自然景觀的心理與精神健康效益國際研究進展

陸楊琛，吳承照

(同濟大學，上海 200092)

1 引言

世界衛生組織(WTO)認為人類的健康包括生理、心理、社會和精神4個層面，而不僅僅是沒有患病的狀態[1]。現有的大量研究表明，接觸自然對人體四類健康具有積極的影響。一些調查顯示，心理健康是城市居民最關注的健康問題，也是最突出的問題[2,3]。心理健康與精神健康息息相關，并且兩者之間概念易混淆。目前國內研究中，精神健康相關的內容鮮少涉及，對于心理和精神健康的探索也較少。

心理健康是一種情感上和社會上的完善的狀態，它影響著個體在應對正常生活壓力時的表現以及能否發揮自身的潛能。精神健康是指一種靈魂層次或者心靈層次的良好狀態。自然景觀產生的心理和精神層面的效益體現在提升自然接觸者的心理健康和精神健康水平。自然景觀包括人工自然景觀、半人工自然景觀和完全的自然景觀。“接觸自然”不僅包括實地體驗上述的自然景觀，也包括通過圖像、視頻、虛擬現實技術等間接地方式體驗自然。實際上，大多數實驗都是采用間接體驗自然的方法進行的。

2 研究領域與進展

在Web of Science核心合集數據庫中檢索“健康”與“自然景觀”等詞匯獲得相關文獻數量達1169篇(時間跨度為1990年至2020年11月)。在1990～2020年間，自然環境與健康相關的研究文獻數量總體上呈現上升趨勢。2008年以前，相關文獻數量增長緩慢。隨著人們開始反思現代環境對健康的影響，相關文獻也在2010之后快速增長，且在2015年文獻數量經歷第二次快速增長(圖1)。國際文獻在20年間經歷了穩定而且大幅度的增長，體現出健康領域受到廣泛的關注。該領域研究的主要貢獻學科是環境心理學、生態學、環境學。

通過 “CiteSpace”的文獻的共引網絡可視化分析可以揭示該領域的知識結構(圖2)，通過文獻聚類分析可以得到幾個類型的文獻集群(圖3)。文獻共引網絡內的集群分析顯示現狀研究主要關注八大領域(表1)。文獻結構顯示現狀研究聚焦于“城市綠色空間的健康效益”，對于更原始的自然景觀的探索較少。表1中出現包含大量與城市化環境下心理和精神問題相關的關鍵詞。涉及壓力、感知恢復的心理健康效益研究是該領域主要的研究方向，城市化環境對人體的影響備受關注。

表1 自然景觀的健康效益八大研究領域相關研究內容

圖2 文獻共引網絡(作者自繪)

圖3 文獻集群分析(作者自繪)

關鍵詞共現網絡和突現分析(圖4，圖5)可以揭示研究的熱點、不同研究方向出現的時間分布。國際文獻主要的研究熱點包括體力活動、壓力、自然暴露量、恢復性、生態系統服務、生物多樣性、漫步、感知等(圖4)。在2000年之前研究者們更關注生理的疾病，2000年代開始關注城市化帶來的心理問題，2010年代初期管理手段和健康運動受到關注，而近些年戶外游憩開始進入人們的視野。

圖4 文獻關鍵詞共現網路(作者自繪)

圖5 文獻關鍵詞突現時間線分析(作者自繪)

根據以上文獻分析可以總結出目前該研究領域的四大特征：一是以城市健康問題導向，城市化的矛盾以及城市居民的日益尖銳的健康問題催生了該領域的研究；二是研究對象的尺度在近年得到擴展，研究者不再將目光鎖定在城市綠色空間上，國家公園和其他自然保護地在內的自然景觀也受到關注；三是健康效益認識的擴展，最初研究者聚焦于生理健康效益，如今研究者們更多地側重于自然景觀的心理、社會和精神效益；四是心理健康效益一直是研究領域內的主流，而精神健康的研究也呈增長趨勢。

