室外建成环境与人体健康关联性研究综述★

李雨璇 周金盼 梁维依 李 浩

(华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642)

快速的城市化与经济的全球化，改变了人居环境和人们的生活方式与精神状态，衍生一系列人体健康问题[1]。其中由于缺乏运动而导致的公共健康问题十分严峻。研究预测我国到2025年将有超过9%的国民生产总值(GNP)用于预防和控制与饮食、缺乏运动和肥胖相关的慢性病。为了改善我国国民身心健康状况，国务院颁发的《全民健身计划(2016—2020年)》明确将全民健身作为实现全民健康的重要途径和手段。

建成环境对体力活动和人体健康的重要影响得到普遍证实[2]，调整室外建成环境是促进居民进行体力活动以及提高人体健康水平的重要途径。本文对国内外近10年(2010年—2019年之间)的研究概况进行统计分析。以 Web of Science为国外文献检索工具，经筛选后共得到三组结果：环境与健康关联性研究共53篇；环境与活动关联性研究共102篇；活动与健康关联性研究共222篇。以中国知网为国内文献检索工具，经筛选后共得到三组结果：环境与健康关联性研究共38篇；环境与活动关联性研究共81篇；活动与健康关联性研究共151篇。结果发现，将环境、活动与健康三个要素纳入同一框架的研究在所有相关研究中仅占15.6%，远少于二维要素的研究。

1 体力活动视角下建成环境与人体健康关联性研究框架

建成环境与人体健康研究主要聚焦于两类影响路径：一是建成环境对人体健康直接的影响，比如空气温度、湿度以及负氧离子浓度等等与人体健康有着医学上的直接关联性；二是建成环境通过影响人的生活习惯(主要包括活动习惯、饮食习惯等等)而间接影响人体健康。理论框架如图1所示。

环境通过影响活动而间接地影响健康[3]，即活动变量可以作为环境与健康的中间变量存在。一些研究虽然在大体研究框架上基于该逻辑展开，但在具体研究内容上对活动变量没有进行控制，导致研究结论难以体现活动要素的影响。比如Pasanen等人在2014年通过对比建成环境和自然环境通过体力活动对居民人体健康的影响程度，发现大自然为已知的体力活动的益处提供了一种附加价值，即在自然环境中进行体力活动会对健康更有益[4]。类似文章只将环境和健康要素纳入变量设置，并未对体力活动的活动量与活动类型等进行展开探讨。

影响活动的环境因素通常作为自变量，而活动通常与健康指标一起作为因变量，或活动作为环境因素与健康因子的中间变量进行研究。活动、环境与健康之间的因果关系十分复杂，涉及学科跨度较大，因此将三者纳入同一研究框架中较为困难，对应的研究案例比较少。

2 体力活动视角下建成环境与人体健康关联性研究模型

2.1 二元模型

由于环境、活动与健康三要素内部指标通常较为繁多，且多不服从正态分布，因此通常无法建立函数关系。现有常用的统计学手段通常只能分别处理两个要素之间的关系。二元模型见图2。

有研究采用二元模型对因变量(体力活动、体重指数(BMI)、超重/肥胖、体重和健康结果)与自变量(由地理信息系统衍生的建筑环境度量)之间的关系进行了分析。结果显示：街道连通性与体力活动呈正相关；河流邻近度与超重/肥胖呈负相关；土地利用组合与体育活动呈正相关，与BMI和超重/肥胖呈负相关；绿地和开放空间与健康状况呈正相关[5]。也有学者基于社会生态学理论构建结构方程模型探索城市建成环境、个体属性、体力活动对健康的影响[6]。这种模型下的研究成果都以二元的相关关系呈现，即研究结论衍生于两个要素的关联分析结果。

2.2 线性模型

环境通过影响活动而间接地对健康产生影响，三个研究要素之间存在线性因果联系。如果将要素量化并建立可以相互转换的关系，则可以通过活动变量的过渡，把健康的量转换成环境的量(反之亦然)。线性模型见图3。

国外有学者在环境、活动和健康要素的线性关系的基础上增加健康与经济价值的转换链，直接将环境的量转换为经济价值。该研究先从相关实证研究文献中总结出与环境与体力活动的量化关系，然后再使用数学模型将体力活动的改善转化为寿命增益和节省的医疗保健费用，最后即可估算出环境干预的效益成本比[7]。由于该研究探讨的活动指标仅仅为活动量，健康指标仅仅为货币价值，所有变量都服从“剂量—效应”关系。国内的曹阳等人在“环境—活动—健康”线性模型的基础上提出了“建成环境客观组织—居民主观感知—体力活动促进—健康效应产出”研究模型。即在客观环境与体力活动之间加入主观感知来进行过渡，通过居民活动特征来进行空间改造[8]。

