森林景观色彩对大学生心理健康的影响研究

张双全 徐 畅 钟永德

(中南林业科技大学旅游学院, 长沙 410004)

森林色彩是影响森林美感和视觉吸引力的重要因素，不同色彩要素的搭配会给人们带来不同的观赏体验[1]，影响森林的整体观赏效果[2]。在通常情况下森林具有极高的绿视率，绿色的森林环境可以使人体紧张不安的情绪得到稳定。此外，绿色的森林环境在一定程度上能够缓解视疲劳乃至从根本上改善视力状况[3]。在我国森林景观研究中，对森林景观的整体研究虽百家争鸣，但鲜少有专注于森林景观色彩方面的研究[4]，对涉及植物色彩的心理反应、心理健康的研究则更为少见。已有研究主要集中于植物色彩对心理反应的评价，主要从2 个方面进行评价：一是基于主观评价的植物色彩心理反应评价。马冰倩等[5]研究了八达岭秋季景观色彩对人心理的影响，发现冷色调森林景观远不如暖色调森林景观给人带来的心理冲击大。Chang 等[6]研究发现，人们在观看绿色森林图片时，紧张度和焦虑感会同时下降，情绪会更稳定；当观看黄色图片时，兴奋感则会明显上升。二是基于客观评价的植物色彩心理反应评价。贾雪晴[7]以森林色彩刺激后被试人群所呈现的脑电图分析各种脑波活动的强度，客观评价了人的心理情绪变化。Adachi[8]研究发现黄色森林其自然清新的外观能够给人带来愉快活泼的心情。Kaufman等[9]研究发现许多树冠尽管颜色不同，但是均具有使人平静的效果，其中最能让人感到平静和放松的是绿色树冠。

虽然有学者研究了人对植物色彩的心理反应，但森林景观色彩对人的心理健康仍然欠缺系统的理论和方法研究[10]。在森林色彩的选择、研究对象的区分、研究方法的创新仍存在研究空白。为了厘清森林景观对大学生心理健康的影响，评估红、黄、绿和混合色4 种森林景观色彩对大学生正负情绪的作用效果，本文借助单极脑电技术和问卷调查，通过对比实验的方法，全面研究了红、黄、绿和混合色4 种森林景观色彩对大学生心理健康的影响，以期为更深入地开展森林景观色彩对人心理健康影响研究以及森林景观色彩规划和校园绿地景观规划及森林可持续经营管理提供参考。

1 材料和方法

1.1 实验设备及指标选择

Mind wave 是一款单通道采集设备，具备性能稳定、易于佩戴等优点[11]。脑电信号的采集频段是0-100 Hz（即覆盖了α、β、θ、δ4 种类型的脑波频段）。本实验对收集到的脑电图数据进行处理，得到“eSense 放松度指数”，该项数值的波动范围是0～100，数值越大则表示越松状态，数值越小则表示心烦意乱、焦虑不安等负面情绪越强烈。“eSense 放松度指数”公式如下：

式（1）中，Pm表示放松度；θ、δ、α分别表示θ 波、δ 波、α 波占脑电图信号能量的百分比；x、y、z分别表示θ 波、δ 波、α 波的权重系数，由Mind wave 提供。

1.2 被试者选择

本次实验招募了30 名实验对象，每5 人为一组，共计8 组。所有实验对象均是学历背景相似、年龄相仿、男女比例为1:1 的在校大学生。

1.3 实验环境

实验集中在4月完成，该时间段实验所在地的天气清凉、潮湿多雨。每次实验开始时，将室内的窗帘拉上，减少外界环境在照明上的干扰，统一由室内灯光调节亮度。每次实验时室内温度均使用空调控制在23～26 ℃。此外，为了减少被试者由于其他因素引起的疲劳而对实验结果产生干扰，所有实验均选择在下午14:00 进行，到达实验地点之前，请被试者中午正常进食、休息。

1.4 实验过程

根据对比实验的原则，实验过程分为以下4个阶段：

第1 阶段：被试者刚进入实验室，静坐5 min。然后，填写正负情绪量表问卷。

第2 阶段：将事先准备好的数字推理任务及口算任务（压力施加方式）以指导语的形式在屏幕上呈现，限时1 min 完成。与此同时播放一段金属摩擦噪音，从听觉上对被试者进行一定干扰。当压力施加时，请被试者佩戴好脑电设备进行实时测量，并于情绪激发完成后填写正负情绪量表。

