多學科視角下的恢復性自然環境研究綜述

劉 暢

李樹華*

19世紀末，風景園林學先驅奧姆斯特德已洞察到自然對身心的更新作用[1]。二戰結束后，發達國家的城市問題凸顯，自然之價值被重新審視。20世紀60—80年代，已經有相當數量的著述論證了自然的健康效益。其中，卡普蘭夫婦提出了“恢復性環境”(Restorative Environment)的概念，恢復性環境指那些通過自身的吸引，使定向注意力得到恢復，進而使健康得以改善的環境[2]。自然環境被認為是最典型的恢復性環境，因此本文將研究議題界定為“恢復性自然環境”。

由于多學科的參與，“恢復性自然環境”研究的內容和方法在40年內迅速發展。對環境類型的關注，從自然與人工的二元分類，細化到森林、公園、街道等亞類或復合類型；對環境特征的探討，從理論性描述進階到對某一具體特征的實證驗證；對恢復作用機制的解讀，也從單純的心理機制擴展到心理、身體、社會能力等多個方面。尤其是近5年來，隨著生理信號采集、虛擬現實、大數據等技術的日新月異，研究成果迅速積累。為了清晰地描繪研究圖景，本文在對學科背景、研究層次、研究方法和研究目的綜合分析基礎上，歸納出“恢復性自然環境”研究的6種主要視角，并對每一種視角下的重要內容進行概述。希望通過這種歸納和比較，厘清關系、理清思路，為學科互鑒提供基礎。

1 遺傳進化視角：親自然是人類天性

人類進化過程中，城市的歷史非常短暫。因此，許多研究者認為，人類的感知系統更加適應自然環境，這是人在自然中發生正向“心理-行為”反應的基礎。

1.1 親生物假說

圖1 非洲稀樹草原景觀(引自https://sciencetrends.com/what-tropical-savanna/)

圖2 現代公園中的疏林草地景觀(作者攝)

美國著名生物學家愛德華·威爾遜在1984年以《親生物本能》(Biophilia)[3]為書名首次系統論述了這樣一種觀點——人類具有一種接近并喜愛自然生命體(如動物、植物、某些特定類型的自然環境)的內在傾向，這種傾向與漫長的人類進化過程中的生存本能有關——這一觀點后來被發展為“親生物假說”(Biophilia Hypothesis)[4]。置于現代景觀的語境中，開闊、植被豐富、有水體的景觀常受到青睞，花和果實常引人駐足，正是因為這樣的環境特征滿足了早期人類對防御、食物和水源的基本需求[5]。

1.2 非洲稀樹草原偏愛

非洲，現在被廣泛認為是人類的起源地；非洲的典型景觀類型——稀樹草原(圖1)，則支持著人類的早期生存。如果景觀偏愛與進化關系密切，那么非洲稀樹草原或者與之相似的景觀(圖2)則應該得到人類的普遍偏愛。這一假設也確實得到了實驗驗證。并且在實驗中，這種偏愛在低齡人群中表現最為明顯，側面證明這并非后天習得，而屬于人類天性[6]。此外，研究發現，相比球形樹和圓錐形樹，觀看傘形樹能引起更積極的心理變化，這種樹形正是非洲稀樹草原上樹木的典型形態[7]。

1.3 瞭望-庇護理論

英國地理學家杰·阿普爾頓基于相似的假設，亦提出了瞭望-庇護理論[8]。該理論認為人類普遍偏愛前方開闊(瞭望)、后方有遮蔽物(庇護)的環境，瞭望意味著捕食，庇護意味著安全。建筑師格蘭特對這一理論表現出濃厚的興趣，并在此基礎上提出了使建筑具有吸引力的“瞭望-庇護”“誘惑-冒險”“秩序-錯綜”3對特征[9]。

