声景与健康 – 张圆教授课题组

1. 引言：声景的定义及其与健康的关联

1.1. 声景概念的出现

对我们听觉环境的研究经历了显著的演变。尽管早期已存在对周围声音的探索，但“声景”这一术语通过Michael Southworth在城市规划中的工作[1]逐渐受到关注，并在1970年代由作曲家R. Murray Schafer进一步发展[1]。最初，声景概念植根于声学生态学与音乐，聚焦于人类与声环境的相互关系[4]。随后，这一概念逐渐转向以人为中心、注重感知的方法，特别是在环境声学和心理学领域[2]。这一转变标志着与传统噪声控制范式的重大背离，传统范式主要关注声音压力级（SPL）的量化降低，通常以分贝（dB）为单位进行测量[5]。相比之下，声景方法强调声环境的质量和感知，认识到人类反应并非仅仅由响度决定[5]。它重新定义了声音，不再仅将其视为需要消除的“废物”（噪声），而是可能为体验和福祉作出积极贡献的“资源”[7]。这一视角为设计积极促进健康、提升生活质量的声环境开辟了新路径，超越了单纯的危害减少[14]。

1.2. 声景的定义：ISO 12913框架

为实现对声景的标准化理解和方法论，国际标准化组织（ISO）于2008年成立了工作组54[28]，随后发布了ISO 12913系列标准关于声景的研究。基础性文件ISO 12913-1:2014提供了国际公认的声景定义，即“由一个人或一群人在特定场境中感知、体验和/或理解的声环境”[2]。这一定义包含三个关键组成部分：

人：听者或感知者，其个体特征、经历、期望以及当前状态均会影响其感知。
声环境：物理声场，包括从各种声源到达听者的所有声波，受环境因素如反射和吸收的影响。
场境：声音被感知的背景，包括物理场所、正在进行的活动、社会和文化规范、时间或季节，以及听者的个人背景和意图[2]。场境并非仅仅是背景，而是通过人、活动、地点和时间之间的复杂相互关系积极塑造感知[5]。后续的技术规范，如ISO/TS 12913-2:2018关于数据收集[2]和ISO/TS 12913-3:2019关于数据分析[22]，为开展声景研究提供了指导方针。这些标准旨在通过概述评估关键组成部分（人、声环境、场境）及分析所收集数据的方法，促进研究的比较性和可重复性[28]。然而，在单一协议上达成共识颇具挑战性，因此第二部分建议采用多种评估方法[28]。

1.3. 声景与声环境的区分

ISO框架的一个关键方面在于明确区分了声环境与声景。声环境是指客观的物理现象，即特定位置上所有声源发出的声波总和，受物理环境通过传播、反射、吸收和折射等过程的影响[3]。它可以通过物理仪器测量，并用声学参数描述。相比之下，声景是体验声环境所产生的感知构建[1]。它具有主观性，深受听者内在状态（如情绪、期望、过往经历、文化背景）和外部场境（如地点、活动、社会环境）的影响[5]。声景不仅涉及听觉，还包括解读和理解——即认知成分[1]。因此，相同的物理声环境可能在不同个体间，或同一个体在不同情境下，产生截然不同的声景感知。 ISO 12913对物理声环境与感知声景的正式区分对该领域具有重要意义。通过明确将声景定义为“在场境中的感知”[3]，该框架超越了仅依赖分贝等物理指标的局限。这一步骤至关重要，因为与健康相关的人类反应——如烦恼、压力或恢复感——并非仅由声音级别决定；声音的意义以及暴露的场境同样至关重要[12]。这一概念上的分离为声学和环境健康领域内系统研究主观体验提供了合法性，为将心理、社会和场境因素纳入声环境评估及其对人类健康和福祉的影响奠定了必要基础[5]。

1.4. 噪声污染：一项重要的环境健康问题

尽管声景方法强调声音的潜在积极作用，但大量研究仍不得不关注噪声污染的负面影响。噪声污染通常被定义为环境中不受欢迎或有害的声音[44]。它是一种普遍存在的环境压力源，特别是在城市地区，其主要来源包括交通（道路交通、铁路、航空）、工业活动、建筑施工以及休闲活动[44]。问题的规模相当可观。欧洲环境署（EEA）和世界卫生组织（WHO）估计，欧洲至少有五分之一的人口长期暴露于被认为对健康有害的噪声水平[44]。这种暴露与欧洲每年数千例过早死亡以及新发缺血性心脏病病例密切相关[46]。事实上，WHO将交通噪声列为西欧第二大环境健康问题，仅次于细颗粒物空气污染[56]。为减轻这些风险，WHO推荐了长期平均噪声暴露的具体指导值，例如建议道路交通噪声不应超过Lden（昼-夕-夜平均水平）53 dB或夜间水平（Lnight）45 dB，以避免不良健康后果[56]。

1.5. 与声环境相关的主要健康结果

声环境的影响，涵盖了不受欢迎的噪声和可能有益的声景，对人类健康结果产生广泛影响。研究探讨了其对生理和心理功能的影响：

压力：噪声作为一种非特异性压力源，触发生理反应（如自主神经系统和HPA轴的激活、皮质醇释放）以及心理压力[14]。相反，某些声景，尤其是包含自然声的声景，与压力减轻和更快恢复相关[14]。
睡眠障碍：环境噪声是睡眠中断的主要原因，导致入睡或维持睡眠困难、睡眠质量下降、觉醒，甚至在睡眠期间出现生理唤醒[11]。慢性睡眠障碍对白天功能和长期健康产生连锁效应[62]。
心血管效应：慢性噪声暴露在流行病学上与心血管疾病风险增加相关，包括高血压（血压升高）、缺血性心脏病（包括心肌梗死）、中风以及可能的心力衰竭[11]。其机制涉及压力路径、内皮功能障碍和炎症[59]。
心理福祉：这一广泛类别包括烦恼（对环境噪声最常见的反应[44]）、情绪变化（积极或消极）、焦虑、抑郁以及整体生活质量[11]。积极的声景与改善情绪和福祉相关[19]。
认知表现：噪声暴露可能损害认知功能，如注意力、专注力、记忆（尤其是工作记忆）和学习，特别是在儿童和需要高认知负荷的任务中[9]。相反，一些声景，尤其是自然声景，可能提升认知表现和注意力恢复[57]。

1.6. 综述的范围与结构

本综述旨在为新入学的博士生提供一个全面的介绍，梳理当前连接声景和声环境与人类健康的研究现状。综述优先关注当代研究成果和方法论，对详细的历史回顾或推测性未来预测的关注较少，仅将其作为背景补充。综述结构如下：第2节探讨解释声景与健康关系的关键理论框架和机制。第3、4、5节分别深入探讨三个关键场景中的实证研究：城市开放空间、特定（包括弱势）人群以及职业环境。第6节批判性地评估这些研究中采用的主要研究方法。第7节综合当前知识状况，突出关键主题、争论和研究空白。最后，第8节简要涉及历史背景和可能的未来方向，以框定当前研究重点。

2. 理论基础：理解声景与健康的机制

要理解周围声音如何影响我们的健康，需要探索多个理论视角，这些视角连接了声学、心理学和生理学。这些框架为噪声的负面影响以及偏好声景的积极效应提供了可能的解释。

2.1. 噪声-压力假说与生理路径

一个基础性概念，尤其与理解噪声对健康的负面影响相关，是噪声-压力假说。该模型提出，噪声即使在不会直接导致听力损伤的水平下，也会作为一种非特异性的环境压力源发挥作用[14]。这种压力反应可以潜意识地触发，无需个体对噪声感到烦恼或威胁的认知觉知[83]。噪声暴露激活了两个主要的生理压力系统：

自主神经系统（ANS）：特别是交感神经系统分支，负责“战斗或逃跑”反应。这会导致即时的生理变化，如心率、血压和心脏输出的增加[17]。
内分泌系统：主要是下丘脑-垂体-肾上腺皮质（HPA）轴。激活后会导致压力激素的释放，特别是儿茶酚胺（如肾上腺素和去甲肾上腺素）和糖皮质激素（如皮质醇）[17]。虽然这些反应在短期内对处理急性威胁具有适应性，但由于持续噪声暴露导致的慢性激活则变得不适应。压力激素和交感神经活动的持续升高会导致一系列对长期健康有害的下游效应。这些包括血管氧化应激增加、系统性炎症以及内皮功能障碍（血管内皮功能受损）[51]。内皮功能障碍被认为是动脉粥样硬化和其他心血管疾病发展的早期步骤[59]。此外，慢性压力还可能对代谢功能（如血糖水平、血脂）和免疫功能产生负面影响[59]。睡眠障碍在这些路径中扮演了重要的中介角色[59]。睡眠期间的噪声暴露，即使在相对较低的水平下，也可能引起生理唤醒（心率、血压、激素释放的增加）并扰乱睡眠结构，即使个体未完全醒来[83]。这种慢性睡眠片段化和剥夺进一步加剧了压力反应，并直接增加了心血管风险[59]。因此，夜间噪声被认为尤其有害[59]。最终，通过这些压力路径，噪声暴露所施加的慢性生理负担被认为会增加长期发展高血压、缺血性心脏病和中风等疾病的风险[59]。

