室外建成環(huán)境與人體健康關(guān)聯(lián)性研究綜述★

李雨璇 周金盼 梁維依 李 浩

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642)

快速的城市化與經(jīng)濟(jì)的全球化，改變了人居環(huán)境和人們的生活方式與精神狀態(tài)，衍生一系列人體健康問(wèn)題[1]。其中由于缺乏運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的公共健康問(wèn)題十分嚴(yán)峻。研究預(yù)測(cè)我國(guó)到2025年將有超過(guò)9%的國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)用于預(yù)防和控制與飲食、缺乏運(yùn)動(dòng)和肥胖相關(guān)的慢性病。為了改善我國(guó)國(guó)民身心健康狀況，國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《全民健身計(jì)劃(2016—2020年)》明確將全民健身作為實(shí)現(xiàn)全民健康的重要途徑和手段。

建成環(huán)境對(duì)體力活動(dòng)和人體健康的重要影響得到普遍證實(shí)[2]，調(diào)整室外建成環(huán)境是促進(jìn)居民進(jìn)行體力活動(dòng)以及提高人體健康水平的重要途徑。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外近10年(2010年—2019年之間)的研究概況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以 Web of Science為國(guó)外文獻(xiàn)檢索工具，經(jīng)篩選后共得到三組結(jié)果：環(huán)境與健康關(guān)聯(lián)性研究共53篇；環(huán)境與活動(dòng)關(guān)聯(lián)性研究共102篇；活動(dòng)與健康關(guān)聯(lián)性研究共222篇。以中國(guó)知網(wǎng)為國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)檢索工具，經(jīng)篩選后共得到三組結(jié)果：環(huán)境與健康關(guān)聯(lián)性研究共38篇；環(huán)境與活動(dòng)關(guān)聯(lián)性研究共81篇；活動(dòng)與健康關(guān)聯(lián)性研究共151篇。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將環(huán)境、活動(dòng)與健康三個(gè)要素納入同一框架的研究在所有相關(guān)研究中僅占15.6%，遠(yuǎn)少于二維要素的研究。

1 體力活動(dòng)視角下建成環(huán)境與人體健康關(guān)聯(lián)性研究框架

建成環(huán)境與人體健康研究主要聚焦于兩類影響路徑：一是建成環(huán)境對(duì)人體健康直接的影響，比如空氣溫度、濕度以及負(fù)氧離子濃度等等與人體健康有著醫(yī)學(xué)上的直接關(guān)聯(lián)性；二是建成環(huán)境通過(guò)影響人的生活習(xí)慣(主要包括活動(dòng)習(xí)慣、飲食習(xí)慣等等)而間接影響人體健康。理論框架如圖1所示。

環(huán)境通過(guò)影響活動(dòng)而間接地影響健康[3]，即活動(dòng)變量可以作為環(huán)境與健康的中間變量存在。一些研究雖然在大體研究框架上基于該邏輯展開(kāi)，但在具體研究?jī)?nèi)容上對(duì)活動(dòng)變量沒(méi)有進(jìn)行控制，導(dǎo)致研究結(jié)論難以體現(xiàn)活動(dòng)要素的影響。比如Pasanen等人在2014年通過(guò)對(duì)比建成環(huán)境和自然環(huán)境通過(guò)體力活動(dòng)對(duì)居民人體健康的影響程度，發(fā)現(xiàn)大自然為已知的體力活動(dòng)的益處提供了一種附加價(jià)值，即在自然環(huán)境中進(jìn)行體力活動(dòng)會(huì)對(duì)健康更有益[4]。類似文章只將環(huán)境和健康要素納入變量設(shè)置，并未對(duì)體力活動(dòng)的活動(dòng)量與活動(dòng)類型等進(jìn)行展開(kāi)探討。

