賴鵬程，李承康，彭兆翔，鄭涵青，黃啟堂

（福建農(nóng)林大學(xué)·園林學(xué)院，福建 福州 350002）

近年來隨著城市化的快速發(fā)展，城市的數(shù)量、規(guī)模不斷增大，自然環(huán)境的惡化，導(dǎo)致城市用地的擴張和森林面積的減少，給城市居民健康帶來了巨大挑戰(zhàn)[1]。而伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們越來越向往自然，對于休閑游玩、健身鍛煉的需求越來越大，促使森林旅游、自然體驗等娛樂項目日益增長[2]。已有大量研究證實森林環(huán)境不僅對維持和恢復(fù)人們的身體機能具有正向作用，同時也能改善心理健康[3-4]。在此背景下，越來越多的人選擇到森林公園中去感受自然、親近自然，以獲取身心健康和情緒等方面的改善。由此，森林步道應(yīng)運而生，成為人們觀賞自然、休閑游玩的場所。

現(xiàn)階段，關(guān)于森林步道的研究主要集中在森林步道的選線優(yōu)化[5-6]、規(guī)劃設(shè)計[7]、個體環(huán)境偏好[8]、游客綜合評價[9]等方面，推動了森林步道的進一步建設(shè)和發(fā)展。游客是森林步道的使用主體，其主觀感受和客觀體驗反映了其在游覽步道時的身心狀態(tài)，為森林步道的品質(zhì)提升提供數(shù)據(jù)支撐，有助于建設(shè)更加合理、適宜的森林步道。而當前針對不同景觀特征和空間類型森林步道對游客的身心體驗卻鮮有報道。本研究選取福州市具有代表性的森林步道為研究對象，探究不同景觀特征和空間類型森林步道對游人心理和生理感知的差異，以期為今后森林步道的建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考。

1 研究地概況

本研究選取福州的福山郊野公園步道和鼓山風景區(qū)步道作為主要研究區(qū)域。福山郊野公園步道總長約20 km，以保護原生態(tài)自然植被、展現(xiàn)山林鄉(xiāng)野風貌為主旨，服務(wù)群眾的休閑游憩體驗為核心，集生態(tài)便民、健身休閑和共建共享為一體。鼓山步道位于鼓山風景名勝區(qū)內(nèi)，總長約2.5 km，海拔上升約800 m，沿途可欣賞到人文歷史景觀和自然山體風貌，具有獨特的歷史文化價值、環(huán)境價值和游憩價值等，吸引眾多游客前來休閑游玩、健身鍛煉。這兩個步道充分體現(xiàn)了福州城區(qū)森林步道的建設(shè)水平，且具有較多使用者，具有較強的代表性。

2 研究方法

2.1 空間樣本選取

研究小組于2020年11 月，在福山郊野公園步道和鼓山風景區(qū)步道進行調(diào)研，選取正光橫向取景，視線高度保持在1.70 m，進行現(xiàn)場拍照。為避免過多環(huán)境因素對各空間類型的被試體驗造成影響，故在選取樣本空間時盡量選擇空間視覺主體面積占畫面50%以上，且畫面中環(huán)境內(nèi)容較為單純的照片，最終共收集到300 余張景觀照片初步樣本供實驗篩選。同時由于人的視距不同，所得到的生理感知也不同，此次實驗照片分為近景和遠景兩種視距拍攝。在同一視距中選取綠視率有明顯差別的低中高3個層次的照片，每個層次分別為3 張照片，避免被試者重復(fù)觀看同一張圖片時引發(fā)視覺審美疲勞。兩種森林步道照片組共有森近低（森林近景低綠視率）1-3、森近中1-3、森近高1-3、森遠低1-3、森遠中1-3、森遠高1-3等 18 張照片（表 1）。

表1 森林步道空間樣本圖片及相關(guān)描述Tab. 1 Sample image of forest trail space related descriptions