2.2. 心理声学原理：从声波到感知

虽然噪声-压力模型解释了生理反应，但要理解为什么某些声音被感知为具有压力、令人烦恼或令人愉悦，则需要深入研究心理声学。心理声学是关于声音感知的科学研究，探讨声波的物理特性如何被听觉系统处理并由大脑解读[134]。它弥合了物理声学与心理反应之间的差距，承认听觉是一种主动的感觉和感知事件，而不仅仅是被动接收机械振动[135]。传统的声学指标，如A加权等效连续声级（LAeq），提供了整体声能的度量，但往往无法捕捉驱动主观反应（如烦恼或愉悦感）的感知细微差别[31]。这是因为LAeq在时间上对声能取平均值，并使用主要基于纯音敏感性的加权（A加权），可能忽略了影响声音感受的重要频谱和时域特性[31]。心理声学提供了一组更丰富的参数来描述这些感知属性：

响度（Loudness）：声音强度的主观感知。虽然与声压级（SPL）相关，但受到频率内容和持续时间的影响，通常以宋（sones）或方（phons）等尺度测量。ISO 532-1 提供了计算响度的方法[28]。
尖锐度（Sharpness）：对声音中高频与低频能量平衡的感知。高频能量较多的声音被认为更尖锐，可能导致不愉悦感[8]。
粗糙度（Roughness）：对快速（15-300 Hz）幅度或频率调制的感知。通常赋予声音刺耳或 grating 的特性[12]。
波动强度（Fluctuation Strength）：对较慢（约至20 Hz）幅度或频率调制的感知。与声音水平随时间变化的显著性相关[28]。
音调性（Tonality）：声音中存在明显音调成分（纯音或窄带噪声）的特性。在相同总体水平下，音调性声音通常比宽带声音更容易被注意到且更令人烦恼[12]。这些心理声学参数提供了对声音信号更详细的描述，反映了人类听觉系统感知上显著的方面[135]。将这些指标纳入声景分析中，可以超越简单的声压级，对声环境进行更细致的表征。研究表明，心理声学参数有时能比单独的传统噪声指标更好地预测主观反应，如烦恼或愉悦感[12]。例如，具有强烈音调性或高尖锐度的声音，即使其LAeq值适中，也可能被评为高度令人烦恼[31]。理解这些参数有助于解释为什么某些声音，无论其总体水平如何，可能具有影响舒适度、压力以及最终健康结果的特定感知特性。心理声学现象，如掩蔽（一种声音使另一种声音更难被听到），在具有多种声源的复杂环境中也具有相关性，并且有时在声景设计中被利用（例如，使用愉悦的声音掩盖交通噪声）[13]。

2.3. 恢复理论：注意力恢复理论（ART）与压力减轻理论（SRT）

超越噪声的负面影响，研究日益探索某些环境和声景在积极促进恢复和福祉方面的潜力。环境心理学中的两个重要理论为理解这些恢复效应提供了框架，特别是与自然环境相关的恢复效应：注意力恢复理论（ART）和压力减轻理论（SRT）。

注意力恢复理论（ART），由Stephen和Rachel Kaplan提出，聚焦于从定向注意力疲劳中恢复[67]。定向注意力是为完成需要集中精神和抑制干扰的任务所付出的努力性心理专注；它是一种有限的资源，持续使用会导致耗竭，进而引发精神疲劳、易怒和效能降低[126]。ART提出，暴露于具有特定特征的环境中可以使定向注意力机制得到休息和补充[127]。这些特征包括：

脱离感（Being Away）：一种摆脱日常需求和心理内容的逃离感。
广延性（Extent）：一种范围感和联系感，感觉沉浸于一个更广阔的世界中。
柔性吸引（Soft Fascination）：环境元素能够毫不费力地（非自愿地）轻轻吸引注意力，而无需定向专注（例如，云朵飘动、树叶沙沙作响）。
兼容性（Compatibility）：环境特征与个体的倾向和目标相匹配[127]。自然环境通常被认为富含这些特性，尤其是柔性吸引，使心智能够在定向注意力恢复的同时得到恢复性的漫游[113]。

压力减轻理论（SRT），由Roger Ulrich提出，关注从压力中快速的情感和生理恢复[32]。SRT假设，暴露于无威胁的自然环境会触发一种天生的、自动的积极情感反应，并伴随表明压力减轻的生理变化[66]。这些变化包括交感神经系统活动减少（心率、血压、皮肤电导降低）和副交感神经系统活动增加（“休息与消化”状态），以及对消极思想和感觉的阻断[66]。这种反应被认为是进化上具有适应性的，因为在安全、资源丰富的自然环境中以压力反应应对是适得其反的[66]。相反，复杂、紧张的城市环境可能引发压力和疲劳[66]。

虽然ART和SRT为理解环境恢复性奠定了基础，但它们主要是基于对自然环境的视觉体验而发展起来的[32]。Ulrich承认声音和气味可能也起到作用，但这些理论的核心构建往往依赖于视觉属性（例如，SRT中的复杂性、深度、纹理；ART中提供吸引力的视觉元素）[32]。然而，研究正越来越多地将这些框架应用于听觉领域。研究表明，自然声（如鸟鸣、水声）确实可以促进感知到的恢复性，可能是通过提供柔性吸引（ART）或诱导生理放松（SRT）实现的[32]。例如，Payne开发的“感知恢复性声景量表（PRSS）”表明，ART的维度可以通过声学方式进行评估[32]。

这两个理论提供了互补的视角：ART强调认知恢复，而SRT则强调情感和生理上的压力减轻。证据表明，自然声景可能同时激活这两个路径。研究记录了暴露于自然声后认知表现（如注意力、记忆）的改善，这与ART的预测一致[57]。同时，许多研究报告了暴露于自然声后生理压力指标（如心率、血压、皮质醇、皮肤电导）的降低以及情绪的改善，这与SRT一致[14]。这表明声景，尤其是自然声景，可能同时触发认知恢复和压力减轻。然而，一个公认的局限是需要更好地将具体的声学特性（如强度、频率、时间模式）整合到这些以视觉为中心的理论框架中，以提供对听觉恢复更完整的解释[32]。

2.4. 生态学与具身行动方法：场境中的感知

由J.J. Gibson和Eleanor Gibson开创的生态心理学为理解声景感知及其健康影响提供了另一个有价值的视角[143]。这一方法与传统的认知视角有着根本区别，强调感知者与其环境之间不可分割的联系——即有机体-环境系统——作为分析的适当单位[143]。它假设感知是直接的，即环境本身包含了丰富的、指定行动可能性的信息，而不需要广泛的内部认知加工或对贫乏感官数据的丰富化[143]。这一理论的核心是“可供性（affordances）”的概念：环境为有机体提供、供应或装备的东西，无论是有益还是有害，都是相对于有机体的能力和需求的[17]。例如，对于人类而言，某个表面提供了行走的可能性，但对昆虫则未必；某种声音可能提供定位食物来源或警告接近危险的可能性。从这一视角看，声景可以被理解为它们为听者提供的可供性——提供安全、定向、社交互动、威胁或宁静感[17]。

与之相关，认知的具身行动方法（enactive approach）认为感知和认知并非对外部世界的被动表征，而是通过代理者与其环境之间的动态互动而产生的具身、主动的意义构建[17]。有机体主动探索并塑造其环境以满足需求并维持生存能力[17]。因此，感知本质上是面向行动的，并受到代理者的目标、动机和互动历史的塑造。将这一方法应用于声景，对声环境的评价（例如，其感知到的愉悦感或事件感）可能反映了与生存（察觉和规避威胁、寻求安全）和繁荣（寻求支持福祉和机会的环境）相关的基本进化驱动力[17]。基于声音对听者目标和安全的潜在相关性而赋予的意义变得至关重要[17]。

这些生态学和具身行动视角与ISO对声景的定义高度共鸣，尤其是其强调“场境中的感知”[3]。它们为场境为何如此关键提供了理论基础。通过聚焦听者与其声环境之间的功能性关系，这些方法解释了为何相同的物理声音（例如，引擎噪声）可能被感知得截然不同——从而对健康产生不同的影响——取决于听者的情境、活动、期望以及对声音意义的解读（例如，这是危险的信号吗？它干扰了我的任务吗？这是该环境中预期的部分吗？）[17]。它们将焦点从声波的被动接收转向对有意义环境信息的主动感知，这种感知引导行为并影响福祉，从而突显了理解听者视角以及声音在其特定生活世界中的功能性重要性。

2.5. 感知模型：映射声景体验

为了系统地研究和量化声景的主观体验，研究者常采用感知模型，旨在捕捉声环境被评价的关键维度。当前声景研究中最广泛采用的模型是愉悦感-事件感圆周模型（Pleasantness-Eventfulness Circumplex Model）[8]。

