1. 引言
高青方言位于山东方言西区的西齐片 [1] ，属冀鲁官话，《中国语言地图集》将其归入沧惠片下章桓小片 [2] 。同时高青与胶辽官话的青临小片相隔不远，其方言具备较明显的过渡效应和语言接触效应，在发音上颇具特色 [3] 。就声母而言，虽然记音与普通话类似，但据田野调查，知二者的声学特性和发声机制应存在一定差别。对山东方言声母，前辈时贤的研究成果已较为丰富，如钱曾怡《山东方言研究》(2001) [1] 、林伽亦《山东方言声母研究》(2022) [4] ，均基于对山东境内各县市乡镇的实地调查，从整体上概括描写其声母的发音和音韵特点。而研究山东某方言点语音系统及内部社会差异的文献亦数量甚多，语音实验与音韵地位分析并重。然从研究对象看，就笔者目力所及，除王蕊(2004)曾对比中古音系记录过高青方言声韵调外 [5] ，尚未发现以实验手段对高青方言声母的专门探讨。
本文以一位高青本地人的语音采录材料为分析对象，拟在音系整理的基础上，通过实验语音学方法研究山东高青方言声母的声学特征，推断其发音特点，并分析各声学参数对不同声母及其发音部位、发音方法的区别效应。以期借对高青方言声母的阐释，为研究山东方言的内部变异与外部接触提供例证，同时丰富声学语音学与生理语音学融合的尝试。
2. 山东高青方言声母音系
Table 1. Initials in Gaoqing dialect in Shandong
表1. 山东高青方言声母
高青方言共26个声母(包括零声母)，见表1，其中舌尖前音实际音值接近齿间音，部分影、疑母一二等字声母读ŋ，部分晓、微母合口字声母读v。
3. 实验说明
3.1. 研究对象及分类
声母是位于音节前端的辅音音素(零声母除外)，发音时声腔都要形成一定的阻碍 [6] ，肺部产生的气流配合声带的运动情况摆脱阻碍而发声。因此形成阻碍的部位和突破阻碍的方式是声母研究的重要内容。
高青方言声母按其气流破除阻碍的方式可分为塞音声母、擦音声母、塞擦音声母、鼻音声母、边音声母，在此之上又依据气流的强弱和声带是否振动区分出送气与否和清浊的对立。其在宽带语图上亦表现为不同的模式，包括发爆破音时的冲直条、气流摩擦时产生的乱纹、浊辅音声带振动时的横杠 [6] ，见表2。高青方言声母所涉及的语图模式分类如下表。按照发音部位，高青方言声母可分为唇音、舌尖音、舌面音、舌根音。
Table 2. The morphological pattern of different initials in Gaoqing dialect
表2. 高青方言不同声母的语图模式
3.2. 研究内容
依语图模式判断气流除阻的方式，并据此将音系所示声母分为五类，根据每类声母发音特点的差异分别确定需要提取的声学参数，以便在区别除阻方式的基础上，对声母发音部位、气流情况、清浊对立等特征进行研究，见表3。
3.2.1. 塞音
塞音是指发音时声道完全闭塞、爆发而成的音 [7] ，时长短，具有离散性，其声学特质不易考量 [8] 。塞音的声学参量从总体上说可以从两个方面观察，其一是塞音本身的声学参量，其二是塞音对邻近语音的影响 [8] 。塞音本身的声学参量包括VOT和Gap两方面，VOT指嗓音起始时间，表示塞音除阻与声带开始颤动这段过程两者间的相对时长关系 [9] ，对于区分不同类别的塞音是一项有效的参量 [8] 。Gap指闭塞段时长，表示塞音和塞擦音的持阻时间，需在双字组中测量，是塞音“塞”这一声学特征的重要反映 [10] 1。以VOT为横轴，Gap为纵轴，可构建塞音声学空间图 [11] 。