基于生理心理影響的園林植物配置優化探析?

孫 力 王 敏，2

1 同濟大學建筑與城市規劃學院景觀學系 上海 200092

2 上海城市困難立地綠化工程技術研究中心 上海 200232

快速城市化建設過程中，城市環境中大量的綠化用地需要設計營造，而綠地中合理的植物配置能夠帶來較高的綜合效益。傳統植物配置往往遵循一些普適性原則，如地域性、多樣性、時間性，或者從防護方面出發，如抗風、抗污染。這些原則措施更多的是從較大尺度維度思考，無法顧及到場地環境對使用者的具體調節影響，導致現在的情況是有綠化而無實效，有層次而缺乏調節。因此，研究植物配置對人體生理和心理的調節作用，一方面能夠完善和補充現有的植物配置評價體系；另一方面能夠真正發揮城市綠地多種功效，調節改善使用人群的身心健康。

1 生理心理相關理論及研究進展

20世紀中后期在生理和心理相關領域，產生了一些重要理論并取得了實質性的進展。其中與環境最為密切的環境心理學 (environmental psychology)，興起于20世紀60年代，由當時所面對的人口增長和環境退化等問題引發。環境心理學開始以研究 “環境對人類行為的影響”為重點，后來發展為研究 “人的行為與構造和自然環境之間相互關系”的交叉學科[1]。在植物景觀營造中，引入環境心理學相關理論，既有助于理解環境對人體調節的背后機制，又能有針對性地從調節效益最大出發進行植物配置。

環境心理學中研究環境對行為影響主要有6大理論:1)喚醒，2)負荷，3)適應水平，4)行為約束，5)應激，6)生態心理學。其中對植物配置具有較大指導意義的是喚醒和負荷理論。環境刺激所產生的影響之一，就是提高喚醒的強度，主要表現在生理反應上自主性活動增強，如心跳加快、血壓增高、呼吸加速和腎上腺分泌過多等，也可能表現行為反應上肌肉運動增強，喚醒理論證實了植物環境可以對人體的內在調節作用。

環境負荷理論認為，環境與行為之間的關系，尤其是一些易引發不良行為和情緒的環境，多數都是刺激過多所導致的結果。因此，合理進行植物營造能夠轉換使用者注意力，避免過多的不良刺激。然而，許多專家也指出，不少環境與行為問題起因于刺激不足或過少，感覺剝奪 (sensory deprivation)的研究 (Zubek，1969)表明，剝奪個體所有的感覺刺激會引發嚴重的焦慮或其他異常心理[2]?；谝陨辖ㄗh，植物營造需要適度復雜并多元化一些，這樣有利于改善使用者的焦慮和不適狀況。

此外，神經科學尤其是認知神經科學 (cognitive neuroscience)對于探究環境對人體機理的影響提供了可能，認知神經科學旨在闡明心理活動尤其是人類心理活動的腦基礎，以揭示心理與腦的關系。1990—1992年出現的功能磁共振成像(fMRI，functional magnetic resonance imaging) 技術則為認知神經科學的發展注入了更強大的活力，用于測定受到外界刺激后大腦皮層的變化[3]。國內外現階段主要通過腦電波、血壓、心率和皮膚導電性的生理指標以及心境狀態量表 (POMS)和狀態特質焦慮量表 (STAI)的心理指標，探究園林植物對人的生理心理影響程度。

2 植物景觀對生理心理的作用

眾多學者研究了多種景觀對人生理及心理的影響[4－6]。其中植物作為景觀環境的組成部分，對人們的身心健康會產生重要的作用[7－8]?？祵嶽9]以腦波變化作為心理影響的評價指標，客觀評價園林綠地內的鋪裝場地、水際、植物群落對人的心理情緒影響，結果發現三者對人身心放松的促進作用明顯遞增。此外陳箏[10]等人通過讓測試者佩戴無線腦電圖線圈，測定接觸自然環境和人工環境中人體大腦中α波、θ波、δ波、γ波、β波的變化，發現相較于建成環境，自然環境更能帶來大腦深層次的功能聯通性。