该模型受到一般情感模型的影响，提出声景的感知情感质量可以主要通过两个正交的主要维度来描述：

愉悦感（Pleasantness）：一个效价维度，从愉悦/舒适到烦恼/不愉悦[14]。
事件感（Eventfulness）：一个唤醒或激活维度，从有事件感的/充满活力的/混乱的到无事件的/单调的/平静的[14]。

这两个维度构成了一个二维空间，通常被可视化为一个圆形或“圆周模型（circumplex）”，其中可以定位特定的声景描述符[22]。这两个维度的交互作用产生了四种一般的声景类别：

充满活力的（Vibrant）：愉悦且有事件感的
平静的（Calm）：愉悦且无事件的
混乱的（Chaotic）：烦恼且有事件感的
单调的（Monotonous）：烦恼且无事件的[14]。

对这些维度的评估通常依赖于问卷中包含的语义差异量表，这也是ISO/TS 12913-2和-3所推荐的方法[21]。参与者使用与这些维度相对应的双极形容词对来评价声景，例如愉悦-烦恼、有事件感-无事件感、平静-混乱、充满活力-单调[21]。

这一圆周模型已被证明在多个方面具有实用性。它为描述和比较不同研究和地点的主观声景感知提供了一个标准化的框架。此外，这些感知维度，尤其是愉悦感，已被证明与健康相关的结果存在关联。例如，被评为更愉悦或平静的声景通常与积极效应相关，如更快的压力恢复、更好的自报健康状况和改善的情绪[14]。这种关联使该模型成为研究声景影响福祉机制以及指导旨在促进健康的声景设计的重要工具。

虽然愉悦感和事件感是核心维度，但有时也会评估其他相关的感知属性，或者用它们替代核心维度，例如声景适宜性（Appropriateness，指声景被认为对场所或活动的适合程度）[149]、宁静感（Tranquillity）[19]，或整体声舒适（Acoustic Comfort）[19]。这些属性往往与主要维度显示出相关性，但可能捕捉到与特定场境或研究问题相关的声景体验的额外面向。

3. 城市开放空间（公园、广场、街道）的声景与健康

城市开放空间，如公园、广场和街道，是大量人口与多样化且往往复杂的声环境互动的重要场所。理解这些空间的声景及其对公众健康和福祉的影响是当前研究的一个主要焦点。

3.1. 城市开放空间声景的特征

城市开放空间的声学特征变化较大，受到不同声源与物理环境相互作用的影响。常见的声源包括：

交通噪声：通常是主要声源，尤其是在毗邻道路的街道和广场中，对总体声级贡献显著[21]。摩托车和汽车常被认为是令人不悦的声源[107]。
人为声音：包括人声（交谈、喊叫）、脚步声以及与活动相关的声响（如游戏、市场活动），在广场和繁忙的公园中尤为常见[21]。
自然声：鸟鸣、水声（喷泉、河流）、风吹过植被的声音是公园和绿地的典型特征，尽管在其他区域有时也会出现[28]。
机械/技术声音：施工噪声、建筑物通风系统、警报、音乐播放等也会对城市声景产生影响[28]。

识别主导声源至关重要，因为感知不仅受声级影响，更受声音类型的影响[12]。从声学角度看，这些空间表现出显著的变异性。街道和广场通常具有较高的平均声级（LAeq），由于交通噪声，常常超过舒适和健康的推荐指导值[107]。公园的声级通常较低，尤其是在远离边界的地方[150]。除了总体声级外，心理声学参数如响度、尖锐度、粗糙度和波动强度也有助于区分不同类型开放空间声景的感知质量[28]。

从感知角度看，城市开放空间通常沿着愉悦感和事件感等维度进行评价[108]。与街道或嘈杂的广场相比，公园通常被认为更愉悦、平静、宁静且具有恢复性，这主要归因于自然声的普遍存在以及较低的交通噪声水平[70]。自然声，尤其是水声，一直被评为令人愉悦[80]。人为声音可能会增加空间的事件感，这在某些情境下可能是理想的（如充满活力的广场），但如果被认为具有侵入性，往往会降低愉悦感[108]。交通噪声对愉悦感评级的负面影响始终较为显著[34]。

3.2. 健康与福祉的影响

城市开放空间的声景质量对访客的健康和福祉产生了显著影响。

恢复与压力缓解：城市绿地，尤其是公园，被认为是重要的恢复性环境[70]。其促进压力和心理疲劳恢复的能力与声景密切相关[70]。以自然声为主的环境比以交通或机械噪声为主的环境更能有效促进心理恢复，包括注意力恢复和压力减轻[24]。即使在公园之外，接触到愉悦的城市声景也被发现与更快的生理压力恢复（如通过皮肤电导测量）和调查中更好的自报健康状况相关[14]。水声和鸟鸣等自然声元素在促进这些恢复效应方面显得尤为有效[57]。声景的感知恢复性与愉悦感、平静感和自然性等特征相关[108]。
情绪与情感：声景影响情感状态。愉悦的声景，通常见于公园或设计良好的广场，与积极情绪相关，常被描述为愉快、放松和充满活力[86]。相反，暴露于高水平的噪声，尤其是街道和某些广场常见的交通噪声，与消极情感反应相关，主要表现为烦恼，同时也包括压力和 раздражение 的感觉[19]。
行为：声景特征还可能影响人们如何使用城市开放空间。公园研究表明，声景维度影响访客活动。例如，被认为同时具有高愉悦感和事件感的声景可能鼓励静态行为（如坐着、放松），而仅具有事件感的声景可能促进更动态的行为（如行走、玩耍）[108]。愉悦的人为声音可能增强空间对社交互动的感知适宜性[151]。

证据强烈表明，通常归因于城市绿地的恢复潜力并不仅仅取决于视觉上的绿色。声环境在其中发挥了关键的中介作用。如果公园的声景被毗邻道路的侵入性交通噪声所主导，那么即使其植被视觉上非常丰富，其恢复效益也可能受到限制[70]。明确比较自然与人工环境的研究发现，声学维度是公园相比街道报告更高感知恢复的重要预测因素[70]。此外，视听元素之间的互动至关重要；一致的视听环境（如自然声与自然风景的搭配）往往产生更高的恢复潜力和更积极的感知[85]。因此，要充分发挥城市开放空间的公共健康潜力，必须仔细考虑和管理其声景，确保听觉体验与这些空间的预期功能和恢复特性相一致并得以增强。

3.3. 城市开放空间中的方法学途径

研究城市开放空间中声景感知及其影响的研究采用了多种方法，通常是组合使用：

声景漫步（Soundwalks）：这是现场评估的基石方法。参与者在城市空间（公园、广场、街道）内沿着预定路线行走，专注于他们的听觉体验，并在特定点或整体上提供评价，通常使用问卷或语义量表[2]。声景漫步擅长在真实世界情境中捕捉感知，具有较高的生态效度[23]。ISO 12913-2为开展声景漫步提供了指导[13]。
问卷和调查：这些是多功能工具，既可在声景漫步期间使用，也可在独立的现场或实验室/在线研究中使用。它们收集有关感知属性（使用语义差异量表评估愉悦感、事件感、烦恼、舒适等）、声源识别及其感知主导性、声音偏好、整体声景质量以及相关情境或人口统计信息的数据[18]。
声学测量：通常与感知评估同时进行客观的物理测量。标准指标包括各种声压级（SPL）指标（如LAeq、Lden、Lnight、L10、L90、Lmax）和频谱分析（八度/三分之一八度频带）[12]。心理声学参数的计算也日益增多[28]。常使用假人头或专用麦克风进行双耳录音，以捕捉逼真的空间声音信息，供后续实验室分析或再现[12]。
实验室实验：为了更好地控制变量，研究人员常在受控实验室环境中使用从城市开放空间录制的视听刺激[79]。这允许系统地操纵声景组成部分，并使用更敏感的生理测量方法。虚拟现实（VR）技术在实验室环境中日益用于增强沉浸感和真实性[36]。
三角测量（Triangulation）：依赖单一方法可能具有局限性。声景研究强烈倡导三角测量——结合多种方法（例如，客观声学数据、声景漫步期间的主观问卷，或许辅以生理测量或实验室实验），以提供对现象更全面和稳健的理解[13]。

3.4. 声景设计与干预

对声景对健康和福祉影响的日益理解激发了对声景设计的兴趣——积极塑造声环境以实现期望的感知结果[4]。这代表了从被动的噪声控制向将声音视为积极设计元素的主动方法的转变。关键策略包括：

