城市公園感知生物多樣性促進注意力恢復的影響研究

馬彥紅 朱 捷 陳 曦

生物多樣性可在壓力舒緩、積極情緒生發、注意力恢復等方面提供重要的文化性生態系統服務。近年來，解析生物多樣性影響人類心理健康的因果路徑，以及利用生物多樣性設計方法推動健康城市建設的呼聲日益高漲，并迅速發展成為“以自然的解決辦法應對公共健康威脅”研究領域的熱點之一[1-3]。

從目前的研究進展來看，一方面，在大量關于自然和人類健康的關系分析中，生物多樣性通常被作為描述綠色空間自然化程度、類別與質量的二級指標，但關于其心理健康影響的針對性研究尚且欠缺[4-6]。另一方面，在少數已開展的有關生物多樣性對心理健康影響的研究中，生物多樣性仍以專業性色彩鮮明的生態學概念——“測量生物多樣性”進行表征[7-9]，尚未考量與景觀體驗者切身感知密切相關、能對景觀體驗者心理產生直接影響的“感知生物多樣性”層面。

定向注意力是人們應對日常工作、學習的有限資源。當前快節奏的城市生活和高異質性、高復雜性的城市環境導致城市居民定向注意力過度消耗，精神疲憊現象明顯，進而不斷誘發如情緒低落、生活滿意度降低、認知負荷和壓力升高等多種心理健康問題。大量基于注意力恢復理論(Attention Restoration Theory，ART)的以“接觸自然環境有助于心理健康”為主旨的研究實踐已經證實，以定向注意力恢復為測度的復愈性環境特征辨識，是分析環境對心理健康影響的一種可靠方法[10-12]。

城市高密度、高強度空間利用背景下，城市公園在城市生物多樣性保護方面發揮重要功能。同時，作為為公眾提供休憩環境的重要公共場所，城市公園往往是城市居民通往自然，以及與生物多樣性環境互動的唯一通道，對城市居民從生物多樣性環境中獲取相關健康益處與福祉發揮重要效能。

本研究基于重慶城市公園中的實地調查數據，建立感知生物多樣性促進注意力恢復的因果關系模型，探究其中的影響關系與恢復功效，為后續相關研究提供參考。

1 研究基礎

1.1 感知生物多樣性

測量生物多樣性與感知生物多樣性之間具有鮮明的不一致性。相較于前者在數量與結構上的時空唯一性，后者會因為不同物種的本身特征及其所處位置的可被感知差異(如微生物類、夜行類物種能被景觀體驗者所感知到的可能性偏低)，以及景觀體驗者的先驗知識、認知水平與美學偏好差異，而體現出明顯的差別。即在影響心理健康的語境中，對于普通景觀體驗者而言，對生物多樣性的理解主要基于感官上可區分的景觀特征。因此，在客觀環境影響主觀心理感受的相關分析中，感知生物多樣性比測量生物多樣性更加重要，更適合作為影響心理健康的生物多樣性環境變量。

1.2 注意力恢復的機理解析

人的注意力分為定向注意力與非定向注意力。從環境心理學的角度看，定向注意力的投入往往需要較多的認知努力，容易使人產生認知疲勞；相較之下，非定向注意力則不會耗費太多的精力。因此，定向注意力的恢復往往發生在非定向注意力被投入的時候[10，13]。

能夠使定向注意力恢復的景觀環境往往具有四大特質——逃離性(being away)、迷人性(fascination)、一致性(coherence)、相容性(compatibility)，這些特質的種類越多、強度越高，其恢復力越強。其中，逃離性意味著人可以暫時掙脫“為了實現某些目標而被迫專注于一些本質上并不吸引人”的事物；迷人性指場所能夠提供引起人無意識注意的環境刺激；一致性指如果這些刺激足夠豐富且以一種連貫的方式進行組織，便可使人在環境中獲得的迷人性感知體驗具有可持續性；倘若環境的品質與人的目的、傾向和心理預期具有較高的契合度，則說明該環境擁有較好的相容性[10，14-16]。

2 研究方法

2.1 案例區選擇

重慶高密度、高異質性、高復雜度的城市環境特征十分鮮明，在給視、聽等多維感官帶來較大認知負荷導致壓力升高的同時，誘發廣泛性焦慮、注意力疲勞、心境障礙的概率也更高。此外，受山地地形地貌影響，重慶垂直方向溫濕度梯度變化顯著，生物群落構成相對復雜，生物多樣性資源十分豐富。因此，本研究以重慶為案例城市，以城市中最能與自然界生物接觸的“城市公園”為空間載體，探索生物多樣性對注意力恢復的影響，具有較高的代表性與應用價值。

