生活性街道环境亲生物质量对感知恢复性的影响研究*——以徐州市为例

王诗琪，李 昂，罗萍嘉

引言

自然暴露有利于创造一种恢复性环境，促进人群从心理疲劳和与压力相关的消极情绪、生理反应中恢复，从而产生健康效益。而快速城市化进程导致了人类与自然的疏离，这是精神疲劳[1]、慢性压力[2]、抑郁症[3]等健康问题的主要诱因之一。在“健康中国”战略和“以人为本”设计理念下，通过提升自然体验促进健康福祉已成为建成环境规划与设计的核心目标[4]。生活性街道在城市中分布广泛，与社区生活联系紧密，具有高度开放性、公众日常使用高频性，是健康城市建设的关键环节[5，6]。亲生物设计是借助自然力量促进人类健康的空间环境设计哲学[7]，亲生物环境特征与建成环境的长期疗愈效益直接相关，将其融入生活性街道是一种可靠的、可持续的健康干预手段。

既有研究提出了不同尺度下亲生物设计框架，探明了各项相关要素以及预期的健康影响[8]，可作为研究基础，但对于指导街道亲生物设计理论与实践仍存在以下局限：第一，研究尺度有待精细化。既有街道亲生物环境研究集中在宏观层面上某类亲生物环境要素的感知效益（例如街道树木、街道花园、绿色屋顶等），欠缺微观尺度下街道空间环境要素特征的细分。第二，亲生物要素类型有待拓展。目前设计理论与实践以运用蓝绿景观、真实自然事物为主，欠缺对人工建筑环境健康效益的探究，但复杂的几何结构是亲生物效应的内在动因[9]，人工建造组分的恢复潜力也已在部分实证研究中证实，需要加以考虑。第三，亲生物环境特征的健康影响机制有待量化研究。虽然已提出一系列亲生物设计指标[10]，但多数结论为基于归纳与演绎方法得出的概括性科学假设，各项指标的影响权重尚不明晰，需要进行进一步实证研究定量分析亲生物特征与健康结局之间的因果关系。并且既有研究多探究独立亲生物特征的恢复效益，但环境的作用是整体的，因此环境整体的亲生物质量相比于单独的某项亲生物特征的恢复机制具有更广泛的适用性。因此，本研究以心理恢复作为具体健康结局，以徐州市为例，通过理论综述与实证调查，遴选街道微观环境中亲生物质量衡量指标，通过探究其对感知恢复性的影响路径，定量、精细地探究亲生物环境特征的健康效益，识别作用显著的关键要素，为以健康促进为目标的街道空间环境更新设计提供帮助。

1 研究基础与模型建构

1.1 亲生物质量衡量指标

亲生物设计（Biophilic design）指从自然中汲取经验，通过对自然的重现、利用、模拟和提取等手段创造能够支持和复兴人类亲生物天性的人工环境[11]。亲生物质量（Biophilic quality）指环境中可感知到的具备亲生物属性的要素的整体质量，是对建成环境自然特征和使用者自然体验的衡量指标。以Hung 和Chang 制定的室外建成环境感知亲生物设计量表[12]为基础，参考Kellert 和Heerwagen 提出的亲生物环境基本属性[13]和Martínez等人提出的建筑室外环境恢复性评价维度[14]，并结合生活性街道空间环境特征对其进行修正，最终确立衡量环境亲生物质量的4 个维度下的18 项指标：维度一是自然要素，指真实的自然植物或动物，包括植被多样性、植被覆盖率、水体、天空可见性、自然光照、友好动物6项指标；维度二是自然形态，是对自然形态的直接模拟，通常较为明显而具象，包括植物图案、曲线或分形、仿生形态、自然材料4 项指标；维度三是自然模式，是对自然的抽象转译，指类似自然的构型规律、空间模式或过程，包括中心焦点、时间变化性、生长性、视觉可达性4 项指标；维度四是自然系统联系，指个体对广义自然环境系统的认识与联结，将促进人与环境相互作用过程中的积极心理状态，包括历史联系、文化联系、地域联系、生态联系4 项指标。

对上述四项维度的特性与相互关系进行分析[15-17]。亲生物设计理论界定了亲生物特征的两种类型：直接性与间接性，前者包括“自然要素”和“自然形态”两个维度，是通过真实或类似自然事物提供直接的自然感知，描述了环境的固有属性，由相对低级的知觉机制控制；后者包括“自然模式”和“自然系统联系”两个维度，通过运用自然产生积极反应的原理，建构符合自然运行模式或形态规律的环境，是由真实形态特征所引发的积极感知反应，属于环境的衍生或潜在属性，前者对后者的形成具有一定推动作用。因此提出假设H1：自然要素和自然形态分别正向影响自然模式和自然系统联系。