噪声减少与缓解：传统方法仍然相关，尤其是针对如交通噪声等主要不受欢迎的声源。技术包括物理屏障（墙壁、加固笼[13]）、密集植被带、较安静的路面材料[46]、交通管理方案以及将建筑物或敏感区域战略性地远离噪声源[25]。
引入积极/期望的声音：主动引入被认为愉悦的声音可以显著改善声景质量。水景（喷泉、小溪、瀑布）非常有效，且持续获得正面评价[13]。设计吸引鸟类的栖息地可以增强自然声[24]。根据情境，适当的人为声音（如儿童在指定区域玩耍、市场声音）甚至音乐也可能被视为积极的补充[24]。
声音掩蔽与伪装：在难以减少不受欢迎噪声的情况下，引入更愉悦或偏好的声音可以掩蔽噪声或转移听者的注意力[13]。这可能涉及自然声如水声，或特别设计的声音装置，有时被称为“音频岛”[13]。
空间分区（Spatial Zoning）：在大空间内指定特定区域用于不同的声学体验，例如在公园或城市中指定“安静区域”，使用户可以选择适合其需求的环境[7]。

成功的声景设计需要仔细考虑特定情境——场所、其预期用途以及用户的期望[24]。一个适合喧闹市场广场的声景与安静沉思花园所需的声景大不相同。参与式方法，即在设计和评估过程中涉及潜在用户和当地居民（“本地专家”），日益被认为对确保干预措施有效且受欢迎具有重要价值[13]。

有效的干预通常需要双重策略。仅仅降低噪声水平，尽管往往是必要的，但可能不会自动创造高质量的声景；在某些城市情境中，过度的安静甚至可能被负面感知[7]。相反，如果主导噪声源仍然压倒性，添加愉悦的声音可能影响有限。因此，同时缓解主要负面声源（如交通噪声）并积极引入或增强期望的积极声音（如水声或自然元素）的平衡方法往往是创造真正促进健康的都市声景的最有效路径[4]。谢菲尔德（Sheffield）的干预案例，结合用于噪声减少的加固笼墙和播放偏好声音的“音频岛”，展示了这种综合方法[13]。

4. 差异化影响：声景与特定人群

尽管声景感知及其健康效应的普遍原则已被广泛认可，但必须认识到不同人群群体对声景的反应可能存在显著差异。某些群体可能更容易受到噪声负面影响的伤害，或者对声环境有独特的需求和偏好[89]。理解这些差异化影响对于制定公平的环境健康政策和针对性干预措施至关重要。

4.1. 脆弱群体：概述

在声景背景下，脆弱性指的是由于生理（如年龄相关的变化、疾病）、心理（如敏感性、认知状态）或社会经济因素，对环境噪声的不利影响具有更高的易感性，或对特定声学条件有更大的需求[89]。仅关注平均人群反应的研究可能会忽视这些群体的高风险或特殊需求。此外，噪声暴露本身往往分布不均，弱势社区有时面临更高水平的环境噪声，可能加剧现有的健康不平等[11]。因此，研究特定人群内的声景效应对于促进健康公平至关重要。

4.2. 老年人群

老年人是声景与健康方面具有独特考量的重要群体：

听力变化：老年性听力损失（Presbycusis）较为常见，且与环境声音的交互作用显著[89]。在嘈杂背景中听力困难可能阻碍沟通和社交参与。听力损失还可能改变对更广泛声景的感知，可能会降低辨别或欣赏某些声音（包括自然声）的能力[109]。虽然助听器（HAs）可以为某些声音恢复可听性，但其在多样化声景中的有效性以及对整体听觉体验和生活质量（QoL）的影响仍需进一步研究[109]。自然声的重要性以及助听器在感知这些声音时的满意度对这一群体而言似乎尤为重要[109]。生活环境（城市与农村）也可能影响老年人的听觉感知和需求[109]。
痴呆护理：对于患有痴呆症的个体，感官环境（包括声音）在影响行为和心理福祉方面发挥着关键作用[110]。过度的或不适当的噪声可能会加剧痴呆症的行为和心理症状（BPSD），如激动和困惑。相反，研究表明，定制的声景干预作为非药物方法具有潜力。初步研究显示，增强型声景（包含音乐或自然声，如溪流、鸟鸣等元素）在特定时间播放是可行的，并且可能有效减少特定症状，如对护理的抗拒，即使在短期试验中，整体神经精神量表评分与常规护理无显著差异[89]。这突显了在痴呆护理环境中设计治疗性声环境的潜力。
养老院和住宅护理：养老院的声学质量显著影响居民的主观评价和整体舒适度[111]。标准建筑声学可能无法充分满足老年人的需求，尤其是那些有听力损失或其他感官障碍的老年人[54]。对于居住在护理院中的盲人老年人，听觉成为定位、信息获取和社交联系的主要感官。他们的声音感知受到生活需求（如识别活动、空间导航）和设施特定声环境（设备、工作人员、其他居民、环境声音等声音）的影响[111]。不良的声环境可能会对健康产生负面影响，并妨碍日常生活[111]。

4.3. 儿童

儿童是另一需要特别关注声景影响的人群，尤其是在发展和学习方面：

认知表现与学习：学校往往是嘈杂的环境，这种噪声对儿童的学习和认知功能有充分记录的负面影响[56]。言语噪声（如背景闲聊）显著损害言语工作记忆，这是学习的关键技能[131]。非言语环境噪声（如交通、施工）也可能对学业表现产生负面影响，其中阅读理解尤为脆弱[131]。噪声作为干扰因素，影响语言可懂度（使听懂老师讲课变得更困难），并消耗认知资源[112]。学校环境中的噪声烦恼普遍存在，并与负面情绪（ раздражение、压力）、身体症状（头痛、紧张）以及福祉降低相关[112]。家庭环境的声学条件也起到一定作用，较高的家庭噪声水平可能会妨碍家庭学习并影响执行功能[131]。儿童在生理上也更容易因长期噪声暴露而遭受永久性听力变化[63]。
声景的恢复潜力：尽管噪声显然有害，但研究表明积极的声景即使在教育环境中也能为儿童提供恢复性益处。模拟教室环境的实验室研究发现，暴露于愉悦的声音（如音乐或自然声，包括鸟鸣、喷泉或溪流等水声）可以在认知疲劳后促进持续注意力和短期记忆表现的恢复[113]。特定声音的有效性可能取决于情境；一项研究发现鸟鸣在模拟教室环境中更具恢复性，而喷泉声音在模拟公园情境中更为有效[106]。在背景噪声存在的情况下，实现正的信噪比（SNR），可能在5 dB或更高，似乎对于实现这些恢复效应至关重要[106]。
发展考量：噪声的影响以及恢复的潜力可能随年龄而变化[131]。然而，目前缺乏追踪不同发展阶段这些效应的纵向研究[131]。需要更多研究来理解与年龄相关的差异以及早期生活声环境的潜在长期后果。

4.4. 医院患者

医院声景是影响患者体验、康复和整体福祉的关键因素：

医院噪声的负面影响：由于警报、医疗设备、工作人员活动、交谈和其他声源，医院环境通常非常嘈杂[90]。高噪声水平持续与负面患者体验相关，这在HCAHPS（医院消费者评估医疗提供者和服务系统）等调查中表现为低分，尤其是在夜间安静方面的评分[90]。这种噪声显著导致患者压力、焦虑、抑郁和睡眠障碍，所有这些都可能阻碍康复过程[72]。客观声学测量，如最低背景声级（LAMIN）和噪声峰值的频率，已被发现与患者满意度评分相关[90]。
积极与恢复性的声景：相反，创造适当且积极的声学环境可以支持患者康复[72]。声景方法鼓励将声音不仅视为需要减少的干扰，而且视为潜在的治疗工具[100]。研究表明，引入愉悦的声音，尤其是音乐和自然声（如鸟鸣、水声、风声），可以带来可测量的益处。这些益处包括减少患者报告的疼痛、焦虑和压力，以及放松的生理指标的改善（如皮肤电传导恢复更快，心率趋势降低）和心理福祉的提升（如情绪改善、感知恢复性提高）[69]。在临床环境中，声音还可以提供信息和安慰[100]。
医疗环境中的声景设计：人们日益认识到，需要超越基本的噪声控制，朝向在医疗设施中有意设计治疗性声景的方向发展[72]。这不仅涉及减少干扰性噪声，还包括考虑引入促进康复和舒适的声音。患者偏好和对声环境的感知控制也是需要考虑的重要因素[114]。

