城市公园环境对个体恢复性感知的影响及设计启示：以青少年活动环境感知为例

周素红 黄畅如 张琳

0 引言

随着城市化快速发展和经济高速增长，密集的城市环境、紧张的生活节奏、激烈的社会竞争等使得城市居民承受较大的心理压力，容易诱发焦虑、抑郁等心理疾病，因此，居民需要借助有效的方式来缓解压力和恢复至良好的心理状态。Kaplan和Talbot发现大多数人在良好的自然环境中停留一段时间后，心理状态得到了放松和恢复，据此提出恢复性环境（restorative environment），并将其定义为“能使人更好地从心理疲劳及因压力产生的消极情绪中恢复过来的环境”[1]。Kaplan进一步提出注意力恢复理论（attention restoration theory,ART）[2-3]，并归纳恢复性环境应具有4个特征：远离度（being away）、迷人度（fascination）、相容性（compatibility）、延展性（extent）。大量的研究表明优美的自然环境可以作为恢复性环境，对改善个体的心理健康具有积极作用[4]。在现代都市生活中，虽然个体与自然环境接触的机会较少，但高品质和具有良好设计的城市公共空间有同样的恢复性效应[5]。其中，城市公园就是个体缓解压力、改善情绪、亲近自然、进行体力活动和社会交往的重要场所[6-7]，居住在城市公园附近以及经常前往城市公园的个体，具有更好的精神状况，因此城市公园的环境特征是影响恢复性的重要因素[8-9]。

以往的研究认为，环境特征对城市公园恢复性的影响包括两方面[10-11]。1）良好的环境直接作用于个体的心理状况，发挥舒缓精神压力、消除疲劳的作用。其中，自然要素是最重要的影响因素以及衡量指标：绿视率、水景、物种丰富度等都对恢复性有显著的积极影响[12-13]。也有研究指出安全感、维护度、社交性等感知的环境特征与恢复性感知显著相关[14-15]。2）环境特征影响个体对公园的使用，从而产生不同的恢复效果。如娱乐、运动等活动设施可以提高个体的活动积极性，从而获得恢复体验[16]。休息设施的数量、朝向、舒适性等能够延长个体的停留时间和提高恢复效益[17-18]。目前对城市公园环境特征与恢复性关系的研究大部分是从城市公园的整体环境出发[19]，对于规模较大的公园来说，难以精确反映个体所体验到的环境特征。也有少部分研究关注城市公园节点的恢复性，但主要是基于图片或虚拟现实技术[20-22]进行研究，无法完全模拟真实环境从而达到恢复性效果。

综上所述，目前对城市公园环境特征和恢复性感知关系的研究缺乏结合个体真实活动体验与城市公园内部微观环境感知的定量研究，而只有在准确量化环境特征的基础上，才能更好地为城市公园的恢复性设计提供建设性意见。本研究以青少年群体为例进行研究，这是由于青少年正处于身体和心理发育比较迅速的阶段，学习负担、人际交往、叛逆心理等因素容易导致其有较大的压力，而城市公园正是他们缓解压力的重要场所[23]。首先，本研究基于青少年在城市公园的活动路径精确测度其所处环境特征和恢复性感知状况，构建城市公园环境特征与恢复性感知的多元线性回归模型，明确影响个体恢复性感知的环境因素以及二者之间的作用关系；其次，根据已构建的模型反演得到城市公园恢复性感知地图；最后，提取具有高恢复性的节点进行特征分析，获得城市公园的恢复性设计启示。

1 研究数据和方法

1.1 研究区域

本研究选取广州市作为研究区域，根据《公园设计规范》（GB 51192—2016）[24]，公园分为综合公园和专类公园，鉴于综合公园的设施和功能相较于专类公园更加全面，选择综合公园为研究对象。截至2018年，广州市有综合公园51个[25]，按5%的比例进行抽样，考虑到公园的区位、成熟性、代表性以及周边30 min可达范围内分布的中学的多样性[26-27]，最终选取了中心城区的东山湖公园、荔湾湖公园和越秀公园这3个综合公园进行研究（图1，表1）。

