干靚 楊偉光 王蘭
城市綠地是城市自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有凈化環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候、提供景觀與休憩場所等生態(tài)系統(tǒng)服務功能[1],能夠對人類的生理和心理健康產(chǎn)生積極作用。近年來,城市綠地與公共健康的研究受到廣泛關注, 隨著多源數(shù)據(jù)融合和時空計量研究方法的廣泛應用,相關研究日益趨近綠地健康影響作用機制的真實狀況,國內(nèi)外學者對城市綠地健康影響路徑的研究日趨完善。Hartig等[2]、Shanahan等[3]從綠地的自然屬性,Markevych等[4]從綠地功能,Van Den Bosch等[5]373和Aerts等[6]以綠地生態(tài)系統(tǒng)服務功能為視角,馬明等[7]從綠色開放空間的健康作用過程,姚亞男等[8]從綠地作為生態(tài)產(chǎn)品和促進健康行為的角度, 為解讀城市綠地健康影響路徑提供了線索和框架。 但規(guī)劃設計實踐者仍然存在疑惑,如:為促進特定健康效益,綠地分布是集中還是分散更好?布局在什么位置更合適?綠地內(nèi)部結構、設施、植被配置怎樣才更合理?這些問題需要系統(tǒng)且有針對性的回答,對于不同影響路徑下具體綠地空間特征的作用機制有待深化。
鑒于此,筆者基于Web of ScienceTM和中國知網(wǎng)等文獻數(shù)據(jù)庫,參考國內(nèi)外文獻中提出的關鍵詞[5]375,以城市綠地(urban green space)、公共健康(public health)、空氣污染(air pollution)、城市熱島(heat island)、噪聲(noise)、體力活動(physical activity)、社會 交往(social contact)、自然體驗(experience of nature)、心理恢復(restorative)作為主題詞,進行相關文獻檢索。共檢索相關中英文文獻120篇,經(jīng)篩選后,最終基于55篇進行分析。根據(jù)歸納總結的城市綠地對健康影響的基本路徑,筆者對分布格局特征、周邊聯(lián)系特征與內(nèi)部環(huán)境特征3類城市綠地空間特征及其健康促進效益進行了梳理,以期為健康導向的綠地規(guī)劃設計實踐提供依據(jù),從而支撐健康綠地循證設計,并從實踐需求角度對基礎實證研究的深化方向提出建議(圖1)。
城市建成環(huán)境對公共健康的影響主要體現(xiàn)在各空間要素對城市環(huán)境、人群行為模式、心理狀態(tài)等方面的影響[9-10]。因此,筆者將城市綠地的健康影響路徑歸納為:減少健康風險暴露、促進健康行為活動和提高心理恢復能力3方面。
健康風險包括空氣污染、城市熱島以及噪聲污染等。空氣污染是造成心血管疾病的主要風險因素[11]。城市綠地能夠降低空氣污染,因為植被葉片能去除SO2等污染物,葉片表面還能沉降懸浮顆粒物;綠地通過降溫增濕減少冷卻能源使用,從而減少燃料排放污染[12]。炎熱環(huán)境與心血管和呼吸系統(tǒng)死亡率相關[13]。城市綠地緩解熱島效應的方式有兩種:1)由植被遮蔽建筑或通過蒸騰蒸發(fā)冷卻周邊環(huán)境;2)通過減少城市冷卻能源需求來減少溫室氣體排放[14],從而有效影響與炎熱環(huán)境相關的死亡率[15]。噪聲污染能影響居民睡眠、增加心血管疾病的患病風險[16]。城市綠地所形成的綠化屏障通過聲波衍射、吸收等方式降低噪聲,阻隔其傳播[17],蟲鳴鳥叫等自然聲也可以降低非自然聲影響,緩沖噪聲產(chǎn)生的心理壓力[18]。
健康行為包括自然體驗活動、體力活動和社會交往活動。缺乏與自然直接接觸可能面臨健康風險[19]。城市居民與自然接觸最好的地點即是城市綠地[20]。周邊綠地的覆蓋率與距離會影響自然體驗活動的參與性[21]114,[22]32。缺乏體力活動是全球非傳染性慢性疾病增加的一大因素[23]。城市綠地可以提供安全、便捷、有吸引力的場地來引導人們進行體力活動[24]。綠色環(huán)境中進行的體力活動,比在其他環(huán)境條件下更有益于身心健康[25]。生活在公園綠地周邊的居民進行體力活動的頻率更高[26]。綠地作為公共開放空間為鄰里交往提供機會[27],來自不同背景的人們可在參與綠地活動的過程中通過反復的視覺接觸以及短時間的戶外對話和問候來建立更好的鄰里關系[28],減少負面情緒產(chǎn)生的可能。研究表明社會交往是綠地與公共健康之間重要的中介變量[29]。
