我国成年人体质综合水平与自然环境因素的关联分析

李纪江,蔡 睿,何仲涛

我国成年人体质综合水平与自然环境因素的关联分析

李纪江1,蔡 睿2,何仲涛1

目的:探讨我国成年人体质水平与自然环境之间的关系,为今后我国国民体质水平地域分布研究提供一定的帮助;方法:以2005年国民体质监测中20～59岁成年人作为主要研究对象,以监测城市为单位(共93个单位),选取国民体质综合指数、身体形态综合指数、身体机能综合指数、身体素质综合指数和体质单指标等作为体质数据分析指标;登录国家和地方气象局和测绘局网站对93个监测城市自然地理指标进行调查、整理。计算比较体质数据、指标数据与自然环境指标数据之间的关系,并进行分析;结果:国民体质综合指数随着海拔高度的增加呈降低趋势,随着地球经度的增加呈增高趋势;国民体质综合指数与距离河海路程呈显著相关关系,越是靠近河海,人群体质水平越高;气温、海拔高度、地球纬度等自然地理环境因素对北方地区人群身体形态的影响程度要大于南方地区;身体机能综合指数随着地球经度和纬度的增加呈增高趋势;南方地区人群素质水平与海拔高度、地球经度的关系密切程度要大于全国平均水平。肺活量与海拔高度简单相关系数为-0.315,偏相关分析后相关系数为-0.508,不同的海拔高度的人群,肺活量差异具显著性;结论:我国成年人国民体质综合指数与地球纬度相关系数很低,且无统计学意义;国民体质综合指数与经度呈正相关,与海拔高度呈负相关,即成年人体质水平总体上无南北差异,主要呈东高西低分布。

中国;成年人;体质综合水平;国民体质综合指数;自然环境;相关

大量的研究结果表明,遗传只为体质的发展提供可能性,其体质强弱的现实性则更多地依赖于后天的生存环境。生活在不同环境当中的人群,其体质水平有着一定的差异。2000年和2005年2次国民体质监测结果也得出了不少关于我国国民体质水平地域分布的一些结论。本文通过对体质水平和自然环境因素之间关系进行探讨,旨在为今后体质地域分布研究提供一定帮助。

本研究通过对2005年第2次国民体质监测全国93个监测城市20岁～59岁成年人体质监测数据与各地区自然环境因素之间关系分析,探讨体质与自然环境之间的关系。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究以2005年国民体质监测中20岁～59岁成年人为主要研究对象。选取该年龄段人群国民体质综合指数、身体形态综合指数、身体机能综合指数、身体素质综合指数和体质单指标(身高、BM I、肺活量、握力、坐位体前屈、闭眼单脚站立、选择反应时)作为数据分析指标,来反映人体体质水平。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集

通过查阅、上网搜索收集有关文献资料,登录国家和地方气象局和测绘局网站对我国31省(自治区、直辖市)下属93个监测城市的自然环境指标进行调查并整理。

1.2.2 数据处理

收集整理所有数据录入计算机,使用SPSS 11.5 for w indow s和M icrosoft Excel软件包进行统计学处理。主要使用统计描述、方差分析、t检验和相关分析等统计方法。

在分析海拔高度和肺活量时,通过查阅相关文献和权威网站,用3种方式将全国93个监测城市平均海拔高度进行划分:1)划分为平原和高原;2)划分为低平原、高平原、亚高原、高原;3)通过聚类分析,将93个监测城市海拔高度分为3个等级,分别是1 500 m以下、1 500 m～2 500 m、2 500 m以上。针对不同的划分方法,分别分析不同海拔高度人群肺活量的差异。

1.2.3 南北划分区域

南方:西藏、四川、重庆、云南、贵州、广西、湖北、湖南、海南、江西、福建、广东、江苏、上海、浙江、安徽;

北方:新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古、河北、北京、天津、山东、河南、吉林、黑龙江、辽宁。