1 广州市中心城区和研究区域Guangzhou city center and research areas

表1 3个城市公园基本情况Tab. 1 Basic situation of three urban parks

1.2 研究数据

本研究数据源于本文作者在2018年4月进行的实地调研与问卷调查所得。通过实地调研记录了3个城市公园的环境特征，利用公园内拍摄获得的平面图以及遥感影像图，提取公园的主要环境要素，区分公园中的绿地、水域、建筑和活动空间，对各类设施进行标记，包括活动设施（运动设施、娱乐设施）、景观设施（小品、亲水栈道、廊亭等）、服务设施（垃圾桶、厕所、商店、座椅）、标识设施（地图、指示牌）等。在3个城市公园出口处采用随机抽样的方式对青少年进行面对面访谈。根据心理学中埃里克森的人格发展八阶段理论[28]，本研究中的青少年指12～18岁、处于初中和高中2个学习阶段的人群。问卷内容包括3个部分：1）青少年的个体属性特征和活动特征；2）青少年描绘其当天在城市公园中的活动路径；3）青少年的恢复性感知状况。共发放问卷161份，回收有效问卷143份。

1.3 主要研究方法和模型构建

本研究采用问卷调查法获取个体基础资料，包括控制变量和因变量；采用实地调查法获取公园现状资料并利用地理信息系统（GIS）缓冲区分析法和空间统计法对空间数据进行分析，获取自变量；在此基础上，构建多元线性回归模型进行研究。该模型以青少年个体为研究样本，首先，在控制个体属性特征和活动特征变量的基础上，构建青少年在城市公园中活动路径缓冲区范围内的环境特征指标与恢复性感知的多元线性回归模型，筛选出对恢复性感知有显著影响的环境特征指标；其次，去除控制变量，再次构建城市公园环境特征指标与恢复性感知的多元线性回归模型，检验模型的稳健性；最后，对公园进行格网划分，提取城市公园环境特征指标，运用第二次构建的城市公园环境特征指标与恢复性感知关系的回归模型，计算格网恢复性感知得分，反演城市公园的恢复性感知地图。以下是模型的主要变量指标体系的构建。

1.3.1 控制变量：个体属性特征和活动特征

由于个体属性特征和活动特征可能会对青少年的恢复性感知产生影响，因此，本研究将此类因素作为控制变量加以考虑，包括青少年的性别、年级、每月零花钱数目、压力状况、出行距离、活动目的、活动时间以及是否有同伴等。总体来看，初三和高三年级的人数占比较少，这可能是因为临近考试，学习时间紧张，所以他们户外活动较少。此外，约40%的青少年有较大的心理压力，因此他们需要良好的环境和放松的活动来进行恢复；约70%的青少年到公园的出行时间少于30 min，说明大部分青少年偏向选择可达性高的公园；运动健身和休闲娱乐是青少年在公园中主要进行的活动，约90%的青少年在公园的活动时间超过1 h，并且大多选择结伴出行（表2）。

表2 青少年个体属性特征和活动特征Tab. 2 Personal characteristics and activity characteristics of adolescents

1.3.2 自变量：城市公园环境特征指标

本研究利用GIS对青少年个体在公园中的活动路径构建缓冲区，分析提取缓冲区内城市公园环境特征指标作为自变量。根据相关文献[29-30]和实地调查，考虑指标的合理性、可行性以及对设计的指导性，选取自然度、活动度、景观度、服务度和标识度作为城市公园环境特征指标。其中，自然度指绿地和水域所占面积比例；活动度通过运动和娱乐设施来测量，考虑到其通常为集聚分布，不具有空间普遍性，因此采用运动和娱乐设施的数量来测量；景观度通过景观小品、滨水栈道、廊亭等景观设施的密度来测量；服务度通过垃圾桶、厕所、商店、座椅等服务设施的密度来测量；标识度则通过地图、指示牌等标识设施的密度来测量。在缓冲区的划定上，以人对空间的视觉感知为标准，人在距事物25～30 m范围内可以清晰地看到其细部，在70～100 m范围内可以把握住事物的结构和形象[31-32]。对于自然度，人们视觉范围较广，因此，采用100 m作为人能看到的最远距离，设置缓冲区并进行分析。其他4个环境指标主要考察各项设施的可获得性，采用25 m作为人的活动距离进行缓冲区分析。

在恢复性感知地图的反演计算中，城市公园环境特征指标通过对公园划分网格，然后提取网格中心点构建缓冲区后统计获取。格网划分的尺度依据主要是：根据视觉规律，人的自然视线在站立时为俯视10°左右[33]，根据国家体育总局发布的《2014年国民体质监测公报》[34]，中国青少年平均身高为153.7～172.1 cm，构建三角函数可知青少年在行走时自然视线落在前方8～10 m处，因此，选择10 m×10 m对城市公园进行格网划分。

