保护自然区域声景质量：人类声音及其音调特征对感知声景的干扰机制研究

本研究针对保护自然区域(PNAs)中游客行为导致的噪声污染问题，采用ISO 12913声景评估框架，通过5次声漫步收集443份问卷和28个测点的双耳测量数据。研究发现人类声音及其相关音调特征(Tonality)是破坏自然声景感知的主要因素，而水声则显著提升声景愉悦度(ISO Pleasantness)和事件感(ISO Eventfulness)。该研究为PNAs声景管理提供了基于感知的量化指标，揭示了传统声压级监测(LAeq)的局限性，对生态旅游管理和声景保护具有重要实践意义。

　　

在当今生态旅游蓬勃发展的背景下，保护自然区域(PNAs)正面临着一个鲜为人知的挑战——声景污染。联合国环境规划署(UNEP)2022年已将人为噪声列为新兴环境问题，但现有研究多聚焦于城市环境，对自然区域的声景破坏机制知之甚少。传统监测方法仅关注声压级(L_Aeq)，却忽略了人类感知与环境声音质量的复杂关系。当游客涌入那些风景如画的自然胜地时，他们的谈笑声、脚步声等人类声音如何影响其他游客的自然体验？这个问题直接关系到生态旅游的可持续发展。

来自伦敦大学学院环境设计与工程学院(Institute for Environmental Design and Engineering, University College London)的Tin Oberman领衔的国际研究团队，在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们采用ISO 12913声景评估系列标准，在欧洲四个保护自然区域开展了系统的声景调查。研究发现，即便在视觉景观评分极高(94%评为好或非常好)的情况下，人类声音仍是破坏自然声景体验的首要因素，其产生的音调特征(Tonality)与声景混沌感显著相关。这一发现为理解自然环境中人类活动的声学影响提供了全新视角。

研究人员采用混合方法框架，主要技术路线包括：1)组织5次7-12公里长的声漫步(Soundwalk)，在28个评估点收集443份标准化问卷；2)使用HEAD acoustics BHS II双耳录音系统进行同步声学测量；3)计算包括响度(Loudness)、尖锐度(Sharpness)、粗糙度(Roughness)、波动强度(Fluctuation strength)和音调特征(Tonality)等心理声学指标；4)通过线性混合效应模型(LMMs)分析声源优势度、视觉景观质量与声景感知的关系。

【声学测量结果】

研究记录了从L_Aeq=31 dB到76 dB的宽广声级范围，相当于从非常安静到相当嘈杂的环境。心理声学测量显示，音调特征(Tonality)值介于0.015-0.392 tu(turbulence units)，波动强度(Fluctuation strength)在0.002-0.066 vacil之间。这些数据揭示了PNAs中声学环境的丰富多样性。

【感知测量发现】

问卷分析显示，人类声音在51%的观测中占据主导，其次是动物声(48%)和水声(44%)。值得注意的是，交通噪声仅在11%的情况下被明显感知，印证了PNAs中人类活动本身已成为主要噪声源的假设。

【声源类型与声景感知关系】

线性混合效应模型(LMM1_P)显示，交通噪声(X²=15.105,p=0.005)、人类声音(X²=53.663,p<0.001)与声景愉悦度呈显著负相关，而水声(X²=4.327,p=0.037)和视觉景观质量(X²=21.693,p<0.001)则提升愉悦度。对于事件感(ISO Eventfulness)，人类声音(X²=74.099,p<0.001)和水声(X²=4.390,p=0.036)均显示增强作用。

【心理声学指标预测力】

在单参数模型中，音调特征(Tonality)对愉悦度(LMM7_P,X²=27.332,p<0.001)和事件感(LMM7_E,X²=28.068,p<0.001)的预测力最强。研究发现，当T>0.021 tu时，声景即呈现混沌特征，这一阈值远低于城市环境中的相关发现，突显了自然环境中人类声音的敏感性。

【讨论与意义】

这项研究首次系统地将ISO 12913声景框架应用于山地保护区域，揭示了三个重要启示：首先，在PNAs中，人类声音产生的音调特征(Tonality)是破坏声景体验的关键因素，这与城市环境中人类声音可能被交通噪声掩盖的情况截然不同；其次，水声作为自然声源的代表，显示出最强的正向关联，为生态旅游路线规划提供了科学依据；最后，研究证实基于感知的问卷模型(LMM1)比传统声压级指标具有更高的预测力，为PNAs声景监测提供了新思路。

该研究的实践意义在于：1)为保护自然区域管理计划提供了量化声景评估工具；2)建议将音调特征(Tonality)和波动强度(Fluctuation strength)纳入常规监测指标；3)强调需要通过游客教育降低"噪声足迹"。正如研究者指出的，即便在视觉景观极佳的地点，声景质量仍可能令人失望，这一发现对平衡生态保护与旅游开发具有重要指导价值。

这项由Silenzi in Quota倡议支持的研究，不仅填补了自然区域声景研究的空白，更开创性地将心理声学指标与感知评估相结合，为理解人类与自然声景的复杂互动提供了新范式。未来研究可进一步探索不同文化背景游客的声景偏好差异，以及声景干预措施的实际效果，为全球自然保护区域的可持续发展提供科学支撑。