2.2 研究假設

松鼠、青蛙等物種雖然可在某些公園內偶見，或可在一些專類公園中常見，但對一般性的城市公園來說，不具有研究的普適性。因此，研究基于案例地一般城市公園中最常見、最普遍的物種類別特征，將感知生物多樣性劃分為鳥類感知生物多樣性、昆蟲類感知生物多樣性、樹木類感知生物多樣性和花草類感知生物多樣性4個樣類，并對應提出如下研究假設(圖1)：

圖1 因果關系假設

H1：鳥類感知生物多樣性對注意力恢復具有顯著的正向影響；

H2：昆蟲類感知生物多樣性對注意力恢復具有顯著的正向影響；

H3：樹木類感知生物多樣性對注意力恢復具有顯著的正向影響；

H4：花草類感知生物多樣性對注意力恢復具有顯著的正向影響。

2.3 關系模型建構

1)變量設定。

(1)以性別、年齡、文化程度、平均月收入4類信息對受訪者人口學特征進行解釋，并將其設定為控制變量中的人口學特征變量。

(2)植物群落是城市公園生物環境的構成主體與生境本底，同時公園維護管制單位對與之相關的生物多樣性信息掌握相對完備，因此選擇喬灌草物種數對公園實際生物多樣性情況進行表征，并將其設定為控制變量中的實際生物多樣性變量。場所大小與場所內的生物容量和生物多樣性豐度存在一定關聯，并可對空間感知體驗產生重要影響，因此將公園面積設定為控制變量中的空間大小變量，借以觀察公園面積大小差異所帶來的影響。

(3)以前述分析為基礎，將“B注意力恢復”設為因變量的潛變量，并以“B1逃離性”“B2迷人性”“B3一致性”“B4相容性”為觀察變量對該潛變量予以表征。根據度量注意力恢復的一般性“感知恢復量表”(PRS)[15-17]設計“公園感知生物多樣性恢復量表”(表1)，進而對上述觀察變量開展測量。同時，將“A1鳥類感知生物多樣性”“A2昆蟲類感知生物多樣性”“A3樹木類感知生物多樣性”“A4花草類感知生物多樣性”設為與該因變量所對應的4個一級自變量。基于前期文獻[18-20]，于2020年6月在重慶主城區城市公園中，通過發放問卷的形式開展預調研和半結構訪談(共計回收有效問卷124份)；根據6種生物多樣性特征之于受訪者的吸引力頻次分析，對一級自變量所對應的二級表征因子(觀察變量)進行選定(表2)，變量設定如表3所示。

表1 “公園感知生物多樣性恢復量表”的生成[15-17]

表2 自變量的二級表征因子選定

表3 變量設定

2)變量測量。

本研究以客觀選擇題的形式對受訪者人口學特征的基本情況進行調查；以喬灌草物種數與公園面積對調查區實際生物多樣性情況與空間大小進行表征。通過自我報告問卷的形式，對公園環境感知生物多樣性及其注意力恢復所對應的觀察變量信息進行采集。問卷采用李克特(Likert)5級量表對各觀察變量進行評定，受訪者根據主觀判斷與真實想法對相關描述進行打分(“1”表示非常不同意；“2”表示比較不同意；“3”表示不確定；“4”表示比較同意；“5”表示非常同意)。

3)分析方法。

選用結構方程模型(Structural Equation Model，SEM)方法對感知生物多樣性影響注意力恢復的因果關系進行分析。

與傳統回歸模型不允許自變量在測量時存在測量誤差相比，SEM除了能夠處理觀察變量與潛在變量及各潛在變量之間的關系外，也考慮了誤差變量，因此能夠解決本研究中自變量(A1、A2、A3、A4、B)不可直接測量且存在測量誤差的問題。同時，SEM還可對預設因果關系的直接或間接影響進行測度，并清晰分析單項指標對總體的作用和單項指標間的復雜關系。基于此，運用SEM對感知生物多樣性和注意力恢復間的因果關系進行理論建模(圖2)，進而對模型開展驗證及計算分析。

