杜 喆 藺寶鋼 陳貞伊

1 西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院 西安 710055

2 西安建筑科技大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 西安 710055

隨著城市健康問題的凸顯,建立良好的城市藍(lán)綠空間被認(rèn)為是解決城市健康問題的上游干預(yù)措施之一。相較城市綠色空間,城市水體等藍(lán)色空間的健康促進(jìn)作用受到的關(guān)注較少[1]。近10年,藍(lán)色空間的健康益處逐漸被證實(shí),如身心修復(fù)方面,藍(lán)色空間能減輕生理及心理壓力[2]、恢復(fù)認(rèn)知能力[3]、產(chǎn)生更多積極情緒[4]、改善抑郁和焦慮[5]且與冥想放松情緒具有一定關(guān)聯(lián)性[6]等；在促進(jìn)社會(huì)交往和體力活動(dòng)等方面,藍(lán)色空間為居民提供了集體鍛煉和休閑娛樂的場(chǎng)所[7],住所藍(lán)色空間的臨近度與居民體力活動(dòng)水平的提高相關(guān)[8]等；在改善環(huán)境因素方面,藍(lán)色空間能減少空氣污染、改善熱島效應(yīng)[9]、營造宜人聲景[10]等。此外,藍(lán)色空間還為人們提供活動(dòng)空間、體驗(yàn)空間、社交空間和象征空間。

目前,不同類型藍(lán)色空間的健康益處研究主要集中在沿海環(huán)境和淡水空間,其中淡水空間研究相對(duì)較少。研究表明,沿海臨近與總體健康[11]、心理健康[12]呈正相關(guān),住所附近存在淡水空間及其面積占比是預(yù)測(cè)心理健康[13]和休閑散步行為[14]的重要因素。然而,藍(lán)色空間研究多數(shù)集中在諸如海洋、河流和湖泊等大型水體上,忽略了池塘、噴泉等更適合納入城市社區(qū)的小型景觀水體的健康促進(jìn)作用[15]。我國大、中型城市正經(jīng)歷著與其他發(fā)達(dá)國家相同的密集化趨勢(shì),大規(guī)模藍(lán)色空間資源有限,城市大部分居民與大規(guī)模藍(lán)色空間的距離減少了其頻繁使用藍(lán)色空間的可能性。密集城市區(qū)域的小型景觀水體可能有助于滿足居民戶外區(qū)域的日常體驗(yàn)需求。因此,基于定量研究區(qū)分城市內(nèi)不同類型、特征的水體,包括噴泉和水景等城市小型景觀水體的健康益處,對(duì)于更全面評(píng)估城市藍(lán)色空間健康促進(jìn)潛力至關(guān)重要[16]。

目前,國內(nèi)外尚無城市小型景觀水體的明確定義,本文參照呂鳴楊等[17]對(duì)城市小型景觀水體的相關(guān)界定,即平均深度為0.4～1.0 m,面積不大于500 m2,設(shè)置于居住區(qū)、院校、公園、企業(yè)園區(qū)內(nèi)等以觀賞、休閑為主的水體。目前,已有部分研究初步證實(shí)了城市小型景觀水體在促進(jìn)健康和福祉方面的潛力,如城市小型景觀水體可以增加城市公園的恢復(fù)效果[18],鼓勵(lì)青少年使用公園[19]并減少孩子的久坐行為,對(duì)小氣候有降溫增濕等作用。但整體而言,城市小型景觀水體的健康影響研究缺乏景觀特征與健康指標(biāo)相關(guān)聯(lián)的進(jìn)一步實(shí)證研究。

本研究應(yīng)用定量研究方法,借助生物反饋測(cè)量法、腦電神經(jīng)情緒數(shù)據(jù)測(cè)量并結(jié)合多種心理狀態(tài)量表等技術(shù)手段,系統(tǒng)分析短時(shí)間靜態(tài)體驗(yàn)不同水體面積的城市公共空間對(duì)人群身心健康的影響與差異,最終為健康城市藍(lán)色空間設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地

