范欽棟， 王森,*, 任健

(1.華北水利水電大學建筑學院， 鄭州 450046； 2.云南農(nóng)業(yè)大學動物與科學技術學院， 昆明 650201)

人類對環(huán)境信息的捕捉有85%是通過視覺完成的[1]。長久以來，在景觀的設計和研究中，人們多數(shù)把注意力放在空間形態(tài)、布局以及色彩構成等視覺方面，其他知覺要么被無意識地忽略，要么因缺乏系統(tǒng)的設計手法而被迫放棄[2]。隨著人們對景觀認識的提高，作為人們獲取信息的第二大載體的聲音也逐漸融入景觀設計。1960年加拿大著名音樂家和作曲家謝弗(Schafer)首次提出聲景觀(soundscape)的概念[3]，指出聲景觀就是景觀的聽覺特征(auditory properties of a landscape)，即在環(huán)境中，從審美角度和文化角度值得欣賞和聆聽的聲音。聲景觀研究探索了聲音在人與環(huán)境之間的作用[4]，結(jié)合了心理聲學、環(huán)境聲學、建筑和生物聲學。在現(xiàn)實社會，聽覺景觀和視覺景觀相互交融，聲景觀的音韻變化與景觀中空間序列的組織具有異曲同工的作用和效果，兩者的相互影響為人們創(chuàng)造更為舒適的空間環(huán)境體驗。

聲景觀的理論和應用研究引起了中外學者的廣泛關注，學者們針對聲景觀進行了大量研究。Yang等[5]研究了城市廣場的聲傳播與聲景觀，建立了聲景觀的預測、描述、評估和設計體系；Matsinos等[6]研究了希臘沿海鄉(xiāng)村地區(qū)的空間聲景觀的評價因素；Jiang等[7]利用在線虛擬現(xiàn)實應用程序，對街道設計場景進行了聲景觀評價；Yang[8]對歐洲14個城市開放公共場所進行了聲級舒適度評價；Deng[9]、Karlo[10]基于群眾觀點對公園聲景觀進行了評價分析；哥倫比亞大學Luigi等[11]在土耳其和巴西以校園中噪聲為研究對象進行了評價研究；Liu等[12]對倫敦142所學校圍繞著噪聲的種類和噪聲對師生的干擾程度進行了研究。與國外相比，中國的聲景觀研究起步相對較晚，雖然也有部分有關公園、小區(qū)、廣場等區(qū)域聲景觀評價的案例，但研究內(nèi)容相對片面，尤其是基于地理信息系統(tǒng)(arc geographic information of system， GIS)的校園聲景評價和應用研究相對很少，這也是校園聲景觀研究在現(xiàn)實中遲遲不能落地的重要原因之一。

高校作為社會的主要人才培養(yǎng)和輸送基地，其教學環(huán)境和生活環(huán)境質(zhì)量一直備受社會各界人士關注[13]。校園景觀是校園活動區(qū)域中不可或缺的一部分，對學生的身心健康起到積極的影響作用，在提升校園環(huán)境時，應當將聲景觀結(jié)合視覺景觀進行綜合設計[14]。現(xiàn)以華北水利水電大學龍子湖校區(qū)為例，通過測量校園內(nèi)影響聲景觀的客觀要素并結(jié)合校園內(nèi)學生對聲景觀的主觀評價，構建校園核心區(qū)域聲景觀舒適度評價模型，在聲景觀評價模型基礎上對聲景觀的構成、時間維度、空間維度、閾值進行分析，以得出聲景觀優(yōu)化的途徑；在優(yōu)化途徑的基礎上利用GIS平臺繪制出校園聲景觀理想狀態(tài)下空間分布圖；利用聲景觀漫步路線引導人們走出對傳統(tǒng)校園聲景觀的了解，去挖掘和發(fā)現(xiàn)更多校園各區(qū)域的聲景觀優(yōu)勢，以期為以后校園聲景觀營造提供更多的理論依據(jù)和案例參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與預處理

1.1.1 研究區(qū)域選擇

華北水利水電大學龍子湖校區(qū)位于河南省鄭州市金水東路136號(34°47′17″N～34°46′35″N，113°46′29″E～113°47′54″E)，前臨鄭開大道，后靠龍子湖南路,左側(cè)毗鄰河南中醫(yī)藥學，右側(cè)相接鄭州航空工業(yè)管理學院，總占地面積118 hm2。從校園整體來看，校園主干道為環(huán)形，把各個組團分割開來，環(huán)道位于校園中心，包圍著教學區(qū)、圖書館和兩個人工湖(圖1)。