2 心理機制視角：注意還是應激

遺傳進化視角下的理論為解釋自然環境的恢復作用提供了一個基礎籠統的框架。而心理學的研究范式則更加深入地解釋了自然環境恢復作用的機制。

2.1 注意力恢復理論

1892年，威廉·詹姆斯提出了自主注意和非自主注意的概念。當對象自身缺乏吸引力，卻不得不對其集中注意時，人調動的就是自主注意，反之調動的是非自主注意；前者需要集中能量，容易疲勞，后者則幾乎不需要消耗能量[10]。20世紀80年代，現代神經醫學領域又出現了與“自主注意”相似的“定向注意”(Directed Attention)的概念[11]，并被認為對健康具有重要意義[12]。卡普蘭夫婦(S.Kaplan &R.Kaplan)認為，自然環境作為一種“吸引”(fascination)可以調動非自主注意，進而使自主注意/定向注意功能得到恢復。

卡普蘭夫婦又將“吸引”劃分成“強硬-柔和”的維度，猛獸、自然災害等威脅性的自然屬于強硬的吸引，山川、樹木等非威脅性的自然則是柔和的吸引。環境通過提供柔和吸引而使定向注意得到恢復，并為個體提供沉思機會，這個過程即為恢復性體驗；相應地，這樣的環境即為恢復性環境——這就是注意力恢復理論(Attention Restoration Theory，ART)的核心觀點[12-13]。為了完善理論框架，以“吸引”為核心，卡普蘭夫婦又補充了恢復性環境的另外3個特征——遠離(being away)、廣度(extent)和相容(compatibility)[2]。

圖3 Ulrich的“人-自然”反應圖式(作者改繪自參考文獻[15])

2.2 應激恢復理論

羅杰·烏爾里希(Roger Ulrich)在扎榮茨的“人對環境的初始反應是非認知的”觀點[14]的基礎上，提出人對自然的最初反應是一種非意識激發的情感，例如偏愛、愉悅、恐懼等，并且這種情感反應通過后續的認知評價最終導向與生存本能有關的適應性行為[15](圖3)。

根據環境特征與觀察者初始情感狀態的不同，反應過程的方向既可能是積極的，也可能是消極的[16]。烏爾里希重點研究了積極的反應過程，尤其是與自然接觸對應激的恢復作用。研究發現，高應激人群在觀看自然影片后，短時間內情緒發生積極變化，多個受自主神經系統控制的生理指標回落至適中的喚醒水平，使應激反應得到有效恢復[16]——這些研究結果被總結為應激恢復理論(Stress Recovery Theory，SRT)。此外，烏爾里希從復雜性、結構性特征、焦點性、深度、地面肌理、威脅和緊張、彎折的遠景和水體等方面，對恢復性環境也提出了一些描述性結論[15]。

2.3 2種理論的比較

首先，2種理論都認同了進化在人對自然反應中的先決作用，即自然的恢復作用具有生物學基礎。此外，注意力恢復理論中也提到了定向注意力與應激反應的關系，應激恢復理論也未否認恢復過程中非自主注意的存在，說明兩者都認為自然的恢復作用是一個綜合而復雜的過程，但兩者對其核心機制的判讀顯然不同。烏爾里希對注意力恢復理論的反駁主要基于2點：1)非自主注意不僅出現在恢復過程中，也出現在應激反應中，因此不能以“注意”作為判斷恢復性的前提；2)人對自然的初始反應不能稱之為認知過程，但“注意”屬于認知的范疇。卡普蘭對此的解釋是：1)“非自主注意/吸引”只是恢復性體驗的必要不充分條件；2)“認知”涵蓋多種形式，不能以時間長短判定認知與否。之后，卡普蘭還試圖通過梳理資源(包括注意力)耗損、應激與表現之間的關系，對2種理論進行綜合(圖4)。

這2個理論為恢復性自然環境研究提供了重要的基礎。注意力恢復理論中關于恢復性環境特征的框架簡潔，便于環境量表的開發；應激恢復理論重視生理指標證據，促進了現代神經科學在本領域的融合，豐富了研究思路。