城市綠地在緩解壓力、改善情緒、恢復注意力和調(diào)節(jié)心理疾病等方面具有獨特作用[30]。綠地能夠提高心理恢復能力的原理可以用減壓理論和注意力恢復理論解釋[31]。前者認為人類天生就傾向于尋找無害的自然環(huán)境來放松,壓力大的人與自然接觸后會引發(fā)副交感神經(jīng)系統(tǒng)反應,從而產(chǎn)生更加舒適放松的積極情緒狀態(tài)[32]。后者認為,在自然環(huán)境中對有趣而豐富的場景給予無意識的注意有助于恢復精力,從而提高認知能力[33]。
綠地分布格局特征指綠地在城市中的空間分布(集中或分散);綠地周邊聯(lián)系特征指綠地與其他用地的聯(lián)系狀況,包括可獲得性①、可達性②等;綠地內(nèi)部環(huán)境特征指單個綠地的自身特征,包括幾何特征(面積、形狀)、場地特征(設施、地形地貌等)、植被特征(植被類型、數(shù)量和群落結構等)以及生物多樣性特征(物種種類、數(shù)量)等方面。不同層面的綠地空間特征在一種或多種影響路徑下發(fā)揮綠地的健康效益。
2.1.1 減少空氣污染的綠地空間特征
綠地斑塊聚集性、可獲得性以及植被特征對減少空氣污染具有重要作用。 綠地斑塊聚集性越高或者研究區(qū)周邊緩沖區(qū)內(nèi)綠化覆蓋率越高,大氣顆粒物濃度越低[34]98,[35]1,[36]105,[37]33。綠地內(nèi)部的植被特征也會影響大氣顆粒物濃度,植被的橫向結構、豎向結構及植被類型在一定程度上有助于削減大氣顆粒物[38]1685;沿街綠地中的喬灌草植被配置組合對大氣顆粒物削減能力最強[39]293;針闊葉混交林復合配置對顆粒物具有較好的凈化效果[40]932。
2.1.2 緩解城市熱島的綠地空間特征
綠地斑塊聚集性、連通性、可獲得性特征以及面積與形狀會影響城市綠地降溫效果。盡管斑塊聚集性和連通性影響綠地降溫效果存在不同結論,但多數(shù)研究支持更高的聚集性和連通性有更好的降溫效果[41]45,[42]349。提高綠地的可獲得性也有助于緩解城市熱島[41]56,[43]35。單個綠地面積越大降溫作用越好,但發(fā)揮顯著降溫效果的綠地面積閾值存在差異[44]428,[45]7。在臺北的研究發(fā)現(xiàn)3 hm2以上的公園綠地具有穩(wěn)定的降溫效果[46];在北京的研究發(fā)現(xiàn)5 hm2以上的綠地降溫增濕效果極其明顯且衡定[47];在重慶的研究則表明面積超過14 hm2時綠地降溫效果明顯[48];這些結論不同的原因可能是地區(qū)氣候環(huán)境差異[49]。此外,同等面積的綠地形狀越復雜,其降溫效果越好[45]5,[50]87。
2.1.3 減少噪聲污染的綠地空間特征
減少噪聲污染方面,植被層次越豐富,減噪效果越好[51]68,[52]25。道路旁植被配置時應注意增加水平和垂直向上植物群落層次,并將高大喬木種植在靠近高架路一側,植物群落高度依次遞減可以達到較好的減噪效果(表1)。
表1 減少健康風險暴露的綠地空間特征Tab. 1 Green space characteristics to reduce health risk exposure
2.2.1 促進自然體驗活動的綠地空間特征
綠地各層面特征都會影響居民自然體驗活動。綠地斑塊聚集性低,布局相對分散,則周邊居民的自然體驗活動參與頻率和時長較高[53]69。綠地可達性與可獲得性越高,居民自然體驗活動的參與性也越高[21]114,[22]32,[54]7977,[55]385。安全、整潔和維護良好的綠地是居民參與自然體驗活動的前提條件[56]152,[57]52。居民在面積大的綠地中自然體驗活動參與頻率低,但活動持續(xù)時間長;在面積小的綠地中活動頻率高,但活動時長短[58]。綠地內(nèi)有健身步道也能促進居民體驗自然[59]1;對青少年兒童而言,秋千、滑梯等娛樂設施是他們訪問綠地的重要因素[57]57。綠地的自然特征,如有自然界面的小溪[60]1564、可攀爬的樹木、可以野餐的草地[61]1、不同的地形環(huán)境[62]都會影響居民的自然體驗參與。綠地的生物多樣性特征也是一項重要因素[63]174,[64]394,物種種類與數(shù)量越豐富,居民自然體驗活動參與性越高。