通過對相關文獻歸納整理，發現現階段植物景觀對于人生理心理的影響的研究主要集中在四個方面，即植物的形態、色彩、香味以及群落搭配。

2.1 植物形態

植物的形態包含兩層含義，既可指植物單體的形態，包括枝葉、樹干的形狀；也可表示植物群體的搭配組合。室外空間環境中，人們往往感知的是植物景觀的群體形態，因此研究植物群體形態，能夠更準確地表達植物對人生理心理的影響。根據植物的配置方式以及人工修剪與否將植物的形態劃分為自然型和幾何型。自然型指未經人工修剪且呈自然方式配置組合的形態，而幾何型指人工修剪成型或者未經修剪而呈現幾何式配置的形態。

植物群體形態的差異會讓人使用空間過程中更為緊張或者放松。同時自然型和幾何型植物形態能夠對使用者產生不同心理生理影響。Matilda等人研究發現不同類型植物景觀對人體健康產生影響不同并且差異較大[11]。邢振杰[12]采用定量和定性結合的方式，通過研究52名本校大學生觀賞兩類植物景觀前后產生的生理和心理變化，發現兩類植物景觀都能降低人的舒張壓和收縮壓，其中自然型植物景觀舒適性較好，觀賞后呈現正性情緒狀態，而幾何型植物景觀促進作用相對較小，不適宜緩解緊張情緒 (表1)。

表1 種形態植物觀賞前后生理均值變化 (N＝52)[12]

2.2 植物色彩

在長期的社會實踐和交往過程中，人們在觀念意識中已經對各種色彩賦予一定的價值含義，另外色彩能夠在空間感、暖感以及距離感等方面帶來不同生理刺激。在植物配置當中，不僅僅關注色彩和心理學理論知識，還要充分考慮植物色彩對人心理及生理的影響。合理的植物色彩應用可以調節人們的心情，并影響人們的工作狀態。

相對于單一的背景，豐富的植物色彩景觀能夠喚醒和刺激人體神經中樞，利于使用者放松心情、緩解壓力。李霞[13]通過測定測試者在觀看不同色彩的園林植物 (植物景觀圖片)后各項指標變化，發現收縮壓、舒張壓、心率、指尖脈搏等相應降低，表明不同的園林植物色彩使人體趨向放松和平靜狀態的作用，焦慮、憤怒和疲勞程度的顯著降低，同時人體活力水平升高。

此外不同植物色彩對人心理和生理影響刺激程度不同，緩解壓力的能力也不同。賈雪晴[14]使用SP－MarsⅡ16導便攜式腦波儀對各種園林植物色彩刺激下人體腦波的變化情況進行監測與對比研究，實驗結果表明:空白對照組與各種園林植物色彩組的a波、p波均產生顯著差異 (P＜0.05)，(綠色組和藍色組)與紅色組的a波、p波也產生顯著差異 (P＜0.05)，其他各組之間只是在某些測點差異達到顯著水平 (P＜0.05)。各測點腦波變化趨勢表明，各種園林植物色彩對大腦的刺激強烈程度依次是紅色、黃色和白色、藍色和綠色；各種園林植物色彩緩解壓力、放松心情的能力大小依次是綠色和藍色、白色和黃色、紅色。

2.3 植物香味

在植物景觀營造當中，經常會利用芳香類植物調節和改善人體的身心健康。芳香類植物能夠揮發有機物主要是芳香族化合物和萜類化合物，這些揮發性物質通過呼吸系統或者皮膚毛孔進入體內，起到康體保健，強身健體的作用。

相關研究表明，芳香類植物可增強自律神經的調節功能，對人的情緒起到鎮定和覺醒的效果。研究發現芳香物具有鎮靜和覺醒兩種功能，而用于判定的依據是伴隨性陰性變動CNV(Contingent Negative Variation，CNV)的早期成分變化。CNV一般認為它與人的注意、期待、預期等心理過程以及意識水平的變化密切相關，CNV早期成分減少時表現為鎮靜作用，CNV早期成分增加時表現為覺醒功能[15]