本試驗(yàn)以西安市兩處不同水體面積的藍(lán)色空間及一處無水體廣場(chǎng)空間作為試驗(yàn)場(chǎng)地,3處場(chǎng)地除水體面積存在差異,其他環(huán)境特征基本一致(表1、表2)。

表1 試驗(yàn)場(chǎng)地基本情況

表2 試驗(yàn)場(chǎng)地觀察點(diǎn)主要環(huán)境特征視覺占比

1.2 試驗(yàn)對(duì)象

通過校園招募征集42名不同專業(yè)的在校大學(xué)生作為試驗(yàn)的受試對(duì)象(無效樣本量2人,最終樣本量40人),男16人,女24人,男女比例4:6。年齡18～22歲(平均年齡20.15歲),體重42～100 kg,平均體重63.175 kg。所選受試者專業(yè)不同且不包括景觀、建筑等專業(yè)學(xué)生,多數(shù)來自城市(城市居住年限平均值16.9年),少數(shù)來自農(nóng)村,身體健康狀況良好,無高血壓、心臟病等疾病,身心未受過重大創(chuàng)傷。

1.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)

1)生理指標(biāo)。生理指標(biāo)包括血壓(BP)、心率(HR),利用歐姆龍血壓計(jì)(Omron,HEM—7136,日本)進(jìn)行測(cè)定,其中血壓包括舒張壓(DBP)和收縮壓(SBP)。

2)心理指標(biāo)。心理指標(biāo)包括心境狀態(tài)量表(簡式POMS)、復(fù)愈性環(huán)境量表(PRS)。心境狀態(tài)量表評(píng)價(jià)試驗(yàn)場(chǎng)地對(duì)受試者主觀心理情緒指標(biāo)的影響程度,此量表將人的情緒分為7個(gè)維度,即為5個(gè)消極情緒(緊張、憤怒、疲勞、抑郁、慌亂)和2個(gè)積極情緒(精力、自尊感),累計(jì)各分量表的原始分?jǐn)?shù),計(jì)算情緒紛亂的總分(TMD)＝ (緊張＋憤怒＋疲勞＋抑郁＋慌亂)-(精力＋自尊)＋100[20],其值越高,表明其心理健康狀況越差,反之則越好。復(fù)愈性環(huán)境量表(PRS)通常作為主觀恢復(fù)性綜合評(píng)價(jià)的主要測(cè)量方法,選取葉柳紅等[21]在2010年編制的中文復(fù)愈性量表,此量表涉及注意力恢復(fù)理論的4個(gè)維度,即遠(yuǎn)離感、豐富性、吸引力及兼容性。

3)神經(jīng)情緒指標(biāo)。神經(jīng)情緒指標(biāo)是通過EMOTIV EPOC＋獲取。EMOTIV EPOC＋是一款16通道無線可穿戴腦電圖(EEG)采集系統(tǒng)(圖1),此設(shè)備提供了6個(gè)神經(jīng)情緒參數(shù)的測(cè)量,本試驗(yàn)參考前人研究[22],將每個(gè)情緒參數(shù)給出工作定義:挫敗(frustration)表明消極的感覺；參與(engagement)反映沉浸、投入或吸引的程度；情緒效價(jià)(valence)反映積極情感的程度；興奮(excitement)是高喚醒和高效價(jià)的疊加；專注(focus)反映高度的注意力；冥想放松(meditation)是一種低覺醒狀態(tài),體現(xiàn)放松的感覺。

1.4 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)在2020年11月晴朗天氣進(jìn)行,持續(xù)2周。各試驗(yàn)場(chǎng)地的溫度、濕度、風(fēng)速及聲學(xué)平均水平見表3,試驗(yàn)時(shí)間為上午9:00-12:00,下午1:30-4:30。本試驗(yàn)使用交叉設(shè)計(jì)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),此種設(shè)計(jì)可以消除個(gè)體差異[23],受試者被隨機(jī)分為3組(每組14人),每人分3次到訪不同試驗(yàn)場(chǎng)地,各組人員在第二次和第三次訪問時(shí)交換試驗(yàn)地點(diǎn)。每一場(chǎng)地的測(cè)試時(shí)間大約28 min,受試者在等候區(qū)、試驗(yàn)場(chǎng)地分別進(jìn)行前測(cè)、后測(cè)。具體試驗(yàn)流程如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)流程圖