1.2.4 国民体质综合指数介绍

蔡睿等[2]在国民体质综合指数研究的文章中指出,国民体质综合指数将国民信息通过一个或几个综合指标较为准确、简洁地概括出来,是反映人口总体综合体质水平的无量纲动态相对数,它的主要作用是:1)反映国民体质总体的状况及各构成因素的变动情况;2)分析国民体质与社会经济总变动之间的相互关系;3)研究国民体质综合指数变动中各组标志水平在总体结构变动中的作用。

国民体质综合指数的确定,首先借鉴拉氏指数将同度量因素固定在基期,即选择2000年体质监测结果作为基期(值为100),未来每5年为一个报告期,与国民体质监测的周期同步,如果报告期体质综合指数值大于100,说明报告期国民体质水平比基期相比有所增加;反之下降[10]。

第二,将对比定位于单指标。设2000年监测测定指标体系中各指标分年龄组的全国、各省(区、市)平均数,即xi(全国或某一地域)为基期的同度量因素,称为单指标的基期水平,其中,i为指标,xij(全国或某一地域)为单指标的报告期水平,j为省(区、市)。

第三,考虑体质测定指标体系的单项指标权重Ki,以体现不同指标的重要程度。

第四,考虑人口年龄结构的变动对体质指数的影响,设立年龄结构权重Pnj,n为年龄组别。年龄分组以人口调查最小年龄组为基础数据。

第五,未来指标体系中指标增减、权重变更等通过调节因子fi调节实现。

基于以上分析,下面为国民体质综合指数的数学模型的基本结构:

i为第i个指标,j为第j个人群分组,Pj为人口数年龄别结构权重,Ki为各指标权重,xi为基期(2000年)单指标测试平均值,xij为报告期单指标测试平均值,fi为调节因子。指数值越大说明体质状况越好。

身体形态综合指数、身体机能综合指数和身体素质综合指数等体质分类指数的计算方法与国民体质综合指数类似,也都将2000年体质监测结果作为基期值(值100),只是在指标以及指标权重上有所差别。

2 结果与分析

2.1 体质综合水平与自然环境的关系

表1为我国各省(自治区、直辖市)成年人体质指数与气温(1月月均气温、7月月均气温、全年年均气温、7月与1月月均温差)、年降雨量、年日照时数、海拔、经纬度等自然环境因素的简单相关结果。

表1结果显示,国民体质综合指数随着海拔高度的下降、经度的增加而增高,说明我国成年人综合体质水平从西向东整体呈增高的趋势;国民体质综合指数与7月平均气温、年平均气温、年相对湿度相关有显著意义,但相关系数较低,呈微弱相关;与1月平均气温、7月与1月均温差、

3 讨论

一般认为,自然环境因素会对群体体质水平产生一定的影响,支持这一结论的研究也较多,如身体形态、机能、素质等指标的南北差异;青年人群发育水平随纬度增高而增高[15];我国农村青少年某些生长发育因子与日照时间、地球纬度和气温最大年均差之间均有0.7以上的正相关[7]等。由于气温、海拔高度、地球经纬度等自然地理因素是相对比较稳定的,所以,自然环境对于体质水平的影响是一个持续的过程[8]。本研究结果显示,我国成年人国民体质综合指数与地球纬度相关系数很低,且无统计学意义;与经度、海拔高度呈显著相关(P<0.01),其中经度与国民体质综合指数呈正相关,海拔高度与其呈负相关,虽然,两者相关系数都不高,但是,这与我国成年人体质水平实际情况基本一致,即成年人体质水平总体上无南北差异,主要呈东高西低分布。这个相关结果可能与已有的一些文献资料存在一定的差异,其主要原因可能在于,本研究主要是以国民体质综合指数为主体进行区域分布及相关因素分析,而以往的相关研究主要多以体质单项指标或部分分类指标集合为研究主体。