圖2 結構方程的理論模型

2.4 數據收集

為了最大限度地凸顯隨機訪談樣本的代表性，結合前期實地踏勘與生態學專家建議，在可獲取到喬灌草物種總量數據的重慶主城區公園中，選取生物多樣性豐度較高、居民流量較大、服務區域覆蓋較廣、規模較大的沙坪公園、鵝嶺公園、南山植物園、照母山森林公園和彩云湖濕地公園開展調查。正式調研日期為2020年9—10月的節假日。表征公園實際生物多樣性情況的喬灌草物種數量數據，以及用以描述調查區空間大小的面積數據均獲取自公園管護部門(表4)。以隨機問卷的形式采集受訪者人口學特征信息及其環境感知生物多樣性與注意力恢復信息，為了保證樣本的合理性，將每個公園的問卷數量控制在150份左右，最后共回收問卷727份。根據問卷填寫完整度及填寫質量，剔除無效問卷49份，共收集有效問卷678份，問卷有效回收率為93.26%。人口學特征統計結果顯示，受訪者男女比例較平均，年齡層次分布較合理，社會經濟背景覆蓋面廣，整體樣本結構合理，具有較好的代表性(表5)。

表4 調查公園的喬灌草總物種數量與面積

表5 有效問卷的人口學特征統計

3 模型評估與結果

3.1 模型信度與效度分析

1)信度分析。

研究利用李克特量表對各觀察變量進行測度，故適于采用克朗巴赫α系數(Cronbach'sαcoefficient)對問卷信度進行分析。利用SPSS 24.0進行的信度檢驗分析表明：問卷整體的Cronbach'sα值為0.917，信度理想；A1鳥類感知生物多樣性、A2昆蟲類感知生物多樣性、A3樹木類感知生物多樣性、A4花草類感知生物多樣性、B注意力恢復5個潛變量相對應的Cronbach'sα值分別為0.838、0.882、0.922、0.835和0.931，均大于0.80，表明各潛變量具有良好的內部一致性信度。此外，結果未出現相關程度CITC(Corrected Item-Total Correlation)值低于0.5的觀察變量，說明所有觀察變量的設定都符合研究需求。

2)效度分析。

基于前期文獻查閱及專業認知，以預調研的形式明確了問卷量表中用于描述潛變量的觀測變量，保證了模型具有較高效度。同時，基于AMOS 24.0軟件，對問卷結構有效性進行了探索性因素分析(Exploratory Factor Analysis，EFA)。結果顯示，模型取樣足夠度KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)度量檢驗值為0.903，Bartlett's球形檢驗值顯著(Sig.＜0.001)，表明問卷量表具有良好的結構效度(表6)。

表6 KMO和Bartlett's球形檢驗結果

3.2 模型擬合度檢驗

在Amos 24.0軟件中，采用最大似然估計法對測量模型擬合指標進行參數估計。結果顯示，模型卡方/自由度NC值為1.437，介于1～3之間；近似誤差均方根RMSEA值為0.033，小于0.05；GFI、AGFI、NFI、TLI、IFI、CFI值均大于0.9，都在可接受范圍內，說明假設模型和觀測數據間的擬合度良好，對樣本數據的解釋較為理想(表7)。

表7 模型擬合度結果

3.3 模型結果

感知生物多樣性影響注意力恢復的模型路徑分析結果表明，各標準化路徑系數在0.05、0.01或0.001水平均具有顯著性，A1鳥類感知生物多樣性水平、A2昆蟲類感知生物多樣性水平、A3樹木類感知生物多樣性水平、A4花草類感知生物多樣性水平均對注意力恢復存在顯著的正相關關系(表8，圖3)。即實驗結果支持了上述提出的研究假設，實證了“環境感知生物多樣性越高，促進注意力恢復的效能越強”這一觀點。

圖3 感知生物多樣性影響注意力恢復SEM模型的標準化參數估計路徑

同時，依托上述關系模型：1)將性別、年齡、文化程度、平均月收入作為控制變量，進行各變量內部的群組比較分析；2)將公園喬灌草總物種數量與公園面積作為控制變量，解析各公園間的實際生物多樣性與空間大小影響差異程度。結果表明，除文化程度外，性別、年齡、平均月收入、喬灌草總物種數及公園面積大小5個控制變量未對受訪者注意力恢復產生明顯的關聯調節效應(表9)。

4 結論與討論

從描述注意力恢復的4個一級觀察變量來看，一致性表現出最大的影響效力，其余3個變量的影響程度排序從大到小依次為迷人性、逃離性、相容性。對于影響注意力恢復的4個潛變量(自變量)而言，鳥類、花草類對感知生物多樣性的影響程度很大，昆蟲類、樹木類對感知生物多樣性的影響程度較大。由不同類別感知生物多樣性所對應觀測變量的路徑系數結果可知，對鳥類、昆蟲類、樹木類和花草類感知生物多樣性影響最大的觀測變量分別是新鮮物種多樣性、物種多樣性、觸感多樣性和嗅覺多樣性(表8)。