影響活動(dòng)的環(huán)境因素通常作為自變量，而活動(dòng)通常與健康指標(biāo)一起作為因變量，或活動(dòng)作為環(huán)境因素與健康因子的中間變量進(jìn)行研究。活動(dòng)、環(huán)境與健康之間的因果關(guān)系十分復(fù)雜，涉及學(xué)科跨度較大，因此將三者納入同一研究框架中較為困難，對(duì)應(yīng)的研究案例比較少。

2 體力活動(dòng)視角下建成環(huán)境與人體健康關(guān)聯(lián)性研究模型

2.1 二元模型

由于環(huán)境、活動(dòng)與健康三要素內(nèi)部指標(biāo)通常較為繁多，且多不服從正態(tài)分布，因此通常無(wú)法建立函數(shù)關(guān)系。現(xiàn)有常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)手段通常只能分別處理兩個(gè)要素之間的關(guān)系。二元模型見(jiàn)圖2。

有研究采用二元模型對(duì)因變量(體力活動(dòng)、體重指數(shù)(BMI)、超重/肥胖、體重和健康結(jié)果)與自變量(由地理信息系統(tǒng)衍生的建筑環(huán)境度量)之間的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示：街道連通性與體力活動(dòng)呈正相關(guān)；河流鄰近度與超重/肥胖呈負(fù)相關(guān)；土地利用組合與體育活動(dòng)呈正相關(guān)，與BMI和超重/肥胖呈負(fù)相關(guān)；綠地和開(kāi)放空間與健康狀況呈正相關(guān)[5]。也有學(xué)者基于社會(huì)生態(tài)學(xué)理論構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型探索城市建成環(huán)境、個(gè)體屬性、體力活動(dòng)對(duì)健康的影響[6]。這種模型下的研究成果都以二元的相關(guān)關(guān)系呈現(xiàn)，即研究結(jié)論衍生于兩個(gè)要素的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果。

2.2 線性模型

環(huán)境通過(guò)影響活動(dòng)而間接地對(duì)健康產(chǎn)生影響，三個(gè)研究要素之間存在線性因果聯(lián)系。如果將要素量化并建立可以相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系，則可以通過(guò)活動(dòng)變量的過(guò)渡，把健康的量轉(zhuǎn)換成環(huán)境的量(反之亦然)。線性模型見(jiàn)圖3。

國(guó)外有學(xué)者在環(huán)境、活動(dòng)和健康要素的線性關(guān)系的基礎(chǔ)上增加健康與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的轉(zhuǎn)換鏈，直接將環(huán)境的量轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該研究先從相關(guān)實(shí)證研究文獻(xiàn)中總結(jié)出與環(huán)境與體力活動(dòng)的量化關(guān)系，然后再使用數(shù)學(xué)模型將體力活動(dòng)的改善轉(zhuǎn)化為壽命增益和節(jié)省的醫(yī)療保健費(fèi)用，最后即可估算出環(huán)境干預(yù)的效益成本比[7]。由于該研究探討的活動(dòng)指標(biāo)僅僅為活動(dòng)量，健康指標(biāo)僅僅為貨幣價(jià)值，所有變量都服從“劑量—效應(yīng)”關(guān)系。國(guó)內(nèi)的曹陽(yáng)等人在“環(huán)境—活動(dòng)—健康”線性模型的基礎(chǔ)上提出了“建成環(huán)境客觀組織—居民主觀感知—體力活動(dòng)促進(jìn)—健康效應(yīng)產(chǎn)出”研究模型。即在客觀環(huán)境與體力活動(dòng)之間加入主觀感知來(lái)進(jìn)行過(guò)渡，通過(guò)居民活動(dòng)特征來(lái)進(jìn)行空間改造[8]。