華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域聲景觀客觀評價數(shù)據(jù)由實地測量所得。在對華北水利水電大學校園核心區(qū)域進行現(xiàn)場調(diào)研的同時還分析了學生群體的生活和學習規(guī)律，在此基礎上選取具有代表性的15個區(qū)域，基本覆蓋了學生的所有活動范圍(表1)。為反映區(qū)域整體特征，在每一個分布區(qū)域平均選取4個測點，共60個測點進行主客觀評價(圖1)。校園地圖數(shù)據(jù)來自Google地圖。

表1 15個代表性的觀測區(qū)域Table 1 Fifteen representative observation areas

圖1 研究區(qū)的區(qū)域位置與測點分布Fig.1 Regional location and survey point distribution of the study area

1.1.2 實地調(diào)查

根據(jù)2008年10月1日實施的GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》中的監(jiān)測要求，選取2019年3月至2019年10月中無風或微風的晴天，使用DT—805系列噪音計從上午8:00至夜晚22:00每兩個小時對15個區(qū)域的60個觀測點的最小聲級LAmin和最大聲級LAmax分貝值以及等效聲級LAeq按照相同的順序進行觀測和記錄，同時記錄聲音主要來源。采用集思寶G120BD北斗手持GPS定位儀實測60個節(jié)點地理坐標，結(jié)合CGCS 2000(China Geodetic Coordinate System 2000)坐標系，將收集和整理的基礎地理信息數(shù)據(jù)整合成基礎數(shù)據(jù)庫[15]。在GIS中統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息的坐標系，把基礎數(shù)據(jù)信息和測量的信息準確地疊加在一起。

1.1.3 問卷調(diào)查

華北水利水電大學校園核心區(qū)域聲景觀協(xié)調(diào)度和好感度主觀評價數(shù)據(jù)以及聲源種類的統(tǒng)計則由現(xiàn)場發(fā)放問卷調(diào)查所得。發(fā)放時間共計5周，發(fā)放問卷400份，去除無效問卷16份，回收有效問卷384份。384份問卷對象中包含在讀本科生336份，在讀研究生48份，其中男生占比60.8%，女生占比39.2。此次填寫問卷的400人中包含多個學院，不同年級，不同專業(yè)的學生。經(jīng)方差分析，不同年級、不同專業(yè)、不同學歷背景的被調(diào)查對象對主次層級聲要素、聲景觀協(xié)調(diào)度、好感度、印象評價結(jié)果無顯著性差異(F<1.0，P>0.05)。

1.2 聲景觀結(jié)構研究

為了準確研究校園聲景觀聲源結(jié)構，采用SD(semantic differential)語義差異法[16]對樣點問卷調(diào)查統(tǒng)計的聲源進行評價賦值，具體賦值如表2所示。

通過對問卷調(diào)查表的整理，將所有問卷中各聲源的評價分值按照相同的聲源進行疊加，最終將不同聲源所得的評價分值進行比較，作為主觀感受指標的分析依據(jù)。

表2 校園各聲源豐富度形容詞賦值Table 2 Evaluation of adjectives of richness of sound sources in campus

1.3 研究區(qū)空間維度構建方法

聲景觀空間維度分布圖是對聲景觀的客觀和主觀描述的綜合體、統(tǒng)一體，能直觀明了地呈現(xiàn)出評價者對區(qū)域聲景觀的具體評價。

以協(xié)調(diào)度、好感度和舒適度為評價體系構建空間維度分析模型。首先，對60個測點每一份問卷調(diào)查結(jié)果進行協(xié)調(diào)度和好感度賦值，以表3作為賦值標準。

根據(jù)賦值結(jié)果，對每個觀測點的景觀協(xié)調(diào)度和好感度求平均值，計算公式為

(1)

(2)

式中：Xi和Hi為第i個評價者對該觀測點協(xié)調(diào)度和好感度的評價分值；i=1,2,…，384[17]；∑的求和范圍為：-3×384～3×384；X和H為景觀協(xié)調(diào)度和好感度的均值。

測評者對校園聲景觀的問卷評價結(jié)果是反應校園風景區(qū)聲環(huán)境優(yōu)劣的十分重要因素。在充分考慮主觀、客觀因素的前提下，提出聲景觀舒適度(S)評價標準，并依照這一標準對研究區(qū)域內(nèi)的聲環(huán)境進行評價分析。聲景觀舒適度計算公式：

S=0.5X+0.5H

(3)

空間維度中協(xié)調(diào)度、好感度、舒適度都是以聲音的大小或高低作為評定因子，通過問卷調(diào)查給予相應評價。為了還原寧靜優(yōu)雅的校園聲環(huán)境，在充分了解校園空間維度的同時，特引入了植物綠化對噪聲衰減作用的原理[18-20]，通過對各測點數(shù)據(jù)的整合，根據(jù)線聲源的傳播衰減計算公式為

(4)