3 公共衛生視角：綠地參與人口健康的預測與調控

不同于心理學以個體為對象的實驗室研究，公共衛生視角下的研究更加關注真實世界中人口健康與綠地的復雜關系。

從研究方法上看，這類研究遵從流行病學研究范式，以官方統計數據、自設大樣本問卷調查、地理信息系統等為數據來源，在控制人口統計特征和社會經濟特征等影響因子的條件下，以多元線性回歸為主要數據處理方法，建立人居環境中的綠色因子(綠地的數量、質量、可達性、可用性等)與人口健康之間的統計學關系(圖5)，并最終影響國家和區域的規劃決策。

從研究布局上看，歐洲是此類研究的主要聚集地，這或許與其在公共衛生與流行病防控方面的長久歷史有關。荷蘭綠色世界研究中心(Alterra)的“維他命G”(G為Green的縮寫)項目，通過對全荷蘭范圍內的80個住區的1 641位居民進行調查，研究居住環境中綠地對健康促進的機制[17]及具體作用[18]。英國愛丁堡大學的開放空間研究中心(OPEN space)從2001年至今，圍繞著城市林地與健康[19]、城市綠色開放空間與健康[20]，以及戶外活動與健康[21]等內容也展開了大量研究。

表1 恢復性自然環境研究的6種研究視角比較

從研究結果上看，居住環境中的綠量越多[22]，綠地可達性越高[23]、綠地質量越高[24]，則居民在精神健康、身體健康及社會生活質量等方面的狀況可能越好。但是綠地對健康的影響機制十分復雜，受多種因素調節，包括兒童期的自然體驗[25]、母親的學歷水平[26]、性別和人生階段[27]等。并且，在一些人均自然資源充足、醫療條件優越的地區展開的相似研究并沒有得出綠地與健康之間的明確關系[28]。這可能表明，在自然缺失現象嚴重的地區，以及在其他健康促進因子被剝奪的人群中，綠地的健康補償效應才得以顯現。此外，綠地與健康的關系并不能完全用線性模型解釋，在一些研究中已經發現了兩者可能存在曲線關系[27]。

4 輔助治療視角：以恢復性自然環境為處方

以自然環境為背景或以自然要素為媒介、對健康進行干預的方法常被稱為自然輔助療法(Nature-assisted Therapy)[29]。具體包括園藝療法[30]、森林療法[31]、荒野療法[32]、農藝療法[33]和綠色運動[34]等。這其中，被學術研究關注最多的，一個是園藝療法，一個是森林療法。

4.1 園藝療法的科學研究

園藝療法是以園藝操作為媒介，對適宜人群在身體、心理以及社會生活方面進行改善的方法[35]。園藝療法的實證研究并不十分關注環境和材料的視覺特質，而是更多地從運動醫學角度出發，關注適用人群與適應癥[36]、操作材料的選擇[37]、園藝活動的運動強度計算[38]、劑量-反應計算[34]和具體療效的驗證[39]等內容。受限于場地支持、被試身體條件等因素，園藝療法的實證研究多采用準實驗/類實驗的方法，雖然不能像隨機對照實驗那樣完全控制誤差，但這種方法操作靈活，亦具有較高的外部效度和可實施性。

4.2 森林療法的科學研究

森林療法通常指利用森林環境和森林產品，通過一系列活動(如散步、冥想等)促進健康的方法。森林療法的科學研究主要關注森林療法的具體保健功效與森林保健功能的表征因子。已被研究證實的森林療法的保健功效主要有降血壓、降低與壓力相關的激素水平、減少交感神經活動、增加副交感神經活動、改善情緒、增加自然殺傷細胞的數量與活性，以及提高抗癌蛋白的細胞內水平等[40]。森林保健功能的表征因子主要有：空氣顆粒物濃度、空氣微生物含量、空氣負離子水平、有機揮發物濃度[41]等。相對來說，森林療法科學研究的方法成熟、成果扎實，如果能在臨床中得到進一步的驗證，極有可能從輔助治療邁向常規醫學的隊列。

