体力活动视角下城市绿色空间与居民健康研究进展与展望*

杨茗涵 黄晓军 赵凯旭 王 恬 TANG Minghan, HUANG Xiaojun, ZHAO Kaixu, WANG Tian

0 引言

随着城市化进程的不断推进，高密度的建成环境，大幅增加的机动车使用频率以及高强度、快节奏的生活方式，极大压缩了人们体力活动的时间和空间，使慢性病患病率显著上升，给居民健康带来严重威胁[1]。世界卫生组织（WHO）指出，缺乏体力活动增加了非传染性疾病的发病率，现已成为全球十大死亡风险因素之一[2]，而研究证实有效的体力活动能减少慢性疾病的发生，是干预人群健康的重要途径[3]。城市绿色空间作为居民最普遍的户外活动场所，可以为休闲运动和体育锻炼提供安全且有吸引力的空间，高质量的绿色空间对居民体力活动有积极的促进作用[4]，且相比其他空间，在绿色空间进行体力活动能产生更大的健康效应[5]。因此，可以将体力活动作为连接绿色空间与居民健康的纽带，利用绿色空间设计干预体力活动以获得效果长期性和惠及人群广泛性的健康结果[6]。

当前，众多学科领域以“城市绿色空间”“健康”和“体力活动”为主题开展研究已形成了较为丰富的成果。早期多从两两间的关系出发，不断由单纯探讨其相互关系是否存在向寻求深层机制演变。其中，绿色空间与健康的研究集中在康体保健、城市规划和生态环境等领域[7,8]，研究证实绿色空间在改善和促进生理、心理及社会健康方面均具有重要作用；绿色空间与体力活动的研究集中在城市规划、体育科学、公共卫生等领域[9-10]，并逐步由作用关系探索拓展到作用绩效和影响因素等方面，但针对我国国情和发展特征开展的实证研究相对匮乏；体力活动与健康的关系研究则多集中于体育科学、运动医学、预防医学等领域[11-12]，近半个世纪以来，规律性体力活动对健康的促进效应已被发现和证实。随着跨学科交叉融合的深化，特别是“社会—生态学”理论被广泛应用于公共健康领域中行为干预问题的探索，三者的研究逐步整合向着包含体力活动的中介过程、调节过程在内的“绿色空间影响居民健康”的应用研究以及健康效应结果评估的实证研究转变[13]。但由于从城市绿色空间到健康效应产出的实现需要经历复杂的生态学和病理学级联转化过程，且涉及学科领域多元，使得当前研究成果较为分散。因此，亟须厘清基础理论的发展脉络，归纳典型研究框架，总结多元影响因素并推动科学实证与应用研究的探索。

综上，本文通过梳理国内外体力活动视角下绿色空间影响居民健康的研究成果，从研究脉络与分析框架、影响因素以及实证研究进展三方面进行归纳总结。在此基础上依托“社会—生态学”理论构建了“绿色空间特征识别—个体环境感知评价—体力活动水平量化—健康效应产出机制”四阶段递进的研究框架。期望本文为今后开展理论研究与实证探索提供思路，也为科学指导城市绿色空间规划以干预居民体力活动，进而提升公共健康水平提供借鉴。

1 概念辨析与界定

1.1 城市绿色空间

城市绿色空间广义上指城市中被植被覆盖的区域，本文所探讨的绿色空间是指城市中以植被为主要存在形态，支持居民进行户外休闲性、交通性体力活动的开放空间，主要包括城市公园、绿地、绿道等。绿色空间作为现代城市中不可或缺的组成部分，一方面承担了缓解城市热岛效应、降低噪音、调节局地气候等生态服务功能[14-15]；另一方面也承担了提供休闲游憩和运动锻炼场所，促进居民交流交往等社会服务功能[16-17]。

1.2 健康

1948年世界卫生组织指出，健康不仅是疾病的消除，更是身体、精神和社会福利的完整状态[18]。1977年，世界健康会议首次提出公共健康（Public Health）的概念，健康开始成为全民性问题。综上，“健康”已突破了生理功能健全的传统含义，成为包含生理健康、心理健康和社会健康的整体描述。确保健康的生活方式，增进各年龄段人群的福祉是联合国可持续发展目标（SDGs）之一，尤其在现代城市的快节奏生活方式、高强度工作压力以及历经新型冠状病毒肺炎全球大流行的背景下，健康的时代意义凸显。