式(4)中：ΔL噪聲聲壓衰減值；r1、r2為植物綠化帶前后的距離；k為植物綠化帶吸聲系數(shù)。進而達到對各測點進行理想化聲級計算的目的。

1.4 聲景觀舒適度閾值研究

聲景觀舒適度閾值[17]是了解區(qū)域聲景觀的有效途徑之一，能清楚地認識各區(qū)域聲級相比整體聲級的差距。在研究區(qū)的15個區(qū)域中建立閾值的分析模型，然后進行數(shù)據(jù)采集和聲景觀舒適度評價，評價結(jié)果分為很舒適、舒適、一般、煩惱和很煩惱5大類，根據(jù)測量和調(diào)研所得的景區(qū)聲景觀舒適度數(shù)據(jù)，應用模糊數(shù)學中隸屬度函數(shù)[21]，分別對評價結(jié)果進行賦值(表4)。利用逐級估計的方法計算出調(diào)查對象對校園核心區(qū)域聲景觀主觀反應舒適度的隸屬函數(shù)。

所有參與問卷調(diào)查的對象對校園核心區(qū)域聲景觀的主觀反應不僅具有模糊性, 還具有隨機性。這種模糊性和隨機性是相互滲透的。各個聲級下的舒適度(即模糊事件)概率公式為

(5)

表3 聲景觀評價結(jié)果賦值Table 3 The evaluation results assignment of soundscape

表4 聲景觀舒適度評價隸屬度設定Table 4 Setting of subordinate degree of soundscape comfort evaluation

式(5)中：nij為區(qū)域i對應的第j個主觀反應出現(xiàn)的頻率，ui為第i個評價等級舒適度的隸屬度；i= 1，2，…，15；j= 1，2，3，4，5；∑的求和范圍為1×384～0×384。結(jié)合舒適度概率，利用舒適度閾值計算公式[式(6)]，以獲得校園核心區(qū)域聲景觀舒適度的閾值。

(6)

式(6)中：E為校園核心區(qū)域聲景觀舒適度閾值對應的聲級；Li為第i個中心聲級；Pi為中心聲級Li的舒適概率。

1.5 聲景觀漫步構建方法

聲景觀漫步是一種對所處的聲音環(huán)境進行特殊感知的實踐方式，反映了環(huán)境對聽者的作用，打開了注意力的內(nèi)在空間。校園中聲景觀元素比較豐富，而且每個區(qū)域都有各自的聲景觀特色，怎樣才能使人們對傳統(tǒng)校園聲景觀有更深層次的認識，這就要發(fā)揮出每個區(qū)域特有的聲景觀優(yōu)勢，引導人們走在校園中更多的體驗優(yōu)質(zhì)的聲景觀，而引導自然離不開聲景觀漫步路線的設計[22-23]。具體的方法如下。

(1)設定聲景觀漫步路線和采樣點。需要獲取的數(shù)據(jù)有校園內(nèi)的交通布局、主要景點、人流規(guī)律、功能區(qū)分等信息，這是設定聲景觀漫步路線和采樣點的主要依據(jù)[24-25]。在對校園聲環(huán)境研究中，先確定聲漫步路線和路徑的可達性[26-27]，再依據(jù)研究區(qū)的綜合信息選取代表性強的區(qū)域作為測定樣點，然后再在特定的時間內(nèi)漫步走完選定的區(qū)域，所走過的一條或多條路線即為聲景觀漫步路線。

(2)設定主觀評價指標。聲景觀漫步的主觀評價內(nèi)容一般分為整體聲環(huán)境的評價和各類聲音的評價兩部分[28-29]。整體聲環(huán)境的主觀評價主要以整體協(xié)調(diào)度為主[30-31]，各類聲音的評價以各類聲音的出現(xiàn)頻率和聲音的喜好度為主要內(nèi)容[32]，評價指標仍采用校園整體核心區(qū)域評價指標。

(3)設立聲景觀漫步的實施時間。通常選擇在自然條件良好的白天進行聲景觀漫步調(diào)查，結(jié)合各區(qū)域的聲景觀特色，每個調(diào)研日進行多個時段和路線的實驗[27，33]，同時做好各路線行走時間的記錄，以做后續(xù)分析。為了更加準確的表達各時段的評價結(jié)果，這里采用對校園整體核心區(qū)域各時間節(jié)點評價的方式進行評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 聲景觀的層次分析

經(jīng)調(diào)查研究，華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域按照聲源體的類型，分為主層級聲要素和次層級聲要素(表5)。主層級聲要素又分為生物聲、人造聲、物理聲三大類[34]：①生物聲，指除人類之外其他生物發(fā)出的聲音，如蟲鳴、鳥叫、蛙鳴、寵物叫聲等，校園內(nèi)綠色植被資源豐富，生物聲也較為多樣；②人造聲，指由人類發(fā)出或創(chuàng)作出的各種聲音，如交談聲、嬉鬧聲、機器轟鳴聲、音樂等，龍子湖校區(qū)人口基數(shù)較大，人造聲的比例也相對較高；③物理聲，指由于物理過程所產(chǎn)生的自然聲，如風聲、雨聲、水流聲等，這里除了沒有水流聲，其他幾種自然聲在校園內(nèi)比較常見。

