香港儿童体力活动与住所周围建成环境：应用GIS的初步研究

贺刚 黄雅君 王香生 冯耀邦

1 香港中文大学体育运动科学系，香港，中国

2 香港浸会大学体育系，香港，中国

3 北京四维图新科技股份有限公司

许多研究已经证实经常性的体力活动对于儿童青少年的身体健康具有重要影响，包括降低其患高血脂、高血压、代谢综合征、肥胖、低骨密度和抑郁的风险[1]。此外， 儿时的体力活动行为还可影响成年后运动习惯的养成[2]。 因此，世界卫生组织建议儿童青少年每天至少进行60分钟中等及以上强度体力活动[3]。 然而，近年来的国内外研究证据显示， 儿童体力活动水平严重不足。 例如，美国国家健康和营养调查显示，仅有42%的学龄儿童能够平均每天进行60分钟体力活动[4]。一项近期的应用加速度计的全国性调查显示， 我国9～17岁学生达到体力活动推荐量的比例仅为9.4%（男生）和1.9%（女生）[5]。香港康乐及文化事务署2012年的问卷调查表明， 香港地区7～12岁儿童中仅有8.3%能达到上述体力活动推荐量[6]。

充分了解体力活动行为的影响因素有助于发展行之有效的干预措施以提高儿童体力活动水平。 有研究指出， 体力活动行为受到来自个体、 社会、 建成环境（built environment）乃至政策等多个层面的复杂因素影响[7]。 一项近期的系统综述指出，在上述体力活动影响因素中， 住所周围的建成环境与儿童体力活动的关系尤为密切[8]。采用全球定位系统（GPS）的研究亦证实，儿童63%的体力活动发生在住所附近的范围内[9]。 因此，住所周围建成环境对儿童体力活动具有特别重要的意义。 近年来国外学者在这一领域开展了广泛的实证研究， 其结果已初步表明， 建成环境中行走性（walkability）、 车流速度/量、 康乐设施、 道路连接性（street connectivity）、土地综合利用度（land-use mix）及居住密度等均可影响儿童体力活动[10]。 然而，由于不同国家/地区间城市建成环境的差异，国外研究结果并不能直接应用于我国的科研实践。

到目前为止，国内的相关研究证据十分有限。 王冬等的研究以感知地图法对儿童户外活动的空间环境进行了定性描述，将其划分为“活动场所+活动路径”、“路径”和“场景”三种模式，并初步探讨了与儿童户外活动有关的环境因素[11]。 Li等以问卷法调查了西安市1787名青少年体力活动缺乏情况的影响因素， 发现住所附近康乐设施可及性（accessibility，指抵达康乐设施的难易程度） 较差者体力活动缺乏的几率较高 （OR = 1.7,95%CI: 1.2～2.4）[12]。 上述研究或者采用定性研究方法、或者采用问卷法测量环境和体力活动指标， 缺乏对环境和体力活动的客观描述。 有系统综述指出，测量方法对于此类研究的结果具有较大影响， 条件许可时建议尽量使用客观方法测量环境（如地理信息系统，GIS）和体力活动（如加速度计或计步器）指标以获得更有力证据[10]。 因此，本研究尝试以客观方法测量香港城市建成环境和儿童体力活动指标，并分析两者关系，以期提供住所周围建成环境与香港儿童体力活动关系的初步证据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究的对象为香港一间小学的81名（男生44名）7～11岁身体健康的儿童。 该样本来自一项为期三年的追踪研究——儿童体力活动与营养调查（UCAN计划）。本研究得到香港中文大学研究伦理委员会的批准，并事先取得研究对象父母或其他监护人签署的同意书。

1.2 测量指标

1.2.1 一般情况

受试儿童的年龄、性别、出生日期、家庭住址及父母受教育水平由家长以自填式问卷报告。 受试儿童的身高、体重由研究人员到学校进行测量，用以计算身体质量指数（BMI）。

1.2.2 体力活动

受试儿童体力活动分别以加速度计和问卷进行测量。 受试儿童连续佩戴ActiGraph GT3X型加速度计（ActiGraph, LLC. Pensacola, U.S.）8天以测量其体力活动水平，采样间隔设定为1分钟。 中等及高强度体力活动时间以Freedson等的年龄特异性方程计算[13,14]，分别以3、6METs作为中等强度及高强度体力活动的界值。有效加速度计数据定义为每天记录的加速度计数不少于10000，且最少记录3个上学日和1个周末日[15]。 受试儿童家长亦被要求填写中文版儿童休闲活动问卷（CLASS-C）[16]，以测量受试儿童各项中等及高强度体力活动时间。 加速度计及问卷测得的体力活动数据经处理后分上学日和周末日分别报告中等强度 （MPA）、高强度（VPA）及中高强度体力活动时间（MVPA），并报告每周平均MVPA时间。