4.5. 听觉敏感个体（自闭症、听觉过敏、噪声敏感）

某些个体对声音表现出较高的敏感性，这使得声环境成为影响其健康和功能的关键因素：

自闭症谱系障碍（ASD）：ASD患者中有很高比例的个体在感官处理上存在显著差异，其中听觉过敏（常称为降低的声音耐受性，DST）是最常见的挑战之一[115]。对于这些个体，日常普通声音（如吸尘器、交通、背景交谈，甚至冰箱的嗡嗡声）可能被感知为极度响亮、压倒性或身体上痛苦[115]。这可能引发强烈的负面反应，包括恐惧、焦虑、激动、生理应激反应以及回避行为（如捂住耳朵、逃离环境）[115]。这种过敏显著影响日常生活，干扰社交互动、沟通、参与学校或社区活动、注意力集中、睡眠以及整体情感福祉[116]。过滤背景噪声的困难也很常见[115]。
听觉过敏（Hyperacusis）：此病症的特点是对大多数人认为可接受的声音水平耐受性降低[117]。患者往往在远低于典型强度的水平上体验到声音的不适响亮或痛苦[115]。听觉过敏常与其他病症共存，包括ASD、耳鸣、创伤后应激障碍（PTSD）、焦虑障碍和偏头痛[117]。从生理上看，它可能涉及较低的响度不适水平（LDLs）或不适响度水平（ULLs）[117]。尽管确切原因仍存在争议，但理论认为可能涉及中央听觉增益增加（听觉通路内的放大）、神经同步性改变或边缘系统问题[117]。心理声学测试被用于评估，但标准化仍是一个问题[117]。
噪声敏感性：这指的是一种个体人格特质，反映出对噪声普遍具有较高的反应性或烦恼[53]。与敏感性较低的个体相比，噪声敏感性高的个体往往报告噪声暴露带来的更大干扰、烦恼和压力，即使客观噪声水平相似。研究表明，噪声敏感性可以调节对噪声刺激的生理反应（如心率变异性，HRV）[89]。这些群体的经历清楚地表明，声音对健康的负面影响并非仅仅取决于高分贝水平。听觉过敏源于感官处理和神经功能的差异，意味着声音的感知体验——其感知响度、侵入性或厌恶性——是导致压力、焦虑和功能障碍等不利后果的关键决定因素[116]。这强化了声景方法的核心原则：由个体因素和情境塑造的感知，是理解声音与健康关系的关键。对于这些个体的管理策略通常包括环境改造（创造安静空间）、保护措施（降噪耳机）以及治疗方法，如声音脱敏或习惯化训练[115]。

4.6. 其他特定群体

虽然上述群体已受到相当多的关注，但声景研究也与其他特定人群相关。例如，研究已开始探索高速公路隧道中声环境对驾驶员生理状态和行为的影响[89]，音乐环境对大学生沟通期间情感的影响[89]，以及特定文化群体的声景偏好（如疫情后城市居民、佛教寺庙游客）[89]。职业群体将在下一节中讨论。差异化影响的原则表明，未来研究可以有益地探索由年龄、健康状况、文化背景或活动定义的众多其他特定人群中的声景效应。

4.7. 方法学考量

研究特定人群中的声景效应需要定制的方法学方法。标准问卷可能需要为儿童或认知障碍个体进行简化或调整。获取同意并确保参与者舒适需要仔细的伦理考量，特别是对于脆弱群体。测量基线特征，如老年人的听力能力或已存在的噪声敏感性，对于解释结果至关重要。鉴于某些群体在自我报告中可能面临的挑战，将主观测量与客观生理或行为指标（如心率变异性HRV、皮肤电活动EDA、面部表情分析、活动监测）相结合，可以为他们对不同声景的反应提供特别有价值的见解[89]。

5. 职业环境中的声景：对健康和生产力的影响

工作场所的声环境显著影响员工的健康、福祉和生产力。针对不同职业环境的研究凸显了噪声的负面效应，同时也展示了声景设计改善工作条件的潜力。

5.1. 开放式办公室（OPOs）：常见但具争议的环境

在新冠疫情之前，开放式办公室已成为主流的工作场所设计，容纳了绝大多数办公室工作人员[75]。尽管其设计初衷是促进协作并降低成本，但开放式办公室常常与显著的声学挑战相关。最常见的投诉集中在过度的噪声上，尤其是同事的无关言语、缺乏声学隐私以及持续的干扰[73]。

这些声学问题对员工产生了可测量的影响：

生产力与表现：开放式办公室中的噪声持续与注意力受损、认知负荷感知增加以及动机和精力下降相关[73]。虽然一些短期实验研究在客观任务表现上显示出混合结果[75]，但总体证据表明其对认知表现和生产力有负面影响，尤其是在需要专注的任务中[73]。
压力与福祉：即使在模拟环境中短暂暴露于典型的开放式办公室噪声，也被证明会增加生理压力指标（如心率升高、皮肤电导率增加）并加剧负面情绪状态（如烦恼、 раздражение、疲劳）[58]。长期暴露于此类压力源对心理和身体健康的长期影响是有害的[76]。
沟通：缺乏声学隔离妨碍了保密交谈，可能使员工在讨论敏感问题时感到不适[91]。

将声景评估方法应用于开放式办公室表明，感知是多维度的。已识别的关键维度包括愉悦感、事件感和有时与“空虚”或缺乏刺激相关的维度[74]。至关重要的是，感知到的人声（同事交谈）往往与愉悦感呈负相关，但与事件感呈正相关[74]。这突显了开放式办公室声景的复杂性——它们可能充满活力但不令人愉悦。重要的是，整体声景的愉悦感已被发现与员工的心理福祉及其对工作相关质量的感知呈正相关[74]。然而，标准声学指标如LAeq往往与这些感知评分几乎或完全无关，这强调了考虑声源和主观反应的声景方法的必要性[74]。

5.2. 开放式办公室中的声音掩蔽：效果与考量

声音掩蔽系统是一种常见的技术干预措施，旨在改善开放式办公室的声学环境[91]。这些系统引入持续的、低水平的宽带背景声音（通常类似气流声），旨在降低远处言语的可懂度[58]。主要目标是增强声学隐私（使偷听交谈变得更困难）并减少间歇性交谈带来的干扰[91]。

报告的益处包括改善隐私、减少干扰以及随之而来的生产力和声舒适度的提升[91]。通过以受控方式提高背景声级，掩蔽可以减小“干扰半径”——即言语仍可被理解并可能造成干扰的距离[122]。

然而，声音掩蔽的有效性和接受度受多种因素影响：

实施至关重要：声音掩蔽的成功在很大程度上取决于适当的设计、安装和调校。设置在不适当水平（过响或过静）、频谱特性错误或扬声器放置不当的系统可能无法提供益处，甚至可能成为额外的烦恼或不适来源[91]。通常建议逐步引入（“逐步提升”），以便让使用者适应[91]。
关注语言可懂度：传统的声音掩蔽主要针对掩盖人声。虽然这解决了一个主要的开放式办公室投诉，但可能无法缓解其他类型噪声（如机械声音、突然撞击）带来的烦恼，也不一定有助于创造积极感知的声景（如愉悦或平静）。所使用的中性宽带噪声虽然设计上不显眼，但在一些研究中被发现与生理应激反应相关[58]。
新兴替代方案：认识到这些局限性，诸如生物亲和性声音掩蔽等替代方法正在兴起。这些系统使用自然声（如水声、微妙的自然录音）代替宽带噪声，不仅旨在掩盖不想要的声音，还试图利用与自然暴露相关的潜在恢复性和福祉益处[58]。
安全性：当正确安装并以典型水平（如40-48 dBA）运行时，声音掩蔽系统被认为是安全的，且远低于OSHA等机构设定的职业噪声暴露限值[91]。

传统声音掩蔽专注于降低可懂度，虽然解决了一个关键的开放式办公室问题，但可能与更广泛的声景目标——促进积极感知、促进健康的环境——不完全一致。其有效性高度依赖于谨慎实施，而掩蔽声音本身的中性性质可能无法为积极的福祉结果做出贡献。这表明，诸如生物亲和性声音掩蔽等替代方法可能具有潜在优势，这些方法试图将掩蔽功能与潜在恢复性声音内容相结合，从而弥合噪声控制与有益健康的声景设计之间的差距[58]。

5.3. 工业环境

与办公室环境不同，许多工业环境（如制造业、建筑业、采矿业、农业、军事）的主要声学关注点是高水平的噪声暴露，这对听觉健康构成了直接风险[95]。

噪声性听力损失（NIHL）：长期暴露于机械和工业过程产生的高噪声水平是职业性听力损失的主要原因[51]。据估计，职业噪声在全球工人听力损失中占相当大的比例（7-21%），在发展中国家比例更高[95]。脉冲噪声（突发的、响亮的爆裂声）可能尤其具有破坏性[95]。虽然在一些工业化国家，由于更好的预防和监管措施，NIHL的患病率似乎正在下降，但它仍然是一个关键的职业危害[95]。值得注意的是，听力损失通常是多因素的，年龄是主要因素，但遗传、生活方式（如吸烟）、共存的健康状况（如糖尿病、高血压）以及暴露于振动或耳毒性化学物质也起到一定作用[95]。
心血管健康：除了听力损伤外，高水平的职业噪声暴露（通常超过85 dBA）越来越多地与不利的心血管结果相关联[51]。流行病学研究显示，长期工业噪声暴露与高血压（血压升高）的患病率或风险增加之间存在关联[96]。风险似乎随着暴露时间的延长而增加[98]。人群归因分数（PAF）估计表明，职业噪声暴露可能在工人中高血压和高胆固醇病例中占相当大的比例[96]。其机制可能涉及之前讨论的慢性应激路径（见第2.1节）。
预防措施：鉴于明确的健康风险，在工业环境中，噪声源控制、工程控制、行政控制（限制暴露时间）以及持续使用个人听力保护设备（HPDs）是必不可少的[95]。

