森林療養與健康的實證研究進展

朱玉潔 翁羽西 董建文 王敏華

(福建農林大學 園林學院，福建 福州 350002)

過速的城市化帶來了生態破壞，人類健康也面臨著前所未有的威脅，焦慮、失眠、高血壓、癌癥等亞健康狀態在30—50歲人群中悄然蔓延。另一方面，中國已經進入老齡化社會，截至2015年，60歲以上老年人口達到2.2億，占總人口的16%。健康管理和養老問題已經成為國家和個人最為關注的話題之一。森林環境被描述成“一個偉大的健康機器”[1]。森林作為以自然為主導的空間類型與公共健康密切相關[2]。大量研究證明了欣賞森林景觀有助于情緒放松和恢復注意力[3-5]。還有專家通過開展循證研究，發現觀看自然景色有緩解術后疼痛[6]、降低血壓值[7]、降低心率[8-9]、平衡交感和副交感神經[10-11]等作用。

本文總結和回顧關于森林療養與健康的相關研究文獻，從以下三個方面分析：(1)森林與人類健康的發展歷程；(2)森林療養的生理效應；(3)生理指標的差異化。

1 研究方法

外文利用Web of Science、PubMed、ScienceDirect三個數據庫，以“forest therapy”或“forest environment”或“Shinrin-yoku”為關鍵詞進行高級檢索；中文利用CNKI數據庫以“森林療法”或“森林環境”或“森林浴”為關鍵詞進行高級檢索。共檢索出560篇文獻，之后對獲取的文獻進行篩選。篩選的標準有以下3點：(1)符合森林康復性景觀的實證研究；(2)至少使用一種生理學參數對森林療愈的效果進行衡量；(3)國際性科學期刊、論文集及研究報告等，排除室內模擬自然、動物接觸、木材為建筑材料產生影響的文獻。最后對篩選出的256篇符合要求的文獻進行分析。

2 研究結果

2.1 森林療養研究發展歷程

全球范圍內對森林環境與公共健康的研究大致可以分為三個階段，結合1930—2018年的文獻統計數據，將森林與人類健康研究的發展歷程分為雛形、形成與發展三個階段。(如圖1所示)

(1)雛形階段。1980年以前，以德國“Kneipp療法”為代表的自然療法研究，奠定了森林療養的雛形和理想形態。1930年，原蘇聯科學家B.P.Tokin發現了“植物殺菌素”，森林大氣及其化學成分開始引起科學家們的注意[12]。德國的Kneipp療法被認為是西方自然療法的起源，在其中的運動療法中，森林漫步這種療法發揮著重要的作用[13]。

圖1 森林與人類健康研究發展趨勢圖

(2)形成階段。1980—2000年，在日本、韓國等國家興起了森林療養地的建設，并開始了有關森林與人類健康領域初步的實證研究。1982年，時任日本林野廳的秋山智英首次提出“Shinrin-yoku”(“森林浴”)一詞，將“森林浴”定義為：“吸收森林”大氣并通過5種感官感受森林的力量。然而，當時幾乎沒有“森林浴”保健功效方面的科學數據，缺少證據來支持森林的有益功效，直到20世紀90年代中期，日本學者上原嚴發現“Shinrin-yoku”的新價值，并開始系統研究[15]。1982年，韓國提出建設自然休養林，至1988年確定了4個自然休養林建設基地。這一時期，韓國開展了幾項森林環境與健康益處(如緩解壓力、高血壓及抑郁癥)之間關系的研究[15-18]，被視為韓國有關森林與人類健康領域初步的實證研究。

(3)發展階段。2000年后，有關自然環境與公共衛生的研究進入循證研究和實踐階段，進展非常顯著，開啟了森林與人類健康研究的第三個階段。2004年，日本森林療法學會成立，森林環境及人類健康相關的循證研究——森林醫學正式確立[19]。日本森林綜合研究所、日本醫科大學、日本千葉大學等很多機構的研究者都踴躍參與到森林治愈效果的研究中，并取得了一系列突破性成果。2008年3月日本成立了日本森林療法協會(NPO)，首次提出“森林療法”這一術語，并出版了一系列書籍如《森林醫學Ⅱ》《森林療法手冊》等，對促進日本森林及人類健康發展具有重要意義[20]。2005年韓國設立名為“森林療法論壇”的跨學科研究小組，這是韓國森林及人類健康領域最重大的事件之一[21]。截至2016年12月，韓國已投入運營的自然休養林有8處，33處正在建造中[20]。包括英國在內的很多歐洲國家集中發起了森林、林木及人類健康與福祉的研究[22-24]。在全球層面上，全球最大的森林研究合作機構——國際林業研究組織聯盟于2007啟動了“森林與人類健康的特別工作組”，工作核心是收集各國森林環境與各種健康效益方面的數據[25]。

