文章信息
- 陈飞平, 廖为明
- Chen Feiping, Liao Weiming
- 森林声景观评价指标体系构建的探讨
- Construction of an Evaluation Index System on the Forest Soundscape
- 林业科学, 2012, 48(4): 56-60.
- Scientia Silvae Sinicae, 2012, 48(4): 56-60.
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文章历史
- 收稿日期:2011-04-25
- 修回日期:2011-11-15
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作者相关文章
20世纪60年代末,加拿大作曲家、音乐教育家莫雷·沙弗尔(R. Murray Schafer)首次提出了“声景观”(soundscape)的概念,促使人们对传统的“听觉”行为进行反省和再认识。它是相对于视觉景观(landscape)而言的听觉景观(soundscape),其意义为用耳捕捉的景观,听觉的风景(吴颖娇等, 2004)。目前国内对声音的研究主要集中在噪声的研究。国外对声景观进行研究虽有较长的时间,但主要集中在对城市局部地段声景观的研究,还未见报道对自然环境,特别是以旅游资源为主导的森林景观中的声景观进行量化评价。
随着经济的快速发展和环境压力的增大,森林的环境服务功能日益重要,促进了森林旅游业的高速发展。森林声景观作为森林景观资源的重要组成部分,是创造优美环境、引导景观林建设和健康经营的主要物质基础之一(Chen et al., 2009)。因此,如何建立一套指标体系对森林声景观进行合理评价,揭示现有森林声景美学中存在的问题和确定将来发展的方向,为景观林建设与经营提供依据, 具有重要的理论和实践意义。
1 构建评价指标体系的原则为了使所建立的评价指标体系能够综合反映森林声景观美学评价的各个方面,在进行评价指标体系构建过程中就需要遵循一定的基本原则。
1) 科学性原则 指标体系的建立要科学合理,能规范、准确地反映森林声景观的最本质内涵和特征。要充分运用林学、旅游学、声学、美学等相关理论知识,并且应有一定科学内涵,能够反映出森林声景美学评价的内容。
2) 系统性原则 森林声景观涉及多方面的内容, 跨越多门学科,由多个子系统构成。因此, 必须对它的层次、结构和相互作用进行全面综合的分析,既要充分考虑其系统性,避免信息覆盖不全的现象,又要避免为追求指标体系的完备性使指标体系过于繁复,要突出关键性指标,使每一指标都可以从一个或几个方面来描述系统的特征,形成一个有机的整体, 能真实地反映出声景观美学特征和价值。
3) 动态性原则 森林生态系统具有复杂的时间和空间动态性。不同的时间和空间下,森林表现出不同的变化规律。时空动态变化也影响着森林声景的分布和发生。因此,森林声景观评价必须充分考虑动态变化的特点,确定合适的时间和空间尺度,作为反映系统特征的评价体系要能较好地描述、刻画与量度其现状和未来发展。
4) 可操作性原则 指标体系的可操作性是确保森林声景观评价活动实施效果的重要基础。因此,指标选择时要充分考虑指标源数据采集的可能性,以及数据指标量化的难易度,要保证既能较全面地反映森林声景观资源特点,又能尽可能从实践中获得。
5) 定性指标与定量指标相结合的原则 森林声景观评价指标体系应尽可能量化, 但对于一些意义重大却又难于量化的指标, 也可用定性指标来描述。
2 评价指标的筛选方法目前,常用的指标体系选择方法有头脑风暴法、Delphi法、会内会外法等(周根苗等,2008)。头脑风暴法是通过众人的思维“共振”,引起连锁反应,产生联想,诱发出众多的设想或方案。Delphi法是采用匿名函询的方法,通过一系列简明的调查征询表向专家们进行调查,并通过有控制的反馈,取得尽可能一致的意见(陶理,1998)。会内会外法是结合专家个人判断和专家会议的专家调查法(雷孝章等,1999)。所谓专家调查法就是运用一定的方法,把专家个人分散的经验和知识汇集成群体的经验和知识,从而对事物的未来做出主观预测。这里的“专家”是指对预测问题的相关领域或学科有一定专长或有丰富实践经验的人(王翼强等, 2003)。由于各种方法都有其优缺点以及适用性,因此,针对本研究内容,采取几种方法相结合的办法,力求使所建立的评价指标体系更加完善和科学。