三大類主層級聲要素中，隨著各月份溫度的變化，生物聲和物理聲二者的變化趨勢相類似，都呈現(xiàn)出先平穩(wěn)上升后平穩(wěn)下降的拋物線變化形式；而人造聲則在7、8月份較低，但整體比例仍高于其他兩大類聲要素(圖2)。

由于學校生活作息規(guī)律，人流量穩(wěn)定，因此除暑假(7—8月)兩個月外各月份人造聲聲要素主觀感受指標值累積變化不大。生物聲和物理聲二者聲要素主觀感受值各月份波動也只有小范圍的變化，7、8月最高。

表5 聲要素層級分類圖Table 5 Classification chart of sound elements

圖2 各月份聲要素主觀感受指標累積直方圖Fig.2 Cumulative histogram of subjective perception index of acoustic elements in each month

2.1.1 主層級聲要素早﹑中﹑晚對比分析

通過對調(diào)查問卷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和對校園內(nèi)三大類聲源種類的聲要素分析，將華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域內(nèi)15個調(diào)查區(qū)域的主層級聲要素主觀感受指標值進行累積(圖3)。

圖3 主層級聲要素主觀感受指標累積直方圖Fig.3 Cumulative histogram of subjective feelings in-dex of main-class sound

從圖3可知，早、中、晚主層級聲要素的變化中生物聲受生物生活習性的影響呈現(xiàn)出遞減的趨勢；人造聲受人類生產(chǎn)生活的影響呈現(xiàn)出遞增的趨勢，且變化幅度較大；由于物理聲受限于自然環(huán)境，可變因素較小，因此在早、中、晚聲要素變化浮動也很小，同時物理聲也是三大類主層級聲要素所占比例最低的聲種。

2.1.2 次層級聲要素早﹑中﹑晚對比分析

對于次層級聲要素主觀感受指標值的累積，則能更詳細地了解每一類聲要素的分布情況(圖4)。

早上(8：00—9：00)時段，校園內(nèi)主要聲種依次為鳥鳴聲、機械聲和交談聲，其中鳥鳴聲最為豐富，約占該時段總聲要素總量的32.4%，由于此三類聲要素所占比重較高，幾乎掩蓋了其他聲要素。

中午(11：00—13：00)時段，在該時間段內(nèi)，鳥鳴聲和交談聲是校園中令人感受最深的聲要素，二者分別占總聲要素總量的24.3%和24.2%；其次是音樂聲和機器聲，其他聲要素所占的比例相對較小。其中音樂作為一種能夠愉悅心情的聲音還是受到大

多數(shù)人的喜愛，但也只是在適當?shù)穆暭壓蛦我坏穆曇粝虏艜唤蛹{[35]，而對于交談聲來說，不同人群產(chǎn)生的不同聲音混雜在一起往往會引起人們的反感。

夜晚(18：00—21：00)時段，夜晚時段校園內(nèi)音樂聲是最突出的，占總聲要素總量的29.3%；其次是交談聲和機械聲分別占總聲要素總量的25.5%和15.7%，其余的占總量的比例相對較小，而且這些聲種早、中、晚變化浮動很小；相對于早上和中午而言，聲要素最大的變化是鳥鳴聲明顯減弱，蛙鳴聲和音樂聲明顯增加，再有交談聲和中午一樣相比早上增加許多，其他聲要素變化與早上和中午相比較為接近。

根據(jù)以上對早、中、晚時段的分析來看，鳥鳴聲、交談聲、機器聲和音樂聲是華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域內(nèi)最主要的聲要素。經(jīng)分析這四種聲要素并非全部為學生所喜愛的聲種，經(jīng)過主觀測評，三個時間段中人們更喜歡鳥鳴聲和一定聲級下的音樂聲，因此為提高良好的校園聲景觀效果，要引入更多的鳥鳴聲，增加聲景觀的豐富度，做好機器聲的降噪，從而達到優(yōu)化聲景觀的目的。

2.1.3 研究區(qū)聲級時間變化

根據(jù)華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域所處的地理位置和特有性質(zhì)，聲景觀變化與周邊環(huán)境和校園資源的利用密切相關，不同時間內(nèi)聲景觀的大小和組成有很大不同。校園內(nèi)主要活動的人群就是學生和老師也包括部分其他工作人員，他們對校園聲景觀變化有很大的影響。經(jīng)測量，各斑塊聲級處于35～60 dB，局部能達到70 dB之多。經(jīng)過實際測量和對比，華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域周六、周日白天的聲級變化與周一至周五白天的聲級有略微的差別，夜晚的變化幾乎一樣。為直觀的呈現(xiàn)出校園各區(qū)域隨時間的變化規(guī)律，現(xiàn)將3—10月所測的數(shù)據(jù)進行編號處理，利用相關軟件統(tǒng)一整合成基礎數(shù)據(jù)庫，對15個區(qū)域客觀評價數(shù)據(jù)按照測量結(jié)果取算術平均值，建成同一時間節(jié)點不同區(qū)域的客觀聲級評價曲線圖(圖5)。

