不同音联前后普通话元音音质的统计特性

向柠

（广东商学院人文与传播学院，广东广州510320）

1 实验目的

许毅（1984，1986,1989）根据汉语普通话语音的实际情况，把汉语普通话音联分为：闭音联、音节音联、节奏音联、停顿音联四级。闭音联是指音节内部音段之间的过渡和分界,不用任何间隔符号表示；音节音联是指音节之间音段的过渡和分界，用“－”表示分界；节奏音联是指汉语普通话节奏单元（两音节组）之间的过渡和分界，用“+”表示分界；停顿音联是指停顿前后两音节之间的过渡和分界，用“#”表示分界。曹剑芬（1995）和初敏等人（1997）分别对音节音联的时域特性和感知特征进行了研究。本文通过对四位发音人的语音样本进行统计性分析，考察不同音联中元音的F1和F2值是否有统计学意义的差异以及这些差异的具体表现情况。

2 实验程序

2.1 设计语料

我们假设闭音联、音节音联、节奏音联和停顿音联也是有级别的，根据各音联所分界对象中所包含的音节多少以及停顿的有无，我们对这些音联的级别进行排序，依次是：闭音联＜音节音联＜节奏音联＜停顿音联（“＜”表示“级别比……小”）。我们将零声母的/a、e、i、u、y/作为典型值参照，设计了单音节内闭音联前后两个元音配列组合选出韵母为：/ai、au、ia、ua、ei、eu、ie、ue、ye/的音节，这些音节的声母为零声母或塞音或塞擦音声母。再找到相应的音节音联配列：/a-i、a-u、i-a、u-a、e-i、e-u、i-e、u-e、y-e/，词间两音节之间的节奏音联配列：/a+i、a+u、i+a、u+a、e+i、e+u、i+e、u+e、y+e/以及两音节间的停顿音联配列/a#i、a#u、i#a、u#a、e#i、e#u、i#e、u#e、y#e/②。以上所有音节调值均为阴平调。如：闭音联例字：“剋[k‘ei]”；音节音联例字：“柯伊[k‘-i]”；节奏音联例字：“内科医生[k‘+i]”；停顿音联例e字：“内科，/。医生[k‘#i]”。以上例字中的元音//和/i/分别是属于音联前的元音和音联后的元音。

2.2 录音、提取声学参数

本次实验的发音人是4名北京籍大学生，2男2女，年龄20岁左右，父母都是北京本地人。发音人在语音实验室读例字表2次，读“我说_____这个词”③实验负载句2次，以上语音均用Cooledit2.0软件录音，再用PRAAT语音处理软件提取元音在音联前后的前两个共振峰频率值。

2.3 数据统计

2.3.1 单位换算

我们通过声学实验提取了元音的F1和F2的频率值。根据Schroeder(1979)④提出的公式，将F1和F2的频率值转化为“巴尔克”（Bark）：

Bark=7ln{(f/650)+[(f/650)2+1]1/2}（其中“ln”是自然对数，“f”为共振峰频率）

经过统计整理，利用茎叶图法剔除了48（24*2=48）个离群值，共得到有效数据1074个。再将这些数据输入SPSS13.0统计软件，分别计算出各元音在不同音联中的B1、B2的平均值、标准差。

2.3.2 统计方法

本文中主要采用三种统计方法：单因素方差分析、多重比较检验（Post Hoc）以及Dunnet（t顿耐特）配对比较分析。其中，单因素方差分析主要考察不同音联级别中元音B1和B2值的总体差异是否显著。多重比较检验（Post Hoc）主要考察各音联级别之间元音B1和B2值的差异是否有显著性差异。Dunnett（顿耐特）配对比较分析主要考察各音联级别跟典型值之间的接近程度。各统计方法参看杨端和（2004）。

2.3.3 统计工具

所用统计均在社会统计学软件包SPSS13.0软件中进行。

2.4 作图

2.4.1 元音均值声学图

我们根据各元音前两个共振峰F1、F2的平均值（单位：巴尔克Bark），选取元音的第一共振峰（B1）为y轴坐标，第二共振峰（B2）为x轴坐标，坐标的零点也设在右上角。画出元音声学图。这样作出的图跟元音舌位图相对应。如图1、图3。