1.3 体力活动

体力活动（Physical Activity），简称 PA，美国疾病控制与预防中心（CDC）将其定义为 “一切由肌肉收缩引起，进而导致能量消耗的身体活动”[19]。根据行为目的不同，可将体力活动划分为休闲性体力活动、交通性体力活动、家务性体力活动和工作性体力活动四种类型[20]（表1）；根据体力活动完成时的主观感受和能量消耗程度可分为轻度、中度和高强度体力活动三种类型。

表1 体力活动类型划分Tab.1 classification of physical activity types

2 研究脉络与分析框架

2.1 研究脉络

早在古希腊时期，人们就注意到通过提供活动场所可以改善居民健康[21]。19世纪初，西方国家开始尝试健康导向的城市绿色空间实践以应对环境恶化与公共健康危机[22]。20世纪70年代，美国心理学家布郎芬布伦纳（Bronfenbrenner）提出了“社会—生态学”理论，指出个体行为受到外在社会和物质空间环境以及内在感知和选择的多重影响[21]，自此“社会—生态学”理论被广泛应用于空间规划和公共健康领域中行为干预问题的探索。但该理论仅为一抽象框架，尚未提出可供研究与分析的变量，也未对该理论的适用条件及干预性指标进行界定。为此，城市规划、公共卫生等不同学科领域的诸多学者基于各自研究重点在此理论基础上开展深入探索，并逐步将研究聚焦到城市绿色空间、体力活动与健康上来。拉乔维奇（Lachowyczk）等基于“社会—生态学”理论，最早构建了绿地到访、健康结果及介于二者间影响因素的因果理论框架[23]，对城市绿色空间如何发挥健康效应进行研究。2010年活动一词被具体界定为体力活动[24]，在欧洲科学技术合作组织（COST）举办的“探索连接绿地与健康的潜在途径”研讨会上，马克维奇（Markevych）从跨学科视角提出了减缓危害（减少暴露于空气污染、降低热岛效应等）、恢复能力（恢复注意力、缓解压力等）和强化能力（鼓励体力活动、促进社会交往等）三条中介路径[25]。由此，体力活动作为关联绿色空间与人群健康的中介变量被引入研究，并大量开展实证探索。此后相关研究愈加深化，城市绿色空间对不同群体的体力活动影响机制以及健康公平政策的探讨成为该议题下的新兴热点。

2.2 分析框架

城市绿色空间的健康效应研究尚未形成专门的框架，大多是在“社会—生态学”理论上的拓展与深化，且由于不同学科领域的侧重点以及对绿色空间健康效应的影响因素和发生机制理解的不同，分析框架也存在较大差异。总结发现，目前研究中的分析框架主要从3个视角开展，即健康行为视角、心理恢复视角和生态系统服务视角。

2.2.1 健康行为视角

在城市绿色空间影响居民健康的研究中，若绿色空间通过影响某变量进而对健康产生影响，该变量即为中介变量，其产生影响的路径即为中介机制。健康行为视角直接将体力活动作为中介变量，选取体力活动的类型、强度、时长、频率等指标构建绿色空间的健康效应分析框架并开展研究。研究表明，绿色空间对各类自然体验活动的发生均具有促进作用，能够鼓励居民运动锻炼并加强社会交往，且在绿色空间中进行体力活动可以产生更大的健康效应[5]。同时，居民到访公园绿地并开展体力活动的行为发生受到个体对空间主观感知和评价的调节，并与自身的年龄、性别、生活习惯等共同对健康产生影响。因此，部分研究将使用者的主观感知作为调节变量，与中介变量体力活动一起共同构建健康行为视角下绿色空间的健康效应分析框架，如津田（Tsunoda）构建了包含环境安全感知的分析框架，并探讨其对老年群体体力活动行为的干预[26]；曹阳等引入主观感知构建了“环境要素客观组织—居民环境主观感知—体力活动习惯形成—健康效应产出测度”的分析框架[7]；谭少华等基于居民感知与行为构建了城市公园对人群健康影响的分析框架并开展实证研究等[27-28]（图1）。

图1 行为视角的城市绿色空间健康效应分析框架Fig.1 the research framework based on health behavior perspective