圖4 次層級聲要素主觀感受指標累積直方圖Fig.4 Cumulative histogram of subjective feelings index of sub-class sound

圖5 華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園3—10月聲級時間分布Fig.5 Time distribution of sound level in Longzihu campus of North China University of water resources and hydropower from March to October

從整體的時間維度上看，所選取的華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域的聲景觀舒適度均值呈現(xiàn)出先平穩(wěn)下降后波動上升的趨勢，剛好與核心區(qū)域各個時間點聲級均值呈相對的變化走勢(圖6)。從圖6可知，舒適度大于0的時間段雖然占一天中活動時間半數(shù)之多，但大多數(shù)時間段都處于臨界點，分值較低。為營建出更加和諧的校園生活環(huán)境，聲景觀的規(guī)劃就顯得尤為重要。經(jīng)研究，校園中各區(qū)域客觀存在的聲音種類和強度往往與其周邊的環(huán)境和使用功能有著密切的聯(lián)系[36]，因此，可以通過改善代表整個校園環(huán)境的15個區(qū)域聲環(huán)境的方式，根據(jù)各個區(qū)域的優(yōu)勢和特點，做好人員分流、綠化降噪、科學引導和添置設備等，來實現(xiàn)高質(zhì)量校園聲景觀效果的目的。

從一天中主客觀二者的評價對比中可以看出，早上之所以聲景觀舒適度高不僅僅是因為聲級低，還有很大一部分原因是因為占聲種比例最高的鳥鳴聲的存在；中午隨著交談聲和音樂聲的增加聲景觀舒適度大打了折扣，雖然中午鳥鳴聲依然很豐富，但是在交談聲、機械聲和音樂聲的增長下部分鳥鳴聲卻被“淹沒”了；夜晚聲景觀舒適度低是因為交談聲和音樂聲達到了一天中的頂峰，而且鳥鳴聲也降到了一天中的最低值。因此，要加強對校園的管理，對部分區(qū)域做好交通管制，規(guī)范商業(yè)活動，對學生的日常生活做好引導，根據(jù)一天中各個時間段主客觀分析結(jié)果的規(guī)律，有針對性地創(chuàng)造出聲音的優(yōu)質(zhì)畫面。

圖6 研究區(qū)域聲級和聲景觀舒適度均值時間分布Fig.6 Time distribution of average comfort degree of regional sound level and sound landscape

2.2 研究區(qū)空間維度分析

2.2.1 研究區(qū)聲級的現(xiàn)狀與理想狀態(tài)分布

聲壓值的大小與周圍的環(huán)境有著緊密的聯(lián)系，實際測量中，在植被較少或沒有植被的道路和廣場區(qū)域聲壓值普遍較高，而在部分有植被的區(qū)域聲壓值明顯較低，這里雖存在測點距離噪聲源遠近的問題，但這種差異也只占噪聲衰減中很小一部分(圖7)，更多的是植被的“功勞”。研究表明，聲波射向草地和綠化植物后，一部分聲能在低頻范圍內(nèi)變?yōu)橹脖恢θ~的固有振動頻率，另一部分由于草皮的反射和吸聲引起的聲衰減[37]，再者，就是由于草木形成的垂直溫度梯度引起的聲衍射，從而使噪音減弱(圖8)?；趯G色植被營建的構想，結(jié)合綠化帶對噪聲衰減效果的模擬分析[38-39]，可計算得出各測點噪聲衰減后的聲壓值，進而達到對師生活動區(qū)域中各測點進行理想化聲級計算的目的。所得計算結(jié)果作為理想聲級分析要素，以此來構建健康、適用、高效、和諧、舒適的校園生活環(huán)境。

根據(jù)現(xiàn)行的國家標準《GB 3096—2008》《聲環(huán)境質(zhì)量標準》聲環(huán)境功能區(qū)的環(huán)境噪聲限值規(guī)定，文體教育區(qū)域噪聲標準值不高于55 dB。從圖9可以看出，客觀聲級空間分布圖中雖然校園核心區(qū)域有大部分(陰影部分)達到了標準，但臨界于55 dB的區(qū)域卻占了相當大的面積，整體聲景觀舒適度仍然很低。相比之下，圖10中理想聲級空間分布圖中低于臨界點55 dB以下的區(qū)域(陰影部分)明顯增多，幾乎覆蓋了整個校園的核心區(qū)域，而且低聲級區(qū)域也增加了許多?？梢姡跃G色植被對噪音吸收為出發(fā)點的噪聲控制能極大提升校園總體舒適度。