2.2 被試選取

本研究通過網(wǎng)絡(luò)招募和海報招募生活壓力較大、情緒起伏較為明顯并能夠配合研究小組完成生理測量和主觀感受測評的群體參與實驗。共招募45名志愿者，志愿者年齡范圍大多在20～40 歲，平均年齡27.5 歲。

2.3 問卷設(shè)計

實驗中主觀評價問卷設(shè)計主要組成包括3個部分。第一部分為樣本背景資料，內(nèi)容包括年齡、性別、學(xué)歷、專業(yè)；第二部分為景觀特征評價，包含綠視率、自然程度、物種豐富度、喜好度共4個維度；第三部分為使用者的恢復(fù)性感知評價，以Kaplan[10-11]等人提出的“遠離”、“延展”、“迷人”和“相容”四類恢復(fù)性環(huán)境特征評價維度，同時參考國內(nèi)相關(guān)研究的量表設(shè)計，采用“放松緊繃心情”、“使人印象深刻”、“被有趣事物吸引住”以及“感到自得其樂”這4種描述來進行感受的釋義。問卷采用語義分析法設(shè)計量表，并用簡潔語言表達，每個題項均采用李克特7 級量表(1＝“非常不同意”～7 ＝“非常同意”)。

2.4 測量指標

2.4.1 心率變異性

心率變異性（HRV）是指心電圖上一個RR 區(qū)間的變化情況，反映出自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)活動，是衡量人應(yīng)激水平的可靠指標，也是預(yù)測情感認知變化的有效指標[12]。心率變異性反映個體在某時刻情緒波動。已有研究表明個體隨著疲勞程度增加，急躁情緒產(chǎn)生，心率均值上升；若個體心情放松，則心率均值穩(wěn)定于被試正常精神狀態(tài)心率均值之下[13]。因此本研究選取心率變異性作為表征被試者疲勞的心電指標。

2.4.2 皮膚電信號

皮膚電信號 (EDA) 是指皮膚表層的汗腺活動強度，它會導(dǎo)致皮膚的電特性持續(xù)變化[14]。相關(guān)研究表明人體清醒時皮膚電信號均值較大，當情緒急躁時均值顯著上升。中樞神經(jīng)和交感神經(jīng)在人體清醒時處于活躍狀態(tài)，因此控制的汗腺分泌汗液活動就強，使皮膚電導(dǎo)(電阻的倒數(shù))增大，反之，精神放松時中樞神經(jīng)和交感神經(jīng)活動下降，汗腺分泌汗液少，皮膚電導(dǎo)就小[15]。皮膚電信號是皮電活動中最常用的指標，因此選取其作為表征被試者疲勞程度的生理指標之一。

2.5 實驗流程

實驗于2020年10 月在標準實驗室進行。由一名研究人員通過對被試者佩戴由北京津發(fā)科技研發(fā)的ErgoLAB 智能穿戴人因生理記錄儀，隨后觀看步道景觀圖片（約20 min），之后被試者將被要求根據(jù)對景觀的心理感受填寫主觀評價測量問卷（約5 min）。其中，實驗開始的0～3 min 為靜息基準線數(shù)據(jù)采集階段，而后18 張步道圖片以每張間隔15 s 的時間進行放映。實驗中的指導(dǎo)語即空屏放松時間是為了測試被試者的基線數(shù)據(jù)，以更好地與之后欣賞風景的生理數(shù)據(jù)做對比。其中前導(dǎo)語內(nèi)容如下：

感謝同意參加本次景觀體驗，接下來您將看到4組不同的步道景觀圖片。在欣賞照片前您有3 min 的空屏放松時間，同時每一組照片放映完畢您都有3 min 的空屏放松時間。接著您需要在欣賞風景的同時想象您在該環(huán)境中的切身體驗，包括不同環(huán)境特點帶給您的身心感受，在欣賞圖片期間，您需要全程保持注意力盡量集中，盡量保持呼吸均勻、心態(tài)平靜，避免咳嗽、轉(zhuǎn)頭、打哈欠等大幅度動作。