2.2.2 心理恢复视角

大量研究结果已证实绿色空间对心理健康存在直接与间接的正向促进效应，主要包括注意力恢复[29]、压力缓解[30]和情绪改善[31]三方面。早期研究关注绿色空间与心理健康的直接关联，如绿色空间的风环境、热环境、声环境对人群积极情绪的直接影响。随着对空间中“人”的聚焦以及“社会—生态学”理论的引入，许多学者开始意识到单纯考虑二者的直接关联忽略了个体与环境的互动行为，而个体行为的差异往往决定了空间环境对其影响效量的差异。基于此，人与环境的交互指标，如体力活动[32]、社交活动[33]、访问频率[34]、访问时长[35]等作为中介变量被引入绿色空间的心理健康分析框架中。其中，引入体力活动的典型研究如安德鲁（Andrew）等指出城市绿色空间为居民提供了体力活动和社会互动的场所，促进了心理健康[32]；国内冷红等通过整合归纳相关研究进展，将蓝绿空间对心理健康的影响概括为减少环境风险暴露和促进居民能力建设两方面，并由此构建了分析框架[36]；李智轩等基于个体与环境的交互视角，以体力活动、主观感知与社会交往为中介变量，构建了绿色环境暴露对心理健康影响的分析框架[37]（图2）。

图2 心理恢复视角的城市绿色空间健康效应分析框架Fig.2 the research framework based on psychological recovery perspective

2.2.3 生态系统服务视角

生态系统服务（Ecosystem Service，简称ESs）是指自然生态系统及其物种为维持人类生活所提供的一系列条件和过程的总和[38]。21世纪初联合国环境公署（UNEP）发布的《千禧年生态系统服务评价》中明确了自然生态系统与人类健康和福祉间的功能关联，并将生态系统服务功能归纳为供给服务、调节服务、文化服务和支持服务四类[39]。此后，相关研究进一步对自然环境影响健康效应产出过程中生态系统服务的理论路径与分析框架进行探索。典型研究如布拉特曼（Bratman）等学者为实现从有形城市自然空间到无形健康效应的产出，提出了“生态系统—服务功能—自然暴露—自然体验”的理论模型[40]；蕾姆（Remme）等将体力活动视为连接城市自然空间与健康的关键路径，建立了“识别自然要素—明确暴露水平—量化体力活动—获得健康产出”的分析框架[41]（图3）；国内杨春等基于“生态服务—暴露水平—接触体验—效益产出”的理论逻辑和调节中介模型构建了城市绿地ESs与健康影响机制的分析框架[42]等（图4）。

图3 生态系统服务视角的城市绿色空间健康效应分析框架Fig.3 the research framework based on Ecosystem Service perspective

图4 体力活动视角下城市绿色空间与居民健康分析框架Fig.4 the framework of urban green space and health based on physical activity perspective

3 体力活动视角下绿色空间影响居民健康的因素

正如前文对研究框架的梳理中所述，体力活动视角下城市绿色空间影响居民健康的因素包括客观空间特征和主观个体感知两方面。不同因素会影响居民使用绿色空间进行体力活动的行为选择，进而产生不同的健康效应[20]。科学辨识影响因素并借助规划手段对城市绿色空间的相关指标进行调控，能够达到干预体力活动行为，提升居民健康水平的目的。

3.1 客观空间特征

体力活动视角下影响健康的城市绿色空间特征主要从功能特征、几何特征、空间配置、空间品质及空间可达五个维度展开。功能特征是对绿色空间基本情况的描述，包括类型[43]、是否允许宠物进入[44]等；几何特征以绿色空间斑块为研究对象，对面积[45]、周长、形状指数[43]、内聚指数[46]等进行探讨；空间配置指绿色空间的内部结构特征，常使用绿地率[47]、人均绿地面积[35]、归一化植被指数[35]、覆被类型[48]、植被多样性[46]等衡量；空间品质从使用者视角出发，对绿色空间的基础设施、运动设施、维护管理水平[49]等展开评价；空间可达指使用者到达绿色空间的便捷程度，多利用距离[49]和时间[50]进行衡量。当前研究表明，上述各项客观空间特征指标不仅可以直接促进生理、心理和社会健康水平，也能够通过干预居民的体力活动行为进而对健康产生影响（表2）。

表2 城市绿色空间客观空间特征指标选取Tab.2 indicators of objective spatial characteristics of urban green space