3 评价指标体系的构建 3.1 评价指标体系中指标的确定通过搜集整理国内外声景观评价与声景观设计等相关研究方面的文献,结合森林视觉景观研究的内容,从物理特性、多样性、环境相容度3个方面进行评价。运用头脑风暴法、Delphi法、会内会外法3种方法相结合,对森林声景观评价指标进行筛选。森林声景观评价指标体系的基本框架如图 1所示。
1) 响度 指人耳主观上对声音振幅的感觉,与声音的振幅、频率、作用时间等有关。当持续时间T小于0.3 s时,声音的响度随时间的减少而减少; 当T大于3 s时,声音的响度则随着T的增加而变小,原因在于声音作用的时间延长使得听力阈值提高。当声音弱到人耳刚刚可以听见时,此时的声音强度称为“听阈”。响度单位是sone,响度级单位为phon,1 sone被定义为40 dB声压级的1 000 Hz纯音的响度(Finegold et al., 2003)。通常认为,对于1 000 Hz的纯音,响度级在0~20 dB为宁静声,30~40 dB为微弱声,50~70 dB为正常声,80~100 dB为响音声,110~130 dB为极响声。
2) 尖锐度 指的是人们主观上对高频段声音的感觉。声音的尖锐度与声音的频率成分和声音的响度有关,一般声音高频部分越多,高频响度越大,其尖锐度值越高;声音低频部分所占比重越大,低频响度越大,声音的尖锐度越小。
3) 粗糙度和起伏度 声音的粗糙度是对频率范围在20~300 Hz低频段的声音进行评价,影响声音粗糙度的主要因素有:声音的中心频率、调制频率、调制比率和声压级的大小。而声音的起伏度主要针对调制频率小于20 Hz的声音,其短期的声音起伏程度的变化对于人耳听觉感受时产生暂时的响度的变化。起伏程度主要评价人的听觉对缓慢移动的调制声音的感受,影响起伏程度的因素有起伏的比例、声压级的大小和声音的调制程度(Sato et al., 1998)。
4) 音高 它指人们对声音频率的主观直接感觉,单位是mel,它与物理声学的声音频率相关,但不完全相同,因为除了频率,声音强度、声压级等也是音高的影响因素,但对音高影响最大的因素是声音频率。
5) 频率 不同频段的声音对人的主观感觉影响各不相同,比如,当声音中高频段部分过多,在听觉上会产生高频附加音,声音感觉到毛糙、刺耳,如果声音低频段较多,而中高频相对缺少,人会感到声音比较暗,同样如果中高频段的声音过多,而低频声音缺少,人们感到声音变得生硬。
3.2.2 多样性森林景观作为一个系统,结构越复杂,其本身就越稳定,包括的信息量就越大,声景观资源也就越丰富, 就越能满足不同层次的欣赏者的心理审美期望,因而其美学价值也就越高。
1) 声景观类型相对丰富度 声景观类型相对丰富度是指景观中不同的声景观类型的数目多少以及它们所占面积的比例。目前,国内外常用相对丰富度指数表示声景观中声景观类型的相对丰富度,也就是说,相对丰富度指数越大,声景观价值越高,也表明声景观美学价值越高; 相对丰富度指数越小,声景观价值越低,也表明声景观美学价值越低。相对丰富度指数计算公式:
式中: R为相对丰富度指数; m为声景观中现有的声景观类型数; Mmax为最大可能的声景观类型总数。
2) 地貌类型 不同地貌类型及它们的组合在一定范围内会对森林声景观的类型及其美感产生很大的影响,单调的平原就比丘陵的美感要差,丘陵要比山区的美感要差。因此,地貌类型多样化也是影响声景观美感的一个必不可少的指标。
3) 结构复杂性 林分结构复杂程度也影响人们的声觉美感,单一的林分其美学价值肯定比结构复杂的林分要低。结构复杂性是根据森林景观中林分结构和树木分布均匀情况,以及排列是否有序等来鉴定的。