圖7 無綠化帶測試示意圖Fig.7 Schematic diagram of no green belt test

圖8 有綠化帶測試示意圖Fig.8 Schematic diagram of green belt test

圖9 校園核心區(qū)域客觀聲級分布圖Fig.9 Objective sound level distribution map of campus core area

圖10 校園核心區(qū)域理想聲級分布圖Fig.10 Ideal sound level distribution map of campus core area

2.2.2 研究區(qū)聲景觀現(xiàn)狀與理想評價空間分布

通過對60個觀測點的測試，借助ArcGis軟件，可繪制出校園核心區(qū)域現(xiàn)狀聲景觀協(xié)調(diào)度空間分布圖[圖11(a)]。從圖11(a)可知，以田徑場、北門入校景觀區(qū)、籃球場和南門入校景觀區(qū)幾大區(qū)域總體環(huán)境評價較低。主要原因是這些區(qū)域中人流量較大，而且缺少降噪措施。從圖11(a)可以看出，校園核心區(qū)域聲景觀協(xié)調(diào)度空間分布呈現(xiàn)校園南部、北部和西部偏低，中部偏高的片狀分布趨勢，而在聲景觀協(xié)調(diào)度較高的中部區(qū)域中，則多以林地、綠化、廣場、水景等為主。

在繪制的校園核心區(qū)域聲景觀好感度空間分布圖[圖11(b)]中可以看出，以圖書館廣場、希望林地、大小龍灣湖景區(qū)為主的三個點是好感度較高的三個區(qū)域，以田徑場、文體活動中心廣場、籃球場為主的三個區(qū)域因人流量較大，好感度相對較低。南門入校景觀區(qū)和北門入校景觀區(qū)作為進出校園的要道，因此這兩個區(qū)域聲景觀好感度最低。

從聲景觀舒適度計算結(jié)果可知，校園核心區(qū)域聲景觀舒適度呈現(xiàn)由中間向四周遞減的趨勢[圖11(c)]，聲景觀舒適度較高的區(qū)域都在水環(huán)路以內(nèi)，水環(huán)路以外的大部分區(qū)域噪音較大，使得舒適度偏低。

在對所有區(qū)域的等效聲級LAeq與協(xié)調(diào)度、好感度、舒適度進行分析時可以得出客觀評價等效聲級均值與各主觀評價均值之間的相互關系(表6)。由表6可以看出，等效聲級LAeq與協(xié)調(diào)度有較大的負相關性，與好感度和舒適度有極大的負相關性。這說明，對校園聲景觀聲級大小的控制，在很大程度上可以影響學生對校園聲景觀的主觀評價。

表6 等效聲級LAeq與協(xié)調(diào)度、好感度、舒適度的 相關關系(Pearson)Table 6 The correlation between the equivalent sound level Laeq and the degree of coordination, liking and comfort

在對校園整體核心區(qū)域聲景觀優(yōu)化中，利用等效聲級LAeq與協(xié)調(diào)度、好感度、舒適度的相關性系數(shù)，可模擬出協(xié)調(diào)度、好感度、舒適度主觀評價數(shù)據(jù)的理想化區(qū)域聲景觀空間分布(圖12)，模擬圖中，協(xié)調(diào)度、好感度和舒適度較高的區(qū)域幾乎覆蓋了整個校園，面積上比現(xiàn)狀區(qū)域多了近一倍。

2.3 研究區(qū)域聲景觀舒適度閾值分析

通過利用SD語義差異法對校園15個區(qū)域的測試，將測得各區(qū)域的主觀數(shù)據(jù)導入舒適度概率公式，所得各測點對應的舒適概率如表7所示。

圖11 研究區(qū)聲景觀現(xiàn)狀評價空間分布圖Fig.11 Spatial distribution map of acoustic landscape status evaluation in the study area

圖12 研究區(qū)聲景觀理想化評價空間分布圖Fig.12 Spatial distribution map of acoustic landscape idealization evaluation in the study area

表7 校園各區(qū)域測試點聲舒適度主觀反應統(tǒng)計及舒適概率計算表Table 7 Each measuring point acoustic comfort subjective response statistics and comfortable probability calculation in each area of campus scenic spot

通過利用舒適度閾值公式結(jié)合表7，計算得到華北水利水電大學校園核心區(qū)域聲景觀舒適度閾值E=49.93 dB。由表7可知，南門入校花園、建筑學院綠地停車場、田徑場、北門入校區(qū)、家屬區(qū)門前三角景、籃球場、二區(qū)食堂廣場、一報廣場和香樟大道聲級監(jiān)測值均超過舒適度閾值，只有圖書館南廣場、華水希望林、情人島、圖書館北廣場、小龍灣湖和文體活動中心廣場聲級監(jiān)測值在舒適度閾值以下；其中，北門入校區(qū)的聲級最高，希望林的聲級最低。原因在于北門毗鄰環(huán)繞龍子湖核心商業(yè)區(qū)的龍子湖路，同時也是校園飲食購物、教職工居住區(qū)和學生食宿的聚集點，而希望林則遠離師生活動區(qū)，所以聲級最低。