塞音对邻近语音的影响表现为其与后接元音共振峰、过渡音征间的关系，由塞音向元音过渡时会产生较明显的协同发音效应，在语图上表现为元音第二共振峰曲线的开端会受前面塞音(也会受后接元音)影响而产生向上或向下指向塞音爆破时频谱中能量相对集中区域的弯头，这就是塞音的音征 [8] [12] ，一般用音轨体现。音轨方程可以用来考察元音弱化、协同发音和部位分类等问题。通过计算后接元音F2的起点值与目标值所形成的最佳拟合线的直线方程与直线y = x的交点，可以求出各部位辅音的音轨 [13] 。由于音轨对语料标注和数据处理的要求较高，且本次所采语料均为单字，故本文仅计算不同塞音的VOT以反映其声学特点。
3.2.2. 擦音
擦音是声道中有阻碍但未完全闭塞、气流从缝隙中摩擦发出的辅音。与塞音相比，擦音音长较长，声学特征较稳定，易于考察频谱特性 [14] 。Svantesson (1986)采用频谱重心、能量分散度、音强分析普通话擦音声学特征，并指出能取其中任意二者为横纵轴构建擦音声学空间图 [15] 。冉启斌、石峰指出语音的强度具有相对性，故只选取谱重心和分散度对擦音进行考察 [16] ，并在后续研究中提出对其进行归一化和相对化处理的方法，以尽可能排除不同发音人个体因素的影响，使不同擦音间的位置关系更清晰 [14] 。李善鹏则以普通话塞擦音为例考察摩擦段频谱的声学参数与其语音特征之间的关系 [17] 。本文通过时长分析和频谱分析以研究擦音声学特征。时长指擦音摩擦段时长。频谱反映了摩擦段的能量分布情况，即通过快速傅里叶变换得到即时功率谱，并划分临界带，将其转化为临界带谱以匹配人耳的听觉特性，由此得到摩擦段的谱矩(包括谱重心、谱标准差、谱峰度、谱偏度) [16] ，其中，谱重心表征能量中心位置，谱标准差反映能量分散程度，谱偏度表征能量主要分布在高频还是低频，谱峰度则表征能量集中区的陡缓程度 [17] 。
3.2.3. 塞擦音
塞擦音是指发音时形成闭塞，气流先从阻碍中冲出窄缝，再由窄缝中摩擦而出所发出的声音，是“先塞而后擦的” [18] 。冉启斌提出通过计算时长性质指数和摩擦性质指数的方式来构建塞擦音的声学格局，反映塞擦音等辅音的声学性质2 [18] 。但由于双字组语料的缺乏，故本文仅取摩擦段时长和谱矩这两方面的参数来分析塞擦音声学特征。
3.2.4. 鼻音、边音
鼻音、边音是指发音时声带振动，气流分别由鼻腔、舌头两边流出的声音。鼻音边音发声，经鼻腔、口腔时共振，在语图上会产生类似元音的共振峰。本文通过分析鼻音边音的时长和共振峰模式以研究其声学特征。
3.3. 发音人
张XX，女，47岁，护士，大学本科学历，常年生活于高青，且父母与配偶均为高青人。能说高青方言，发音条件良好。
3.4. 字表及录音
每个音位选取10~20个单字，所选例字语图清晰，并保证调类和声韵组合类别覆盖全面。
使用外置声卡“m-audio”、话筒“AKGC544L”、audition3.0、斐风进行语料采录(采样率为44,100 HZ，精度16位，单声道)。发音人按字表顺序依次读出每个例字，每个字读一遍，遇到有杂音或电流声较明显的字需要多次重复录音，录完一类后及时用praat分析，保证音频的清晰性和准确度。录完后及时听音核对，补录误读音和漏读音，并在提取数据前对音档进行降噪处理(降噪10 dB)。
录音结束后，将同类声母的音档合并，导入praat标注。
3.5. 语料标注
3.5.1. 塞音声母VOT的标注
标注三层，分别为“汉字(HZ)”、“音节(YJ)”、“VOT”，其中“VOT”为数据提取层，依据定义，以频谱图上冲直条出现的位置为起点，以频谱能量开始显著增强的位置为终点，并且考虑元音第一、第二共振峰和元音周期性声波开始出现的位置并结合标注段音频听辨。标注示例见图1。