5.4. 医疗环境：对工作人员的影响

医疗环境中的声环境不仅影响患者（见第4.4节），也影响在其中工作的工作人员。医院、诊所，尤其是手术室（ORs）或重症监护室（ICUs）等关键区域，往往具有复杂且要求较高的声景，其特点是频繁的警报、设备噪声、高水平的活动和持续的沟通[90]。

工作人员的福祉与表现：这种嘈杂且往往不可预测的环境可能成为医疗专业人员的重要压力源。噪声暴露与工作人员疲劳增加、分心、认知负荷加重以及压力增加有关[64]。测量生理反应的研究发现，过度的噪声峰值（例如在手术期间）与工作人员心率增加之间存在关联，表明工作负荷或压力升高[118]。这种条件可能干扰最佳表现、专注力和决策能力，特别是在关键程序期间[118]。
沟通：清晰有效的沟通对于团队合作和患者安全至关重要[118]。高背景噪声水平可能显著损害语言可懂度，导致误解、重复请求和潜在错误[64]。旨在改善嘈杂环境中沟通的干预措施，如在手术室中使用无线耳机通信系统，已显示出改善团队成员之间感知的沟通质量并减少暴露于峰值噪声水平的潜力[118]。
患者安全影响：医疗工作人员的福祉、有效的团队合作与积极的患者安全结果之间存在明确联系[119]。损害工作人员福祉的因素（如噪声引起的慢性应激）或阻碍团队合作的因素（如噪声导致的沟通不畅）可能间接增加医疗错误和不利患者事件的风险[118]。

因此，医疗环境的声景形成了一个重要的反馈循环。恶劣的声学条件可能同时降低患者体验和康复效果，同时也对工作人员的福祉和表现产生负面影响。这种双重影响强调了解决医院声景问题的重要性，不仅是为了患者的舒适，也是作为劳动力安全和整体护理质量的关键组成部分。改善声环境的干预措施可能同时惠及患者和为其提供护理的专业人员。

5.5. 职业环境中的研究方法

研究工作场所中声景的影响采用了多种方法，通常结合客观和主观手段：

声学测量：使用声压级计（测量LAeq、Lpeak、Lmin、百分位数）以及频谱分析来表征物理声环境是基础，尤其是在工业环境中用于评估噪声性听力损失（NIHL）风险，以及在办公室和医疗环境中用于表征背景噪声和特定声源[48]。
主观评估：广泛使用问卷调查来评估员工对噪声烦恼、干扰、声舒适、隐私、总体满意度的感知，以及自报的福祉、压力水平和感知工作负荷[48]。
表现测量：通过客观评估任务表现（如认知任务的准确性、速度，模拟工作任务）来量化噪声对生产力的影响[48]。
生理测量：越来越多地用于提供压力、唤醒或认知负荷的客观指标。常用的测量包括心率（HR）、心率变异性（HRV）、皮肤电导（EDA），有时还包括更高级的技术如脑电图（EEG）或面部情绪识别人工智能[48]。
实验设置：既包括在真实工作场所进行的现场研究[73]，也包括在控制实验室或模拟环境（包括虚拟现实VR）中进行的研究[48]。实验室研究允许对声学条件进行更大的控制和操作，而现场研究则提供了更高的生态效度。

6. 方法论概览：评估当前研究技术

声景及其与健康关系的研究依赖于从声学、心理学、生理学和环境科学中汲取的多样化方法工具箱。每种方法都有其独特的优势，但也面临局限性。对这些方法的批判性理解对于解释现有研究和设计未来研究至关重要。

6.1. 声学测量技术

量化物理声环境是大多数声景研究的基础步骤。

声压级（SPL）指标：常用标准指标包括A计权等效连续声级（LAeq）、昼-晚-夜声级（Lden）、夜间声级（Lnight）、最大声级（Lmax）以及百分位超标声级（如LA10、LA90）[8]。这些指标由噪声法规强制要求，并提供关于声能的基本信息。然而，它们与主观感知（如烦恼、愉悦感）及健康结果的相关性往往较弱，因为它们平均化了时间变化，且未能完全捕捉与感知相关的频谱特性[8]。LA10与LA90之间的差异有时被用作声级变异性的简单指标[74]。
频谱分析：通过通常使用倍频程或三分之一倍频程带分析声音的频率内容，提供比宽带SPL测量更详细的信息[90]。C计权与A计权声级之间的差异（LCeq – LAeq）常被用作低频声能主导的指标[8]。
声源识别：识别存在的声类型（如交通、人声、自然、机械）至关重要，因为人的感知高度依赖于声源的意义和内涵[12]。这可以通过研究者或参与者的直接聆听（如在声景漫步期间）实现，或者越来越多地通过对录音应用机器学习算法的自动分类技术来实现[120]。
心理声学参数：这些指标旨在量化声音的特定感知属性，超越简单的能量测量。常用的计算参数包括响度（Loudness）、尖锐度（Sharpness）、粗糙度（Roughness）、波动强度（Fluctuation Strength）和音调性（Tonality）[8]。与声事件显著性相关的指标，如相对接近度（Relative Approach, RelApproach），也被使用[28]。这些参数通常与主观评估（如愉悦感或烦恼）显示出比单独SPL更强的相关性，提供了对声环境更具感知相关性的描述[8]。然而，它们的计算需要专业软件和理解。
录音技术：录音设备的选择影响可能的分析类型。校准的声级计（SLMs）用于标准化SPL测量。双耳录音技术，使用放置在假人头（头部和躯干模拟器，HATS）或由个人佩戴的麦克风，捕捉声音到达耳朵时的状态，保留空间线索（耳间时间和水平差异，耳廓的频谱线索），这些线索对于通过耳机进行逼真再现和空间音频分析是必要的[13]。麦克风阵列可用于声源定位[170]。对于长期监测，特别是在生态研究或城市噪声映射中，自主录音单元（ARUs）越来越多地被部署[35]。

6.2. 感知评估方法

根据ISO 12913的定义，捕捉声景的主观体验至关重要。

问卷调查：这是收集主观数据的最常用方法。问卷可评估广泛的构念，包括情感感知质量（愉悦感、事件感等）、烦恼、声舒适、声源的识别与感知、声音偏好、整体环境质量以及相关的健康和福祉指标[2]。问卷可以在现场研究中当场发放，也可以在实验室或在线环境中结合再现的刺激物使用。
语义差异量表：这是问卷中常用于评估情感质量的一种特定格式。参与者在由双极形容词锚定的量表上对声景进行评分（如平静-混乱的、愉悦-烦恼）。ISO/TS 12913-2和-3推荐了一组形成愉悦感-事件感圆周模型的八个属性：愉悦、充满活力、有事件感的、混乱的、烦恼、枯燥的、无事件感的、平静[21]。目前正在努力开发和验证不同语言和情境下的标准化声景评估量表[22]。
声景漫步：这是一种标准化的现场方法，参与者沿着预定路线行走，主动体验声环境，专注于聆听并在指定停靠点或事后使用问卷提供评估[2]。该方法通过在自然情境中捕捉感知提供了较高的生态效度[23]。ISO 12913-2提供了具体指导[13]。其缺点包括资源密集和缺乏环境控制。
访谈和焦点小组：这些定性方法用于收集有关个人体验、解释、意义以及影响声景感知的情境因素的更丰富、更细致的数据[5]。这种方法特别适用于探索复杂问题、了解用户需求以及在参与式研究或设计过程中引入“本地专家”[13]。

6.3. 生理和行为监测

为了补充主观自报数据并提供客观的反应测量，研究人员越来越多地引入生理和行为监测。这些方法能够捕捉可能在意识层面以下发生的反应，或者个体难以表达的反应[38]。

心血管测量：心率（HR）和心率变异性（HRV）是自主神经系统活动的常用指标[14]。HRV指数（如SDNN、RMSSD、LF/HF比值、HF功率）可以提供有关交感神经（压力）和副交感神经（放松）活动平衡的洞察[77]。血压（BP）是另一个关键指标，尤其与评估噪声相关的心血管风险有关[9]。
皮肤电活动（EDA）：通过测量由于汗腺活动引起的皮肤电导变化（SCL、SCR），反映交感神经系统的唤醒状态[14]。常用于评估压力反应和恢复。
神经生理测量：脑电图（EEG）记录大脑的电活动，允许分析与放松、警觉、注意力或认知负荷相关的脑波模式（如α波和β波功率）[48]。事件相关电位（ERPs）可以追踪大脑对特定声事件的反应[48]。功能性磁共振成像（fMRI）提供更高的空间分辨率，以识别声景暴露期间激活或去激活的大脑区域，可能揭示与处理或恢复相关的网络（如默认模式网络-DMN）[77]。这些方法通常需要在实验室环境中进行。
激素测量：唾液皮质醇是HPA轴活动和生理压力的常用生物标志物[58]。采集是非侵入性的，但其水平会随昼夜波动，需要仔细的采样方案。
呼吸测量：呼吸频率（RR）和深度（RD）的变化也可以反映生理唤醒或放松状态[27]。
行为监测：观察或追踪行为提供了另一层客观数据。这包括活动追踪（如使用GPS或传感器记录公园中的运动模式）[108]，眼动追踪技术测量对视听刺激的视觉注意力分配[9]，自动化面部表情分析推断情绪状态[75]，以及认知研究中的任务表现客观测量（反应时间、准确性）[48]。