3.2 主观个体感知

居民对绿色空间的主观感知通常从安全感知和美学感知两个维度展开[27]。安全感知维度包括设施安全和犯罪安全两方面，其中，设施安全指使用者对空间中各项设施是否存在潜在伤害的感知，该感知会对其体力活动意愿产生影响，如美国国家公共利益研究小组（PIRGs）的调查指出，家长会将活动器械和场地的安全性作为是否允许儿童在公园绿地活动的重要考虑因素[53]；犯罪安全指使用者对空间预防犯罪能力的感知，通过增加夜晚照明、增设监控装置、减少高大乔木阻隔形成的视觉盲区等措施可以提高空间的犯罪安全度[54]，进而提升居民的体力活动水平，这对女性与儿童的影响尤为明显。美学感知维度强调场所的吸引力，包括景观水平、植物配比[55]、和谐程度[56]、视线设计[55]等方面，提高使用者对绿色空间美观性的评价会延长其停留时间，提升体力活动水平并促进健康，如阿利亚娜（Ariane）的研究认为，美观的游览路线和良好的视野设计能够减少步行时的乏味感，延长活动时间[57]。

4 实证研究进展

基础理论的探索推动了实证研究的开展。当前，国外针对绿色空间中体力活动作用结果的研究逐步具象到作用绩效和影响因素方面，绿体结合的空间设计模式已基本成型，应用多元方法和手段的体力活动视角下绿色空间健康效应研究也不断指导健康公平政策的制定。但目前我国的绿色空间设计理念尚停留在“审美”阶段，对其所承载的多重生态服务和社会服务功能探讨还不完善。因此，需要对既有实证研究成果进行总结，以指导我国健康导向的公共政策制定与规划建设的开展。

4.1 绿色空间对体力活动的作用结果

归纳既有研究发现，城市绿色空间主要对居民进行体力活动的意愿、频率、时长和强度四个方面产生影响。第一，绿色空间的规模、距离、可达性等会影响居民进行体力活动的意愿：库茨（Coutts）等采用电话调查数据进行研究，指出在居住地0.25、0.5和1英里的范围内，每0.0043平方英里的绿地分布能够使居民中等强度的体力活动水平提高1%[58]；托夫塔德（Toftager）等采用区域分层随机抽样的方法进行调查访谈，结果显示接近绿色空间能够提高居民的体力活动意愿[59]；杉山（Sugiyama）等的研究表明，在居住地步行距离1.6 km以内且面积较大的公园绿地可以促进居民的体力活动[60]。第二，绿色空间的可达性、面积、植被覆盖率等会影响居民进行体力活动的频率：雅斯佩尔（Jasper）等的研究表明，居住在距离绿色空间300m以内的居民每周进行体力活动的频率比距离在300～1000 m的居民高出3倍[61]。阿克皮纳尔（Akpinar）的研究指出居住地与绿色空间的距离对居民的体力活动频率存在显著影响，居住在绿色空间1 000 m以内的居民中有68.1%每周至少运动一次，显著高于5 000 m以外14%的比例[62]；龚嶷（Gong）等对老年人的研究表明，绿地面积每增加12%，老年人经常性体力活动的概率增加21%[63]。第三，绿色空间的自然属性、生态价值、美学体验等能够延长居民体力活动的持续时间：阿克皮纳尔（Akpinar）等通过问卷调查发现在绿色空间中进行体力活动超过30分钟的人群占77.5%[64]；布朗森（Brownson）等的研究表明，居民在景观构成丰富、美观度高的绿色空间中进行体力活动的时间更长[65]。第四，绿色空间类型、设施、可达性等会对居民的体力活动强度产生影响：布朗（Brown）等使用基于互联网的公众参与地理信息系统（PPGIS）获取居民的体力活动信息并开展研究，结果显示低强度体力活动主要发生在社区公园和邻里公园，而高强度体力活动中有60%发生在线性公园[65]。