Figure 1. Annotation example of Gaoqing dialect plosive example word “Bai”
图1. 高青方言塞音例字“拜”标注示例
3.5.2. 擦音、塞擦音声母的标注
标注两层，分别为“汉字(HZ)”、“音节(YJ)”，其中“音节”的声母部分为摩擦段时长及谱矩的数据提取层，以频谱图上声波能量及乱纹开始出现的地方为起点，以频谱能量开始显著增强，同时元音周期性声波也开始出现的地方为终点，并参考乱纹的消失。标注示例见图2。
Figure 2. Annotation example of Gaoqing dialect affricative example word “Zuo”
图2. 高青方言塞擦音例字“坐”标注示例
3.5.3. 鼻音、边音声母的标注
标注三层，分别为“汉字(HZ)”、“音节(YJ)”、“共振峰(GZF)”，其中“音节”的声母部分为时长提取层，“共振峰”为共振峰数据提取层。“音节”层标注方式与擦音、塞擦音类同，但语图标准由乱纹变为横杠。“共振峰”层以声母段内共振峰曲线稳定出现的位置为起点，稳定结束的位置为终点。标注示例见图3。
Figure 3. Annotation example of Gaoqing dialect nasal voice example word “Mo”
图3. 高青方言鼻音例字“磨”标注示例
3.6. 数据处理
上述所有声学参数均通过脚本批量提取。在进行语料标注和数据提取整理时注意听辨，去除掉录音不够清晰、因个人疏忽或气流等场外因素干扰而造成的发音瑕疵较大的语料及其数据，提高结果的准确性。以音位为单位，通过excel计算提取得到的其所含例字各参数值的平均值、标准差、最大值、最小值、极差，取平均值作为参数参考值，并将平均值 ± 标准差的结果赋值为参数的浮动范围，其他值则用来检验和说明提取结果的稳定性。3
对于擦音声母，按冉启斌的策略，对谱重心和谱标准差进行归一化和相对化处理，以处理后的谱重心为横轴，谱标准差为纵轴，绘制高青方言擦音声学空间图。公式如下。其中Gx、Dx分别指擦音具体的谱重心值、谱标准差值。
谱重心：G = (Gx − Gmin)/(Gmax − Gmin)*100%
谱标准差：D = (DX − Dmin)/(Dmax − Dmin)*100%
而对于鼻音、边音共振峰，则按音位归类例字音档，通过脚本批量提取所有例字的音档在10个时点处的F1、F2、F3数据，4计算每个音位所含例字在10个时点处的F1、F2、F3各自的平均值，得到各音位F1、F2、F3数据各10个，由 此绘制各音位F1、F2、F3值的变化折线图，进而得到各音位共振峰模式图。以上数据整理和图表绘制均在excel表格中进行。
4. 山东高青方言声母声学特征
4.1. 塞音声母VOT研究
如表4所示，高青方言塞音声母VOT值的大小关系为：kʰ > pʰ > tʰ > k > p = t。在语谱图上，VOT指的是从冲直条到声带振动产生的浊音横杠之间的距离。当VOT出现在冲直条之前时为负值，是浊音；当VOT出现在冲直条之后时为正值，就是清辅音 [9] 。本实验中塞音冲直条均出现在周期性声波开始前，
Table 4. VOT of the plosive (unit: ms)
表4. 塞音VOT(单位：ms)