1.2 恢复性环境的关系重塑

恢 复 性 环 境（The restorative environment）指能够促进个体重获因日常生活需求而逐渐耗尽的能力和资源的环境[18]。压力恢复理论（Stress recovery theory, SRT）和注意力恢复理论（Attention restoration theory,ART）是主导理论，阐释了恢复性环境的健康效益，前者为生理和心理应激水平的自主下降，后者为定向注意力资源的更新。既有研究证实了单项亲生物特征的恢复效益，例如认知功能改善、积极情绪增加、创新能力和生活满意度等[19-21]，这建立了整体环境亲生物质量与感知恢复性之间的相关关系，但内在机制尚不明晰，且亲生物特征存在类型差异。Stokols 提出的社会生态学模型对人与环境关系进行动态描述[22]，为厘清亲生物特征与恢复效益之间的“黑箱”过程提供理论支撑：客观物理环境通过影响主观心理反应过程而影响感知结果，这表明客观的亲生物环境要素通过引发积极心理感知而产生低应激水平、积极情绪等恢复效益。因此，结合上述亲生物质量的四项构成维度特性，提出假设H2：自然元素和自然形态通过引发自然模式和自然系统联系而提升环境恢复性。

1.3 自然连接度的间接作用

自然连接（Connectedness to nature）指人与自然的情感联系与归属，是一种稳定的人格特征，表征了个体差异和内部心理状态对周围环境情境认定与情绪反应的影响作用。社会心理学理论认为归属于群体、感觉与其存在联系是人类的基本需求之一[23]。这与亲生物理论所述的人类作为生物、具有与更广阔自然世界产生联系的需求相一致。人类会不自觉的寻求、偏好并获益于符合自身需求的环境，并且某项需求越强烈，其被满足后所诱发的身心益处越显著[24]。这充分说明与自然建立联系是自然积极影响的潜在机制。众多研究也证实上述观点：环境通过满足个体与自然联系的需求而产生积极身心影响，自然联系紧密的个体更容易评估自然属性环境具有较强恢复潜力[25-27]。因此提出假设H3：个体的自然连接度显著正向影响环境感知恢复性。同时由于亲生物环境特征有利于创造自然体验，心理恢复是人类认知和情感系统层面的积极转变，因此提出假设H4：亲生物环境质量的四项维度显著正向影响个体与自然连接程度。

综合以上假设，建立理论模型，如图1。

2 问卷设计与数据来源

2.1 问卷设计

调研问卷由四部分组成：第一是受访者的人口统计学特征，包括性别、年龄、收入等。

第二是街道亲生物质量主观评价。将街道环境定义为居民日常感知环境，描述为“您家附近或经常经过的街道”。并进行如下说明：“请回忆您在体验这条街道时的经历和感受，我们提供以下陈述供您回应。请仔细阅读每条陈述，然后问自己，这个陈述在多大程度上适用于我对这个地方的体验？”。采用李克特7 点量表进行评分，“1”表示完全不适用；“7”表示非常适用。

第三是街道环境感知恢复性评价。使用感知恢复性量 表（Perceived restorativeness scale, PRS）测 量，包括远离（Being away）、吸引（Fascination）、连贯（Coherence）、范围（Scope）、兼容（Compatibility）5 个维度[28，29]：远离指环境能让人们远离问题和日常事务；吸引指环境能毫不费力地吸引人们注意力；连贯指环境的不同组分能被视为统一的整体；范畴指环境具有充足的感知内容支持持续的探索和解读；兼容指环境设置与个体目标相匹配。采用李克特7 点量表评分。该量表由Hartig 等人于1997 年首次提出[30]；2005 年Berto对量表进行简化，使用单一项目衡量5 个维度，共包含5项题目[31]。简化版在多项实证研究中进行应用[32，33]，被证实具有良好的信度和效度，并且可减少问卷时长和被试者认知负担，因此纳入本研究。