探討以活動(dòng)為中介變量，城市環(huán)境與居民健康關(guān)系的科學(xué)模型是本領(lǐng)域重點(diǎn)研究方向之一[9]。而目前已有的環(huán)境、活動(dòng)與健康三要素線性研究模型都建立在中宏觀尺度上，且只能基于活動(dòng)量實(shí)現(xiàn)活動(dòng)與環(huán)境以及活動(dòng)與健康之間量的轉(zhuǎn)換。而微觀尺度下，活動(dòng)量不足以支撐活動(dòng)分別于健康和環(huán)境之間量的轉(zhuǎn)換。因?yàn)槲⒂^尺度下的環(huán)境要素除了活動(dòng)量也與活動(dòng)內(nèi)容的其他特征(活動(dòng)類別、社交程度等)有顯著相關(guān)性[10]。為了更全面地探討活動(dòng)變量分別于環(huán)境變量以及健康變量之間的關(guān)系，微觀尺度下將不再適合用線性模型來(lái)實(shí)現(xiàn)“計(jì)量—效應(yīng)”的轉(zhuǎn)換。

3 體力活動(dòng)視角下建成環(huán)境與人體健康關(guān)聯(lián)性研究方法

3.1 橫斷面調(diào)查

橫斷面研究最初在流行病學(xué)(cross-sectional study)中提出，通過(guò)對(duì)特定時(shí)間和范圍內(nèi)的人群中的健康狀況和有關(guān)因素的資料進(jìn)行收集、描述和關(guān)聯(lián)分析，從而為健康影響因素的更深入的探究提供線索[11]。后運(yùn)用于環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域，集中于探討人體活動(dòng)、建成環(huán)境與居民人體健康之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)，為目前的主流研究方法。周素紅等人從橫斷面角度探討了城市建成環(huán)境、居民體力活動(dòng)和心理健康之間的關(guān)系。結(jié)果表明：比起城區(qū)居民，郊區(qū)居民的體力活動(dòng)受通勤距離和公共交通系統(tǒng)影響更顯著[12]。Song Siqi等人在2018年對(duì)新加坡810名居住在社區(qū)的老年人的體力活動(dòng)數(shù)據(jù)、自評(píng)健康數(shù)據(jù)和建成環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行橫斷面測(cè)量，發(fā)現(xiàn)不同環(huán)境要素對(duì)老年人交通性或戶外休閑性活動(dòng)有著不同的影響[13]。橫斷面調(diào)查研究方法依賴客觀方式獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，部分變量(協(xié)變量、無(wú)關(guān)變量)不易控制，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)技術(shù)消除其對(duì)被解釋變量的影響，數(shù)據(jù)處理過(guò)程較為繁雜，但相對(duì)比較適合大樣本量的研究，且數(shù)據(jù)獲取成本較小。

3.2 案例比較

案例比較分析通常用于以環(huán)境單元作樣本的環(huán)境與活動(dòng)相關(guān)性研究中。趙俊等人運(yùn)用案例比較法對(duì)大連地區(qū)兩處典型住區(qū)中居民進(jìn)行體力活動(dòng)相關(guān)的建成環(huán)境要素進(jìn)行比較分析。研究發(fā)現(xiàn)設(shè)施網(wǎng)點(diǎn)的空間分布、街道網(wǎng)絡(luò)的密集程度與拓?fù)湫问健⑼恋乩玫牟季帜Ｊ脚c多樣性、公共空間的空間視域與界面活力等建成環(huán)境要素都可以影響老年人進(jìn)行體力活動(dòng)[14]。劉正瑩等人通過(guò)對(duì)大連市4個(gè)不同建成環(huán)境形態(tài)的鄰里住區(qū)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)一些建成環(huán)境要素與老年人戶外休閑活動(dòng)出行頻率有一定的關(guān)聯(lián)性[15]。由于環(huán)境樣本獲取難度大，研究者只能通過(guò)對(duì)比有限的環(huán)境單元中某一項(xiàng)或多項(xiàng)環(huán)境特征所對(duì)應(yīng)的居民活動(dòng)的特點(diǎn)。同時(shí)也因樣本量少而無(wú)法得出可靠的結(jié)論，更偏向于探索性研究，一般只能用作進(jìn)一步描述性研究或探索性研究的鋪墊。