尽管生理和行为测量功能强大，但也存在挑战。反应可能不具特异性（例如，心率增加可能表示兴奋或压力），个体间变异性高，并且受到声环境以外的众多因素影响。解释通常需要仔细的实验控制和复杂的分析技术[38]。此外，特定的生理模式与愉悦感等主观感知属性之间的联系并非总是直接或在研究间一致[42]。

6.4. 实验设计

实验设计的选择显著影响所能回答的问题类型及研究结果的普适性。

实验室研究：此类研究提供了最高程度的环境控制，使研究者能够精确操纵听觉和视觉刺激并隔离其影响[8]。这种控制有助于因果推断，并且通常是使用EEG或fMRI等敏感生理测量所必需的。主要局限在于生态效度可能较低，因为实验室情境与现实世界的听觉体验有显著差异[79]。
现场研究：在现实世界环境中（如公园、街道、办公室、家庭）进行，这些研究优先考虑生态效度，在自然情境中捕捉声景感知和反应[8]。然而，控制外来变量的难度较大，使得建立明确的因果关系变得更加困难。现场研究在后勤上也可能较为复杂且资源密集。
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：这些沉浸式技术试图结合实验室的控制性与现场的情境丰富性[32]。VR允许研究者在受控实验室环境中创建和操纵复杂的多感官虚拟环境（通常基于真实地点）。AR则将虚拟元素叠加到现实世界中。其关键优势在于可能提供高水平的沉浸感和存在感，与传统实验室设置相比，可能增强生态效度[36]。然而，其效度高度依赖于视听再现的保真度[36]。比较研究表明，如果实施得当，VR可产生与现实世界体验相似的主观反应，使其成为声景评估和设计测试的一种有前景的工具[79]。在线VR或基于网络的实验提供了更大的可访问性，但牺牲了对参与者环境和播放设备的控制[79]。
交叉设计：在此设计中，每位参与者经历多种实验条件（例如，暴露于不同声景，在公园和街道中行走）[68]。这使得参与者可以作为自己的对照，减少个体间变异性的影响并提高统计能力。
纵向研究：此类设计涉及对同一个体在较长时间内进行重复测量。它们对于理解长期声景暴露的慢性健康效应、适应过程和发展轨迹至关重要[93]。尽管重要，但在声景-健康研究中，纵向研究仍相对较少，构成一个显著的空白[18]。

6.5. 数据分析方法

分析声景研究生成的复杂数据集需要适当的统计和计算方法。

基本推断统计：使用t检验和方差分析（ANOVA）等标准方法比较不同组或实验条件之间的平均反应（感知评分、生理测量）[37]。相关分析探索变量之间的线性关联（如声学指标与烦恼评分）[12]。
降维与聚类：主成分分析（PCA）或因子分析等技术用于识别感知评分集合中的潜在维度（如从多个语义量表中提取愉悦感和事件感）[12]。聚类分析可根据反应模式对参与者进行分组，或根据声景特征进行分类[37]。
回归模型：广泛用于建模一组预测变量（如声学参数、声源类型、情境因素、人口统计学特征）与结果变量（如感知愉悦感、烦恼、健康指标）之间的关系[8]。线性回归（LR）是常见方法，通常结合逐步回归或Lasso等变量选择技术[8]。然而，声景关系往往是非线性的。非线性回归（NLR）方法，通常借鉴机器学习（如随机森林、梯度提升机如XGBoost、支持向量回归、人工神经网络），在处理预测变量之间的复杂交互时通常提供更好的预测性能[8]。
混合效应模型（多层次模型）：当数据具有分层或聚类结构时（如每人多个评分、每个地点多个参与者），混合效应模型至关重要。它们考虑组内观测的非独立性，提供更准确的估计，并允许在不同层次（如个体与地点）上检查方差[8]。
机器学习（ML）/深度学习（DL）：除回归外，ML/DL技术越来越多地被应用，特别是在以下方面：
- 自动化声事件检测与分类：在大规模声学数据集中识别和标注声源，这对生态声学和详细声景表征至关重要[35]。
- 声学场景分类：对整体声环境进行分类[170]。
- 建模复杂关系：可能捕捉传统统计模型可能错过的感知-健康数据中的复杂模式[8]。对于长期监测生成的大量未标记声学数据，越来越多地采用无监督或半监督方法[166]。
系统思维方法：通过参与式研讨会开发因果循环图（CLDs）等方法，有助于可视化和理解声景质量、公共健康变量、社会经济因素、环境正义问题和生物多样性之间的复杂、动态且往往非线性的相互关系[20]。这种方法关注反馈循环和系统级行为，识别干预的潜在杠杆点并预测意外后果[20]。

6.6. 批判性评价与三角验证

没有单一的方法是完美的；每种方法都伴随着固有的权衡。实验室研究提供了控制性，但可能缺乏现实世界的适用性，而现场研究提供了情境，但受到混杂变量的影响[79]。主观报告捕捉了关键的感知体验，但容易受到偏见的影响，而生理测量提供了客观性，但可能难以解释，且未必直接对应于意识感知[78]。标准声学指标易于测量，但往往无法准确预测人类反应[74]。

认识到这些局限性，声景领域强调三角验证的重要性：结合来自多种方法学途径的数据（例如，现场感知评分、客观声学测量，或许还有实验室验证或生理监测），以构建更具一致性和稳健性的理解[13]。

方法学的严谨性至关重要。这包括清晰报告程序和参与者特征，使用经过验证的评估工具（例如，标准化问卷、校准设备），采用适合数据结构的适当统计分析（例如，对聚类数据使用混合效应模型），仔细考虑和控制潜在混杂因素，以及使用交叉验证等技术对预测模型进行稳健验证以确保普适性[8]。方法的选择不可避免地会影响研究的结果和结论；因此，对不同方法的优势和劣势保持批判性意识对于开展和解释声景研究至关重要。

7. 综合：当前知识、争论与空白

综合城市开放空间、特定人群和职业环境的研究，揭示了关于声景与健康关系的一些共同主题、持续争论和显著的知识空白。

共同主题与一致发现：

不受欢迎噪声的负面影响：在所有环境中，暴露于高水平的不受欢迎噪声，特别是来自交通和机械源的噪声，始终与负面结果相关。这些包括增加烦恼、压力、睡眠障碍、认知表现受损（尤其是注意力和记忆力）以及心血管疾病风险因素的增加[47]。这强化了传统噪声缓解策略对公共健康的重要性。
自然声的有益效果：自然声（水声、鸟鸣、风声）的存在经常与积极的感知和健康结果相关，包括增加愉悦感、环境恢复性（减压、注意力恢复）、改善情绪以及可能增强的认知功能[57]。这一主题在城市公园和治疗环境（医院、痴呆护理）的研究中尤为突出，并为生物亲和声设计方法奠定了基础。
感知与情境的重要性：在不同研究中出现的一个核心原则是，主观感知（受情境、地点、活动、个体因素的强烈影响）比单纯的客观声级更能决定反应[3]。赋予声源的意义（例如，交通、自然或人类活动）显著影响其被感知为愉悦、烦恼、提供信息还是恢复性[17]。这支持了声景方法相较于纯基于声级的噪声控制的基本理念。
声景感知的多维度性：愉悦感-事件感圆周模型似乎广泛适用于描述各种环境中的情感反应，包括城市开放空间和可能的办公室环境[14]。这为表征感知质量提供了一种通用语言。
视听交互：感知是多感官的。视觉情境显著影响听觉感知和整体环境评估，反之亦然[26]。视觉与听觉元素之间的一致性往往带来更积极的体验（例如，公园环境中的自然声）[153]。这突显了对综合设计方法的需求。