第四是个体自然连接度调查。使用中文简化版自然连接度量表（Connection to Nature Scale，CNS）测量，该量表由Mayer 等人于2004 年创立[34]；2017 年Pasca等人将其简化为8 道题目，并对收敛效度、结构效度和内部一致性等指标进行检验，得到一种更简短有效的测量工具[35]；2020 年Cheung 等人制定了中文语境下的量表[36]。包括归属（Belonging）、亲缘（Kinship）、福祉（Welfare）和平等（Egalitarian）4 个维度：归属指个体将自身视为自然世界的一部分；亲缘指个体感受到与自然的亲近关系；福祉指个体认为自身福利与自然福利的联系程度；平等指人体认为自己在更广泛自然共同体中与其它成员平等程度。并进行如下说明：“请仔细思考您对自然的情感经验，我们提供以下陈述供您回应，请回答您产生如下想法或感觉的频率”。采用李克特7 点量表评分，“1”表示从不；“7”表示总是。主体问卷的测量变量和题项见表1。于2022 年10 月发放50 份网络问卷进行预调研，基于调研结果对量表问题进行修正。

表1 潜在变量和测量题目

2.2 数据来源

2022 年11 月在徐州市主城区展开调研，徐州市位于我国中部，属温带季风气候，四季分明，植被特征与我国中部大多数城市相似，城市发展水平适中。为规避无关要素干扰，对调研区域周围5km 范围内的环境做出限制：①不具有明显文化、历史或工业背景以及轨道交通、工厂等干扰因素；②为探究近人尺度空间对心理的影响，选取多层建筑街区；③选择服务资源配置相对完善的社区，排除可达性低、服务设施缺乏的偏远社区。按照上述标准最终选择翟山社区、风华园社区、兴泰社区内的7条城市支路作为调研区域（图2），所选地点均能够体现徐州主城区多层社区生活性街道的整体特征和建设水平，具有一定代表性。

图2 调研地点示意图

在天气状况良好的时间进行实地调研，遴选居住在街道两侧或附近的居民作为调查对象。受邀条件为：①年龄在18 岁到65 岁之间；② 在社区内居住1 年以上；③ 近期无重大疾病、精神创伤或生活变故。在调研前，征得受访者同意，并对调查目的和内容进行必要说明，保证其对问卷题目具有清晰的理解。依据样本数量在观察变量10 倍～15 倍之间的原则[37]，发放500 份问卷，剔除无效作答49 份，得到有效问卷451 份。样本描述性统计见表2。

表2 样本基本特征

2.3 研究方法

鉴于亲生物属性内部各维度之间以及其与感知恢复性等变量之间复杂的作用关系，选用结构方程模型（SEM）方法[38]，通过整合多元回归分析、因子分析和路径分析等多种统计学方法，寻求变量间最简约和准确的相互关系。包括测量模型和结构模型两项分析，前者用于检验变量间关系，对模型进行修正，得到配适度较高的模型；后者用于计算变量间的影响程度。

3 结果与分析

3.1 信效度检验

采用验证性因子分析（Confirmatory factor analysis,CFA），从拟合度指标判定模型建构是否符合要求。首先，通过删除因素负荷量小于标准值0.6 与卡方值较高的题项对模型进行修正，以提升其信效度和拟合度，最后得出用于研究的测量题目22 项。其信效度检验结果见表3：各维度的观测变量的标准化系数均＞0.6，且P 值均在0.001 水平上显著，因此每个维度的测量指标均可有效表示该维度的特性。各维度的Cronbach’s α 系数均大于0.7，表示测量结果具有良好的一致性或稳定性。各维度的组合信度系数值（Composite reliability，CR）均大于0.7，表示每个潜在变量的测量题目具有内部一致性。各维度的平均方差抽取量(Average variance extracted,AVE)值均大于0.49，表示各维度的测量题目对测量指标具有较好的解释能力，因此测量模型每个维度都具有良好的收敛效度。

表3 量表信度与效度检验

然后，将环境亲生物质量进行二阶验证性因素分析，以验证环境亲生物质量四项测量维度的准确性。以一阶为四因子，二阶为亲生物质量，构建模型（图3）。运算结果表明：配适度指标为x2/df=2.043，GFI=0.914，AGFI=0.876，CFI=0.914，RMSEA=0.068，均满足建议值范围；并且一阶四因子相关模型与二阶因子模型的卡方比值为86.35%，即目标系数T=0.86，说明“自然要素”、“自然形态”“自然模式”和“自然系统联系”四项维度能够较好表征环境亲生物质量[39]。