4) 物种多样性 随着人们对生物多样性相互关系研究的不断深人,越来越注意森林生态系统中生物多样性问题的重要性。保持和保护生态系统中物种的多样性,特别是植物物种的多样性,将有助于生态系统的平衡,也是实现可持续发展的迫切需要。森林中的物种多样性是指森林中多种多样的物种类型和植物种类。在森林中,物种多样性指数越高,意味着生态系统越稳定。如果其中的植物种类少,并且数量也少,物种多样性指数越小,那么整个群落抗外界干扰能力降低,自动调节能力减小,生态稳定性差; 相反,在物种多样性丰富的情况下,如果某种植物受到危害(如病虫害、冻害或是灼伤等等),其他植物可以起到代替和补偿的作用,因而在声景观上也不会有太大削弱。物种多样性不仅可以提高森林声景观美学效果,更可以提高森林生态系统的稳定性。物种多样性指数是把丰富度和均匀度结合起来的一个统计量。物种丰富度和物种均匀度不同的结合方式或同一结合方式给予的不同权重都可以形成大量的多样性指数。在多样性测度中最为常用的是Simpson多样性指数(杨玉胜,2007)。
式中: D为Simpson多样性指数; s为物种总数; N为所有的个体总数; ni为第i个种个体数。
3.2.3 环境相容度森林声景观并不是孤立的,而是处于自然环境之中。单独的一个声景观与它所处的背景、相邻环境是否协调和谐,很大程度上影响到游人对它的欣赏(Yamada et al., 2006)。在一特定区域,能够听到某个声音的区域称为该声音在该区域的听觉空间。同一个声音,在交通繁忙的马路边,能清楚地听到它的范围很小,即该声音的听觉空间很小; 而在乡村地区或者幽静的山谷里,在很远的距离处,该声音仍能被清楚地听见,即听觉空间相对要大。因此,可以通过测量同一个声音在不同区域的听觉空间的大小来衡量区域声景观的优劣。听觉空间的数值越大,说明该区域的声景观越好。同时还要考虑声景观品质与周边环境的协调性问题,譬如在医院听到唱戏的响声,虽然戏本身可能很好听,但与医院本应有的安静环境不协调,则该声音也是不好的。声景观听觉空间数值大小和与周边环境相协调程度的综合,称之为声景观与周边环境的相容度。森林声景观的环境相容度主要指内部相容度和外部相容度,鉴别这种因子主要从线条、组合、搭配与色彩以及结构和前述地貌类型、季相变化、结构复杂化、构景层次相互组合上人手,并不存在单一的林分因子就能代表这种协调性。
3.3 评价指标的等级划分森林声景观美学评价中的多数指标具有抽象性、主观性的特点,为了客观反映森林声景观的美学等级,本次评价在吸收国内外声景观评价与景观美学评价研究中高频次出现指标的基础上,结合专家意见,运用头脑风暴法、Delphi法、会内会外法3种方法相结合,筛选出3个1级指标,11个2级指标。为了使每个指标都量化,采用10分制(上限排外法)和专家打分法确定各指标的得分值,并将各指标划分为4个等级,各等级赋予一定的分值,结果见表 1。
为了使声景观类型相对丰富度、物种多样性2个指标与表 1中的评定标准相统一,把声景观类型相对丰富度、物种多样性2指标的计算值均扩大10倍作为其评定值。
3.4 声景观美学指数声景观美学根据森林声景观美学评价指标来衡量,通过计算森林声景观美学评价体系的11个指标的得分值和其权重之乘积,将其累加值定义为声景观美学指数。根据声景观美学指数的大小来衡量森林声景观优美程度。声景观美学指数设定为10分制,并将其按各个指标的权重而赋其不同的分值。因此,根据声景观美学指数的大小将森林声景观美学水平划分为5个等级Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,分别表示很美、较美、一般、较差、很差。划分结果见表 2。
1) 借鉴国内外森林视觉景观美学评价和城市声景评价的研究成果,归纳总结影响森林声景观美学的主要因素,并在此基础上建立2级3类的森林声景观美学评价指标体系。
2) 提出森林声景观美学指数的新概念。通过计算森林声景观美学评价体系的11个指标的得分值和其权重之乘积,将其累加值定义为声景观美学指数。根据声景观美学指数的大小来衡量森林声景观优美程度。
3) 森林声景观美学评价中的多数指标具有抽象性、主观性的特点,为了客观反映森林声景观的美学等级,对于主观性指标,采用专家打分法确定各指标得分值。
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