綜上所述，森林與人類健康的研究課題是國際林業發展的一個新趨勢，也是關系到公眾健康和民生福祉的重要實踐。

2.2 森林療養的生理效應

日本在森林醫學研究的科學數據的積累方面處于世界領先地位，主要研究者包括李卿、Tsunetsugu等人。研究中大多數實驗對象為青年學生，也有少部分研究涉及到病體康復人群，例如高血壓患者、疲勞綜合癥患者、糖尿病患者等。在實驗設計上，25%的研究項目使用較短的干預時間(<30分鐘)，57%的研究干預時間超過120分鐘，最長的森林浴時間達到7天。多數的研究選擇在森林和城市二者之間做對比實驗。文獻檢索中大多數的研究是在日本和韓國進行的(n=29,n=10)，中國(n=8)的也較多，浙江省醫院、清華大學、北京林業大學均有嘗試，只是研究成果相對分散。而瑞典(n=2)、美國(n=2)、荷蘭(n=2)、丹麥(n=1)、澳大利亞(n=1)的研究數量有限，這可能與不同國家的社會文化興趣有關，國際研究的增加有助于評估森林療愈效果及向世界其他地方推行的可行性和適應性。

研究人員為了檢測森林相關刺激所引發生理反應方面的變化，開發了許多以中樞神經系統、自律神經系統、內分泌系統及免疫系統活動為介導的生理效應方面的評估指標。

心血管參數是研究人員關注的重點，心率變異性(HRV)以及血壓(BP)和脈搏率(PR)，常被用于評價心血管效應和自主神經活動[26-28]。交感神經系統和副交感神經系統在調節血壓和心率的過程中發揮著重要作用，交感神經增加血壓和心率，而副交感神經減少血壓和心率[28]。這些生理參數支持了森林景觀可以改善壓力、幫助自主神經系統放松和增加積極情緒的觀點，也為森林是健康福祉提供了重要的科學依據。較少的研究探究了在欣賞森林景觀時大腦的活動。中樞神經活動有若干指標，一些用于測量大腦激發神經引起的腦電活動，其他用于測量大腦活動中的氧化作用，如chorong等人(2019)使用近紅外時間分辨光譜法測量左和右前額葉皮質中氧合血紅蛋白濃度[27]。

內分泌系統涉及到的參數包括：腎上腺素、去甲腎上腺素、脂聯素、血糖、皮質醇、多巴胺和唾液淀粉酶等。腎上腺素水平的增加是由新奇事物、期待和不可預測性狀況所引起的，一般是情緒激動的結果，所以腎上腺素水平的降低常被用于評估壓力的減少[29]。有研究表明，欣賞自然景觀或漫步可以通過減少交感神經活動和增加副交感神經活動引起唾液皮質醇濃度顯著降低[30]。

日本科學家李卿為主的研究人員對人體免疫系統進行了大量的循證研究，主要對被試者血液中的自然殺傷細胞(natural killer, NK)活性、NK、NKT細胞數和細胞表達淋巴細胞數，血漿中IL-6、IL-10、IL-12、IL-18和TNF-α水平進行測量。眾所周知，自然殺傷細胞(NK)的免疫系統對細菌、病毒和腫瘤的防御起到重要作用[31-32]。

同時，使用無創生理參數的測量優勢明顯，能夠提高被試者的舒適感，降低實驗過程中對無創血壓、心率、唾液皮質醇、唾液淀粉酶等由測試不適帶來的數據誤差，操作便捷，更加經濟，相關研究的論文數量正在逐漸增長。但其中很多重要的問題，如環境對于人體各系統功能的作用機制，目前尚無實證支撐的成熟理論解釋。

2.3 生理指標的差異化

通過對前人研究的回顧，越來越多的循證研究，表明森林環境可以緩解壓力、改善健康的結果，這與Ulrich(1983)和Kaplan(1989)提出的關于景觀美學與注意力恢復理論、減壓理論相一致。從圖2中的結果可以看出，對于實驗結果中顯著的正效應比無顯著效應多很多，大多數的研究都報告森林環境對人體健康的生理學標志物具有顯著的積極影響，說明沐浴森林、欣賞森林美景具有短期的療愈效果。然而，其中包括心血管活性參數、內分泌應急腎上腺素和皮質醇數據出現了很大的個體差異。影響結論異質性的原因可能包括以下幾點：(1)參與者因素(例如不同的人口背景或疾病狀態、對森林的社會文化興趣高低程度)；(2)環境因素(例如天氣條件、景觀類型、環境溫濕度、郁閉度、綠視率等)；(3)干預手段(干預強度、持續時間等)；(4)統計數據量(如較小或不充分的樣本規模等)；(5)測量程序(如血液和唾液樣本的收集對研究對象造成壓力的潛在因素)；(6)測量周期性和節律性(如唾液皮質醇的濃度在早晨才會達到峰值)。

圖2 相關研究中常用生理指標

3 結語

從目前的研究可知，森林療養的生理效應是具有真實價值和意義的，從人體生理反應來指示森林療愈效果，但是目前的研究還存在著疑問需要解答。例如，為了享受到沐浴森林的福祉，需要在森林中呆多長時間去欣賞自然景觀？森林景觀的不同類型、空間排列、地理多樣性、樹木郁閉度、綠視率、聲音、氣味、溫濕度、紫外線等對健康的影響有什么不同？森林環境中可能存在哪些令人體感覺不適的因素影響療愈效果？如過敏源、對生物的恐懼、過量暴露于紫外線輻射中、蚊蟲等。

隨著社會的發展和科技手段的創新，通過問卷調查以及視覺追蹤、生理反饋等技術，將定量研究和定性研究相結合可以更加科學和直觀地獲得研究數據，未來研究可以從視覺、心理、生理多維度來綜合評估森林對人的療愈效果，為森林療養地設計提供更為有力的證據支持。