另外對于康復花園的營造，經常會運用 “芳香療法”，通過栽植一些芳香植物一方面起到抗病菌、驅蚊蟲的作用，另一方面緩解患者病痛，解除緊張狀態，促進安眠，起到預防和治療疾病的目的。

2.4 植物群落搭配

植物的群落搭配一般根據層次豐富度以及品種選擇進行劃分，可以分為單一品種和復層兩類植物群落景觀，不同的群落景觀對人群的生理和心理影響會有所差異。

這種差異是由于視覺景物的差異造成對大腦的刺激程度不同，通過主觀和客觀的實驗研究已經得到印證。張哲[16]運用AHP和生理心理的相關指標測定研究不同植物群落景觀對人造成的影響差別。測試的數據顯示，植物群落景觀能夠有效地緩解人們的壓力和緊張感，降低焦慮程度和疲勞感，激發積極向上的情緒，其中復層植物群落景觀對人的影響作用最大，能夠最大限度地幫助人們釋放壓力。而叢生竹林植物群落景觀對人的影響作用最小，主要是因為竹林景觀的物種比較單一，且缺乏視覺沖擊力。

因此，在進行植物配置中，根據不同空間類型的需要設置差異化的植物群落搭配。相對來說，采用結構層次豐富的植物景觀能夠更好地調節人的心理和生理狀態。

3 植物配置優化對策

植物景觀中的形態、色彩、香味以及群落搭配能夠對人生理、心理產生影響和調節作用。在植物景觀營造上，總體遵循一些大的指導原則的基礎上，綜合考慮心理和生理因素，尤其是小尺度范圍內能夠發揮植物最佳效益、提高空間使用率以及改善和調節使用者的不適感。

因此，根據以上的分析歸納，對現今植物配置提出3點優化措施。

1)靜謐的空間氛圍適合設置自然型植物景觀，而活動性空間適宜設置幾何型植物景觀。無論是何種類型的場地，一般都要考慮設置靜態和動態兩類性質空間。傳統的植物配置，往往從建筑學空間營造出發，僅僅把植物作為空間的屏障者，其中動態開放的空間講求開敞，植物配置一般選用低矮型灌木或者選用樹冠較高的喬木，能夠做到視線通透；而靜謐空間就盡量選用遮擋視線的灌木或小喬木。這種方式忽視了植物本身形態對人心理、生理造成的刺激差異。通過以上的研究發現自然型植物景觀能夠更好地緩解緊張的情緒，在靜謐空間中能夠讓使用者較快平靜下來，因此這類空間配置建議選用自然型植物；另外活動性空間本身就有較強的活動需求，幾何型植物景觀能夠契合場地的特性。

2)園林植物景觀的營造，尤其是康復性景觀盡可能考慮加入芳香類以及彩色葉植物品種。園林空間環境本身就需要多樣化以及季相豐富的植物景觀，因為人本身就有求新、求異的需求。在植物配置中選用芳香類和彩色葉樹種能夠起到補充和調和的功效，以上研究更加佐證了植物的香味和色彩能夠緩解人的壓力，調節心情的效果，同時還能起到康體保養、輔助醫療的作用。因此在場地景觀營造中，對于植物的季相變化以及香味在配置應進行統一考慮。在色彩傳遞上，除了選用一些時令和宿根花卉，也要充分考慮植物的季相變化；在芳香植物的運用上，根據場地的需求設置覺醒或者鎮靜類芳香植物。

3)盡量考慮復層植物群落作為景觀環境的背景。植物群落搭配是植物配置的重點，真實的自然環境中植物錯綜復雜，當然也存在相對單一的植物群落，比如竹林。實驗的測試結果發現復層植物群落能夠更好地緩解人們的壓力和緊張感，可能是與真實的自然環境匹配度更高的原因，這也驗證了中國古典園林對自然山水的縮移模擬能夠使居住者獲得身心放松。因此，根據服務的對象和功能不同，建議設置不同類型的復層植物群落，能夠更好地降低焦慮程度和疲勞感。