我国成年人身体形态综合指数、身体机能综合指数和身体素质综合指数与自然环境因素相关结果也与国民体质综合指数分布情况相一致。

本研究还发现,肺活量与海拔高度的相对密切关系显现了出来。肺活量与海拔高度简单相关系数为-0.315。进一步对肺活量与海拔高度进行偏相关分析,排除身高、体重、胸围等个体因素的干扰,结果显示,肺活量与海拔高度相关系数为-0.508,表明肺活量有随海拔下降而增高的趋势。前面对不同海拔高度成年人肺活量进行方差分析也发现,海拔高度越高,成年人肺活量越低。由于个体身高、体重等因素的影响,选取肺通气功能(相对肺活量)来衡量人体通气水平更为合理。

表5 我国不同海拔高度人群相对肺活量均值一览表

关北光[7]在对四川省内不同海拔市(州)成年人肺活量研究分析中发现,阿坝州海拔高度最高,男、女成年人肺活量平均值都低于四川省平均值,在6个不同海拔的市(州)中是最低的。并且阿坝州3个不同海拔高度的县:金川县2 165 m,马尔康县2 600 m,若尔盖县3 406 m,肺活量分别为3 270 ml、3 211 ml、3 130 ml,呈下降趋势。与本研究结果一致。这种现象的产生,可能是由于长期处于高原缺氧状态下,人体的呼吸主要通过加快呼吸频率来尽量吸入更多的氧气,而不是通过增加呼吸深度所导致的。研究指出[6],高海拔地区人群虽然肺活量比低海拔地区人群低,但是肺弥散能力增强,血红蛋白浓度适度增加,毛细血管密度增加及组织利用氧的能力增强等,在一定程度上降低了机体对于过度通气的需求。所以,高海拔地区人群肺通气当量低而气体交换效率高,这是他们长期适应高原低氧环境的重要特征之一。

本研究结果还显示,肺活量与地球纬度呈中度显著相关,与肺活量地域分布一致。造成这种结果的原因是我国从南到北随着纬度的增加,人群的身高、体重、胸围等与肺活量密切相关的形态指标是逐渐增大的,进一步控制身高、体重和胸围,肺活量与纬度做偏相关分析时,两者相关系数为0.08;相对肺活量和纬度进行相关分析,两者相关系数为0.001,说明绝对肺活量的南北差异依赖于南北方人群形态指标特别是身高、体重和胸围的差异。

中医学方面的一些学者也对自然环境与体质的关系进行了一些研究。一般来说,北方比南方的阳虚质和见寒象者明显多;南方则多阴虚体质;越趋濒海或东向,痰湿质者越多;冬秋季多阳虚和见寒象者;夏季则多见阴阳两虚者[13]。戴翥[4]指出,不同地域的人,受水土质量的长期影响,各个地域生活的人群体质是不同的。人体之气随生活环境的改变而改变,即人体体质也略有差异。苏中昊等[12]对浙江省建德市大洋镇居民调查发现,由于大洋镇三面环山,北接江水,又兰江、千岛湖等低温水域的恒温作用,当地的常年温度平均16.7℃,最高42.9℃,最低-8.5℃,而由于新安江水库大坝底部的深层湖水激流作用,水温恒定在14℃～17℃,水体与空气的温差致江面上昼夜雾气弥漫,加上充沛的降雨量,年降雨量平均达1 603.8 mm,其湿度明显高于周边地区,这种寒湿的雾气形成了当地居民脾胃虚寒型慢性胃炎体质。

虽然,中医学中所提到的体质与本研究中的体质概念和内容都有所不同,但是,它们都是人体对于不同环境而表现出来的一种生理、心理以及形态、机能、素质等方面的适应。不同学者、不同研究领域的研究结果也共同说明了人群体质的构成与不同地理区域和不同季节、气候有明显关系,人处于不同条件下,机体必然要有不同的反应,以适应各种不同变化,并形成带有地域特点的体质类型。本研究对体质水平和自然地理环境因素之间关系进行了粗略的分析,还需要更多的学者进行更进一步地研究,来充分掌握两者的关系和影响机制,这对于研究我国体质水平地域分布特征有着重要的意义。