第3 阶段：将事先准备好的森林色彩图片PPT投影至大屏幕上，红、黄、绿、混合色4 组颜色共40 张PPT。每组有10 张PPT，用时1 min 自动播放。在被试者观看的60 s 内，脑电设备实时记录相应数据，并于观看完成后填写正负情绪量表。

第4 阶段：整理好实验仪器，分组回收正负情绪量表，及时保存相关数据。

1.5 实验工具与数据处理

1.5.1 实验研究工具

正负情绪量表（PANAS）由20 个主要形容词（如兴奋的、警惕的、心烦的、精神活力高的）共同组成。分为正性情绪和负性情绪，使用5 点计分法，程度从轻到重分别为1、2、3、4、5 分，对应几乎没有、比较少、中等程度、比较多和非常多5 个选项。正性情绪得分高，说明个体情绪活跃、精神状态放松；而负性情绪得分高，说明个体意志消沉、压力不能释放、注意力不能集中。本研究剔除了量表中与本实验相关不大的指标。精简后的情绪指标分为6 个：平静的、紧张的、放松的、兴奋的、心烦的、坐立不安的。

1.5.2 实验数据处理

当实验结束后，不同组获得的脑电采集数据通过手机app（eegID）导出，生成Excel 表格，再将数据导入SPSS20.0 和GraphPad Prism 9 进行分析。

2 结果与分析

2.1 放松度与正性情绪指标相关性分析

由表1 可知，在红、黄、绿、混合色森林色彩实验中所测得脑电波放松度值与相对应轮次正性情绪指标评分的相关系数分别为0.824、0.446、0.538、0.558，且sig 值均小于0.05。因此，各组实验中的被试者脑电波放松度与各组颜色相对应正性情绪指标的评分之间具有显著的正相关关系。

表1 放松度与量表评分相关性分析Table 1 Correlation analysis between relaxation and scale scores

2.2 施压后与观看不同森林景观色彩后情绪的差异分析

经检验，正负情绪评分均值皆符合正态分布，故采用配对样本T 检验对比分析施压后与观看不同森林景观色彩后情绪的差异。由表2 可知，正性情绪（红色）评分均值（8.57）明显高于正性情绪（施压后）（5.70），负性情绪（红色）评分均值（5.87）明显低于负性情绪（施压后）（12.73）。这表明红色森林景观色彩对于激发被试者的正面情绪、减少其负面情绪发挥了一定作用。

表2 施压后与观看红色后情绪的均值统计Table 2 Mean statistics of effects after applying pressure and after viewing red

通过检验可知，正性情绪评分P=0.000＜0.001，负性情绪评分P=0.000＜0.001，则说明实验对象在施压后与在观看红色森林景观后的正负性情绪均存在着显著差异（图1）。

图1 施压后和观看红色后情绪的差异Fig.1 Differences in emotions after applying pressure and after viewing red

由表3 可知，正性情绪（黄色）评分均值（10.77）明显高于正性情绪（施压后）（5.70），负性情绪（黄色）评分均值（4.70）明显低于负性情绪（施压后）（12.73）。这表明黄色森林景观色彩对于激发被试者的正面情绪、减少负面情绪发挥了作用。

表3 施压后与观看黄色后情绪的均值统计Table 3 Mean statistics of emotions after applying pressure and after viewing yellow

通过检验可知，正性情绪评分P=0.000＜0.001，负性情绪评分P=0.000＜0.001，则说明实验对象在施压后与在观看黄色森林景观后的正负性情绪均存在着显著差异（图2）。

图2 施压后和观看黄色后情绪的差异Fig.2 Differences in emotions after applying pressure and after viewing yellow

由表4 可知，正性情绪（绿色）评分均值（11.03）明显高于正性情绪（施压后）（5.70），负性情绪（绿色）评分均值（4.23）明显低于负性情绪（施压后）（12.73）。绿色的正负性均值变化前后对比最为明显，这表明绿色森林色彩对于激发被试者的正面情绪、减少其负面情绪起到了相当大的作用，在4 组颜色中最为突出。

表4 施压后与观看绿色后情绪的均值统计Table 4 Mean statistics of emotions after applying pressure and after viewing green