探讨以活动为中介变量，城市环境与居民健康关系的科学模型是本领域重点研究方向之一[9]。而目前已有的环境、活动与健康三要素线性研究模型都建立在中宏观尺度上，且只能基于活动量实现活动与环境以及活动与健康之间量的转换。而微观尺度下，活动量不足以支撑活动分别于健康和环境之间量的转换。因为微观尺度下的环境要素除了活动量也与活动内容的其他特征(活动类别、社交程度等)有显著相关性[10]。为了更全面地探讨活动变量分别于环境变量以及健康变量之间的关系，微观尺度下将不再适合用线性模型来实现“计量—效应”的转换。

3 体力活动视角下建成环境与人体健康关联性研究方法

3.1 横断面调查

横断面研究最初在流行病学(cross-sectional study)中提出，通过对特定时间和范围内的人群中的健康状况和有关因素的资料进行收集、描述和关联分析，从而为健康影响因素的更深入的探究提供线索[11]。后运用于环境相关领域，集中于探讨人体活动、建成环境与居民人体健康之间的统计学关联，为目前的主流研究方法。周素红等人从横断面角度探讨了城市建成环境、居民体力活动和心理健康之间的关系。结果表明：比起城区居民，郊区居民的体力活动受通勤距离和公共交通系统影响更显著[12]。Song Siqi等人在2018年对新加坡810名居住在社区的老年人的体力活动数据、自评健康数据和建成环境数据进行横断面测量，发现不同环境要素对老年人交通性或户外休闲性活动有着不同的影响[13]。横断面调查研究方法依赖客观方式获取指标数据，部分变量(协变量、无关变量)不易控制，只能通过统计技术消除其对被解释变量的影响，数据处理过程较为繁杂，但相对比较适合大样本量的研究，且数据获取成本较小。

3.2 案例比较

案例比较分析通常用于以环境单元作样本的环境与活动相关性研究中。赵俊等人运用案例比较法对大连地区两处典型住区中居民进行体力活动相关的建成环境要素进行比较分析。研究发现设施网点的空间分布、街道网络的密集程度与拓扑形式、土地利用的布局模式与多样性、公共空间的空间视域与界面活力等建成环境要素都可以影响老年人进行体力活动[14]。刘正莹等人通过对大连市4个不同建成环境形态的邻里住区进行对比分析，发现一些建成环境要素与老年人户外休闲活动出行频率有一定的关联性[15]。由于环境样本获取难度大，研究者只能通过对比有限的环境单元中某一项或多项环境特征所对应的居民活动的特点。同时也因样本量少而无法得出可靠的结论，更偏向于探索性研究，一般只能用作进一步描述性研究或探索性研究的铺垫。

3.3 纵向调查

由于横断面研究只能探讨某个时间点上体力活动、健康与环境之间的相关性，为进一步探索因果关系，一部分研究者转向纵向调查研究(longitudinal study)。纵向调查研究也叫追踪研究，是指在一段相对长的时间内对同一个或同一批被试者进行重复的研究[16]。Lee I-Min等人在1988年—1993年间对美国各地男性的体力活动情况进行6年跟踪研究。结果表明减少城市无计划扩张可能有助于增加居民的体力活动以及降低BMI指数[17]。而一项横跨美国几个城市的纵向研究发现邻里娱乐设施密度的变化对娱乐体育活动变化的影响(平均随访3.2年)与收入或种族没有显著差异[18]。纵向研究虽然能在时间维度上探究一些影响应变量变的关键因子，但由于时效性比较差、物质成本较高以及耗时较长等原因，目前相关领域内少有研究使用该方法。

3.4 实验研究

纵向研究由于不便于控制变量，所探讨因果关系的范围和可靠性十分受限，因此需要可以精准控制变量的实验方式来进一步拓展因果关系的研究。Fitzhugh Eugene等人就交通系统的连通性与体力活动的关系做了一项实验研究：分别对一条城市绿道和社区步道的连通性进行改造，并分别设立对照组。结果发现社区步道的连通性对交通性体力活动影响显著，而城市绿道的连通性与交通性体力活动关联性较小。此外Mayne等人也通过实验法系统地研究了建成环境要素的变化对体力活动的影响。调查结果显示，相对于被动交通行为对主动交通行为相关的和建成环境要素进行干预对体力活动的影响更大[19]。环境变量难以控制，实验成本较大，因此实验方式较少应用于环境相关研究中。

4 结语

建成环境、体力活动与人体健康彼此间存在直接与间接的影响。三者之间的二维要素研究十分普遍，而将建成环境、体力活动与人体健康三维要素纳入同一框架的研究很少。研究模型主要分为二元模型以及线性模型两种，均不能很好地满足微观尺度的环境规划设计工作对研究成果的系统性要求，因此对新研究模型的开发提出需求。研究方法以横断面调查为主，而纵向调查研究、案例比较研究和实验研究等研究方法也有一定的适用范围，且对横断面调查研究方法有一定的补充作用。目前相关研究的研究方法以单一型为主，复合型研究方法可能会在未来兴起。