4.2 体力活动视角下绿色空间的健康效应

城市绿色空间通过影响居民的体力活动水平，可以对高血压、冠心病、Ⅱ型糖尿病、肥胖、自闭症、抑郁症、压力等生理和心理疾病产生干预已被诸多研究证实（表3）。如理查森（Richardson）等以体力活动作为中介变量，指出绿地能通过促进体力活动改善居民心血管疾病[52]；戴德万德（Dadvand）等的研究表明公园绿地可以鼓励居民进行体力活动进而提升其生理及心理健康水平[66]。但也有部分学者的研究发现体力活动不存在关联绿色空间和健康的中介效应[67-68]。在体力活动这一中介变量的数据获取上，多通过调查问卷、观察访谈等形式开展，典型工具如国际体力活动专家组设计的国际体力活动问卷（IPAQ）、戈丁（Godin）休闲体力活动问卷等。随着研究的推进，定量测度方法如体力活动记录仪（如计步器、加速度感应器、心率计）[69]、双标水法[70]等应用广泛，此类方法准确性高，但受成本及设备操作专业性所限不适合大规模人群调查。

表3 体力活动视角下绿色空间的健康效应实证研究Tab.3 an empirical study of the health effects of green space based on physical activity perspective

同时，绿色空间对不同群体的体力活动影响机制及健康公平政策研究成为当前热点。一方面，不同的体力活动诉求和群体活动偏好构成了空间需求差异，而健康效应取决于居民在特定场所中身体与空间的互动机会[71]，因此部分学者开始针对老年人[43]、青少年儿童[53]、孕妇[72]等群体开展影响机制、需求匹配等的研究，校园绿地、社区公园、绿道等特定绿色空间的健康效应探索也在积极开展[73-74]。另一方面，促进体力活动的公共健康政策制定聚焦于创造接触自然的机会和资源均衡分配的社会公正上[24]，塑造健康的绿色空间环境来鼓励积极的生活状态已成为改善健康的重要举措。目前，国外绿体结合的模式已基本形成，如英国的“绿色处方”行动，呼吁居民通过步行接触自然的方式增强身心健康[75]，并积极建设具备运动功能的口袋公园鼓励交通性体力活动[76]；纽约发布《促进锻炼和健康城市活力空间设计导则》，通过规划设计手段促进居民步行和骑行的出行方式，提升体力活动水平以改善肥胖、高血压、糖尿病等慢性疾病[77]；加拿大心理健康协会提出“绿色行走”倡议，用以疏解不良情绪、提升心理健康水平[78]等。

5 研究评述与展望

5.1 促进学科融合，深化理论探索

当前，城市规划、地理学、体育科学、运动医学等学科领域基于各自研究重点与方向对体力活动视角下绿色空间的健康效应进行探讨[7-12]，虽已取得一定成果，但由于学科视角与理论体系分化较大，交叉融合不足，使得研究进展较为缓慢。未来，应促进更紧密的跨学科、跨部门合作，整合多元理论与方法[73]，为研究的深化提供完备支撑。

5.2 丰富研究数据，优化研究方法

目前该议题的研究多使用问卷调查获取的横断面数据[52]，缺乏对多维面板数据的整合与纵向追踪，难以对动态作用关系进行探讨[84]。因此未来应推动利用大、小数据相互补充、互为支撑的方式开展研究，解决调查精度和实效性问题，促进时空数据与个体行为的集成整合。此外，当前绿色空间影响健康的具体因素尚未明确[20]，未来应深入厘清绿色空间和体力活动的构成要素及影响因子，加强多元研究方法的应用，以增强结果的科学性，实现对真实的人与空间的多维分析刻画。

5.3 完善研究框架，推动实证探索

目前国外实证研究已转向绿色空间中体力活动的干预以及健康促进的政策处方制定等方面[24]，而我国尚处于初级阶段，对不同影响因素、特定群体的作用规律研究尚浅。未来应不断拓展研究内容，完善研究框架，特别是针对我国人口老龄化及青少年体质水平下降的现状开展积极的实证研究，探索适合国人的城市绿色空间设计与体力活动干预政策方案，切实提高公共健康水平。归纳既有研究进展与成果，本文基于“社会—生态学”理论提出的“物质空间—空间感知—偏好选择—行为结果”逻辑[21]，构建了以“绿色空间特征识别—个体环境感知评价—体力活动水平量化—健康效应形成机制”为主线的研究框架（图4），基于此可有效分离居民的个体属性、主观感知、行为活动及物质空间等多种因素产生的不同健康效应，系统揭示居民使用绿色空间进行体力活动的健康效应产出动态过程与发生机制。

图表来源：

图1：根据参考文献[27-28]绘制图2：根据参考文献[37]绘制

图3：根据参考文献[41-42]绘制表1：参考文献[20]表2-3：作者绘制