3 自然景觀的健康效益相關理論

3.1 親生物假說

愛德華1984年的著作《親生命性》中提出“人類有一種親近自然世界的本能”，“與其他生命形式相接觸的傾向”[3]。“其他生命形式”指的是動物、植物和特定的自然環境。這個觀點被不斷發展，成為“親生物假說”。親生物假說源于人類漫長的進化過程，在百萬年間的原野生存環境中，人類逐漸形成了對水源、植物和其他生物資源的偏好。在城市環境中，人類雖然有條件在各類人居環境中排除自然和生物要素，但是親生物的傾向仍然存在。現代景觀語境中，開闊、植被豐富、水體、花和果實等受青睞的環境特征正是滿足了早期人類對防御、食物和水源的基本需求。人類具有對無威脅環境的偏好，這種偏好來源于生命和自然的先天性特征，自然可以提供精神恢復和壓力恢復，認知功能在自然可以得到增強[3]。

表格來源：作者總結自文獻分析

3.2 環境心理學視角的兩個理論

3.2.1 壓力痊愈理論(Stress Reduction Theory)

壓力痊愈理論基于親生物假說，從情感喚醒角度出發，認為自然環境可以減輕壓力，改善心情，并有益于提升免疫系統功能[4,5]。壓力減輕包括注意疲勞，精神疲勞，情緒也可以影響感知能力，進而影響生理健康等。根據情緒理論的相關研究積累，烏爾里奇構建了“情感與喚醒模型”。人在體驗自然、獲得消極或者健康效益時會經歷三個喚醒階段(圖6)。第一個階段由未接觸自然時人情感和認知歷史共同構成；第二階段在通過視覺體驗接觸自然后，產生了初始情感反應，這是一個非意識的過程；第三階段是經過重新的認知(結合自己的文化背景和經歷經驗的評價)，達到“后認知”情感狀態[4]。該模型強調初始情感的喚醒對后續認知和體驗造成影響，并且考慮了不同個體認識歷史、文化環境以及環境期待對情感和喚醒的影響。

圖6 情感-喚醒的自然景觀反應模型

3.2.2 注意力恢復理論

注意力恢復理論認為，自然環境被認為充滿了一種“柔和的吸引力”(soft fascinations )，人們通過非自主注意力感知這種吸引力，從而恢復自主注意力或是直接注意力(directed attention)[7,8]。

與注意力恢復相關的環境被稱為“恢復性環境”。卡普蘭夫婦界定了四類感知恢復性環境的特征，包括迷人性( Fascination)、遠離性( Being away)、延展性( Extension )、相容性(Compatibility)[7]。這些恢復性特征后來也被廣泛地應用于許多自然景觀健康效益實驗，構建其與恢復性體驗、感知感官維度的關系(圖7)。

圖7 感知恢復性、感知感官維度、恢復體驗的概念框架

3.3 精神健康的四個領域

費舍爾2011年將“精神健康”描述為一種動態的存在狀態，體現在個體與內心、社會、環境和超驗存在(非經驗的、先于經驗的，如宗教等)之間聯系的和諧程度[10]，這種聯系的質量和正確性構成了個體的精神健康。個體領域精神健康體現在自我意識中，包括人生意義、目的和價值觀。自我意識是人類追尋自我認同和自我價值的動力。公共領域精神健康體現在社會關系中的質量和深度，表現在人性中的愛、諒解、信任、希望和信念。環境領域精神健康是超越了身體上和生物學的對于自然環境的熱愛和關照，甚至形成與環境融合的狀態。超驗領域是自我與超出人類經驗水平的事物(宗教中的神、未知的力量等)之間的聯系，這種聯系是一種信仰和崇拜。

費舍爾構建了上述四個領域的精神健康的模型，他認為精神健康由“知識(knowledge)”和“靈感(inspiration)”兩部分組成，“知識”層面作為認知框架供人類理解和表述精神領域中超出經驗的層面，一旦個體達到精神和諧的狀態，則會表現出特定的狀態(表2)。

表2 四領域精神健康模型

表格來源：作者翻譯自參考文獻[14]