图3 二阶模型验证结果

3.2 路径系数检验

AMOS 计算结果表明，H1a、H1b、H1c、H1d、H2b、H3、H4b 路径通过检验，H2a、H4a、H4d、H4c没有通过检验。评价一个模型的好坏，关键在于其既科学又简约[40]。并且假设模型的拟合度指标尚有待提高，因此对假设模型进行修正，通过删除不显著的路径提高模型的精简度和拟合度。修正后的模型拟合度指标见表4，可知各项拟合指标均符合或接近参考值，模型整体的配适效果良好。相比假设模型，修正后的模型表征了更简约的路径关系，且拟合度指标更接近理想值，因此构建的修正模型较为合理。

表4 模型拟合度校验

3.3 结构模型分析

最终的影响模型见图4，体现各变量间的作用关系、影响程度和测量指标。路径分析结果见表5，可知自然要素显著正向影响自然模式（β=0.679，P ＜0.001）和自然系统联系（β=0.308，P ＜0.05）；自然形态显著正向影响自然模式（β=0.394，P ＜0.05）和自然系统联系（β=0.718，P ＜0.001）；自然模式显著正向影响自然连接度（β=0.929，P ＜0.05）；主观感知恢复性受到自然连接度（β=0.166，P ＜0.05）和自然系统联系（β=0.648，P ＜0.05）的显著正向影响。

表5 路径关系检验结果

图4 生活性街道环境亲生物质量对感知恢复性的影响模型

4 结论与讨论

4.1 亲生物质量的内在作用机制

根据二阶模型结果可知：生活性街道环境亲生物质量可通过4 个维度表征，其中自然系统联系具有最大影响效力（β=0.94），自然模式（β=0.91）、自然形态（β=0.90）和自然要素（β=0.86）的影响程度依次下降。根据一阶模型结果可知：四个维度之间存在复杂作用关系，整体来看，自然要素和自然形态两维度正向影响自然模式和自然系统联系，这可能由于前两项是相对客观的物理要素，后两项则更接近感知结果，客观物理要素会对主观感知结果产生一定影响作用，这证明假设H1 成立。其中，“自然要素→自然模式”和“自然形态→自然系统联系”这两条路径系数显著高于其它（分别为β=0.68，β=0.72），证明：① 相比于具备自然形态的建筑环境，真实的自然要素（例如植被、天空等）更有助于塑造整体环境的自然模式。这可能由于亲生物特征“清单”中的自然模式是基于现实自然环境特征提炼而来的，自然要素更接近这一构型规律。② 相比于真实自然要素，人工建筑或设施中存在的自然形态更有利于增强自然系统联系。这可能由于该维度的内涵是与所处的宏观环境系统的联系，具有自然形态特征的人工建造环境或设施既具备能够引发类似自然体验的环境特征，又包含与城市居民所处宏观环境相符的人工属性，更易引发“自然系统联系”。

4.2 亲生物质量对感知恢复性的影响机制

根据最终结构方程模型可知：自然系统联系直接正向影响主观感知恢复性，自然模式通过影响自然连接度而正向影响主观感知恢复性，这与假设H2 和H3 基本一致。表明了环境亲生物质量对感知恢复性的两种作用机制：街道空间亲生物质量对感知恢复性具有直接正向作用，也可通过增加自然连接度而提升主观感知恢复性，这符合既有实证研究结论。并且本研究进一步识别出亲生物质量的4 个维度与感知恢复性的关系：① 自然系统联系直接正向影响感知恢复性，具有87%的解释力，占主导地位；②自然模式通过影响自然连接度而正向影响感知恢复性，分别具有45%和17%的解释力，占次要地位；③ 自然要素和自然形态通过自然模式与自然系统联系而与感知恢复性产生关联。

4.3 街道亲生物质量的衡量指标

最终结果模型中的各观测变量可作为衡量街道环境亲生物质量的指标，并且根据其路径系数可识别对潜变量贡献率较大的关键因素：NE1（植被多样性）和NE2（植被覆盖率）的路径系数显著高于其它，是自然要素维度的关键因素。这与既有研究结果一致，即街道两侧的绿色植被对环境恢复效益的感知结果具有主导作用[41]。NP2（时间变化性）是自然模式维度的关键因素。亲生物设计理论提出“时间变化性”是自然环境区别于人工环境的重要属性，能有效引发“新鲜感”和“远离感”，从而提升环境感知效益[42]。NF3（仿生学设计）是自然形态维度的关键因素。这可能由于相比于其它因素，仿生学设计具备更生动直观的视觉作用，能创造更贴近自然的感知特征；NC3（地域联系）是自然系统联系维度的关键因素。这可能是由于建成环境的地域属性受到气候、自然资源等因素影响，是与自然系统联系最为紧密的维度。