2.4.2 主体分布图

我们采用王萍（2007：70）“用平均值加减标准差”的方法得到元音在不同音联的分布范围，如：图2、图4。图2中矩形的中点是各元音的平均值，图2、图4中矩形的四个顶点由各元音的B1和B2的平均值分别加减标准差所得。

3 统计分析

3.1 不同音联中各元音的音质差异

根据图1，可以看到：

元音/a/的平均值,闭音联中：B1=7.66，B2=10.63；音节音联中元音/a/的平均值：B1=8.20，B2=10.71；节奏音联中元音/a/的平均值：B1=7.88，B2=10.61。停顿音联中元音/a/的平均值：B1=8.17,B2=10.68。高低维度上（B1）值的大小排序为：音节音联＞停顿音联＞节奏音联＞闭音联（“＞”表示“比……大”，下同）；前后维度上（B2）值的大小排序为：音节音联＞停顿音联＞闭音联＞节奏音联。统计结果⑤表明，(1)高低维度（B1）总体差异显著⑥（sig=.02），前后维度（B2）总体差异不显著（sig＞.05）。(2)高低维度（B1）：闭音联分别跟音节音联、停顿音联差异显著（sig=.01），音节音联、节奏音联和停顿音联三者两两之间的差异不显著（sig＞.05），闭音联跟节奏音联二者之间的差异不显著（sig＞.05）。前后维度（B2）：四者两两间的差异均不显著（sig＞.05）。(3)各音联的元音/a/跟典型值的接近程度排序分别为：音节音联＞停顿音联＞节奏音联＞闭音联。

元音/e/的平均值,闭音联中：B1=4.76，B2=11.26；音节音联中：B1=4.29，B2=9.45；节奏音联中：B1=4.14，B2=9.53。停顿音联中：B1=4.52，B2=9.43。高低维度上（B1）值的大小排序为：闭音联＞停顿音联＞音节音联＞节奏音联；前后维度上（B2）值的大小排序为：闭音联＞节奏音联＞音节音联＞停顿音联。统计结果表明，(1)四者高低维度（B1）和前后维度（B2）总体差异显著（sig分别为.03和.00）。(2)高低维度（B1）:闭音联分别跟音节音联、节奏音联差异显著（sig分别为.03和.00），音节音联、节奏音联和停顿音联三者两两之间，闭音联和停顿音联二者之间差异不显著（sig＞.05）。前后维度（B2）闭音联分别跟音节音联、节奏音联和停顿音联差异显著（sig=.00），音节音联、节奏音联和停顿音联三者两两之间的差异不显著（sig＞.05）。(3)各音联的元音/e/跟典型值的接近程度排序分别为：停顿音联＞音节音联＞节奏音联＞闭音联。

元音/i/的平均值，闭音联中：B1=4.55，B2=13.93；音节音联中：B1=3.14，B2=14.66；节奏音联中：B1=2.83，B2=14.54。停顿音联中：B1=2.72，B2=14.60。高低维度上（B1）值的大小排序为：闭音联＞音节音联＞节奏音联＞停顿音联；前后维度上（B2）值的大小排序为：音节音联＞停顿音联＞节奏音联＞闭音联。统计结果表明，(1)四者高低维度（B1）和前后维度（B2）总体差异显著（sig分别为.00和.02）。(2)高低维度（B1）:闭音联分别跟音节音联、节奏音联、停顿音联差异显著（sig=.00），音节音联分别跟节奏音联、停顿音联差异显著（sig=.00），节奏音联和停顿音联二者之间差异不显著（sig＞.05）。前后维度（B2）：节奏音联分别跟闭音联、停顿音联差异显著（sig分别为.00和.03），闭音联、音节音联、停顿音联三者两两之间的差异不显著（sig＞.05）。(3)各音联的元音/i/跟典型值的接近程度排序分别为：音节音联＞闭音联＞节奏音联＞停顿音联。