感謝您對本次實驗的配合！待您調(diào)整完畢，請示意實驗人員開始試驗。

2.6 數(shù)據(jù)處理

本研究通過ErgoLAB 獲取被試者皮電皮溫數(shù)據(jù)（EDA）以及心率數(shù)據(jù)（HRV）等生理指標數(shù)據(jù)，隨后由ErgoLAB 軟件處理轉(zhuǎn)換后以數(shù)值的形式在Excel 表格上呈現(xiàn)，心理感知恢復(fù)性由主觀測評問卷評價獲取。最終參與實驗的45名被試者中，有5名被試者由于數(shù)據(jù)質(zhì)量較差而被剔除，因此只對余下的40 組有效數(shù)據(jù)進行分析。數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0 軟件處理，分析方法包含描述性分析、單因素方差分析、事后檢驗、相關(guān)性分析等。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林步道對游人心理健康影響結(jié)果分析

森林步道的不同空間類型下恢復(fù)知覺各因子得分情況如表2 所示，從總體得分來看，六類森林步道空間恢復(fù)性效應(yīng)為：森林步道近景高綠視率空間＞森林步道遠景高綠視率空間＞森林步道遠景中綠視率空間>森林步道近景低綠視率空間>森林步道遠景低綠視率空間>森林步道近景中綠視率空間。其中空間類型為森近高的感知恢復(fù)性評價總分最高21.07（SD=3.88），空間類型為森遠低的感知恢復(fù)性評價總分最低19.24（SD=3.92）。六類森林步道空間對對恢復(fù)性感知中的遠離性和迷人性維度的影響比較顯著，說明森林步道能讓游人暫時遠離城市的喧囂，忘卻壓力與疲倦，沉浸于森林的自然環(huán)境，獲得身心放松。

表2 森林步道空間感知恢復(fù)性總體評價得分表Tab. 2 Overall evaluation score of spatial perceptual restorability of forest trail

對數(shù)據(jù)進行Levene 檢驗后，結(jié)果顯示P 值大于0.05，接受方差齊性假設(shè)（表3），可以對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。單因素方差分析結(jié)果P 值小于0.05，結(jié)果表明六類森林步道空間的恢復(fù)水平在統(tǒng)計學(xué)意義上具有顯著差異（表4）。由表5 可知，經(jīng)LSD 多重比較顯示森林步道近景高綠視率空間的恢復(fù)性明顯高于近景中、低綠視率空間，也明顯高于遠景低、中、高綠視率3種空間類型森林步道（P<0.05），但森林步道其余5種類型空間的恢復(fù)性總分沒有明顯差異（P>0.05）。

表3 方差齊性檢驗Tab. 3 Homogeneity test of variance

表4 單因素方差分析Tab. 4 One way ANOVA

表5 PRS 得分LSD 多重比較Tab. 5 Multiple comparisons of PRS score and LSD

結(jié)合綜合評價結(jié)果，森林步道近景中綠視率空間感知恢復(fù)性最低，其原因可能是由于此類空間要素有較多人工痕跡，如照明設(shè)施、欄桿等，且視距較近視線范圍有限，其利于身心健康、消除壓力舒緩情緒的效果較弱。而森林步道多處于城郊地區(qū)，游人們希望在遠離城市的空間內(nèi)得到一種世外桃源的心理感受，所以游人更希望身邊被郁郁蔥蔥的植物所環(huán)繞，身處在綠林深處游覽，因此，森林步道的近景高綠視率的空間是游人們所認為最有助于身心健康恢復(fù)的場景。