3.3 縱向調(diào)查

由于橫斷面研究只能探討某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上體力活動(dòng)、健康與環(huán)境之間的相關(guān)性，為進(jìn)一步探索因果關(guān)系，一部分研究者轉(zhuǎn)向縱向調(diào)查研究(longitudinal study)。縱向調(diào)查研究也叫追蹤研究，是指在一段相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)同一個(gè)或同一批被試者進(jìn)行重復(fù)的研究[16]。Lee I-Min等人在1988年—1993年間對(duì)美國(guó)各地男性的體力活動(dòng)情況進(jìn)行6年跟蹤研究。結(jié)果表明減少城市無(wú)計(jì)劃擴(kuò)張可能有助于增加居民的體力活動(dòng)以及降低BMI指數(shù)[17]。而一項(xiàng)橫跨美國(guó)幾個(gè)城市的縱向研究發(fā)現(xiàn)鄰里娛樂(lè)設(shè)施密度的變化對(duì)娛樂(lè)體育活動(dòng)變化的影響(平均隨訪3.2年)與收入或種族沒(méi)有顯著差異[18]。縱向研究雖然能在時(shí)間維度上探究一些影響應(yīng)變量變的關(guān)鍵因子，但由于時(shí)效性比較差、物質(zhì)成本較高以及耗時(shí)較長(zhǎng)等原因，目前相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)少有研究使用該方法。

3.4 實(shí)驗(yàn)研究

縱向研究由于不便于控制變量，所探討因果關(guān)系的范圍和可靠性十分受限，因此需要可以精準(zhǔn)控制變量的實(shí)驗(yàn)方式來(lái)進(jìn)一步拓展因果關(guān)系的研究。Fitzhugh Eugene等人就交通系統(tǒng)的連通性與體力活動(dòng)的關(guān)系做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究：分別對(duì)一條城市綠道和社區(qū)步道的連通性進(jìn)行改造，并分別設(shè)立對(duì)照組。結(jié)果發(fā)現(xiàn)社區(qū)步道的連通性對(duì)交通性體力活動(dòng)影響顯著，而城市綠道的連通性與交通性體力活動(dòng)關(guān)聯(lián)性較小。此外Mayne等人也通過(guò)實(shí)驗(yàn)法系統(tǒng)地研究了建成環(huán)境要素的變化對(duì)體力活動(dòng)的影響。調(diào)查結(jié)果顯示，相對(duì)于被動(dòng)交通行為對(duì)主動(dòng)交通行為相關(guān)的和建成環(huán)境要素進(jìn)行干預(yù)對(duì)體力活動(dòng)的影響更大[19]。環(huán)境變量難以控制，實(shí)驗(yàn)成本較大，因此實(shí)驗(yàn)方式較少應(yīng)用于環(huán)境相關(guān)研究中。

4 結(jié)語(yǔ)

建成環(huán)境、體力活動(dòng)與人體健康彼此間存在直接與間接的影響。三者之間的二維要素研究十分普遍，而將建成環(huán)境、體力活動(dòng)與人體健康三維要素納入同一框架的研究很少。研究模型主要分為二元模型以及線性模型兩種，均不能很好地滿足微觀尺度的環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)工作對(duì)研究成果的系統(tǒng)性要求，因此對(duì)新研究模型的開(kāi)發(fā)提出需求。研究方法以橫斷面調(diào)查為主，而縱向調(diào)查研究、案例比較研究和實(shí)驗(yàn)研究等研究方法也有一定的適用范圍，且對(duì)橫斷面調(diào)查研究方法有一定的補(bǔ)充作用。目前相關(guān)研究的研究方法以單一型為主，復(fù)合型研究方法可能會(huì)在未來(lái)興起。