3.4 自然聯系

自然聯系最早被認為是一種培養生態行為的重要因素，而后，研究者們發現自然聯系對人體健康相關[11, 12]。自然聯系是指個體對自然的情感和體驗性聯系[13](兩種表述：“Connectedness to Nature”和“Nature Relatedness ”)。研究表明，自然聯系作為人體心理、精神健康與接觸自然的中介，有助于提升了心理和精神健康水平。

Mayer等2009年用自然聯系度的量表(the Connectedness to Nature Scale，CNS)構建了自然接觸、自然聯系度和心理層面的健康之間的聯系[11]。這項實驗說明自然聯系度是自然和使用者的積極情緒之間的介導因素。另一項實驗表明積極的情緒、個人成長、對生活的目標和自我接納感都與接觸自然相關[15]。

3.5 八種感官感知維度(perceived sensory dimensions, PSDs)

人在自然中獲得的健康效益的本質來源是感官接受的物質和信息，通過感官刺激身體機能，進而產生不同類型的健康效益。不同的自然環境給予使用者不同的感官刺激，從而產生不盡相同的健康效益[16]。

格蘭等2010年認為人類通過感官獲得的信息還要通過感知加工才具有有效性，感知是獲得信息后的認識和理解過程[17]。通過一系列復雜的信息加工，識別、存取，人類對環境形成特定的認識，將環境分類劃分，在識別和處理新的環境信息時通過調取這種分類信息來解釋環境的好壞[18]。因此他認為，不能將感官感知限制于視覺方面(顏色、形狀、尺度等)，需要將體驗質量分為某些特定的類別。在格蘭的一項基于壓力恢復的調查中，總結了八類使用者在自然空間中的主要感官感知維度(表3)，其中社會維度跟壓力恢復負相關，寧靜、空間、自然和避難所4個維度和壓力恢復顯著正相關[16]。

表3 八種感官感知維度與其主要特征

表格來源：作者翻譯自參考文獻[19]

4 實證研究方法

4.1 心理與精神健康效益指標

4.1.1 生理反應表征情緒變化

自然環境通過影響感官，大腦接受感官信息，喚起情感和回憶，刺激包括神經系統、內分泌系統在內的調節系統產生生理反應。一些生理反應可以表征心理變化，而且具有易監測的優勢，常被研究者用于監測自然環境的心理健康影響。常用的生理指標有皮電、皮質醇、血壓、心率、瞳孔反應、腦電圖、肌電圖等。皮電全稱“皮膚電反應”，它直接受交感神經控制，當人體受到刺激時皮電會發生變化，因此可以作為情緒的生理指標。皮質醇被稱為壓力荷爾蒙，長期地缺乏心理恢復或處于高壓力狀態會導致神經生理系統過度激活，進而使得皮質醇的水平升高[20,21]。人體的血壓、心率與心理健康存在一定的聯系，瞳孔反應、腦電圖、肌電圖都可以反應人體在接受信息后發生的注意力和情緒變化。

4.1.2 心理健康評價量表與認知實驗

一項最近的研究表明自然干預可以對受試者的心理健康產生積極的影響，緩解壓力、抑郁和焦慮情緒[22]。實際上，從文獻分析中可以發現有兩類心理健康受到關注——情緒和認知能力。情緒的測定由情緒效價和喚醒度構成，心理學上情緒效價(Vlalence)是判斷個體情緒消極和積極的指標(圖8)，情緒喚醒度(Arousal)表示情緒激活程度的指標[23]。認知能力是個體的加工處理外界客體的能力，包括知覺能力、記憶力、注意力等。實驗中經常采用主觀量表測量方法和認知能力實驗。常用的心理健康量表和認知實驗見表4。除了量表外，還有許多用來檢測受試者注意力和知覺能力的實驗，例如內科爾立方體雙向穩態圖形測試、史楚普作業測試、倒數數字作業、符號數字轉換實驗T等。

表4 常用的心理健康評測量

續表4

圖8 情緒環狀模型(作者翻譯自[24])