5 規劃設計視角

5.1 親生物設計理論

親生物設計理論(Biophilic Design)以親生物假說(Biophlia Hypothesis)為基礎，認為人居環境應與自然相和諧，并為使用者提供更多機會接觸自然，從而喚起在現代文明中逐漸減弱的人類親生物本能(Biophilia)，激發積極的環境體驗，進而建立一種更加和諧的人工與自然的關系[42]。親生物設計又被分為“有機設計”和“鄉土設計”2種表現形式，前者援引與建筑師賴特相關的有機建筑理論，后者援引“場所精神”。該理論原本以建筑設計為主要論述對象，近年來也被引入城市規劃理念之中，強調自然在城市中的滲透[43]。

5.2 循證設計理論

源于循證醫學的循證設計(Evidencebased Design)理論認為恢復性環境的設計決策應基于翔實的實證數據，并在建成后通過調查或實驗的方法對效果(健康績效、滿意度等)進行檢驗，再將結果以報告或論文形式發表以不斷推進設計進程[44]。丹麥的那卡地亞治療花園的建造過程可以較好地解釋循證設計的概念：1)循證——通過問卷調查總結出8個戶外環境知覺維度，并將其與健康指標建立聯系[45]；2)設計——以調查結果為依據，設計并建造花園；3)評估——在花園投入使用后持續進行健康促進效能評價，不斷改善花園功能[46]。循證設計理論在當下醫療環境設計中具有較高影響力。

5.3 支持性花園設計理論

圖4 S.Kaplan對資源耗損、應激反應的整合(作者改繪自參考文獻[12])

圖5 綠色因子對人口健康的預測簡化模型(作者繪)

對于具體的醫療花園設計，烏爾里希提出了一個更具實踐指導意義的理論——支持性花園設計理論(Supportive Garden Design)[47]。該理論贊成使用者參與設計決策，并認為醫療花園作為一種壓力緩和劑，應該提供：1)控制感和隱私權；2)社會支持；3)身體活動和體育鍛煉；4)自然接觸與積極的吸引。

6 文化溯源視角：建立健康人居環境的本土理論體系

上述幾種研究視角皆產生于西方語境，并以現代科學為框架。實際上，中國古代哲學思想對人與自然的關系(包含了健康與環境的關系)的理解已經深刻內化到生活、藝術、政治等多個方面，尤以道家為代表。近年來，一些解讀傳統人居環境與健康之間關系的研究也相繼出現，并形成了2種主要研究思路。第一種思路呈現思辨色彩，認為對古代園林和房屋建造與中醫學、養生學等具有相通的哲學本源，故而傳統人居的環境營建本身就有養生屬性[48]，亦有部分研究在此基礎上進行具象推演，劃分造園要素的陰陽與五行[49]；第二種思路屬實證范疇，通過對環境因子、客觀健康數據的直接測量探索傳統人居環境的健康價值[50]。雖然這一研究視角還未成熟，留有很大的研究空白，但這種思潮卻不容忽視。從傳統文化視角研究恢復性自然環境，對構建具有中國特色的健康人居環境理論與實踐體系的意義不言而喻。

7 結語

恢復性自然環境研究的6種視角，在研究目的、學科背景、研究方法和研究層次上各有側重，相互補足(表1)。雖然許多研究結論還有待推敲和完善，但正是多學科、多視角的共存，才使恢復性自然環境研究在相對短的發展周期內迅速壯大、形成體系。尤其在較早研究此議題的美國、歐洲、日本和韓國等國家，多學科合作研究已經成為趨勢和常態，這為中國發展相關研究提供了有益的借鑒。