经检验可知，正性情绪评分P=0.000＜0.001，负性情绪评分P=0.000＜0.001，则说明实验对象在施压后与在观看绿色森林景观后的正负性情绪均存在显著差异（图3）。

图3 施压后和观看绿色后情绪的差异Fig.3 Differences in emotions after applying pressure and after viewing green

由表5 可知，正性情绪（混合色）评分均值（11.33）明显高于正性情绪（施压后）（5.70），负性情绪（混合色）评分均值（5.20）明显低于负性情绪（施压后）（12.73）。前后评分均值变化显著，表明混合色森林色彩对于增加被试者的正面情绪、减少其负面情绪发挥了重要作用。

表5 施压后与观看混合色后情绪的均值统计Table 5 Mean statistics of emotions after applying pressure and after viewing mixed color

通过检验可知，正性情绪评分P=0.000＜0.001，负性情绪评分P=0.000＜0.001，则说明实验对象在施压后与在观看混合色森林景观后的正负性情绪均存在着显著差异（图4）。

图4 施压后和观看混合色后情绪的差异Fig.4 Differences in emotions after applying pressure and after viewing mixed colors

2.3 施压后与观看不同森林景观色彩后放松度的差异分析

施压后、红色、黄色、绿色、混合色放松度的渐近显著性分别为0.200、0.081、0.200、0.171、0.200 均大于0.05，则说明施压后、红色、黄色、绿色、混合色放松度均符合正态分布。

由表6 可知，放松度（红色）均值（39.27）略高于放松度（施压后）（26.57），放松度（黄色）均值（53.03）明显高于放松度（施压后）（26.57），放松度（绿色）均值（72.63）明显高于放松度（施压后）（26.57），放松度（混合色）均值（65.67）远远高于放松度（施压后）（26.57）。绿色森林景观对被试者放松度的提升帮助最大，且效果尤为明显。在绿色之后，混合色森林景观的效果稍差，黄色也紧跟其后，红色森林景观相比之下效果稍显一般。

表6 施压后与观看不同森林景观色彩后放松度的均值统计Table 6 Statistics of the mean values of relaxation after applying pressure and after viewing different forest landscape colors

通过检验可知，被试者在施压后与观看不同森林景观色彩后的放松度具有显著差异（P=0.000＜0.001）（图5）。森林景观色彩对于降低人体焦虑、愤怒和疲劳程度，提升放松度均可具有一定的作用。

图5 施压后和观看不同森林景观色彩会后放松度的差异性Fig.5 Differences in relaxation after pressure application and after viewing different forest landscape colors

2.4 观看不同森林景观色彩的放松度的差异性分析

在4 组不同色彩的森林景观刺激下，被试者的放松度均明显上升，绿色组、混合色组、黄色组、红色组均达到了显著水平，则说明了绿色森林景观色彩对人放松度的影响。混合色、黄色效果比之稍差，但效果也显著；红色的放松度均值最小值仅16，最大值也只有65，与其他色彩相比，对放松度的影响一般。由表7 可知，放松度在红色、黄色、绿色及混合色森林色彩图片实验中平均值差值的显著性P＜0.05，则说明放松度在红色、黄色、绿色及混合色森林色彩中的效果存在显著差异。

表7 观看不同森林景观色彩后放松度的LSD 多重比较结果Table 7 Results of LSD multiple comparisons of relaxation after viewing different forest landscape colors

3 结论和讨论

放松度的提升在不同的森林景观色彩中存在着显著差异。其中，绿色森林景观色彩对被试者放松度的提升帮助最大，效果最明显。混合色、黄色稍逊一筹，但作用仍较大，红色与其他颜色相比稍显一般。在众多森林色彩中，绿色森林景观最能引发被试者的平静舒坦的心理状态，几乎不会给被试者带来负性情绪的滋生，能够最大程度地减少人的疲劳度、紧张度、烦躁度；红色森林景观能使被试者感到平静，但是对部分被试者引发了紧张的情绪；黄色森林景观给大多数被试者带来舒缓紧张、疲劳情绪的积极影响，并且是最能使被试者感到兴奋的色彩，也极少引发被试者的负面情绪。