VOT为正值，均为发音时声带不振动的清塞音。Cho和Peter Ladefoged通过研究世界上18种语言发现可以根据VOT将塞音分成四个语音范畴：不送气(30 ms左右)、弱送气(50 ms左右)、送气(90 ms左右)、强送气(130 ms左右) [10] 。p、t、k的VOT均小于30 ms，应定义为不送气，pʰ、tʰ、kʰ的VOT均接近或超过130 ms，应定义为强送气，送气这一特征在高青方言塞音的区分中效应较为显著。朱晓农指出，辅音被动部位越往后，成阻部位接触面积越大，VOT越长 [19] 。无论送气与否，高青方言舌根塞音的VOT及其浮动范围均为最大，而舌尖音与双唇音的VOT区别却不大，送气时甚至出现双唇音大于舌尖音的情况。这说明高青方言发舌尖中塞音时，发音部位靠前，舌尖并非微微上翘顶住硬腭，而是向前铺展，舌叶或舌面与硬腭相贴，舌尖接近齿龈或位于齿间，带有腭化与咬舌色彩。5由此可见，VOT在高青方言塞音中可以有效区分其是否送气及是否为舌根音，但对双唇、舌尖两部位的区别效果不明显。
4.2. 擦音声母时长与谱矩研究
4.2.1. 擦音声母时长
Table 5. Duration of fricative (unit: ms)
表5. 擦音声母时长(单位：ms)
高青方言擦音声母时长均值大小顺序为：ɕ > f > ʂ > s > x > ʐ > v，见表5。浊擦音声母时长明显小于清擦音声母。送气塞音和清擦音在语图上均表现出乱纹，但清擦音时长都在200 ms以上或接近200 ms，送气塞音VOT则多大于130 ms而低于170 ms，时长分析可作为两类声母区别的标志之一。在清擦音中，舌面音时长最长，唇音和舌尖音次之，舌根音最小，在浊擦音中唇音短于舌尖音，与清擦音情况相反。由此可见，高青方言擦音声母时长与声母发音部位或存在一定的对应关系，当发音部位靠前时，清擦音时长往往较大，而浊擦音时长则较小，据此也可以推测在高青方言中，发舌面音时，舌位应较普通话而靠前。
4.2.2. 擦音声母谱矩
Table 6. Spectral moment of fricative
表6. 擦音谱矩
Table 7. The center of gravity and standard deviation of the fricative after processing
表7. 处理后擦音的谱重心、谱标准差
Figure 4. Acoustic spatial diagram of Gaoqing dialect fricative
图4. 高青方言擦音声学空间图
高青方言擦音声母谱重心大小顺序为：ɕ > s > f > x > ʂ > ʐ > v，谱标准差大小顺序为s > f > x > ɕ > ʂ > ʐ > v，谱偏度大小顺序为：v > ʐ > x > f > s > ʂ > ɕ，谱峰度大小顺序为：v > ʐ > x > f > ʂ > s > ɕ。见表6、表7和图4。谱重心与谱标准差之间基本呈正相关，谱偏度与谱峰度之间基本呈正相关。四个参数对区分擦音清浊均具有较明显的主效应，浊擦音的谱重心和谱标准差低于清擦音，谱偏度和谱峰度高于清擦音。林茂灿等指出，擦音的频谱特征与发音部位息息相关，擦音的离散度与摩擦缝隙大小有关，缝隙越大，离散程度越大，而谱重心则是按唇、舌发音部位的后移，而不断递减 [20] 。结合数据和声学空间图可推断，高青方言舌面音ɕ位于图中最右边和偏下端的位置，发音时舌位偏前，且与硬腭相接近，形成较小的缝隙。舌尖前音s位于右上角，发音时舌头前伸，上齿抬高造成空隙，使其发音有咬舌色彩。舌尖后音谱重心在图上与舌根音接近，谱标准差与舌面音接近，其部位靠后，舌位较卷，顶住硬腭。而唇齿音f的谱重心小于ɕ和s，再联系双唇塞音VOT与舌尖塞音接近这一现象可以推测，高青方言发清唇音时部位或后移。在能量分布上，浊擦音集中在高频，高于清擦音，而对清擦音来说，谱偏度和谱峰度的大小关系均表现为：舌根音 > 唇音 > 舌尖音 > 舌面音，发音部位与能量的集中和分布情况之间具有一定相关性。
