城市森林公园声源感知的3个空间分布规律

声源和谐度的时空特征与空间分布规律

 

 

4类声源和谐度的时间变化如图4所示，生物声和谐度相对较高，上午时段达到一天中高峰值，机械和谐度相对偏低，在傍晚时段达到低峰值。除地球物理声外，其他声源和谐度在一天中均呈下降趋势，其中，人类活动声和谐度的变化差异最大，在下午时段为所有声源类型中的最低值。

 

 

4类声源和谐度在不同时段的空间分布格局如图5所示。生物声和谐度在森林景观区较高，且上午具有更大范围的高值区域，低值区域集中在人流量大的休闲娱乐区；地球物理声和谐度高的区域均为瀑布与溪流等水景丰富的位置，在傍晚时段临近滨水游览区的地球物理声和谐度达最高值；人类活动声和谐度与机械声类似，在上午时段的高值区域范围相对较大，集中在森林景观区和人文景观区。从时间维度看，除了地球物理声外，其他声源类型在上午时段具有更大范围的高声源和谐度。从空间维度看，东部森林景观区具有相对较高的声源和谐度，而人流量较大且声级水平较高的区域声源和谐度较低。

 

不同类型声源和谐度高值与低值区域分布的时段与位置均有不同。除地球物理声和谐度外，其他类型声源和谐度在不同时段的高低值分布均相对集中在一个片区。由于主要受地理环境影响，人类活动是影响地球物理声和谐度变化的主要因素，其高值区域主要为拥有瀑布声或溪流声的景观节点，因此分布相对零散。总体而言，4类声源和谐度在不同时段下存在明显空间差异，随时间的变化呈现不同空间分布格局。声景感知具有明显的空间性与动态性特征，即使在同一空间环境下，不同类别的声源也随时间的推移而变化，也体现了不同类型声源具有显著的周期性。

 

 

4类声源和谐度在各时段全局自相关结果如表2所示。全局Moran'sI指数在上午时段均为正值，除人类活动声外的其他声源和谐度在此时段均存在显著的空间正自相关，其中生物声和谐度呈极为显著的聚集模式；在下午时段，除机械声和谐度为负值呈离散模式外，其他声源类型均为正值，其中只有生物声和谐度在该时段呈显著聚集模式；在傍晚时段，除生物声外的其他类型声源和谐度均为负值，其中地球物理声和谐度呈显著离散模式。

 

总体而言，上午是声源和谐度聚集效应最强的时段，特别是生物声和谐度，只有地球物理声和谐度在傍晚时段存在较强的离散效应。从上午直至傍晚，4类声源和谐度全局Moran'sI指数与z得分整体呈现下降趋势，空间聚集程度在一天中逐渐减弱，甚至转化为离散模式，研究区声源和谐度的空间异质性会随着时间的推移而有所增加，且不同声源类型具有不同变化。

 

虽然全局Moran'sI验证了声源和谐度在空间上具有一定相互作用，但在不同时段会出现空间自相关不显著的现象，表明了声源和谐度的空间分布特征具有动态差异性，会随时间而发生改变。声景感知的分布并非随机状态，研究结果与前人一致[11]，不同类型声源存在显著的空间自相关，即存在空间聚集或离散效应，且声源感知在时间尺度上具有不同程度的空间依赖性。

 

 

不同时段各类声源和谐度局部空间自相关结果如表3所示。HH与LL代表声源和谐度的空间均质性，HH表示样点声源和谐度高且周围声源和谐度也高，LL表示样点声源和谐度低且周围声源和谐度也低，二者均呈空间正自相关。HL与LH代表声源和谐度的空间异质性，HL表示样点声源和谐度相比周围的声源和谐度偏高，LH表示样点声源和谐度相比周围的声源和谐度偏低，二者均呈空间负自相关。NS表示样点声源和谐度局部Moran'sI指数不显著，呈随机分布模式。

 

从时间维度来看，上午时段出现HH与LL集聚模式的样点数量较多，说明该时段的声源和谐度空间依赖性较强。傍晚是各类声源和谐度出现HL与LH异常点的主要时段，生物声与地球物理声和谐度在主要景观节点处出现HL异常点，人类活动声与机械声和谐度在居民点附近出现LH异常点。由于在傍晚时段大量游客离开，但在个别拥有主要景观节点的样点停留，声源和谐度相比周围偏高，而居民点在傍晚交通声相对较大，因此声源和谐度相比周围偏低。不同时段下的4类声源和谐度均具有不同分布模式，随着时间变化，声源和谐度的空间分布模式也同时发生改变。

 

从空间维度来看，声源和谐度呈现HH集聚的样点主要分布在森林景观区与人文景观区，LL集聚的样点集中在休闲娱乐区与滨水游览区，具有显著的空间依赖性。声源和谐度分布模式相同的样点具有相似的空间功能特征，由此可推断声景感知质量的分布模式与空间功能类型密切相关。另外，生物声与地球物理声出现LL聚类的样点集中在休闲娱乐区，区域特点为人流量大，而生物声和谐度出现HH聚类的样点主要在人流量小的森林景观区，从侧面反映出人类活动对自然声源感知具有一定程度的影响。

 

 

总体而言，生物声与人类活动声和谐度在3个时段均出现HH聚集模式；地球物理声和谐度主要呈现LL聚集模式；机械声和谐度是出现异常值的主要声源类型。声源和谐度局部Moran'sI指数的4种分布模式共同存在，不同类型声源的各个分布模式在不同时段的分布会存在明显的空间差异。声源和谐度存在聚类或异常值的样点具有相同的时间属性，且空间分布模式相同的样点具有相似的空间功能特征。在局部模型中，不同声源类型感知同样存在显著空间自相关，相比全局模型，使用局部空间模型能够准确识别不同类型声源感知聚类或异常值的具体位置[21]。同时，各声源类型的分布模式也随时间推移而发生变化

 

 

不同时段声景物理声学指标与声源和谐度的空间相关性结果如表4所示。4类声源和谐度在上午时段与LAeq、L10、L90均为空间负相关，其中生物声和谐度与L90的空间负相关最为显著(-0.730)，说明当该时段背景声越强，声场会长时间处于声级水平较高的状态，生物声和谐度因此受到更大的影响，随着背景声的增强生物声和谐度会下降更为显著。虽然生物声与地球物理声源和谐度与L10-L90在该时段呈空间正相关，但其集聚程度并不大。到下午时段，所有物理声学指标与声源和谐度均为空间负相关，原因是下午是人流量最大的时段，声级水平相对更高，相比其他时段，该时段二者的离散程度更为显著。在傍晚时段的空间相关系数相比下午时段存在明显降低，说明该时段声级水平对声源和谐度的影响有所下降，离散趋势逐渐减弱。

 

 

总的来说，声景的物理声学指标与声源和谐度的空间关系主要呈现出不同程度的空间负相关，在下午时段具有更明显的离散趋势。虽然在上午与傍晚时段二者会出现空间正相关，但集聚的程度很小，其空间关系特征在所有时段主要为离散关系，表明物理声学指标越高，声源和谐度的空间离散效应越强。