对立发现与持续争论：

人类声音的作用：人类声音（言语、活动）的影响因情境而异且存在争议。在某些环境（如开放式办公空间、安静的公园）中，它们常被视为主要的干扰或烦恼，降低愉悦感[34]。在其他环境（如充满活力的公共广场、社交场合）中，它们对事件感和感知的活力有积极贡献，如果适当甚至可能增强社交性[120]。找到合适的平衡是一个关键的设计挑战。
干预措施的有效性（例如，声音掩蔽）：虽然在开放式办公空间中声音掩蔽等干预措施旨在解决特定的声学问题（言语干扰），但其在改善福祉和生产力方面的总体效果存在争议，通常高度依赖于实施质量和使用的具体指标[91]。争论还涉及掩蔽是否仅仅是将一种噪声替换为另一种噪声，还是真正改善了环境的感知质量[58]。
生理与感知的一致性：虽然生理测量提供了客观洞察，但其与主观感知评分（例如，愉悦感）的相关性并非总是恒定的[42]。有时，显著的生理变化与自我报告的感觉变化不一致，反之亦然[77]。理解这些反应水平之间的分离和相互作用仍是活跃的研究领域。
实验室发现的普适性：使用VR或受控实验室环境的研究为机制提供了有价值的见解，但面临生态效度的质疑[79]。模拟环境中的发现能在多大程度上直接转化为现实世界体验，这是一个持续的方法学争论，尽管通过精心设计的比较研究显示出越来越多的趋同性[79]。
标准化与灵活性的平衡：虽然ISO 12913提供了一个框架，但推荐多种评估方法[28]反映了难以实现适用于所有情境和研究问题的单一标准化协议。平衡可比性需求与捕捉情境特定细微差别所需的灵活性仍是一个挑战[29]。

显著知识空白：

纵向研究：绝大多数声景-健康研究是横断面的或涉及短期实验。亟需纵向研究来理解长期声景暴露（包括正面和负面）的长期健康后果、适应效应以及跨生命周期的发展影响[18]。
机制理解：虽然声景与健康结果之间的关联正在建立，但具体的生理和神经机制往往仍待阐明。需要更多研究来明确将特定声景特征（不仅仅是噪声水平）与压力反应、认知功能和情绪调节联系起来的路径[59]。
弱势群体：尽管相关研究正在增加，但专门针对弱势群体（老年人、儿童、患者、感官敏感人群、低社会经济地位群体）的研究相较于一般成年人群的研究仍相对有限[89]。需要更多研究来理解他们的特定需求、敏感性以及对干预措施的反应。
室内声景：许多声景研究聚焦于城市户外公共空间。尽管存在针对特定室内环境（办公室、医院、学校）的研究，但对于日常室内声景（例如，家庭、公共交通）及其累积健康影响的系统性理解仍显不足，尤其考虑到人们在室内度过的时间之多[27]。
干预效果：虽然提出了各种声景设计策略（水景、植被、掩蔽、分区），但对其实施在现实世界中的长期效果进行严格评估，包括成本-效益分析以及对意外后果（例如，绅士化[20]）的评估，仍相对稀缺[11]。需要工具来量化干预措施的社会和经济影响[29]。
其他感官的整合：虽然视听交互研究日益增多，但其他感官模式（例如，嗅觉、热舒适）在调节声景感知和健康效应方面的作用仍需进一步探索，以实现对环境体验的真正全面理解[9]。
向实践和政策的转化：尽管学术兴趣不断增长且ISO标准已发展，但将声景原则转化为日常城市规划、建筑设计和公共健康政策的应用仍有限[11]。障碍包括缺乏意识、资源限制、学科孤立以及缺乏实用指导[29]。

解决这些空白需要持续的跨学科合作、方法学创新（特别是在纵向设计和生态效度测量方面），以及将研究发现转化为实际应用和政策建议的重点努力。

8. 背景与未来方向

8.1. 简要历史背景

作为一种与单纯噪声测量不同的感知概念，声景的正式研究已有大约半个世纪的历史[2]。该领域起初源于城市规划的初步探索[1]，并在1970年代受到R. Murray Schafer和世界声景项目（World Soundscape Project）工作的显著塑造，最初与声学生态学和音乐创作有密切联系[11]。过去几十年，尤其自1990年代末引入更广泛的噪声研究社区以来[2]，研究重点逐渐转向理解人类对日常声环境的感知及其对健康、福祉和生活质量的影响[5]。这一演变最终促成了自2008年开始的ISO 12913标准系列的制定，该标准提供了以情境中的人类感知为中心的关键正式定义和概念框架[2]。这一标准化标志着从纯粹以噪声为中心的方法向更全面、跨学科的声世界理解的范式转变[5]。

8.2. 未来方向与新兴趋势

声景研究与健康相关的领域充满活力，并因方法学创新、技术发展和对其社会重要性日益增长的认识而有望取得重大进展。关键的未来方向包括：

加强标准化与实施：虽然ISO 12913系列提供了基础，但仍需持续努力以完善方法学，可能开发参考方法以提高可比性[33]，并解决在实践和政策中更广泛采纳和实施的障碍[29]。这涉及提高意识、提供实用指导和案例研究、促进跨学科合作以及展示声景干预的社会经济效益[29]。
技术整合：技术进步为新的可能性打开了大门：
- 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）：这些技术将在声景研究和设计中扮演越来越重要的角色，为受控实验、设计预建设评估以及可能的治疗应用提供沉浸式平台[36]。完善音频渲染技术（如双耳音频、Ambisonics）以确保生态效度仍然至关重要[36]。
- 机器学习（ML）与人工智能（AI）：ML算法在分析大型声学数据集（例如，来自自动记录单元ARUs的数据）、自动化声源识别和分类以及可能构建更复杂的声景感知和健康结果预测模型方面正变得不可或缺[8]。
- 可穿戴传感器：持续开发用于生理监测（心率变异性HRV、皮肤电反应EDA、脑电图EEG）的可穿戴传感器将有助于在现实世界环境中收集更客观的数据，补充主观报告[48]。
关注积极健康与福祉：未来研究可能会超越噪声缓解，更加注重识别和设计能够积极促进健康结果的声景，如恢复、放松、积极情感和认知增强[14]。这涉及理解有益健康的声环境的特征。
纵向与干预研究：解决纵向研究的空白对于理解长期效应和因果关系至关重要[18]。需要更多设计严谨的干预研究，以评估声景设计策略在不同环境和人群中改善健康与福祉的现实世界效果[20]。
个性化声景：认识到个体差异（例如，性格、噪声敏感性、文化背景、个人经历）在感知中的重要作用，未来研究可能探索根据个体需求和偏好定制声环境的可能性，或许利用智能技术[12]。
多感官整合：深入理解听觉感知如何与其他感官（视觉、嗅觉、触觉、热感）相互作用以塑造整体环境体验和健康结果，将对全面的环境设计至关重要[9]。
解决健康不平等：未来研究应明确考虑声景质量和噪声暴露如何与健康的社会决定因素相关，并努力开发促进不同社区声学公平的干预措施[11]。

9. 结论

本综述梳理了当前将声景和声环境与人类健康联系起来的研究现状，重点关注城市开放空间、特定人群和职业环境。该领域已明确确立，周围的声音并非仅仅是背景噪声，而是具有显著生理健康、心理福祉和认知功能影响的重要环境因素。

从纯粹以噪声为中心的观点向全面声景方法的转变（由ISO 12913标准正式确立）代表了一项关键进步。这一转变承认，人类感知——受情境、意义和个体因素的塑造——在决定声环境影响方面至关重要。虽然噪声污染的负面效应（压力、睡眠障碍、心血管风险、认知障碍）仍然是需要缓解的重大公共健康问题，但声景视角同时强调了积极促进健康的声环境的潜力。尤其是自然声，在各种环境中持续显现出有益效果，促进恢复、减轻压力并改善情绪。

在三个重点领域——城市开放空间、特定人群和职业环境——的研究揭示了共性与情境特定的细微差别。公园和绿色空间通过其声音质量显著介导恢复潜力，与繁忙街道或开放式办公室中常令人压抑的声环境形成鲜明对比。包括老年人、儿童、医院患者和听觉敏感个体在内的弱势群体表现出独特的反应，需要在研究和设计中给予定制化考量。职业声景带来了独特的挑战，从工业环境中的噪声性听力损失（NIHL）和心血管风险，到办公室和医疗环境中的压力、分心和沟通障碍，影响员工福祉，甚至可能危及患者安全。

声景研究的工具箱多样化，包括客观的声学测量、主观的感知评估（声景漫步、问卷调查）、生理监测以及各种实验设计，包括日益增加的虚拟现实应用。每种方法各有其特定优势，但声景感知的复杂性要求采用三角测量法——结合多种方法以获得稳健的理解。对方法学严谨性和每种技术局限性的批判性评估对于推动该领域发展至关重要。

尽管取得了显著进展，但关键的知识空白依然存在。迫切需要更多的纵向研究来理解慢性影响，进一步研究感知与健康之间的潜在机制，更多关注弱势群体和室内环境，以及对声景干预措施进行严格评估。此外，将研究发现与城市规划、建筑设计和公共健康政策的实际实施之间的差距仍然是一个关键挑战，需要加强沟通、合作以及实用工具和指南的开发。

对于进入这一充满活力领域的新兴博士研究者而言，机会是巨大的。未来的工作应追求方法学的严谨性，拥抱跨学科视角，负责任地利用技术进步，并始终专注于将知识转化为对人类健康和环境质量的具体改善。通过持续探索人、声音和情境之间的复杂关系，声景研究可以为创造更健康、更支持性和更宜人的环境做出重大贡献。

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