1.2.3 建成环境

本研究测量的住所周围建成环境指标有住所周围道路总长度以及住所至最近康乐设施的距离。 本研究中的“住所周围”定义为以受试儿童住所为圆心、以400米为半径的圆形缓冲区。 该定义参考自国外同类研究[17]，且曾被应用于香港的前期研究中[18]，用以反映与日常生活最为密切的空间范围。 含有路网信息及住宅楼宇位置信息的1∶5000香港电子地图获取自香港规划署。于香港政府注册的康乐设施（包括运动场馆、儿童游乐场地、宠物公园、单车径、跑步径及健身径等）的地理坐标信息由香港地政总署提供。 上述地理信息及受试儿童住所坐标信息被输入ArcMap 10.0 软件(Environmental Systems Research Institute, Inc.California, U.S.)， 以计算出每个受试儿童住所400米缓冲区内的道路总长度， 以及从受试儿童住所至最近康乐设施的直线距离。

1.3 统计方法

本研究的所有数理统计用SPSS 17.0软件完成。 男女间各指标比较以独立样本t检验进行。 依据住所周围道路总长度，受试儿童被分为长道路组（住所周围道路总长度≥50百分位） 及短道路组 （住所周围道路总长度<50百分位）；依据住所至最近康乐设施的距离，受试儿童被分为近设施组 （住所至最近康乐设施的距离≤50百分位）及远设施组（住所至最近康乐设施的距离>50百分位）。 以单因素协方差分析（one-way ANCOVA）比较各组间（长道路组vs.短道路组；近设施组vs.远设施组）的体力活动时间差异，同时控制受试儿童性别、年龄、BMI及母亲受教育水平。 统计结果的显著性水平为P < 0.05。

2 研究结果

2.1 研究对象一般情况

受试儿童的一般情况见表1。 加速度计测得的数据显示，除周末日VPA外，其他各项体力活动指标男生均高于女生（P < 0.05或P < 0.01）。与男生相比，女生住所周围平均道路总长度较长（P < 0.05）。 其他指标在男女生间均无差异。

表1 受试儿童一般情况（均数±标准差）

2.2 加速度计测量的体力活动与住所周围建成环境的关系

如表2所示，与距离康乐设施较远者相比，距离康乐设施较近的儿童周平均MVPA较高（126.8 ± 34.4 vs.113.6±27.1分钟/天，P<0.05），且上学日VPA（11.7±7.0 vs. 9.3 ± 6.1分钟/天，P = 0.074）及周末日MPA（127.9 ±39.6 vs. 104.6 ± 47.9分钟/天，P = 0.085） 有较高的趋势。 长道路组与短道路组之间各项体力活动指标均无差异。

2.3 问卷测量的体力活动与住所周围建成环境的关系

如表3所示，问卷测量的各项体力活动指标在各组间均无差异。

表2 组间加速度计测量的体力活动时间（分钟/天）比较

表3 组间问卷测量的体力活动时间（分钟/天）比较

3 讨论

有别于多数西方国家的城市， 和许多亚洲城市一样，香港以其极高的居住密度著称（每平方公里31400人）（香港政府统计处数据），并因此造就了不同于西方国家的城市环境。 本研究首次尝试在香港这个高居住密度城市以客观工具（GIS）测量住所周围建成环境（住所周围道路总长度， 住所至最近康乐设施的距离），并探讨其与儿童体力活动的关系。 为使结果具有更高的可信性， 本研究采用客观方法测量建成环境和儿童日常体力活动， 并在数据分析过程中尽可能控制混杂因素：受试儿童性别、年龄、BMI及母亲受教育水平。 家长受教育水平作为反映家庭社会经济地位的重要指标之一被广泛地纳入健康相关的研究中[19]。 本研究考虑到儿童通常主要由母亲陪伴从而母亲对子女行为的影响较大， 且在问卷填写中父亲受教育水平的缺失值相对较多， 故以母亲受教育水平作为反映家庭社会经济地位的指标在数据分析中加以控制。 此外，有研究指出，与收入水平相比，以母亲受教育水平作为家庭社会经济地位的反映指标具有高应答率和低应答偏倚的优点[20]。

本研究显示受试儿童普遍较为活跃， 例如加速度计测量的男、女生周平均MVPA分别达到了约130分钟/天和103分钟/天。 这一结果与我国前期研究发现接近：Wang等的研究显示，如采用与本研究一致的加速度计数据处理方法 （以Freedson方程计算， 以3METs作为MVPA界值），9岁年龄段男、 女生平均MVPA时间分别为131分钟/天和116分钟/天[5]。而另一方面，本研究中家长报告的儿童体力活动水平相对较低（男、女生周平均MVPA分别为67分钟/天和81分钟/天）。 Huang等同样采用CLASS-C问卷测量的香港儿童体力活动时间与本研究近似：男、女生平均MVPA时间分别为65分钟/天和66分钟/天[16]。 家长低估儿童体力活动时间可能有多方面的原因， 例如家长较难准确估计子女在学校内的体力活动时间；此外，家长较易关注体育锻炼时间而忽视子女在日常生活中的体力活动（如步行或上下楼梯等）。