4.4 研究局限性

本研究存在一定的局限性，有待完善和改进：首先，为增大研究结论的普适性，应进一步扩大样本数量和调研区域范围，并搜集纵向面板数据探索更加普适的规律；然后，环境感知结果与个体属性相关，应进一步将人口统计学变量纳入研究模型中，探究不同人群的感知机制差异；最后，本研究中各变量的观测指标有待进一步论证，以便更准确和精细化地探究作用机制。

5 设计启示

依据所建立的生活性街道亲生物质量对感知恢复性影响模型，识别关键要素、提出优化设计启示，为街道恢复性设计提供参考。

（1）建立文化-地域-生态层面的环境关联。根据本文研究结果，自然系统联系对感知恢复性具有最直接显著的作用，其中文化、地域和生态联系是自然系统联系的可靠观测指标。因此生活性街道可通过增设文化类建筑、设施或装饰符号（例如社区图书馆、小型展览馆、临时展览装置等）提升街道环境整体文化氛围，并为文娱活动的举办提供空间支持；注重保护具有地域风格的建筑或设施，通过更新设计促进其与使用者互动；对街道空间进行生态改造，通过引入零能耗建筑、绿水收集装置、新能源街道家具等绿色设计要素，提升街道体验时的生态联系。

（2）增强街道建筑与设施的自然特征。从影响模型看，相比于自然要素，自然形态与感知恢复性具有更直接关联，且能够采用人工建造手段实现，有利于突破冬季气候与自然资源条件的限制，应成为街道恢复性提升的重要方法。其中自然图案、曲线或分形、仿生设计、自然材料等对该维度贡献较大。因此可以街道建筑或设施为载体植入自然形态，以增加整体环境的自然特征，具体包括：通过临时性装置或LED 屏幕提供具有植物图案的感知界面；建筑设施或街道家具宜适当采用曲线构型或基于分形规则塑造层级自相似的环境特点，提升空间环境的有序复杂性；引入具有仿生设计的街道设施或家具，提供更立体生动的自然形象；注重木材、砖石等自然材料的运用，尤其是近人尺度界面上，并提升其感官可达性。

（3）塑造动态有机街景与自组织更新模式。基于研究结果，自然模式通过影响自然连接度而间接影响感知恢复性，强化街道环境中自然模式是提升感知恢复性的途径之一。生长性、时间变化性和中心焦点性是自然模式的预测变量，可作为设计重点，具体为：引入季节性景观元素，例如冰雪雕塑、阔叶类植物，创造随季节更迭的街道风貌；增设临时性装置，支持差异化人文环境要素的置入，以创造非日常景观；利用建筑立面的造型、材质或装置塑造可感知的光影变化，增强街道景观的日变化性；制定相关政策鼓励沿街居民在一定范围和限制条件下进行自主改造，促进街道空间自组织更新。另外，从研究模型中可知自然要素正向显著影响自然模式，因此街道环境中植被多样性、植被覆盖率的提升也是建立自然模式的有效途径。

结语

进化机制作为亲生物设计的理论根源，也是理解人类与环境关系的核心：对环境的审美评价是为适应并支持信息获取需求，通过需求的满足而引导诸如恢复等身心益处的发生。对亲生物质量感知效益的探究将有助于提升人工建成环境对人类身心的匹配度与适应力，从而降低人工环境引发的感知困境和健康风险。本文基于感知恢复性视角，以城市中广泛存在的生活性街道环境为研究对象，对其亲生物特征的感知效益进行初步探索，系统地研究了亲生物质量对感知恢复性的影响机制以及各维度的作用路径。但环境亲生物特征与感知结果和健康结局之间存在复杂的因果关系，因此在后续研究中将扩展研究维度，整合多学科理论，综合考量个体属性因素、非视觉环境要素以及地域文化等相关变量；同时增进研究深度，利用数理方法进一步厘清各项因素在整体作用过程中的中介、调节或直接影响等差异性作用，以探究更加全面科学的影响机制；并通过进一步细分街道空间环境要素与特征，建立更加精细化、适宜性的街道亲生物质量指标体系，以此修正和优化本次研究中提出的影响机制解释框架。

图、表来源

文中图、表均为作者绘制。