1.3.3 因变量：恢复性感知

Hartig等在注意力恢复理论的基础上编制了目前比较通用的感知恢复性量表（perceived restorativeness scale, PRS）[35-36]来测度人们对环境的恢复性感知状况。由苏谦等修订的中文版量表已在中国青少年中进行过测试，结果表明该量表具有良好的信度和效度[37]，同时也在中国城市公园的相关研究中应用[38]。本研究采用的中文版青少年感知恢复性量表包括23道题目，共4个维度：远离度、迷人度、相容性、延展性。其中，远离度是指环境让人在生理或心理上远离压力状态，生理远离是指空间上离开压力源，心理远离则通过接触与日常环境不同的要素，使人感觉到远离；迷人度是指环境有足够有趣的元素吸引人的注意力，包括以欣赏为主的软性吸引和以活动为主的硬性吸引；相容性是指环境能够满足人的喜好和活动；延展性是指环境能够提供有形或无形的延展，有形的延展指环境有足够丰富且和谐的内容，吸引人产生探索欲，无形的延展指环境能引起人的想象[39]。量表采用李克特5级评分法，并计算最终的平均分，得分值越高说明环境恢复性越好。

本研究运用SPSS 22.0对城市公园恢复性感知状况的结果进行信度和效度检验。信度检验发现量表的4个维度和总量表 的Cronbach’s α系 数 在0.822～0.909之 间，均＞0.800，说明内部一致性较高，具有良好的信度。对量表进行因子分析检验结构效度，KMO值为0.850，Bartlett球形检验达到显著（p＜0.001），适合因子分析，每个项目载荷基本＞0.40，表明结构效度较好[40]。

2 城市公园环境特征对青少年恢复性感知的影响

2.1 青少年的城市公园活动路径及其环境特征

将青少年的城市公园活动路径录入ArcGIS 10.2，制作活动路径频次分布图（图2），发现青少年在城市公园中的活动路径多样，人流密度在空间上分布不均衡，且与一些重要节点的布局有一定的关系。结果显示，东山湖公园和荔湾湖公园的空间结构相对简单，青少年的活动路径覆盖度较高，主要路径为中部环线以及连接各入口的路径。人流较多的节点主要分布在入口和道路交汇处，多为广场和滨水空间，设有运动设施、景观小品、休憩座椅等。而越秀公园的空间结构复杂，青少年具有多样的选择，人流较多的节点主要分布在入口和娱乐设施集中处。这些节点的布局及其环境特征在吸引人流的同时，是否也有助于提高个体体验后的恢复性感知，需要进一步检验。

统计个体活动路径缓冲区内的城市公园环境特征指标（表3），发现不同个体间存在显著差异。因此基于青少年的活动路径提取的城市公园环境特征指标更能反映青少年的环境体验。

表3 城市公园中青少年的活动路径环境特征指标Tab. 3 Environmental characteristic indexes of adolescents’ activity paths in urban parks

2.2 城市公园环境特征指标对青少年恢复性感知的影响

构建城市公园环境特征指标与青少年恢复性感知的多元线性回归模型（表4）。模型1纳入了个体属性和活动特征作为控制变量，其调整R2为0.360，模型整体p值为0.000，通过显著性检验，进行多重共线性检验发现，模型中VIF值均＜5，没有明显的共线性。个体属性中，活动时间对恢复性感知具有显著的正向影响，已有研究也表明个体在环境中的恢复性感知与其接触该环境的持续时间有关[41]。在控制个体属性和活动特征变量的情况下，5个环境特征变量均有显著的正向影响。进一步构建模型2，只纳入对恢复性感知有影响的城市公园环境特征，调整R2从0.360略下降至0.359，模型整体p值为0.000，也通过显著性检验，多重共线性检验VIF值均＜5，没有明显的共线性，5个环境特征变量同样均有显著的正向影响，因此模型2具有一定的稳健性。该模型调整R2与模型1接近，且不需要纳入难以获取的个体属性数据，说明仅纳入环境特征变量就能较好地反映青少年的恢复性感知，适合应用于利用环境变量反演恢复性感知地图的计算。

表4 城市公园环境特征与恢复性感知回归模型结果Tab. 4 Regression model results of environmental characteristics and restorative perception of urban parks