康乐设施的可及性/接近性是被广泛研究的儿童体力活动影响因素之一。 前期研究较一致地证明其与儿童总体力活动水平[10,21]及放学后的体力活动[22]密切相关。 住所至康乐设施的距离是反映康乐设施接近性的指标。本研究结果证实，住所距离康乐设施较近的儿童其加速度计测量的体力活动水平亦较高。 采用问卷调查的国内前期研究亦报告了类似的结果：Huang等调查了香港儿童体力活动水平与住所附近康乐设施 （包括游泳池、单车径、户外运动场地、室内运动场馆）的关系，结果表明在控制儿童年龄后，二者在女生中呈正相关关系（相关系数=0.37，P<0.05）[23]；Li等在西安市调查了青少年体力活动水平与到达住所附近康乐设施 （包括开放的广场、带有游乐设施的公园、操场、运动场馆、游泳池及运动俱乐部）难易程度的关系，其结果显示，由住所较容易到达康乐设施的青少年体力活动水平较高[12]。 虽然上述研究中所调查的康乐设施具体内容不尽相同， 但结果均一致表明住所附近康乐设施对儿童青少年体力活动的积极影响。除上述定量研究外，王冬等以定性的方法（感知地图）调查了儿童所感知的影响其体力活动的环境因素， 其结果亦支持游戏与运动设施是促进儿童户外体力活动的积极环境因素之一[11]。

道路既是连接不同目的地的通路， 对儿童来说也是其户外活动的场所之一[24]。 因而道路状况也是被研究较多的环境影响因素[10,25]。与体力活动有关的道路状况内涵丰富，不仅包括道路连接性（例如以交叉路口密度反映）、道路长度和宽度、人行道覆盖率等道路本身特征， 亦包括相关的可能影响体力活动行为的其他因素，如人行横道、交通灯及道路两旁的绿化及景观[26,27]。本研究未发现住所周围道路总长度与加速度计或问卷测量的儿童体力活动有关。 前期相关研究报告的住所周围道路状况与儿童青少年体力活动关系的结果颇为不一致。Carver等的研究显示，GIS测量的住所周围道路长度及交通灯数量与青少年的步行/骑车出行次数呈正相关[28]。 但该研究组后续报告的追踪研究结果表明，住所周围道路长度与青少年两年间MVPA时间下降呈正相关[29]。 针对儿童的研究也显示，步行或骑车行为与道路连接性（以单位距离道路上的交叉路口数量测量）无关[30]。 有研究指出，现今家长对道路安全的担心成为限制儿童在附近街道玩耍的重要原因， 从而可能使得街道从儿童活动的促进因素转变为阻碍因素[31]。 此外，香港独特的街道特征，例如狭窄的人行道、极少的“死胡同”（“死胡同”被认为是儿童活动较为安全的场所），也可能令香港儿童较少在街道附近活动。

本研究也存在一些局限性： 本研究的样本数量有限且来自同一间小学，故不具广泛的地域代表性。在今后的研究中可考虑采用基于不同城市区域地理特征（如walkability）及社会经济状况的分层抽样方法，以使研究样本在体力活动相关的城市环境上的差异最大化[32]。 此外，由于受可获取的地理信息数据所限，本研究测量的建成环境指标非常有限。 由于可能影响儿童体力活动的城市建成环境复杂多样[10]，如果条件许可，今后的研究应纳入尽量多的建成环境指标以更全面地了解各项建成环境因素对体力活动的综合影响。

4 结论

本研究采用客观方法测量建成环境和儿童日常体力活动， 初步证实住所距离康乐设施较近的儿童体力活动水平亦较高， 提示当地政府或社区可考虑通过在居民区附近兴建更多的康乐设施 （如儿童游乐场地和健身设施）来提高儿童体力活动水平。 另一方面，本研究未发现住所周围道路总长度与儿童体力活动有关，而前期相关研究结果颇不一致。 建议今后研究可纳入场所特异性的体力活动测量方法（如结合GPS或采用直接观察法），以提供街道特征与发生在街道的体力活动之间关系的直接证据。 最后，受条件所限，本研究的样本量有限且不具广泛的地域代表性， 所测量的建成环境指标亦有限。 今后的研究应纳入更具地域和社会经济状况代表性的样本以及更广泛的可能影响儿童体力活动的建成环境指标， 以获得城市建成环境与儿童体力活动关系的更有力证据。

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