4 结论

1.国民体质综合指数随着海拔高度的增加呈降低趋势,随着地球经度的增加呈增高趋势,从一个侧面证明了我国成年人体质水平分布的东西差异;

2.国民体质综合指数与距离河海距离呈显著相关关系,越是靠近河海,人群体质水平越是高,结合体质水平分布情况,说明我国成年人体质水平分布呈现出“流域体质”现象;

3.气温、海拔高度、地球纬度等自然地理环境因素对北方地区人群身体形态的影响程度要大于南方地区;

4.我国成年人身体充实度由南到北随着寒冷程度的增加有增大趋势;

5.不同海拔高度地区人群肺活量、相对肺活量差异具显著性。总体而言,肺活量随着海拔高度的上升呈下降趋势,但当海拔较低时,这种趋势并不明显,只有当海拔上升到一定高度时,这种趋势才显现出来。

6.由于我国地域辽阔,使用已有的体质研究技术要完整搜集全国不同地区自然环境信息并与体质水平进行有效、科学地整合显得较为困难,且没有一套较为系统和科学的研究路线,所以,为这项研究增加了一定的难度。要更进一步对我国国民体质水平与自然环境因素进行研究,找到我国体质水平分布特征,还需要找到一种合适的研究方法和更具操作性和实用性的研究工具。

[1]蔡睿.体质的地域特征,见2000年国民体质研究报告[M].北京:人民体育出版社2003:93-106.

[2]蔡睿,江崇民,郑迎东,等.国民体质综合指数数学模型的建立[J].体育科学,2005,25(3):30-32.

[3]戴霞.两个低纬度亚热带城市成年人BM I、体脂百分比、腰臀比特征分析[J].天津体育学院学报,2005,20(5):70-72.

[4]戴翥.小儿体质形成因素及小儿养护特点探讨[J].云南中医学院学报,2002,25(2):30-33.

[5]董春,刘纪平,赵荣,等.地理因子与空间人口分布的相关性研究[J].GIS技术,2002,(4):61-64.

[6]格日力.不同海拔地区健康成人的肺泡气测定[J].中国应用生理学杂志,1987,3(4):328-330.

[7]关北光.四川省不同海拔高度六市(州)成年人体质研究[J].北京体育大学学报,2006,29(11):1518-1519.

[8]季成叶.中国农村青少年生长发育地区差异的环境因素浅析[J].体育科学,1992,12(1):38-46.

[9]金晓峰,吴恒晔,陈志强.气候因素对中国城市汉族男生身高生长发育的相关性研究[C].大连:中国体育科学学会体质研究分会报告集,2006:301-305.

[10]刘天晨.人类体形与地理环境[J].中学地理教学参考,2003, (9):10.

[11]马德胜.江苏省儿童少年体型特征南北差异初探[J].南通医学院学报,1992,1(4):298-301.

[12]苏中昊,章权.脾胃虚寒型慢性胃炎54例体质辨证分析[J].浙江中医杂志2003,38(3):120.

[13]吴长稳.南北方普通大学生体质现状与特点[J].山西体育科技,2002,22(2):20-23.

[14]薛丽飞.自然环境对人体体质的研究进展[J].江西中医学院学报,2006,18(3):72-73.

[15]MARSHALL W A.The relationship of variations in children’s grow th rates to seasonal climatic variations[J].Ann Hum Biol, 1975,2(3):243-250.