元音/u/的平均值，闭音联中：B1=4.64，B2=7.83；音节音联中：B1=3.42，B2=6.32；节奏音联中：B1=3.56，B2=6.94。停顿音联中：B1=3.09，B2=6.37。高低维度上（B1）值的大小排序为：闭音联＞节奏音联＞音节音联＞停顿音联；前后维度上（B2）值的大小排序为：闭音联＞节奏音联＞停顿音联＞音节音联。统计结果表明，(1)四者高低维度（B1）和前后维度（B2）总体差异显著（sig=.00）。(2)高低维度（B1）：闭音联分别跟音节音联、节奏音联、停顿音联差异显著（sig=.00）；停顿音联分别跟音节音联、节奏音联差异显著（sig分别为.03和.00）；音节音联和节奏音联二者之间的差异不显著（sig＞.05）。前后维度（B2）：闭音联分别跟音节音联、节奏音联、停顿音联差异显著（sig=.00）；节奏音联分别跟音节音联、停顿音联差异显著（sig分别为.00和.01），音节音联跟停顿音联的差异不显著（sig＞.05）。(3)各音联的元音/u/跟典型值的接近程度排序分别为：停顿音联＞音节音联＞节奏音联＞闭音联。

图1 各元音在不同音联中的均值比较图⑦

元音/y/的平均值，闭音联中：B1=2.65，B2=13.61；音节音联中：B1=2.67，B2=13.60；节奏音联中：B1=2.67，B2=14.04。停顿音联中：B1=2.62，B2=13.85。高低维度上（B1）值的大小排序为：节奏音联＞音节音联＞闭音联＞停顿音联（“＞”表示“比……大”，下同）；前后维度上（B2）值的大小排序为：节奏音联＞停顿音联＞闭音联＞音节音联。统计结果表明：(1)四者高低维度（B1）和前后维度（B2）总体差异不显著（sig＞.000），(2)四者高低维度（B1）和前后维度（B2）各组差异不显著（sig＞.000）⑧。(3)各音联的元音/y/跟典型值的接近程度排序分别为：音节音联＞闭音联＞停顿音联＞节奏音联。

3.2 在不同音联中各元音的主体分布比较

元音主体分布的大小表示该元音的集中程度，面积大，表示该元音分布比较分散，音位变体之间差异较大，面积小，表示该元音分布比较集中，音位变体之间差异小。

图2 各元音在不同音联中的主体分布比较

根据图2，可以看到：

元音/a/的主体分布：闭音联中的/a/分布范围最大，横向分布。音节音联、节奏音联、停顿音联中的/a/纵向分布。呈规律性地高低排列。元音/a/的分布范围:闭音联中：高低维度（B1）的变化⑨是0.77；前后维度（B2）的变化是1.15。大致呈长方形，其面积为0.77*2*1.15*2=3.55。音节音联中：高低维度的变化是0.79；前后维度的变化是0.75。大致呈长方形，其面积为0.79*2*0.75*2=2.38。节奏音联中：高低维度的变化是0.73；前后维度的变化是0.76。大致呈长方形，其面积为0.73*2*0.76*2=2.19。停顿音联中：高低维度的变化是0.72；前后维度的变化是0.70。大致呈长方形，其面积为0.72*2*0.70*2=2.03。各音联中元音/a/的分布范围按照面积大小排序分别是：闭音联＞音节音联＞节奏音联＞停顿音联。

元音/e/的主体分布：闭音联中的元音/e/横向分布，音节音联、节奏音联和停顿音联中的元音/e/纵向分布，呈规律地高低排列。元音/e/的分布范围:闭音联中其面积为9.53。音节音联中其面积为3.67。节奏音联中其面积为3.01。停顿音联中其面积为2.99。各音联中元音/e/的分布范围按照面积大小排序分别是：闭音联＞音节音联＞节奏音联＞停顿音联。

元音/i/的主体分布：闭音联中的元音/i/纵向分布，音节音联、节奏音联和停顿音联中的元音/i/横向分布。四级音联中元音/i/呈规律性地高低排列。元音/i/的分布范围:闭音联中其面积为5.97。音节音联中其面积为3.29。节奏音联中其面积为2.30。停顿音联中其面积为2.14。各音联中元音/i/的分布范围按照面积大小排序分别是：闭音联＞音节音联＞节奏音联＞停顿音联。