由模型2的标准化相关系数可以看出，相比于以往研究认为的自然是影响环境恢复性感知最主要的因素[42]，本研究发现对于青少年来说活动度的影响最大，依次是自然度、服务度、标识度和景观度。活动度要素越高则越有利于满足青少年多样的活动需求，提高参与度，这也符合恢复性环境相容性的特征。自然度要素提供了与日常空间不一样的体验，使得青少年获得远离感。服务度要素为青少年提供停歇的机会，从而增加恢复性感知的时间效益。同时因为远离日常熟悉的环境，良好的标识度有助于指引青少年到达自己想去的区域，少走弯路，减少不必要的体力消耗和心理烦躁感。景观度要素具有较强的互动性和趣味性，容易吸引青少年注意力，满足其好奇心和探索欲。

最终得到城市公园环境特征与恢复性感知的模型，模型拟合公式为：

式中，RP表示恢复性感知，na表示自然度，ac表示活动度，la表示景观度，se表示服务度，ma表示标识度。

上述研究表明，青少年在公园中的活动路径在空间分布上较不均衡，人流相对集中的路段和片区往往与重要节点的布局有关。

进一步通过模型分析表明，主要环境特征指标都与个体恢复性感知有显著的关系。如何构建兼顾吸引人流与促进恢复性感知效应的节点体系和空间布局是优化公园恢复性设计的思路之一。

3 青少年的城市公园恢复性感知地图和设计启示

为了进一步分析影响节点恢复性的设计要素并总结相应的设计启示，本研究参考相关文献中地图反演的计算思路[43-44]，根据城市公园环境特征与恢复性感知的模型拟合方程，反演得到青少年的城市公园恢复性感知地图，图中的得分值为3个城市公园的标准化值，用黄色框选出标准化值＞3的高恢复性网格并识别节点（图3）。

在总体布局的特征方面，主要的高恢复性节点的空间分布与图2中主要吸引人流的节点有一定重叠也有一定的差异。越秀公园和荔湾湖公园高恢复性节点较多，且人流分布相对均衡。其中，越秀公园利用地形，形成北部运动节点相对集中的功能区和东南部娱乐节点相对集中的功能区，由于路网较密集，使人流在空间分布上不会过于集中。荔湾湖公园通过道路将水面划分为几个小的功能区，并充分结合自然景观，打造了一批具有高恢复性的活动广场和滨水景观节点，形成北部活动主导型、中部滨水景观型、南部文化与滨水景观型3个功能区，因此，较好地兼顾了人流吸引在空间上的均衡性与节点的高恢复性。相比上述2个公园，东山湖公园的高恢复性节点少，而人流过于集中，人流与高恢复性节点分布不匹配的情况较明显。该公园由于出入口较少且集中布局在西边一侧，使得出入口附近人流较密集，而这些地点缺乏有助于提升恢复性感知的环境特征，恢复性感知得分较低。大面积的水域与陆面之间的有机结合在设计上考虑不足，难以形成高恢复性节点相对集中的片区，使得公园缺乏明显的功能分区。由此可见，在公园的布局方面，需要充分结合自然条件，对公园进行适当的分区，构建有助于提高个体恢复性感知的节点体系，促进人流分布相对均衡的同时有助于到访公园个体的恢复性感知的提升，充分发挥公园的效能。

在主要节点的特征方面，对各高恢复性节点进行环境特征分析，归纳出5种类型，分别是以提供活动和娱乐机会为主导的运动集中型、娱乐集中型和活动广场型，以及以提供观光游览机会为主导的滨水景观型和文化景观型。结合前面划分的5个维度环境特征，提出恢复性设计启示（表5）。

表5 3个城市公园中具有高恢复性的节点类型和设计启示Tab. 5 Node types and design implications with high restoration in three urban parks

1）运动集中型：包括节点2、12、13和16（图3），主要特征为体现活动度的运动设施集中布置，且充分考虑其与自然度和服务度的结合。其中，康体型运动设施具有良好的可达性与使用便捷性，与跑步道配套设置，如节点2。球类运动场由于使用的目的性较强，设在离城市公园出入口较近的位置，方便青少年快速到达，如节点12和13。同时，利用自然要素营造围合度，避免运动设施之间互相干扰，但半开放的自然环境具有更佳的恢复效果[45]，通过植物高低配置以适当留出透景线，如节点2的湖面风光和节点16的山顶风光。另外，这些节点都配置了相应的座椅，满足青少年运动后的休憩放松需求。因此，在设计上，运动集中型节点的打造需要充分考虑活动度中不同运动设施使用的特点、使用类型的组合，以及设施与自然度和服务度的有机结合。