Analysis on Correlation between Composite Physical Fitness Level and Physical Geography Factors of Chinese Adults

L IJi-jiang1,CA IRui2,HE Zhong-tao1

Purpose:By exp lo ring the relationship between the composite physical fitness level and environmental geographic factors,this paper tries to p rovide the support on distribution of physical fitness in China.Methods:Taking the physical fitness composite index,classified fitness index and some individual single targets as the objects of the study,w hich o riginated from the Second National Physique Fitness Surveillance,we glanced over various p rovinces(area, city)statistics yearbook 2005 and the 93 city government website(statistics bureau,meteorological bureau)to gain the physical geography information.All analyses were perfo rmed w ith the SPSS for Window s(version 11.5)and M icrosoft Excel statistical package.Analysis of variance was used to compare selected variables between groups.To analyze the relationship,simple and partial correlation analysis was defined.Results&Conclusions:In 93cities,there was a significant relationship between fitness composite index and the distance from river or sea; there was a significant relationship between physical fitness composite index,classified fitness index and some physical geography facto rs such as temperature,longitude and altitude.Correlation coefficient is-0.315 between vital capacity and altitude.After a partial correlation analysis,the co rrelation coefficient is-0.508.The vital capacity has significant difference among the peop le at different altitude.In China,the physical fitness level of east was higher than that of west region.There was no significant difference between south and no rth.

adults;compositephysicalfitnesslevel;compositephysicalfitnessindex;environmentalfactor;correlation

G804.49

A

2010-04-19;

2010-11-20

国家体育总局科教司年度项目(05-51)。

李纪江(1982-),男,四川成都人,硕士,主要研究方向为体质测量与评价,Tel:(028)85553106转205,E-mail:lijijiang55@163.com。

1.四川省体育科学研究所,四川成都610041;2.国家体育总局体育科学研究所,北京100061 1.Sichuan Research Institute of Sport Science,Chengdu 610041,China;2.China Institute of Sport Science,Beijing 100061,China.年均降雨量、年日照时数、地球纬度等自然环境因素的相关关系无统计学意义。

身体形态综合指数与1月均温呈正相关,与年日照时数、地球纬度、经度呈负相关,且都有意义,但相关系数较低。说明我国成年人形态水平有从南方到北方逐渐下降的趋势。

表1 我国各省(自治区、直辖市)成年人体质综合水平与自然环境因素相关性一览表

注:＊P<0.05,＊＊P<0.01。下同。

身体机能综合指数随着地球经度和纬度的增加呈增高趋势,即我国成年人机能水平有从西南向东北整体呈增高的趋势;身体机能综合指数还表现出随着1月均温、年相对湿度、年均降雨量和海拔高度增加而下降的趋势;与年均温、7月均温的相关关系无统计学意义。

身体素质综合指数的相关结果与综合指数相关结果比较一致,随着地球经度的增加、海拔高度的降低呈升高趋势,即我国成年人素质水平有从西向东整体呈增高的趋势;随着1月均温、7月均温、年均温和年相对湿度、年均降雨量的升高,身体素质综合指数呈增高趋势。但其与年日照时数、地球纬度和7月与1月均温差相关系数较低,且相关无统计学意义。

2.2 不同地域体质综合水平与自然环境的关系

表2为全国南、北方各省(自治区、直辖市)成年人国民体质综合指数、身体形态综合指数、身体机能综合指数、身体素质综合指数与自然环境因素相关性结果。

南方地区各省(自治区、直辖市)成年人的身体形态综合指数在与自然环境因素相关性上表现出和整体一样的趋势(表1、表2);身体机能综合指数在与海拔高度、地球经度、纬度方面相关性上表现出了和整体一样的趋势,与1月均温、7月与1月均温差、年相对湿度、年均降雨量、年日照时数相关结果无统计学意义(P>0.05);南方地区各省(自治区、直辖市)成年人的身体素质综合指数与年均温、7月均温、年相对湿度、海拔高度、地球经度的相关系数要高于整体相关系数(表1、表2),且与海拔高度、地球经度具有较高的相关关系(P<0.01),说明南方地区人群身体素质水平与海拔高度、经度的关系密切程度要大于全国平均水平。