4.1.3 精神健康評價量表

費舍爾2000年在研究基礎上編制了一份名為“四個領域精神健康”量表(表5)，包含分為4個子量表，每個子量表有6個檢測項。

表5 四領域精神健康量表the Spiritual Health in Four Domains Index，SH4DI

一些學者認為， “精神性”實際就是人類與其他事物之間的內在聯系，在自然景觀中的精神健康效益可以被解釋為人在自然景觀中與自然之間的聯系的加深，因此“自然聯系度”在一定程度上也可以表征自然景觀的精神健康效益[25]。自然聯系度量表(CNS)有14項檢測項目，分為兩部分檢驗了感受和認知上人與自然之間的聯系[26]。自然關系度量表(NRS)可以檢測個人與自然之間的情感、認知和體驗方面的聯系[27]。

4.2 與健康相關的實證研究

與心理健康相關的實證研究分為兩類，一類從公共心理健康視角出發，構建城市綠地因子與區域內人口的心理健康大數據之間的聯系，包括綠地的數量、面積、覆蓋率、可達性、綠地類型等。這些實驗表明，居住區周邊的綠色空間的數量、質量和可達性與居民心理健康呈正相關關系[30]。另一類實證實驗通過測定受試者在自然景觀中的心理健康效益，并與自然景觀的感官感知維度構建聯系。此外精神性、自然聯系度等與精神健康相關的因子也常被作為自然景觀影響心理健康的中介因子。

雖然精神健康的概念逐漸吸引了更多關注，但相關實驗仍然較少。僅有少部分研究者將受試者置于自然景觀體驗，而后以訪談、日記和精神健康量表的方式檢驗自然環景觀對精神健康的影響(圖9)。

圖9 一項結合皮電反應、VR虛擬模擬現實技術、PANAS量表的心理健康效益實驗(引自參考文獻[29])

5 討論與展望

不同的理論和實驗方法提供了實證實驗設計的多種可能性，但是在針對不同的實驗對象時和社會背景下，采用適宜的理論方法并進行適應性調整至關重要。

注意力恢復理論和壓力痊愈理論都解釋了人在壓力或者應激反應下定向注意力/自主注意力的變化和恢復機制。不同的是，卡普蘭夫婦認為，人在應激下消耗自主注意力，通過自然環境中柔和的景象調動非自主注意力以此得到自主注意力的恢復。烏爾里奇則認為人對環境的反應是非認知的，也就是對環境的初始情感激發生理反應，然后導致 “喚醒”和非意識的情感。因此不能用注意力(attention)完全概括“恢復性”而且對自然的初始反應不存在 “認知”。僅考慮應激下的恢復性而沒有涉及一般的心理健康問題是注意力恢復理論存在的最大的問題，大量實驗已經證明，自然景觀產生的心理效益不僅僅是注意力恢復，情緒和認知能力恢復(包括注意力)也屬于心理健康范疇。從這個角度，應激恢復理論似乎更適用。同時，注意力恢復理論解釋了自然環境產生恢復性效益的機制，這是被廣泛認可的，因此在實證實驗中，應該結合兩個理論和心理健康測定量表進行實驗設計。現狀研究以主觀填寫的量表為主，可能存在缺乏客觀性的問題，因此在實證實驗中可以結合生理反應指標進行驗證。

接觸自然可以提高精神健康，但是具體如何證明兩者的關系、如何研究兩者關系背后的機制十分困難。一是缺乏理論研究，精神健康研究未形成體系，精神健康的評價缺乏廣泛認可的標準；二是精神健康的理解和研究方向存在爭議，對于其背后的影響機制更是難以捕捉。值得注意的是，在使用精神健康量表時應該注意不同社會文化的差異的影響，排除與受試者不適合的測試內容。

現狀研究缺少對綠色空間或者自然景觀特征的深入思考，很多實驗對環境的考量停留在視覺層面上的顏色、空間、尺度和材質上，這種解構方式忽略了人在認知過程對環境的復雜的感知體驗過程[31]。采用格蘭的八種感官感知維度是目前較為適用的環境特征解構方法，可以清晰地判斷自然景觀影響健康的機制，以及對規劃設計起到積極的引導作用。未來的實證研究還應該更詳細地關注不同類型自然環境為特定人群提供的健康服務[32]，填補研究領域的空白。