森林的色彩丰富度与其对正性情绪的影响呈正相关。森林景观色彩对降低被试者的焦虑、愤怒和疲劳程度有一定作用，且被试者放松度与各组颜色相对应正性情绪指标的评分之间具有显著的正相关关系。红色森林景观和黄色森林景观能使被试者集中注意力，红、绿森林景观使绝大多数被试者产生了平静的感觉。而混合色彩对被试者的心理影响要比单调色彩影响程度大，与其他单调颜色相比，混合色彩更具欣赏价值和实用价值，其情绪衡量指标在“放松的”“兴奋的”几项中普遍强于其他色彩。

红色对情绪和放松度的影响。在本研究中红色森林景观色彩虽对放松度的影响不及其他3 种色彩，但是也达到了显著的程度，这说明红色可以使被试者放松。这与许多学者的研究结果一致[12-15]，研究结果表明，红色森林景观色彩对于激发被试者的正面情绪、减少其负面情绪发挥了一定作用，能够给人带来活泼和兴奋的感觉，使人心情变好，产生积极情绪，这可能与红色使人放松有关。然而，也有研究结果认为，红色会让人兴奋或警觉，脉搏跳动加快，呼吸急促[16]。Moller认为，红色与负性情绪呈正相关而与正性情绪呈负相关[17]，也有学者认为红色植物能够使受试者的状态变得紊乱，注意力无法集中[18]。这可能与研究设计的颜色载体有关，本研究以自然森林为颜色载体，研究森林色彩对人情绪的影响，而天然林环境有利于增加心理正面影响，减少负面影响，影响心率，增加心率变异性，提高专注度和放松度[19]；Moller 的研究未考虑色彩所依托的背景，仅研究色彩本身对人的影响，这种差异可能影响了红色对人情绪的作用效果。

绿色对情绪和放松度的影响。本研究表明绿色森林景观色彩对被试者放松度的提升帮助最大，且绿色森林景观色彩对负性情绪的减少影响最大。这与现有学者的研究结果一致[20-22]，绿色是最能让人感到平静和放松的颜色，能使筋疲力竭的人感到放松，能够产生幸福和快乐的感觉[23]。研究结果显示，在自然界，人的视觉中绿色所占比重达到75%时，会使人的精神感到舒适[24]，这是由于冷色系植物色彩（如绿色、蓝色等）可以帮助自主神经系统放松，增强副交感神经兴奋，使心理活动处于最佳状态[25]。绿色也能够给人一种安全和希望的感觉[14]。因此，在校园绿地景观规划中应重视绿色植物景观的营造，在学生生活区域合理配置绿色植物。在图书馆、教室等室内空间也可以适当增添绿色植物景观，以减轻学生的学习压力，提高学习效率。

黄色对情绪和放松度的影响。黄色森林景观能够舒缓紧张、疲劳情绪，是最能使人感到兴奋的色彩，极少引发负面情绪。黄色是一种象征健康的颜色，是所有色彩中最明亮、最轻快的颜色。因此，黄色给人留下明亮、辉煌、灿烂、快乐、亲切、柔和的印象，使人兴高采烈，充满喜悦之情[26]。其双重功能表现为对健康者的稳定情绪、增进食欲的作用；对情绪压抑、悲观失望者会加重这种不良情绪。有研究发现，暖色系植物可以更多刺激人体心率和脑电波变化，使人达到兴奋状态[27]，当观看红色、黄色和绿色的植物照片和真实植物时，受试者大脑中的α 波增加、β 波降低，则表明这些颜色能够使受试者的状态变得积极[17]。

混合色彩对被试者心理的影响要比单调色彩对心理的影响程度大，混合色彩更具欣赏价值和实用价值。在森林中，森林景观色彩往往不是单一的，而是由多种色块组合而成的，森林在不同季节呈现不同的景观色彩，不同组合的景观色彩对人的情绪产生影响，而颜色丰富的植物更有可能唤起人们心理上的共鸣，这种共鸣是产生情绪反应的原因之一。因此，在校园绿地景观规划时，应考虑不同色彩的植物景观的配置，增加植物色彩的丰富性；也可以考虑同一植物类型不同时间的色彩变化，栽种色彩季节变化较为明显的植物，如复羽叶栾树、乌桕等。本研究基于森林常见的绿、红和黄3 种景观色彩组合研究森林景观混合色彩对人的影响，但未考虑更多色彩组合类型和色块的大小比例对人的影响是本研究的不足之处。