4.3. 塞擦音声母摩擦段时长与谱矩研究
4.3.1. 摩擦段时长研究
Table 8. The duration of the friction segment of the affricative (Unit: ms)
表8. 塞擦音声母摩擦段时长(单位ms)
与塞音一样，高青方言塞擦音声母冲直条均出现在周期性声波出现前，均为清音。摩擦段时长大小顺序为：ʦʰ > ʨʰ > tʂʰ > ʨ > ʦ > tʂ，送气塞擦音大于不送气塞擦音，见表8。从绝对时长看，塞擦音的摩擦段时长大于塞音VOT，但小于清擦音的摩擦段时长。无论是否送气，舌尖后音的时长都最短，而舌尖前音和舌面音的摩擦段时长在送气和不送气两种情况下大小关系正好相反。tʂ的摩擦段时长仅为30 ms，与塞音接近，这与普通话中的tʂ声母情况类似。
4.3.2. 摩擦段谱矩研究
Table 9. Spectral moment of afficative
表9. 塞擦音声母谱矩
高青方言塞擦音声母谱重心大小顺序为：ʨ > ʨʰ > ʦ > ʦʰ > tʂ > tʂʰ，谱标准差大小顺序为：ʦ > ʦʰ > ʨ > ʨʰ > tʂʰ > tʂ，谱偏度大小顺序为：tʂʰ > ʦʰ > ʦ > tʂ > ʨʰ > ʨ，谱峰度大小顺序为：tʂʰ > ʦʰ > tʂ > ʦ > ʨʰ > ʨ。见表9。谱重心、谱偏度、谱峰度可较好区分送气情况，送气塞擦音的谱重心低于对应的不送气塞擦音，谱偏度和谱峰度却高于对应的不送气塞擦音。谱重心和谱标准差对塞擦音发音部位的区分均具有显著的主效应。在谱重心上表现为：舌面音 > 舌尖前音 > 舌尖后音。李善鹏曾通过实验表明普通话塞擦音中发音部位与谱重心大小的对应关系为舌尖前音 > 舌面音 > 舌尖后音，谱重心随发音部位的后移而降低 [17] 。由此对比可以推测，在高青方言塞擦音中，发舌面音时，舌位应偏前，实际发音部位或接近舌叶，发舌尖前音时，舌尖偏后，与齿龈存有一小段距离。谱标准差可借能量的分散情况表征发音时摩擦缝隙的大小，一般空间越大，谱标准差越大，能量越分散。数据表明高青方言塞擦音中谱标准差与发音部位的对应关系为：舌尖前音 > 舌面音 > 舌尖后音。舌尖前音发音时，开口度应略大，硬腭抬高，齿间留有一定缝隙，与后缩的舌尖配合，在发声时造成听感接近齿间音的效果。综合前文对擦音s的描述，可知所谓高青方言舌尖前音咬舌，应是由其特殊的发音方式所导致，从部位上看并非严格的齿间音，因此仍应记为ʦ、ʦʰ、s。舌面音发音时舌头与硬腭靠近。发舌尖后音时舌尖抵住硬腭而卷舌。舌面音的谱偏度和谱峰度均低于舌尖音，说明与舌尖音相比，其发声时能量集中在低频，变化较缓。对舌尖音而言，送气音的谱偏度和谱峰度均高于不送气音。由此可见，发音部位的差别和是否送气均会对塞擦音发声时能量的分布产生较为明显的影响。
4.4. 鼻音边音声母时长与共振峰研究
4.4.1. n和ȵ、l和ȴ的分合问题
高青方言存在n和ȵ、l和ȴ两组音位。通过听音，笔者认为n和ȵ同属合流后的娘、泥二母，在洪音前读为n，在细音前读ȵ。来母今读l，而在普通话中读为卷舌元音ər的，在高青方言中读ȴə，且本地人也能互相区别这4个音位。现通过时长和共振峰模式来对比它们的声学特征差异，进一步说明其分合问题。
1) 时长比较
Table 10. The duration of the two sets of phonemes (Unit: ms)
表10. 两组音位的时长(单位：ms)
2) 共振峰模式比较
3) 讨论