2.2.2 促進體力活動的綠地空間特征綠地的可達性、可獲得性、場地特征也會影響居民的體力活動。綠地的可獲得性越高,居民參與體力活動意愿越強[65]6,[66]96。到達綠地的距離和時間越長,居民體力活動的頻率也越低[67]426,[68]1。有研究指出住家周邊至少300 m內(nèi)有綠地才能更好地促進體力活動,也有研究指出該距離不能超過400 m(10 min步程),而100 m是更優(yōu)的距離[69]。綠地的安全性是人們進入的前提條件,也會影響體力活動的持續(xù)時間[70]7,[71]124。綠地內(nèi)的設施配置同樣會影響居民的體力活動。例如游樂場、運動場、跑道和飲水機等設施對鼓勵兒童參與體力活動尤為重要[72];綠地內(nèi)安裝戶外健身器材后,居民體力活動強度顯著增加[73]26;居民對綠地中游樂場、咖啡館、廁所等設施的品質(zhì)評分與體力活動呈正相關[74]11。
2.2.3 促進社會交往的綠地空間特征
綠地的可達性、可獲得性、場地與植被特征會影響居民的社會交往活動。提高居住地周邊綠地的可獲得性與可達性在一定程度上能促進社會交往[75]586,[76]44。對歐洲4個城市社區(qū)綠地與社會交往關系的研究發(fā)現(xiàn):社區(qū)綠地可獲得性越高,居民社會交往活動越多[77]657。在美國洛杉磯的研究發(fā)現(xiàn)到公園綠地的距離會影響居民社交活動[78]522。綠地的安全與維護是居民發(fā)生社交活動的前提條件[76]44。豐富的植物要素也能在一定程度上強化居民對交往氛圍的感知,從而促進人們進行聊天、棋牌、喝茶等社交活動[79]27(表2)。
表2 促進健康行為活動的綠地空間特征Tab. 2 Green space characteristics of health-promoting activities
提高心理恢復能力的綠地空間特征包括周邊聯(lián)系特征以及綠地內(nèi)部環(huán)境的場地、植被和生物多樣性特征。居民直接與綠地內(nèi)各要素接觸,通過各種感官感受綠地的恢復效益,因此綠地內(nèi)部環(huán)境特征對提高心理恢復能力影響更大[80]。
提高綠地的可獲得性與可達性在一定程度上有益于心理恢復[81]63,[82],[83]223,[84]99。對心理恢復影響最大的是綠地的植被與生物多樣性特征,場地中的設施、地形等也有一定影響[85]1,[86],[87]9。綠地內(nèi)鳥類等生物的多樣性越豐富,被試者的心理恢復效益就越好[87]9;受訪者可感知的蝶類、蜜蜂等昆蟲的物種豐富度與心理恢復存在一定相關性[88]120。綠地中的植物有助于提高居民對景觀優(yōu)美度的判斷,從而引發(fā)靜坐冥想、觀景聊天等休閑行為[79]27,[87]9;喬灌草搭配并且種植本地物種更有助心理恢復[88]120。此外,綠地內(nèi)多變的地形與豐富的設施能激發(fā)使用者對景觀優(yōu)美度與交往氛圍感的心理認知,從而有益于心理復愈[79]26。也有研究發(fā)現(xiàn)受訪者對綠地內(nèi)設施品質(zhì)的評分越高,其心理困擾就越少[85]9(表3)。
表3 提高心理恢復能力的綠地空間特征Tab. 3 Green space characteristics of psychological restorativeness
不同的綠地特征通過不同路徑影響著公共健康,具體指標可表征不同層面空間特征(表4)。分布格局特征多與物理環(huán)境過程(降溫、增濕等)相關,主要通過減少健康風險暴露來發(fā)揮綠地的健康效益。周邊聯(lián)系特征主要針對居民的行為活動參與性;而內(nèi)部環(huán)境特征則與居民行為活動的體驗性相關,好的活動體驗將促進活動的參與。周邊聯(lián)系特征和內(nèi)部環(huán)境特征共同促進健康行為的發(fā)生。此外,綠地的內(nèi)部環(huán)境特征可能影響居民的心理恢復效果,尤其是植被和生物多樣性特征能有效地為居民提高心理恢復能力。
