室外建成環境與人體健康關聯性研究綜述★

李雨璇 周金盼 梁維依 李 浩

(華南農業大學林學與風景園林學院，廣東 廣州 510642)

快速的城市化與經濟的全球化，改變了人居環境和人們的生活方式與精神狀態，衍生一系列人體健康問題[1]。其中由于缺乏運動而導致的公共健康問題十分嚴峻。研究預測我國到2025年將有超過9%的國民生產總值(GNP)用于預防和控制與飲食、缺乏運動和肥胖相關的慢性病。為了改善我國國民身心健康狀況，國務院頒發的《全民健身計劃(2016—2020年)》明確將全民健身作為實現全民健康的重要途徑和手段。

建成環境對體力活動和人體健康的重要影響得到普遍證實[2]，調整室外建成環境是促進居民進行體力活動以及提高人體健康水平的重要途徑。本文對國內外近10年(2010年—2019年之間)的研究概況進行統計分析。以 Web of Science為國外文獻檢索工具，經篩選后共得到三組結果：環境與健康關聯性研究共53篇；環境與活動關聯性研究共102篇；活動與健康關聯性研究共222篇。以中國知網為國內文獻檢索工具，經篩選后共得到三組結果：環境與健康關聯性研究共38篇；環境與活動關聯性研究共81篇；活動與健康關聯性研究共151篇。結果發現，將環境、活動與健康三個要素納入同一框架的研究在所有相關研究中僅占15.6%，遠少于二維要素的研究。

1 體力活動視角下建成環境與人體健康關聯性研究框架

建成環境與人體健康研究主要聚焦于兩類影響路徑：一是建成環境對人體健康直接的影響，比如空氣溫度、濕度以及負氧離子濃度等等與人體健康有著醫學上的直接關聯性；二是建成環境通過影響人的生活習慣(主要包括活動習慣、飲食習慣等等)而間接影響人體健康。理論框架如圖1所示。

環境通過影響活動而間接地影響健康[3]，即活動變量可以作為環境與健康的中間變量存在。一些研究雖然在大體研究框架上基于該邏輯展開，但在具體研究內容上對活動變量沒有進行控制，導致研究結論難以體現活動要素的影響。比如Pasanen等人在2014年通過對比建成環境和自然環境通過體力活動對居民人體健康的影響程度，發現大自然為已知的體力活動的益處提供了一種附加價值，即在自然環境中進行體力活動會對健康更有益[4]。類似文章只將環境和健康要素納入變量設置，并未對體力活動的活動量與活動類型等進行展開探討。

影響活動的環境因素通常作為自變量，而活動通常與健康指標一起作為因變量，或活動作為環境因素與健康因子的中間變量進行研究。活動、環境與健康之間的因果關系十分復雜，涉及學科跨度較大，因此將三者納入同一研究框架中較為困難，對應的研究案例比較少。

2 體力活動視角下建成環境與人體健康關聯性研究模型

2.1 二元模型

由于環境、活動與健康三要素內部指標通常較為繁多，且多不服從正態分布，因此通常無法建立函數關系。現有常用的統計學手段通常只能分別處理兩個要素之間的關系。二元模型見圖2。

有研究采用二元模型對因變量(體力活動、體重指數(BMI)、超重/肥胖、體重和健康結果)與自變量(由地理信息系統衍生的建筑環境度量)之間的關系進行了分析。結果顯示：街道連通性與體力活動呈正相關；河流鄰近度與超重/肥胖呈負相關；土地利用組合與體育活動呈正相關，與BMI和超重/肥胖呈負相關；綠地和開放空間與健康狀況呈正相關[5]。也有學者基于社會生態學理論構建結構方程模型探索城市建成環境、個體屬性、體力活動對健康的影響[6]。這種模型下的研究成果都以二元的相關關系呈現，即研究結論衍生于兩個要素的關聯分析結果。

2.2 線性模型

環境通過影響活動而間接地對健康產生影響，三個研究要素之間存在線性因果聯系。如果將要素量化并建立可以相互轉換的關系，則可以通過活動變量的過渡，把健康的量轉換成環境的量(反之亦然)。線性模型見圖3。

