山地景观声景时空格局的定量解析与感知评价:以巴伐利亚阿尔卑斯为例

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Applied Geography 4.0

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  本研究通过整合41个采样点的音频记录定量分析和47名/44名参与者的感知绘图调查,系统评估了巴伐利亚阿尔卑斯山地景观中声景特征的时空分异规律。研究发现技术声源(technophony)在谷底及邻近山坡聚集,声景多样性(ADI)受海拔和人类活动显著影响,且与感知评价显著相关。该研究为复杂山地景观的声景管理提供了空间决策支持。

  

在城市化进程加速的今天,自然声景的保护与噪声治理已成为提升人类福祉和生物多样性保护的关键议题。山地景观作为重要的生态屏障和旅游目的地,其声景特征既受复杂地形的影响,也面临着日益增长的人类活动干扰。然而,现有研究多集中于城市声景评估,对山地这种特殊景观中声源组成、时空动态及其与人类感知的关系仍缺乏系统认知。巴伐利亚阿尔卑斯作为德国著名的旅游区,兼具高山生态系统和密集的人类基础设施,是研究人-自然声景相互作用的理想场所。

为填补这一研究空白,因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的研究团队在《Applied Geography》发表了一项创新性研究。通过结合被动声学监测(PAM)和公众参与地理信息系统(PPGIS)方法,首次实现了山地声景多维度特征的定量解析与空间建模。研究团队在1012 km2的加米施-帕滕基兴地区布设41个录音点,采集了2654小时音频数据,同步开展91人次的声景感知绘图调查。运用声景分类体系(technophony/anthrophony/biophony/geophony)、声学指数(NDSI/ADI)和基于森林的回归模型,揭示了人类基础设施与自然声源的时空博弈规律。

关键技术方法包括:1)分层抽样获取41个采样点的24小时音频记录(44.1 kHz采样率);2)基于Raven Lite 2软件的人工声源标注与分类;3)声学指数计算(soundecology包);4)PPGIS调查获取47个愉悦声景和44个厌恶声景位点;5)采用9类景观变量(海拔、土地利用、声域等)进行空间建模。

研究结果揭示:

  1. 声源组成特征:所有采样点均存在多声源混合现象,技术声源(航空/道路交通)和生物声源(鸟类/昆虫)占主导。技术声源呈现显著空间聚集性(Moran's I=0.60),与道路距离(r=-0.735)和海拔(r=-0.595)高度相关。
  2. 声景时空动态:NDSI显示40%位点以生物声为主,15%以人为声为主。ADI值在夜间最高(62.4%方差解释率),反映山地特有的夜间静默特征。
  3. 人类感知差异:愉悦声景多位于高海拔区(p<0.001),与自然声源(生物/地声)显著关联;厌恶声景集中于谷底交通枢纽和缆车站周边,80.1%区域被模型预测为优质声景区。

这项研究的创新价值在于:首次在山地景观尺度验证了声景"三维度"(声源组成-声学指数-人类感知)的耦合关系,提出的声域(soundshed)分析框架为地形遮蔽效应量化提供了新思路。实践层面,研究建议通过交通管制(如禁行95 dB以上摩托车)、声屏障建设和游客管理来保护高山静默区,这些发现为欧盟环境噪声指令(END 2002/49/EC)在山地的实施提供了科学依据。未来研究可拓展采样密度,结合植被结构参数改进模型,并加强跨文化群体的感知差异研究。

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