據(jù)上文分析，交談聲和機械聲是校園核心區(qū)域內(nèi)最主要的噪聲聲要素，營造良好的校園聲景觀，交談聲和機械聲是重點優(yōu)化的對象，同時二者的緩沖區(qū)也是聲景觀規(guī)劃與設計時著重考慮控制的區(qū)域。

2.4 聲景觀漫步路線的規(guī)劃設計

聲景觀漫步作為串聯(lián)起校園聲景觀景點的重要方法,也是建立學生和校園景觀動態(tài)聯(lián)系的重要途徑。聲景觀漫步能精確的創(chuàng)造新的靈感、刺激和新能量，它不只是提高一般意義上對音響環(huán)境的感知，也創(chuàng)造了聆聽者與“地方”之間動態(tài)的關系。根據(jù)校園中聲景觀的日常節(jié)奏規(guī)律，結(jié)合研究區(qū)各測點聲級的時間變化、各測點的聲環(huán)境主觀評價和各測點8個時間節(jié)點的舒適度值，可以得出三個時間段的三條聲景觀漫步路線。

(1)圖13(a)為8:00—10:00聲景觀漫步路線。此時間段中的校園特別幽靜，同時部分區(qū)域又有好評率較高的鳥鳴聲的存在，整體聲景觀舒適度普遍較高，也是一天中聲景觀漫步區(qū)域最多的時段。

(2)圖13(b)為13:00—16:00聲景觀漫步路線。此時間段中交談聲和機械聲的大量增加，區(qū)域①、③、⑦、⑨整體聲景觀舒適度有所下降，使得作為聲景觀漫步的體驗區(qū)域縮小了許多。

(3)圖13(c)為20：00—22:00聲景觀漫步路線。此時間段處于夜晚，雖然整體聲景觀舒適度有些許的回升，但因為夜晚的原因，區(qū)域③、⑨、⑩不具備體驗條件，使得聲景觀漫步體驗區(qū)域不是很充分。

在特定的時間里，參與者只要在預定的路線上進行漫步，則可以體驗不一樣的校園聲景觀。在不同的時間段和不同聲景觀的區(qū)域內(nèi)，聲景觀漫步者結(jié)合自身的喜好和對聲景觀的認識，避開舒適度較低的區(qū)域和時段，擇時選域就可以體驗最為舒適的校園聲景觀。

圖13 校園核心區(qū)域聲景觀漫步路線圖Fig.13 Route map of sound scenery walking in the core area of campus

3 討論

通過對多感官下校園聲環(huán)境的評價，得出營造良好的校園生活環(huán)境是通過增加自然聲﹑減少噪聲以及聲景觀的維護三種途徑來實現(xiàn)的。通過這三方面優(yōu)化的構想，實現(xiàn)了理想化校園聲景觀模型的構建，而分析過程中，聲景觀的各種評價都是以體驗者的作用對象來進行研究的，而忽略了體驗者自身的心理和生理變化的研究。相關成果表明，在校大學生在先后試聽城市噪聲和不同的森林聲音后，均出現(xiàn)心率上升、呼吸頻率和皮膚電導率下降的變化，以鳥鳴聲為主的森林聲音能引起人積極的心理變化，使人體更趨于愉悅的狀態(tài)[40]，同時從生理方面來說，變化豐富的鳥鳴聲則更有利于人體趨于平靜的狀態(tài)。介于此項研究成果，假如當學生在預定的時間和路線上進行漫步，來體驗優(yōu)質(zhì)的校園聲景觀時，這種體驗能否讓學生身心變得輕松，心情變得愉悅，能否減輕學生學習帶來的心理壓力，這一系列的問題可能還需要更進一步的挖掘和探索。

在對聲環(huán)境的研究中，聲景觀的各種評價都是依托學生來完成的，很少有學生以外評價人員的參與。研究證明，文化背景[41]、對環(huán)境的熟悉程度[42]以及生活環(huán)境[41，43]都會導致評價者對于視覺審美產(chǎn)生不同的認識；Yu等[44]的研究也證明，對于聲景觀的評價會受到評價人的個體特點、社會背景、行為以及心理要素等因素的影響?；诖?，應該考慮不同特點的受眾人群是否會對同一個聲景觀和視覺景觀組合的畫面給出相同的美學評價，再者，這三種聲景觀優(yōu)化的構想是否適用于公園、居住區(qū)等一些受益人群較大的區(qū)域。為了驗證這三種構想的有效性和適用性，還需更多的數(shù)據(jù)支撐。這樣，才能更加準確地指導和優(yōu)化特定場所的整體聲景觀的設計。