表3 各試驗(yàn)場(chǎng)地溫濕度、聲學(xué)、風(fēng)速水平

測(cè)試前,引導(dǎo)受試者至試驗(yàn)場(chǎng)地附近等候區(qū)(隔絕測(cè)試環(huán)境)進(jìn)行試驗(yàn)流程及注意事項(xiàng)說明,并佩戴EEG,但不告知試驗(yàn)?zāi)康摹Ｊ紫?對(duì)受試者進(jìn)行5 min的壓力測(cè)試,采用筆試形式完成考研英語翻譯題,此題目對(duì)于受試者而言比平常大學(xué)英語課程的難度要大得多。選擇此壓力源的原因是受試者均為在校大學(xué)生,對(duì)考場(chǎng)經(jīng)歷較為熟悉,這也是其平時(shí)主要的壓力來源。因此,此過程自然而然地讓其感受到中等程度(mild)的壓力[24],其間記錄的腦電數(shù)據(jù)作為神經(jīng)情緒指標(biāo)前測(cè),測(cè)量心率、血壓并填寫POMS量表作為生理、心理指標(biāo)前測(cè)。完成上述內(nèi)容后,受試者以50步/min的速度走進(jìn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行體驗(yàn),待受試者在場(chǎng)地內(nèi)坐穩(wěn)后開始記錄5 min腦電數(shù)據(jù)作為神經(jīng)情緒指標(biāo)后測(cè),測(cè)量心率、血壓并填寫POMS量表作為生理、心理指標(biāo)后測(cè),并填寫PRS問卷。

Ulrich[23]提出觀察自然景觀環(huán)境可以在5 min內(nèi)產(chǎn)生顯著恢復(fù),所以本試驗(yàn)使用在每一場(chǎng)地靜坐5 min,同時(shí)不間斷記錄腦電數(shù)據(jù)。從前測(cè)、后測(cè)中選取相對(duì)穩(wěn)定、連續(xù)的3 min數(shù)據(jù)作為各場(chǎng)地對(duì)受試者神經(jīng)情緒指標(biāo)影響的前、后測(cè)最終記錄。在3個(gè)場(chǎng)地中共獲得神經(jīng)情緒數(shù)據(jù)240組(每個(gè)場(chǎng)地前、后測(cè)各40組),生理數(shù)據(jù)720組(每個(gè)場(chǎng)地前、后測(cè)舒張壓各40組；收縮壓各40組、心率各40組),心理問卷數(shù)據(jù)360組(每個(gè)場(chǎng)地前、后測(cè)POMS問卷各40組；PRS問卷40組)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25.0對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,用前后配對(duì)T檢驗(yàn)比較個(gè)體體驗(yàn)3處場(chǎng)地前后各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均值的變化,用方差分析比較3處試驗(yàn)場(chǎng)地中各測(cè)試指標(biāo)變化值的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 生理指標(biāo)差異

配對(duì)T校驗(yàn)結(jié)果(表4)顯示,收縮壓在體驗(yàn)兩處藍(lán)色空間后均顯著(P＜0.05)下降,其中在20%藍(lán)色空間中下降值最大,為4.17 mmHg,5%藍(lán)色空間次之,無水空間收縮壓變化不顯著；舒張壓3處場(chǎng)地體驗(yàn)后均顯著(P＜0.05)下降,其中在20%藍(lán)色空間中下降值最大,為4.27 mmHg,5%藍(lán)色空間次之,無水空間下降值最少。

表4 血壓指標(biāo)

由表5可知,心率在體驗(yàn)兩處藍(lán)色空間后下降,其中在20%藍(lán)色空間中下降值最大,為5.05 bpm,5%藍(lán)色空間次之,無水空間心率變化不顯著。

表5 心率指標(biāo)