元音/u/的主体分布：闭音联和节奏音联中的元音/u/纵向分布，音节音联和停顿音联中的元音/u/横向分布，四级音联中的/u/呈规律性地高低排列。元音/u/的分布范围：闭音联中其面积为3.17。音节音联中其面积为1.09。节奏音联中其面积为2.18。停顿音联中其面积为1.31。各音联中元音/u/的分布范围按照面积大小排序分别是：闭音联＞节奏音联＞停顿音联＞音节音联。

元音/y/的主体分布：四级音联中元音/y/均横向分布，呈规律性地前后排列。元音/y/的分布范围：闭音联中其面积为1.19。音节音联中其面积为1.77。节奏音联中其面积为2.01。停顿音联中其面积为1.74。各音联中元音/y/的分布范围按照面积大小排序分别是：节奏音联＞闭音联＞音节音联＞停顿音联。

3.3 不同音联的元音格局比较

图3是根据各元音的均值作图，展现了各元音均值的格局。

图3 不同音联的元音格局比较（1）

从图3可以看出，四级音联中元音格局的共性主要表现为：(1)四级音联中各元音在格局中的位置大体不变，元音/i/位置最前，元音/y/位置最高，元音/u/位置最后，元音/a/位置最低，元音/e/位置居中。(2)元音/a、i、u/分别占据了元音三角形的三个顶点的位置。

四级音联中元音格局的差异主要表现为：(1)顶点元音性质不同：闭音联中的顶点元音/i、u/跟央元音/e/大致处在同一水平高度，这说明，闭音联中的/i、u/不是高元音而是中元音。音节音联、节奏音联和停顿音联中的顶点元音/i、u/是高元音，/i/的位置均比/u/高。(2)元音水平方向排列次序不同：闭音联中元音在水平方向上的排列次序/i、y、e、a、u/。音节音联、节奏音联和停顿音联中元音在水平方向上的排列次序/i、y、a、e、u/。(3)由三个顶点元音/a、i、u/连线围成的元音三角的形状不同：音节音联和停顿音联中顶点之间的连线近似等边三角形，/a、i/连线和/a、u/连线大体呈对称性分布。闭音联和节奏音联中顶点之间的连线近似锐角三角形，/a、i/连线和/a、u/连线呈不对称性分布。(4)元音三角的位置不同：闭音联的元音三角位置居中，音节音联的元音三角位置最低。停顿音联的元音三角位置最高。节奏音联的元音三角在停顿音联的元音三角内部，位置比音节音联的元音三角高。(5)元音三角的大小不同：面积最小的是闭音联的。其次是节奏音联的。音节音联和停顿音联的元音三角面积差不多大。

图4是根据各元音的均值加减标准差作图，各矩形的顶点分别由各元音均值加减标准差所得，展现了各元音主体分布构成的格局。

从图4可以看到，四级音联的元音主体分布格局的共性表现为：四级音联中的顶点元音/i、y/均有相混现象，顶点元音/a/位置相对独立。没有跟其他元音产生相混现象。

四级音联的元音主体分布格局的差异表现为：(1)四级音联中元音的声学空间大小不同：闭音联中元音的声学空间最小，元音之间显得拥挤，容易发生音质相混的现象。音节音联、节奏音联和停顿音联中元音的声学空间相对开阔。(2)四级音联中元音相混数量不同：闭音联中元音/e、i、u/之间，/i、y/之间相混。音节音联、节奏音联和停顿音联中的/e、u/保持彼此的相对独立，/i、y/之间出现相混现象。(3)四级音联中顶点元音/i、y/相混的程度不同：闭音联中/i、y/只有小部分相混。音节音联中/i、y/重叠部分分别约占二者的四分之一。节奏音联中，/i、y/相混特别厉害，重叠部分分别约占二者的四分之三。停顿音联中/i、y/重叠部分分别约占二者的二分之一。按照/i、y/相混程度大小排序：节奏音联＞停顿音联＞音节音联＞闭音联。