聲景觀概念的提出和發(fā)展，不僅給聲學研究帶來了全新的角度，也給景觀設計研究注入了新的活力。在景觀設計過程中，引入聲景觀的理念，把景觀中固有的聽覺要素加以明確的認知和有效的表現(xiàn)，可以帶來對設計內(nèi)容的充實和對設計表達方法的提升，也大大拓寬了景觀專業(yè)的研究范圍，豐富了學科內(nèi)容[45]。

4 結(jié)論

通過對華北水利水電大學龍子湖校區(qū)校園核心區(qū)域的聲景觀進行調(diào)查和研究，對獲得的主客觀數(shù)據(jù)分析對比，研究總結(jié)了校園聲景觀的優(yōu)化策略，主要結(jié)論如下。

(1)聲景觀主客觀評價結(jié)果總結(jié)。校園核心區(qū)域內(nèi)每天最主要的聲要素為鳥鳴聲、交談聲、機器聲和音樂聲，其中鳥鳴聲和一定聲級下的音樂聲為受歡迎的聲種。說明只要豐富鳥鳴聲和控制好音樂聲就可以提高聲景觀的舒適感。校園核心區(qū)域聲級與聲景觀協(xié)調(diào)度、好感度和舒適度呈負相關性，且舒適度均值一日之內(nèi)呈現(xiàn)出先平穩(wěn)下降后波動上升的趨勢，與各個時間點聲級均值呈相對的變化走勢，因此根據(jù)區(qū)域和時間段有針對性的降低聲級可有利于提高聲景觀的舒適度。利用主客觀評價數(shù)據(jù)可得出校園核心區(qū)域理想化聲景觀舒適度分布圖，為聲景觀優(yōu)化提供了有力的構想藍圖。校園核心區(qū)域聲景觀舒適度閾值為49.93 dB，此計算結(jié)果可為以后校園聲環(huán)境規(guī)劃設計與整體修繕提供參考。

(2)聲景觀的營建。結(jié)合區(qū)域的功能、特征和定位選定聲景觀的構成要素，使合理的聲景觀分區(qū)與多樣的功能分區(qū)相協(xié)調(diào)，凸顯各區(qū)域的特色，例如通過種植鳥兒喜居的喬﹑灌木來增加可提升校園聲環(huán)境的鳥鳴聲。結(jié)合現(xiàn)代高科技的聲、光、電乃至虛擬技術營造出聲景觀空間的趣味性，借助現(xiàn)代化的技術手段既可以豐富校園聲環(huán)境，也可以掩蓋和削弱校園環(huán)境中的不和諧噪音。在人流量較大的區(qū)域按照一定的標準種植喬木、灌木和草坪，利用喬、灌、草高低起伏的枝葉對聲音的吸收，可以減少聲音的交叉?zhèn)鞑?。利用聲景觀漫步路線串聯(lián)起校園聲景觀評價較高的景點，挖掘校園聲環(huán)境新的靈感、刺激和能量，讓更多的人重新認識身邊的聲環(huán)境。

綜上，在進行聲景觀分區(qū)規(guī)劃設計時，不僅要加強對聲景觀的優(yōu)化，還要在設計方法上做更多的嘗試和創(chuàng)新，運用不同組織方式和設計手法，融入觸覺、嗅覺等感官要素，將各類聲音景觀要素巧妙的編織進環(huán)境空間里，努力營造出富有聲韻節(jié)奏美感的景觀敘事空間，以此來塑造新時代發(fā)展背景下的校園文化新形象。在聲景觀整體規(guī)劃設計時應盡量保留和營造豐富的自然聲景觀體系，更多地創(chuàng)造人與自然接觸的機會，有針對性地增加景觀區(qū)域中受歡迎的聲音[40]。需要指出的是，雖然本文研究中進行了大量主客觀數(shù)據(jù)調(diào)查以及統(tǒng)計分析，獲取了具有統(tǒng)計學意義的研究結(jié)論，但是由于每個校園的地理位置、空間布局、辦學規(guī)模都各不相同，因此所造成的師生在游覽過程中對聲環(huán)境的感受也不盡相同，所體現(xiàn)出的視聽交互作用的差異性還需要進一步分析，研究結(jié)論對不同區(qū)域的高校校園是否具有普遍意義還有待進一步證實。再者，聲景觀體驗是復雜的心理認知過程，影響這一過程的因素有很多，所以后續(xù)研究中需要引入更多的評價指標并綜合考慮其他因素的影響，以更加深入地揭示聲景觀的優(yōu)化途徑，以期獲得更好的校園聲景觀規(guī)劃方案。