2）娱乐集中型：包括节点14、17和18（图3），3个节点都集中布置了大量的机动游戏娱乐设施，满足青少年喜欢追求刺激的心理，这些节点通常配置了相应的服务设施，如休憩座椅、小商店、厕所等，满足青少年长时间停留游玩的需求。因此，在设计上，娱乐集中型节点的打造需要充分考虑体现活动度的娱乐设施的适度集中布设，以及与之配套的服务度相关设施的配置。

3）活动广场型：包括节点4、5和10（图3），此类节点以活动广场为核心，周边设置休憩设施。其中，活动广场通过提供运动、娱乐设施，满足青少年的动态活动需求，体现恢复性环境的相容性。充足多样的组合座椅配合遮阴乔木，打造灵活多变的交流空间，满足青少年进行不同社交活动的需求。因此，在设计上，活动广场型节点的打造需要灵活组织体现活动度的相关活动设施的空间布局，兼顾体现服务度的相关设施配置。

4）滨水景观型：包括节点1、3、6、7、9（图3）。滨水空间包括水域、水际线、陆域[46]，5个节点的水域部分都是大片静态的湖面，陆域部分以建筑和植物为主，但具有不一样的水际线设计。已有研究显示，离水体越近恢复性效益越好[47]，其中，节点7采用阶梯式驳岸，青少年可以在靠近水体的斜坡或阶梯上观景和休憩。节点6采用分级式驳岸，提供了不同高度的观景点，在最大化利用景观面的同时也尽可能靠近水体。节点1、3、9采用直落式驳岸的设计，通过亲水平台、观景亭、廊桥等提供了亲近水体的停驻空间，从而获得恢复性体验。因此，在设计上，滨水景观型节点的打造需要充分考虑自然度与景观度的多样有机结合，创造更多亲近自然的机会。

5）文化景观型：包括节点8、11、15（图3），此类节点在一定独立的空间中，将大量的亭台楼阁、文化小品等景观设施与植物、水体等自然要素有机结合，营造层次丰富的游览路径，刺激青少年的好奇心与探索欲。同时，配合景观和自然要素，通过配置充足、舒适、美观的休憩座椅，打造相对私密、安静的休憩空间，为青少年提供放松和思考的场所。因此，在设计上，文化景观型节点的打造需要充分挖掘景观度中各类景观要素的多样性和组合，并通过与自然度和服务度的有机结合，创造多样化且令人放松的空间。

4 结论与讨论

本研究以青少年群体为例，以广州市3个综合公园为案例地，对影响个体恢复性感知的城市公园环境特征进行了研究，发现环境特征中活动度的影响最大，其次是自然度、服务度、标识度和景观度。然后通过模型拟合方程反演出城市公园恢复性感知地图，识别出18个高恢复性节点。将高恢复性节点与主要人流节点对比分析，发现它们的空间分布存在一定的重叠与差异，通过对比总结3个公园的整体空间布局特征，提出城市公园整体恢复性节点体系与功能分区的布局建议。最后，进一步对高恢复节点进行环境特征分析，归纳出运动集中型、娱乐集中型、活动广场型、滨水景观型和文化景观型5种类型节点，并总结每种类型节点的恢复性设计启示。该方法有一定的实用性和客观性。

本研究仍有一些不足，选取的城市公园环境特征指标虽然能在一定程度上反映城市公园环境对青少年恢复性感知的影响，但还存在较大的局限性，在未来的研究中需要进一步完善。未来将考虑通过视频拍摄，提取固定时间间隔的图像进行图像分割，从而获取更加精细的环境特征进行研究；完善全感官的环境特征构建，包括听觉、嗅觉等，以期能为城市公园的恢复性设计提供更为详尽和全面的建议；进一步扩大调查研究样本的类型和增加调查数量与案例地，使研究结果更具有普适性意义。

图表来源(Sources of Figures and Tables)：

图1为作者改绘，底图来自广州市规划和自然资源局标准地图服务平台，审图号：粤S（2020）01-005；图2～3由作者绘制；表1～5作者绘制。