45 dBA）出現(xiàn)在保護區(qū)的東側，甚至包括后來新劃入保護區(qū)的東北角部分；4）介于最為喧鬧和最為寧靜區(qū)域之間的是保護區(qū)次寧靜區(qū)域，聲級大約為45～48 dBA，而這部分區(qū)域的最高聲級也出現(xiàn)在道路沿線。將保護區(qū)的分區(qū)（核心區(qū)、緩沖區(qū)、試驗區(qū)）與聲級時空分布圖疊加，發(fā)現(xiàn)核心區(qū)仍然有10.4%面積（圖2中灰色部分）的區(qū)域未滿足自然寧靜（＜ 45 dBA）。

1 大山包冬季聲級時空分布The spatial-temporal distribution of the winter sound level of the Dashanbao Nature Reserve

2 未滿足自然寧靜的區(qū)域Areas with criteria for natural quietness unsatisfied

基于大山包現(xiàn)有分區(qū)，在聲景時空分布特征識別的基礎上，參照美國聲景管理規(guī)劃，尤其借鑒其對噪聲時長比例和所影響的空間比例控制的方式來管控噪聲，并進行大山包聲景專項規(guī)劃，提出大山包聲景分區(qū)管理管控的策略。

基于美國經驗借鑒和前序研究[13]，充分考慮大山包旗艦物種黑頸鶴對于“自然寧靜”聲環(huán)境的需求。在核心區(qū)，要求整體“人類聲的可聽見時長”被控制在日間時長×20%×90%、夜間時長×10%×90%內。對于當?shù)鼐用?，應引導其分時、合理的活動，避開幾個可能對黑頸鶴產生干擾的空間和時間節(jié)點。對于游客，傍晚和清晨應禁止觀鶴行為、保持自然寧靜，其他時間應確保最近觀鳥距離至少＞220 m[14]。對于聲級，控制噪聲增加3 dBA的總時間不超日間時長的25%，不超過夜間時長的10%；控制噪聲增加6 dBA的時長不超過日間總時長的10%，不超過夜間總時長的5%，人為噪聲應控制在60 dBA之內。對于大海子、跳墩河區(qū)域，基于現(xiàn)有交通條件，已基本不能滿足自然寧靜的條件，應嚴格控制柴油機車、景區(qū)觀光車等聲源，行進路線與大海子的直線距離不得＜1 000 m。對于緩沖區(qū)，要求整體人類聲的可聽見時長應小于日間時長×50%×60%，應小于夜間時長×30%×90%。核心區(qū)和緩沖區(qū)的詳細策略見表3。

表3 大山包自然保護區(qū)聲景分區(qū)規(guī)劃[13]Tab. 3 Soundscape zoning planning of Dashanbao Natural Reserve[13]

最后，建議對保護區(qū)的邊界，尤其是核心區(qū)的邊界劃定進行調整。將東北角的新增部分加入核心區(qū)，并繼續(xù)推行現(xiàn)有食物源基地項目，并且保持現(xiàn)有自然寧靜的程度。

4 結語

聲景時空分布特征研究是進行規(guī)劃和管理的前提條件。隨著人類噪聲影響不斷增加，聲環(huán)境逐漸惡劣，聲景作為衡量環(huán)境的重要指標之一，在國土空間規(guī)劃中正逐漸得到重視。目前，中國中觀尺度的聲景時空分布研究缺乏，特別是在自然保護地中，基于時空分布特征進行保護管理的相關研究在中國還尚未開始。自然保護地聲景時空分布研究能為國土空間規(guī)劃中的生態(tài)空間規(guī)劃與相應的管控提供依據。

放眼國際，美國、歐盟已在國土和保護地尺度展開聲景時空分布的研究并逐步應用。在保護地尺度，美國國家公園已編制了聲景專項規(guī)劃，形成了規(guī)劃內容、管理政策和監(jiān)測措施。本研究在借鑒國際相關經驗的基礎上，以云南大山包國家級自然保護區(qū)為例，基于保護區(qū)人鶴共存的特殊條件，識別了保護區(qū)冬季聲景時空分布的特征，進一步識別交通噪聲、游客噪聲對黑頸鶴棲息地的影響[13]。在已經形成的聲級時空分布圖上疊加保護區(qū)區(qū)劃，辯證性地反思了現(xiàn)有區(qū)劃的問題。并基于現(xiàn)有保護區(qū)分區(qū)，提出了聲景管理分區(qū)及時空管控指標及措施，包括“人類聲的可聽見時長”“聲源聲級”指標及與之相對應的人為聲持續(xù)時長和影響面積的管控。

總結起來，聲景資源的時空分布特征識別將逐漸成為中國自然保護地資源研究的關鍵議題之一，也將進一步推動自然保護地中對聲環(huán)境與生物多樣性的保護。本研究所形成的聲景資源識別方法、管控指標和措施等能有效地從規(guī)劃角度推進中國自然保護地體系的建設，并面向全域國土空間規(guī)劃的需求起到更積極的作用。

注釋(Note)：

① 隨機森林模型是利用多棵決策樹對樣本進行訓練并預測的一種分類器。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

圖1、2由作者繪制；表1～3由作者根據參考文獻[11-13]繪制。