3.2 森林步道景觀特征對游人心理健康的影響分析

為了比較森林步道的不同景觀特征的恢復(fù)性作用，選取綠視率、自然程度、物種豐富度、環(huán)境偏好4個維度對其進行恢復(fù)性得分評價，并進行相關(guān)性分析(見表6)。結(jié)果顯示，綠視率、自然程度、物種豐富度、環(huán)境偏好都與身心健康感知的4個維度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)?？傮w來看，環(huán)境偏好特征對恢復(fù)性的4個維度影響顯著水平最高，而綠視率特征對恢復(fù)性的4個維度影響最低，說明環(huán)境偏好程度是影響游人的恢復(fù)性體驗最重要的因素，情感是促進恢復(fù)性感知的重要組成部分。

3.3 森林步道對游人生理健康影響分析

為了研究不同空間類型的森林步道對游人生理健康的影響，根據(jù)被試者在六類空間類型的步道圖中的皮膚電導(dǎo)水平（EDA）和心率（HRV）兩類生理數(shù)據(jù)，通過SPSS 25.0 統(tǒng)計軟件對森林步道下的18 張圖片（實驗組）和2 張指導(dǎo)語圖片（對照組）數(shù)據(jù)進行處理，經(jīng)描述性統(tǒng)計、單因素方差（ANOVA）分析等數(shù)據(jù)處理方法進行分析，結(jié)果如表7 所示。

由表7 可知：森林步道下18 張圖片中，40名實驗者的HRV 均值同樣在80 左右。其中圖森近高1所對應(yīng)的HRV 均值最高，達到82.2；圖森近中1 所對應(yīng)的HRV 均值最低，為79.44。此外，40名實驗者的EDA 均值數(shù)值在0.6 左右，其中作為對照組的非森林步道圖空白屏（指導(dǎo)語1）EDA 均值數(shù)值最高，達到0.72；森遠高3 所對應(yīng)的EDA 均值數(shù)值最低，為0.60。

表7 森林步道生理數(shù)據(jù)均值統(tǒng)計Tab. 7 Statistics of mean value of physiological data of specific map of forest trail

其次，將森林步道中的森近低、森近高、森近中、森遠低、森遠高、森遠中6個類別與指導(dǎo)語類別數(shù)據(jù)進行均值計算。結(jié)果表明，此次森林步道六類圖與指導(dǎo)語圖的均值統(tǒng)計中，森近低類別HRV 均值數(shù)值最高為81.47，森近中類別HRV 均值數(shù)值最低為80.47。此外，指導(dǎo)語類別EDA 均值數(shù)值最高為0.69，森近低、森近中、森遠高三類圖所對應(yīng)的EDA 均值數(shù)值同為最低，為0.61。數(shù)據(jù)處理結(jié)果說明被試者在看到風景影像時身心是有在恢復(fù)的，而對于哪類空間恢復(fù)性最好表現(xiàn)并不顯著。原因可能是個人體質(zhì)的差異和被試者在實驗過程中產(chǎn)生的身心疲勞導(dǎo)致。

由圖1 可知，森林步道六類圖與指導(dǎo)語的HRV與EDA 均值總體水平相差不大，且HRV 值較為穩(wěn)定，僅出現(xiàn)2個離群值，但EDA 樣本數(shù)據(jù)中離群值較多，原因可能是個人生理水平上的差異造成，被試者的心率水平并不都在一個數(shù)值上波動。

圖1 森林步道生理數(shù)據(jù)箱圖Fig. 1 Forest trail physiological data box(drawn by the author)

此外，研究對HRV 與EDA 兩個生理數(shù)據(jù)在森林步道六類圖與指導(dǎo)語的分組組間進行比較，分析其差異性結(jié)果。在進行分析前應(yīng)對數(shù)據(jù)進行正態(tài)檢驗，經(jīng)檢驗數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，采用ANOVA 單因素方差分析方法進行檢驗，結(jié)果用均值±標準差（Mean±SD）表示。若ANOVA 結(jié)果顯示組間比較具有顯著差異性，則查看其多重比較結(jié)果（表8）。