表4 不同影響路徑下的城市綠地空間特征Tab. 4 Urban green space characteristics under different impact pathways
筆者以健康綠地規(guī)劃設計的實際需求為導向,總結城市綠地在減少健康風險暴露、促進健康行為活動和提高心理恢復能力3方面的健康影響路徑,針對分布格局、周邊聯(lián)系、內(nèi)部環(huán)境3類城市綠地空間,辨析不同健康影響路徑的具體特征及其分析指標。基于這樣的特征指標和路徑的梳理將有利于明確綠地規(guī)劃設計中的要點和重點。
1)綠地分布格局特征主要通過綠地斑塊的聚集性和連通性來度量,值得注意的是,這類特征在不同影響路徑下所具有的健康效益趨向呈現(xiàn)出相反的結論。在同等綠地規(guī)模下,相對均等且分散布局能夠提高居民的可達性,這對促進自然體驗活動有益;但對于減少空氣污染和緩解城市熱島,布局相對集中的綠地才能發(fā)揮出綠地相應的健康效益。所以針對綠地分布格局的研究需要權衡主導風險,找到布局的平衡點或閾值,辨析地區(qū)存在的不同健康風險影響,根據(jù)數(shù)據(jù)分析提出差異化的健康導向綠地規(guī)劃設計策略。
2)以綠化覆蓋率為代表的可獲得性特征在3方面健康影響路徑中都能發(fā)揮作用;可達性特征則主要作用于促進健康行為和幫助心理恢復?,F(xiàn)有設計規(guī)范已提供了包含綠地面積、綠地率、綠化覆蓋率在內(nèi)的綠地規(guī)模指標的環(huán)境底線要求。未來需要開展更具針對性的實證研究,量化健康效益,提出更高健康導向的綠地服務半徑、通達路徑、步行距離和時間等指標要求。
3)內(nèi)部環(huán)境特征主要作用于促進健康行為活動和提高心理恢復能力方面。人的行為與心理感受主要受到微觀空間影響,綠地內(nèi)部環(huán)境中人工要素和自然要素之間的平衡,以及空間特征的細化設計是該層面重要的關注點。在土地空間資源有限、綠地規(guī)模較難大幅度增長的存量規(guī)劃時代,其內(nèi)部環(huán)境品質(zhì)對于規(guī)劃設計更顯重要。有待進一步分析綠地內(nèi)的游樂和服務設施配置、自然基底豐富度與趣味性、綠化維護管理方式、實際與可感知的動植物物種豐富度等微觀要素,辨析其對特定的健康行為的促進效應和心理恢復作用。
除少數(shù)研究提出了具有降溫增濕效益的綠地面積閾值外,大部分研究尚未明確提出具有直接設計指導價值的量化指標,如多大的綠地規(guī)模能有效鼓勵體力活動?距離綠地多遠能最大化鼓勵自然體驗活動?什么樣的植被配比有最佳的噪聲防治作用?究其原因是當前實證研究中采用的度量指標大多基于其他學科背景,即使針對城市建成環(huán)境,其研究結果也過于寬泛,較難作為設計指標在規(guī)劃設計中進行精準干預。因此很有必要從實踐角度對當前實證研究中的度量指標提出新的要求。
健康是人與周邊環(huán)境持續(xù)互動的結果。城市空間設計無法改變?nèi)说倪z傳特征,但能夠通過改善城市環(huán)境并影響人的環(huán)境暴露和行為習慣,影響人的健康福祉。筆者系統(tǒng)梳理了城市綠地空間特征對健康的不同影響路徑,細化特征指標,辨析了已充分證明和有待深化的研究重點,提出未來的研究需要從權衡主導風險影響、構建高線指標要求、深化微觀促進機制、優(yōu)化指標度量視角等方面予以完善,以期推進健康綠地循證設計,也為城市建設管理者提出更精準的綠地空間設計政策提供建議。
注釋(Notes):
① 綠地的可獲得性(availability)是指在居住、工作地等研究區(qū)周圍緩沖區(qū)內(nèi)綠地的數(shù)量,可以用百分比、個數(shù)或面積大小表示,綠化覆蓋率可作為可獲得性的一種表征方式。
② 綠地的可達性(accessibility)是指居住、工作地等研究區(qū)與綠地空間的接近程度,可以用緩沖區(qū)、距離或到達時間表示。
圖表來源(Sources of Figure and Tables):
圖1由作者繪制,表1~4由作者依據(jù)相關參考文獻整理。