對(duì)3處場(chǎng)地試驗(yàn)前所測(cè)的血壓、心率做方差分析,結(jié)果均不具有顯著性(P＞0.05),說明變化是由受試者體驗(yàn)環(huán)境后產(chǎn)生的。

2.2 心理指標(biāo)差異

1)心境狀態(tài)量表。試驗(yàn)前,受試者整體的情緒紛亂總分差距不大,說明經(jīng)過壓力引導(dǎo),3處場(chǎng)地受試者心境整體狀態(tài)差距不大,但各個(gè)情緒維度有所區(qū)別。對(duì)3處場(chǎng)地所測(cè)的5個(gè)消極情緒、2個(gè)積極情緒及情緒紛亂總分進(jìn)行配對(duì)T校驗(yàn)的結(jié)果(表6)顯示,受試者在體驗(yàn)3處場(chǎng)地后緊張、憤怒、慌亂及情緒紛亂總分均顯著(P＜0.05)下降,說明在3處場(chǎng)地體驗(yàn)后受試者的主觀情緒都有所提升,其中,20%藍(lán)色空間數(shù)值下降最多,5%藍(lán)色空間次之,無水廣場(chǎng)空間下降最少。疲勞在20%藍(lán)色空間體驗(yàn)后有所下降,其他空間變化不顯著。抑郁在5%藍(lán)色空間體驗(yàn)后有所下降,其他空間變化不顯性。自尊感在無水廣場(chǎng)體驗(yàn)后有所下降,其他空間變化不顯著。精力在3個(gè)場(chǎng)地變化均不顯著。

表6 POMS指標(biāo)

2)復(fù)愈性環(huán)境量表。受試者在3處場(chǎng)地體驗(yàn)后的復(fù)愈性環(huán)境量表得分結(jié)果(圖3、圖4)顯示,兩處藍(lán)色空間的“遠(yuǎn)離”“吸引和兼容”“豐富”3個(gè)維度和復(fù)愈性環(huán)境總分均高于無水空間。受試者對(duì)3種場(chǎng)景“吸引和兼容”和“遠(yuǎn)離”維度有明顯的感受差異,藍(lán)色空間更能帶來“遠(yuǎn)離”及“吸引和兼容”的感受,20%藍(lán)色空間感受更強(qiáng)； “豐富”感受差異較小,但藍(lán)色空間較無水空間仍給受試者更多豐富的景觀感受,且5%藍(lán)色空間豐富感受更強(qiáng)。

圖3 PRS 3個(gè)維度分值

圖4 PRS總分

2.3 腦電神經(jīng)情緒差異

受試者在3處場(chǎng)地體驗(yàn)前后神經(jīng)情緒指標(biāo)變化結(jié)果顯示,參與、興奮、專注3組指標(biāo)在3個(gè)場(chǎng)地變化均不顯著,因此本文主要分析挫敗、冥想、情緒效價(jià)指標(biāo)(表7)。挫敗情緒指標(biāo)在體驗(yàn)兩個(gè)藍(lán)色空間后均有所降低,且20%藍(lán)色空間挫敗指標(biāo)降低更多(P＜0.05),降低值為0.17,無水空間體驗(yàn)后挫敗值顯著(P＜0.05)升高。冥想放松的情緒指標(biāo)在20%藍(lán)色空間提升了0.11(P＜0.05),其他兩個(gè)場(chǎng)地變化不顯著。情緒效價(jià)指標(biāo)在20%藍(lán)色空間體驗(yàn)提升0.05(P＜0.05),無水空間幾乎無變化(P＜0.05),5%藍(lán)色空間變化不顯著。

表7 神經(jīng)情緒指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

1)其他環(huán)境條件相似情況下,具有小型景觀水體特征的城市藍(lán)色空間較無水體廣場(chǎng)空間更有益于個(gè)體生理、心理恢復(fù)。城市廣場(chǎng)中,小型景觀水體的存在是人體產(chǎn)生有益心理和生理效應(yīng)的積極因素。因此,在后續(xù)城市公共空間規(guī)劃設(shè)計(jì)中需考慮城市小型景觀水體等藍(lán)色空間的健康促進(jìn)潛力；關(guān)注高壓人群(如,高壓工作者、病人等)或有更高健康促進(jìn)需求的人群(如病人、老人等)對(duì)藍(lán)色空間的需求,為人群提供高質(zhì)量的藍(lán)色空間環(huán)境以應(yīng)對(duì)城市健康問題帶來的新挑戰(zhàn)。