4 結論

隨著園林規劃設計朝向科學化、數據化的發展趨勢，通過測定使用者生理指標以及心理指標數據，探究園林植物對人的生理心理影響程度，對于園林植物的科學配置起著重要的指導意義。本文在結合國內外關于園林植物與人生理心理關聯研究的基礎上，歸納得出園林植物主要從形態、色彩、氣味以及群落搭配四個方面對于使用者生理和心理產生影響。其中在植物形態方面，自然型植物景觀舒適性較好，觀賞后呈現正性情緒狀態，而幾何型植物景觀促進作用相對較小，不適宜緩解緊張情緒；在植物色彩方面，不同的園林植物色彩具有使人體趨向放松和平靜狀態的作用，其中人體焦慮、憤怒和疲勞程度顯著降低，而人體活力水平的升高；在植物氣味方面，芳香類植物可增強自律神經的調節功能，對人的情緒起到鎮定和調節的作用；在植物群落方面，植物群落景觀能夠有效地緩解人們的壓力和緊張感，降低焦慮程度和疲勞感，激發積極向上的情緒，其中相對于喬—草植物群落和竹林植物群落，復層植物群落景觀的效果最好。之后研究提出基于生理和心理積極影響的園林植物配置優化對策:1)自然型植物景觀適用靜謐空間，而幾何型植物景觀適用活動性空間；2)康復性景觀建議設置芳香類以及彩色葉植物品種；3)優先考慮復層植物群落作為景觀環境的背景。此外現階段園林植物配置方式對人體生理心理的影響的研究缺乏系統性，相關測定方法和設備的改進發展也至關重要，后續的研究中有待更多的實測數據進行驗證。

[1]劉建新，高嵐.簡述環境心理學的形成與發展[J].學術研究，2005(11):9－12.

[2]貝爾.環境心理學:第5版[M].朱建軍，譯.北京:中國人民大學出版社，2009.

[3]劉昌.認知神經科學:其特點及對心理科學的影響[J].心理科學，2003(6):1106－1107.

[4]HARTIG T，MANG M，EVANS G W.Restorative effects of natural environment experiences[J/OL].(1991－01－01)[2017－08－25].http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/001391659 1231001.

[5]DUNNETT N，QASIM M.Perceived benefits to human well-being of urban gardens[J].Horttechnology，2000，10(1):40－45.

[6]GRAHN P，STIGSDOTTER U A.Landscape planning and stress[J].Urban Forestry ＆ Urban Greening，2003，2(1):1－18.

[7]THOMPSON C W.Linking landscape and health:The recurring theme[J].Landscape ＆ Urban Planning，2011，99(3－4):187－195.

[8]譚笑，高祥斌.中國園林植物養生保健功能研究進展[J].中國城市林業，2017，15(1):5－10.

[9]康寧，李樹華，李法紅.園林景觀對人體心理影響的研究[J].中國園林，2008，24(7):69－72.

[10]CHEN Z，HE Y，YU Y.Natural environment promotes deeper brain functional connectivity than built environment[J].Bmc Neuroscience，2015，16(增 1):1－2.

[11]ANNERSTEDT M，W?HRBORG P.Nature-assisted therapy:systematic review of controlled and observational studies[J].Scandinavian Journal of Public Health，2011，39(4):371－88.

[12]邢振杰.園林植物形態類型分析及對人身心健康影響研究[D].西安:西北農林科技大學，2015.

[13]李霞.園林植物色彩對人的生理和心理的影響[D].北京:北京林業大學，2012.

[14]賈雪晴.園林植物色彩的心理反應研究[D].臨安:浙江農林大學，2012.

[15]洪蓉，金幼菊.日本芳香生理心理學研究進展[J].世界林業研究，2001，14(3):61－66.

[16]張哲，李霞，潘會堂，等.用AHP法和人體生理、心理指標評價深圳公園綠地植物景觀[J].北京林業大學學報(社會科學版)，201110(4):30－37.