表8 SEM標準化路徑系數結果、評價標準及其P值

在各生物類別下，文化程度是唯一對感知生物多樣性體驗起調節作用的人口學特征控制變量，呈現出“文化程度越高，恢復效應越明顯”的關聯特征。該特征出現的原因可能是：文化程度越高的體驗者，其工作或學習的認知消耗往往較高，更容易產生精神疲勞，注意力恢復的需求也更為迫切。與此同時，在更為長久的受教育過程中，因為有較多的生態學習機會，以及后續相對多元的生態知識習得渠道，進而使其具備了較高的生物多樣性認知素養。正是這2個層面的雙向屬性，決定了高文化程度者在相關體驗中，往往能夠獲得更多的恢復性效益。

實際上，生物多樣性和公園面積對注意力恢復的影響并未呈現出“實際生物多樣性越高或公園面積越大，恢復效應越明顯”的關聯趨勢——實際生物多樣性高、面積大的公園的注意力恢復效能反而可能弱于實際生物多樣性低、面積小的公園(表9)。該結論不但從注意力恢復的生物多樣性影響層面驗證了測量生物多樣性與感知生物多樣性具有鮮明的不一致性，同時也說明：從維護生態系統本身健康與促進人類心理健康的耦合視角出發，對城市公園生物多樣性品質進行綜合提升，是對綠色空間環境進行深度優化的一種有效方法。

表9 各公園結構模型(B←A)的標準化路徑系數均值

以上分析結果可為感知生物多樣性促進注意力恢復的后續理論探索和設計實踐提供有益參考。筆者基于上述研究結果進一步衍生出如下思考。

1)感知生物多樣性可通過促進注意力恢復為城市居民供給文化性生態系統服務，這是以自然為媒介進行健康城市營建的一種有效方案。在公共衛生干預方面，可將感知生物多樣性作為城市精神衛生保健類基礎設施建設的重要構成；在景觀空間體驗與設計方面，可將其作為評估環境療愈性品質的重要參考指標。

2)生物多樣性的被感知度除了受到上述研究中提及的客觀因素影響外，還受到感知主體所具有的對于生物、生態系統乃至自然的認知水平與情感差異等主觀條件的影響。因此，以感知生物多樣性對注意力恢復的影響效用來講，在同等環境條件下，體驗主體能夠識別或了解的物種特征越多，可感知到的生物多樣性越高，從生物多樣性環境中汲取注意力恢復“營養”的能力也越強。因此，如何借由更為廣泛的環境教育、更為深刻的生物多樣性認知體驗，使公眾習得較高的生態知識水平，是提高感知生物多樣性注意力恢復效用的重要議題。

3)測量生物多樣性與感知生物多樣性在與人類福祉的關系分析中，前者偏向于客觀生態意義解釋，后者則注重主觀心理影響評價。2種相同面積大小且具有相同測量生物多樣性的環境在感知生物多樣性品質方面可能差異明顯。因此，如何根據在地居民美學偏好與空間特征屬性，增強居民感知生物多樣性的獲得感，如通過增加魅力物種數量、暴露時長，以及提升與魅力物種接觸機會及鄰近度指數，是在感知生物多樣性促進心理健康導向下，進行具體規劃實踐的核心著力點。

5 結語

相較于測量生物多樣性、結構生物多樣性等“剛”性的生態理論與實踐，以感知生物多樣性促進注意力恢復為導向的景觀空間建設是一種基于主觀心理福祉獲得的“柔”性可持續規劃設計方法，對于當前景觀生態相關理念與設計范式的不斷完善具有積極的推動與補充作用。

本文基于注意力恢復視角，對感知生物多樣性的心理健康效應進行了初步研究，實證了二者間存在的因果關聯。但從感知生物多樣性出發的人地關系探究，必然是一個非常宏大的命題，涵蓋的內容非常廣泛，同時涉及多個學科。如何從更精細化的視角出發，對不同社會類群、更廣泛的綠色空間類別、感知暴露時長效應，以及高感知度魅力物種群識別等進行針對性研究，是未來借由更多交叉視域與循證方法進行探索的重要研究面向。

注：文中圖片均由作者繪制。