两组音位的时长和共振峰模式图分别见表10、图5~8。在时长上，n > ȵ，ȴ > l，且两两之间的差异较为显著。在共振峰模式上，n和l的F1与F2较为稳定，n的F1末端略有上扬，但ȵ的F2后段有明显的上升，ȴ的F2后段有明显的下降，n和ȵ、l和ȴ的共振峰模式存在较大区别。
综上所述，n和ȵ、l和ȴ彼此间在音长和音色上差别较大，且能互相区别意义，应视作不同音位。但注意到它们出现的条件各不相同，发音部位和发音方法较为类似，故彼此间应视作互为条件变体。
4.4.2. 鼻音、边音声母时长研究
Table 11. Duration of nasal voice and side voice (Unit: ms)
表11. 鼻音、边音声母时长(单位：ms)
高青方言鼻音、边音声母时长大小顺序为：ȴ > n > ŋ > m > l > ȵ。见表11。ȴ、n、ŋ只接洪音，m、l洪音、细音均可接，而ȵ后只接细音。从发音动作上看，接洪音时，发音部位间的接触面相对更大，接细音时则更小，这或在一定程度上影响声母发音的持续性，故推测鼻音、边音时长与其后接元音类型相关。ȴ、n、ŋ与m、ȵ相比，发音部位偏后，因此预测在高青方言鼻音、边音中，发音部位靠后，声母时长变长，但舌尖中音l的时长却较短，可能是因为发l时舌面较展，发音部位相对偏前。
4.4.3. 鼻音、边音声母共振峰研究
m和ŋ共振峰模式图见图9和图10。n、ȵ、l、ȴ共振峰模式图已在前文说明。
由共振峰模式图可知，m和l的F1、F2曲线较为平稳，l的F2值大于m，舌根音ŋ的共振峰曲线起伏最大，共振不够稳定，或与其发音部位有关。田良娟在2010年调查汉语九方言点鼻音边音共振峰情况时曾指出，边音l的F1总体会呈下降趋势，F2则呈上升趋势 [6] ，而ȴ的F2曲线却是下降的，说明ȴ并非边音。
5. 结论
结论1：时长分析法是区分高青方言辅音声母的重要方法：
1) 针对除阻方式不同的声母，具体表现为：清擦音摩擦段时长 > 送气塞擦音摩擦段时长 > 送气塞音VOT > 浊擦音摩擦段时长 > 不送气塞擦音摩擦段时长 > 不送气塞音VOT。
2) VOT和摩擦段时长分别对塞音和塞擦音“送气”这一特征的区分具备显著的主效应。
3) VOT和摩擦段时长均可区分塞音、擦音、塞擦音声母是否存在清浊对立。
结论2：高青方言声母音系虽大部分与普通话声母音系重合，但部分声母的发音特点却与普通话中对应的声母有较明显的区别。
1) 发舌尖中音时会腭化与咬舌，舌面较展。
2) 发舌面音时舌头靠前，与硬腭贴近。
3) 发舌尖前音时开口偏大，留出空隙，在发声时造成咬舌、齿间色彩。
4) 发舌尖后音时，卷舌动作十分明显。
5) 发清唇音时，发音部位较普通话后移。
结论3：谱矩可较好区分高青方言擦音清浊、塞擦音是否送气、擦音与塞擦音的发音部位。
结论4：高青方言存在ŋ、ȵ、l、ȴ 4个普通话中没有的声母，在时长和共振峰的呈现上互有差异，应视作不同的音位。
基金项目
本文系2023年国家级大学生创新创业项目《山东高青方言语音系统的声学特征研究》(项目编号：202310357162)阶段性成果。
NOTES
1冉启斌(2017)指出，VOT主要还是针对塞音而言，在塞擦音中摩擦段时长的概念对应于VOT。
2时长性质指数 = 摩擦段时长/Gap；摩擦性质指数 = 谱重心/谱标准差。
3谱矩所涉及的参数较多，出于行文简洁的考虑，故不列最值和极值。
4记为F1-1，F1-2……F1-10；F2-1，F2-2……F2-10；F3-1，F3-2……F3-10，对例字进行归类后，以行为单位排列每个例字，并将提取得到的每个例字的共振峰数据按上述顺序排列。
5林伽亦(2022)认为，在山东方言里像这种舌尖塞音发得偏前的只占少数。