2)個(gè)體通過短時(shí)間靜態(tài)體驗(yàn)(被動(dòng)體驗(yàn))具有小型景觀水體特征的城市藍(lán)色空間可產(chǎn)生一定的身心恢復(fù),改善消極情緒,降低挫敗感。因此,在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市藍(lán)色空間時(shí)可以通過相關(guān)被動(dòng)體驗(yàn)公共設(shè)施及場(chǎng)地的提供(如設(shè)置觀水休息座椅),支持使用者與水體多種方式的體驗(yàn)交互,以便更好地發(fā)揮藍(lán)色空間對(duì)人群的健康促進(jìn)作用。

3)具有小型景觀水體特征的藍(lán)色空間的健康促進(jìn)作用與水體面積占比有一定相關(guān)性。其他環(huán)境條件相似情況下,20%水體較5%水體的藍(lán)色空間健康促進(jìn)作用更強(qiáng),且僅水體面積占比為20%的城市藍(lán)色空間具有促進(jìn)積極情緒及放松冥想情緒的作用。因此,在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市藍(lán)色空間時(shí),可以通過水體面積的控制提升景觀視覺的自然性和寬敞感,從而促進(jìn)使用者積極情緒、放松冥想情緒。

3.2 討論

本次試驗(yàn)采用原位環(huán)境試驗(yàn),控制其他環(huán)境因素干擾,借助多項(xiàng)生理數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備,驗(yàn)證了城市廣場(chǎng)小型景觀水體的健康促進(jìn)潛力,并且初步探討了水體面積占比與藍(lán)色空間健康促進(jìn)結(jié)果的相關(guān)性,這與V?lker等[25]定性研究相一致。在產(chǎn)生積極情緒方面,城市廣場(chǎng)小型景觀水體面積占比可能存在閾值,這與White等[4]對(duì)于藍(lán)色空間視覺偏好研究相一致,具體可能是水體面積的提升與視覺的自然性和寬敞感提升具有相關(guān)性。研究表明,人群在水環(huán)境中高水平的情緒恢復(fù)是通過主動(dòng)體驗(yàn),如提供體力活動(dòng)(在沙灘上玩耍等)或鼓勵(lì)個(gè)人和團(tuán)體的社會(huì)互動(dòng)(家庭、老年人等)來獲得；同時(shí),V?lker等[25]提出水景會(huì)產(chǎn)生立竿見影的效果,而綠色空間的恢復(fù)性則需要更長時(shí)間。本試驗(yàn)初步證實(shí)通過短時(shí)間被動(dòng)體驗(yàn)城市廣場(chǎng)小型景觀水體后,個(gè)體可產(chǎn)生一定恢復(fù)性且有助于改善消極情緒。試驗(yàn)結(jié)果符合Hartig等[26]提出“自然-健康”機(jī)制中的減壓和恢復(fù)機(jī)制。

本試驗(yàn)樣本量尚存在不足,試驗(yàn)場(chǎng)景之間的獨(dú)立性及試驗(yàn)場(chǎng)地其他環(huán)境因素也不能得到完全控制,這均會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)產(chǎn)生一定影響。未來研究中應(yīng)擴(kuò)大樣本量及樣本范圍,采用多尺度方法量化藍(lán)色空間訪問和暴露,使用新技術(shù),如GoPro攝像機(jī)、全球定位系統(tǒng)及便攜式生理數(shù)據(jù)測(cè)量儀器等,進(jìn)一步理解和獲取接觸藍(lán)色空間與健康指標(biāo)之間的關(guān)系。本研究作為初期的小規(guī)模試驗(yàn)演示為大規(guī)模公共衛(wèi)生學(xué)等相關(guān)研究提供了信息,并以此為健康城市設(shè)計(jì)提供證據(jù)。