由表8 可知：HRV 與EDA 在森林步道六類與指導(dǎo)語組間雖然均值有波動，但卻均無顯著差異性（P>0.05）。說明HRV 與EDA 在森林步道六類與指導(dǎo)語組間均數(shù)無差異。此外，研究將森林步道HRV 與EDA 進行皮爾遜相關(guān)性分析，其相關(guān)系數(shù)為-0.182，且顯著值P 值顯著（P<0.05）。說明森林步道下的HRV 與EDA 之間具有顯著負相關(guān)，即實驗組在觀察森林步道相關(guān)圖片時，當其HRV 有一定上升，而EDA 則會略微下降。其原因可能是因為HRV 受心理活動的變化更為敏感，嚴謹?shù)膶嶒灧諊尡辉囌弋a(chǎn)生緊張的情緒，導(dǎo)致HRV 水平升高。

表8 森林步道生理數(shù)據(jù)ANOVATab. 8 ANOVA of physiological data of forest trail

4 森林步道提升建議

4.1 優(yōu)化森林步道選線

通過前文研究表明，步道空間中的自然程度是影響人們恢復(fù)性體驗的重要因素，而森林步道是建立在自然山水的基底上，穿梭于自然山水之間，因而森林步道在選線上尤為重要。步道選線規(guī)劃不僅要滿足游客觀賞體驗自然景觀，避免過多的人工痕跡，而且要把生態(tài)與森林資源保護放在首位，堅持低影響開發(fā)建設(shè)。其次，在森林步道空間中使用者更傾向于偏好近景的景觀。因此，在這類的步道空間中可以適當增加一些拐彎之處，不應(yīng)有過多的直線路線。另外，總體選線要在GIS 等地學(xué)數(shù)據(jù)平臺科學(xué)嚴謹?shù)亩垦芯肯?，結(jié)合游人身心感受評價定性研究，使森林步道選線更加科學(xué)合理。

4.2 豐富林下植被營造

由于綠視率在前文中已證明在森林步道環(huán)境中是極有利于身心健康的一個因素，并且近景高綠視率空間對游人身心健康效能較優(yōu)，所以森林步道中近景植物的種植選擇和營造無疑是非常重要的。另外，森林步道自然因素突出，多處于自然山體間，森林步道路線一般依附山體本身，而游人們在這樣自然山體的環(huán)境中都希望得到一種遠離城市生活的感受，人們更渴望于被翠綠的植物所擁抱。因此可以提高步道景觀綠視率、自然程度和物種豐富度，以營造良好的生態(tài)和景觀環(huán)境，保障森林步道發(fā)揮其基本功能，達到更好的恢復(fù)效應(yīng)。此外，在合理配植綠色植物時，不僅要考慮植被的面積、高度和寬度，而且要注重營造的自然程度，避免出現(xiàn)過多的人工痕跡。

4.3 提升步道游憩體驗

相對于一般的城市公園步道，森林步道承載著更多的功能特點。通過前文的分析，游客的環(huán)境偏好程度是影響游人的恢復(fù)性體驗最重要的因素，情感是促進恢復(fù)性感知的重要組成部分。身心恢復(fù)體驗是由游人使用需求與森林步道承載功能發(fā)生共鳴而產(chǎn)生的，因此，首先應(yīng)在森林步道自然本底之上，結(jié)合使用者功能需求、環(huán)境偏好等對森林步道的環(huán)境和空間進行優(yōu)化。例如增加步道的視覺吸引能力，提升視覺景觀功能；合理配套各類游憩設(shè)施，滿足大眾健身與游憩需求；設(shè)立各類標識牌及電子解說系統(tǒng)，專注于科普教育功能的體現(xiàn)，使人們在游覽過程中更好地了解自己身處的環(huán)境，提升人們的歸屬感，從而得到更好的身心恢復(fù)體驗。