表2 我国南、北方成年人体质综合水平与自然环境因素相关性一览表

而北方地区各省(自治区、直辖市)成年人的身体形态综合指数与1月均温、7月和1月均温差呈低度相关,且相关有统计学意义;北方地区人群身体形态综合指数随着海拔高度的上升、地球纬度的增加呈增加趋势。而南方地区相关结果显示,身体形态综合指数与各项自然环境因素都呈微弱相关,且均无统计学意义。说明气温、海拔高度、地球纬度等自然地理环境因素对北方地区人群身体形态的影响程度要大于南方地区。

2.3 不同性别人群体质水平与自然环境的关系

表3 我国成年男性体质单项指标与自然环境因素相关系数一览表

表4 我国成年女性体质单项指标与自然环境因素相关系数一览表

2.3.1 形态指标与自然环境关系

男性和女性在身高上表现出非常相同的自然地域分布特征。男性身高与地球纬度的相关系数达到0.786,女性达到0.748,说明我国成年人身高由南到北有增高的趋势;身高与年平均温度、1月均温、年相对湿度、年均降雨量、年日照时数呈中度相关,均有统计学意义。

男性和女性BM I与自然环境因素相关性结果较为一致。男性BM I与地球纬度、1月平均气温相关系数达到0.759和-0.640,女性为0.697和-0.574;BM I与年相对湿度、年均降雨量、年日照时数呈中度相关,且均有统计学意义,说明我国成年人身体充实度由南到北随着寒冷程度的增加有增大趋势。

2.3.2 机能指标与自然环境关系

肺活量与地球经度、纬度的相关系数在0.5左右,肺活量随着经度和纬度的增加呈增大趋势,说明我国从西南向东北,人群肺活量呈增大趋势。肺活量与海拔高度简单相关系数为-0.315,偏相关分析后相关系数为-0.508。进一步对肺活量与海拔高度的关系进行考察,将海拔高度以1 500 m、2 500 m为组界分为3个组,进行方差分析(图1)。

图1 我国不同海拔高度城市成年人肺活量均值比较示意图

从图1可以看出,3组不同海拔高度城市成年人肺活量之间差异都具有显著性或非常显著性,虽然,在整体上我国成年人肺活量与海拔高度之间相关性并不高,但是,方差分析结果提示,生活在不同的海拔高度的人群,肺活量差异具显著性,具体为海拔高度越高肺活量越低。

进一步考察海拔高度与肺活量的关系,对海拔高度进行不同的分类,并在各个类别当中对海拔高度与肺活量进行相关性分析,发现当海拔高度在500 m以下时,肺活量与海拔高度的相关系数为0.054,对此,海拔范围内任意城市成年人肺活量均值之间进行比较时也未发现显著性差异;而当海拔高度500 m以上,肺活量与海拔高度的相关系数为-0.653,对海拔高度500～1 000 m和1 700 m以上城市成年人肺活量均值进行比较,两者差异均有非常显著性(P<0.01)。

2.3.3 素质指标与自然环境关系

男性握力与地球经度、纬度相关系数为0.406和0.424,女性未见此现象,表明我国成年男性的握力由西南到东北有增大的趋势。

男、女柔韧指标坐位体前屈值都与地球纬度呈显著正相关,女性坐位体前屈还与1月均温、年日照时数、地球经度呈显著正相关,而男性则未表现。

表3和表4显示,闭眼单脚站立这一指标的值与较多自然环境因素之间存在显著相关关系,且男、女表现比较一致。

我国成年人选择反应时的均值无论男性还是女性都与海拔高度呈显著正相关,与地球经度呈显著负相关,说明我国从西向东,随着海拔高度的降低、经度的增加,成年人选择反应时的均值呈下降趋势,即从西向东,我国成年人选择反应逐渐加快。

1000-677X(2010)12-0042-06