图4 .不同音联的元音格局比较（2）

4 结论

4.1 从不同音联各元音的均值来看，不同音联级别中

的元音具有差异。

4.1.1 音联级别的不同，元音的音质也不一样，闭音联中顶点元音/i、u/是央元音，音节音联、节奏音联以及停顿音联中顶点元音/i、u/是高元音，闭音联中顶点元音/i、u/跟音节音联、节奏音联以及停顿音联中顶点元音/i、u/的性质不同。

4.1.2 不同音联中的元音的差异具有统计学意义。如：四级音联中元音/e、i、u/的前后、高低两维在*.05水平上总体差异显著。元音/a/的高低维在*.05水平上总体差异显著，前后维总体差异不显著。元音/y/的前后、高低维总体差异均不显著。

4.1.3 音联级别的不同，元音与其典型值的接近程度不同。停顿音联＞音节音联＞节奏音联＞闭音联（“＞”表示“比……更接近典型值”）。即停顿音联中的各元音最接近其典型值，音节音联中的各元音比较接近典型值。闭音联中各元音偏离典型值程度最大，节奏音联中的各元音也比较偏离典型值。

4.2 从不同音联各元音的主体分布来看，不同音联级别中的元音也具有差异。

4.2.1 音联级别的不同，元音的主体分布走向不同：元音/a、e、i/在闭音联中跟在音节音联、节奏音联和停顿音联中的主体分布走向不同，如：/a/在闭音联中呈横向分布，在其他三个音联中均呈纵向分布。元音/e/在闭音联中呈横向分布，在其他音联中均呈纵向分布。元音/i/在闭音联中呈纵向分布，在其他音联中均呈横向分布。元音/u/在闭音联和节奏音联中呈纵向分布，在音节音联和停顿音联中呈横向分布。

4.2.2 音联级别的不同，元音的主体分布排列方向不同：在四个音联级别中，元音/a/呈规律性地高低排列。元音/i、u/呈规律性地前后排列或高低排列。元音/y/呈规律性地前后排列。闭音联中的元音/e/跟其他音联中的呈规律性地前后排列；音节音联、节奏音联和停顿音联中的元音/e/呈规律性地高低排列。

4.2.3 音联级别的不同，元音的主体分布面积不同：按照面积大小排序，元音/a、e、i/均是：闭音联＞音节音联＞节奏音联＞停顿音联。元音/u/的排序是：闭音联＞节奏音联＞停顿音联＞音节音联。元音/y/的排序是：节奏音联＞闭音联＞音节音联＞停顿音联。

4.3 从不同音联的元音格局来看，不同音联级别中的元音也具有差异。

4.3.1 各元音在格局中的位置大体不变。元音/i/位置最前，元音/y/位置最高，元音/u/位置最后，元音/a/位置最低，元音/e/位置居中。

4.3.2 由三个顶点元音/a、i、u/连线围成的元音三角的形状、大小及其在元音声学空间所处的位置不同。

4.3.3 声学空间大小不同，发生音质相混的音位数量以及音位之间相混的程度不同。

元音在不同音联中的各种差异实质是元音间协同发音作用强弱的表现。这种表现跟英语中元音在不同韵律边界的音质差异类似(TachongCho，2004)。通过对不同音联中元音的音质差异比较，可以加深我们对元音的动态特性的了解。

致谢：

感谢石锋教授对本论文的指导，贝先明博士在实验数据提取方面所给予的帮助。

注释：

①“元音格局”的概念由石锋(2002：30)年提出，“元音格局是元音系统性的表现，包括的内容可以有元音的定位特征，内部变体的表现，整体的分布关系等等。”

②“–”表示“音节音联”，“+”表示“节奏音联”，“#”表示“停顿音联”。

③“____”即例字

④转引自吴宗济，林茂灿.实验语音学概要[M].北京：高等教育出版社，1989.90.

⑤为检测各元音均值在四级音联中的差异是否具有统计学上的意义，我们对它们的数据分别进行了：单因素方差总体分析、多重比较检验（Post-Hoc检验）和Dunnett（顿耐特）配对比较分析。

⑥所有统计分析显著水平为.05

⑦图中的/a、i、e、u、e/分别表示各元音的典型值，下同。

⑧/y/表现的这种统计上的无显著性，可能跟样品数量较少以及例字中/y/前接音节是鼻韵尾有关。

⑨这里的变化实际上是指标准差。

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