國外有學者在環境、活動和健康要素的線性關系的基礎上增加健康與經濟價值的轉換鏈，直接將環境的量轉換為經濟價值。該研究先從相關實證研究文獻中總結出與環境與體力活動的量化關系，然后再使用數學模型將體力活動的改善轉化為壽命增益和節省的醫療保健費用，最后即可估算出環境干預的效益成本比[7]。由于該研究探討的活動指標僅僅為活動量，健康指標僅僅為貨幣價值，所有變量都服從“劑量—效應”關系。國內的曹陽等人在“環境—活動—健康”線性模型的基礎上提出了“建成環境客觀組織—居民主觀感知—體力活動促進—健康效應產出”研究模型。即在客觀環境與體力活動之間加入主觀感知來進行過渡，通過居民活動特征來進行空間改造[8]。

探討以活動為中介變量，城市環境與居民健康關系的科學模型是本領域重點研究方向之一[9]。而目前已有的環境、活動與健康三要素線性研究模型都建立在中宏觀尺度上，且只能基于活動量實現活動與環境以及活動與健康之間量的轉換。而微觀尺度下，活動量不足以支撐活動分別于健康和環境之間量的轉換。因為微觀尺度下的環境要素除了活動量也與活動內容的其他特征(活動類別、社交程度等)有顯著相關性[10]。為了更全面地探討活動變量分別于環境變量以及健康變量之間的關系，微觀尺度下將不再適合用線性模型來實現“計量—效應”的轉換。

3 體力活動視角下建成環境與人體健康關聯性研究方法

3.1 橫斷面調查

橫斷面研究最初在流行病學(cross-sectional study)中提出，通過對特定時間和范圍內的人群中的健康狀況和有關因素的資料進行收集、描述和關聯分析，從而為健康影響因素的更深入的探究提供線索[11]。后運用于環境相關領域，集中于探討人體活動、建成環境與居民人體健康之間的統計學關聯，為目前的主流研究方法。周素紅等人從橫斷面角度探討了城市建成環境、居民體力活動和心理健康之間的關系。結果表明：比起城區居民，郊區居民的體力活動受通勤距離和公共交通系統影響更顯著[12]。Song Siqi等人在2018年對新加坡810名居住在社區的老年人的體力活動數據、自評健康數據和建成環境數據進行橫斷面測量，發現不同環境要素對老年人交通性或戶外休閑性活動有著不同的影響[13]。橫斷面調查研究方法依賴客觀方式獲取指標數據，部分變量(協變量、無關變量)不易控制，只能通過統計技術消除其對被解釋變量的影響，數據處理過程較為繁雜，但相對比較適合大樣本量的研究，且數據獲取成本較小。

3.2 案例比較

案例比較分析通常用于以環境單元作樣本的環境與活動相關性研究中。趙俊等人運用案例比較法對大連地區兩處典型住區中居民進行體力活動相關的建成環境要素進行比較分析。研究發現設施網點的空間分布、街道網絡的密集程度與拓撲形式、土地利用的布局模式與多樣性、公共空間的空間視域與界面活力等建成環境要素都可以影響老年人進行體力活動[14]。劉正瑩等人通過對大連市4個不同建成環境形態的鄰里住區進行對比分析，發現一些建成環境要素與老年人戶外休閑活動出行頻率有一定的關聯性[15]。由于環境樣本獲取難度大，研究者只能通過對比有限的環境單元中某一項或多項環境特征所對應的居民活動的特點。同時也因樣本量少而無法得出可靠的結論，更偏向于探索性研究，一般只能用作進一步描述性研究或探索性研究的鋪墊。

3.3 縱向調查

由于橫斷面研究只能探討某個時間點上體力活動、健康與環境之間的相關性，為進一步探索因果關系，一部分研究者轉向縱向調查研究(longitudinal study)。縱向調查研究也叫追蹤研究，是指在一段相對長的時間內對同一個或同一批被試者進行重復的研究[16]。Lee I-Min等人在1988年—1993年間對美國各地男性的體力活動情況進行6年跟蹤研究。結果表明減少城市無計劃擴張可能有助于增加居民的體力活動以及降低BMI指數[17]。而一項橫跨美國幾個城市的縱向研究發現鄰里娛樂設施密度的變化對娛樂體育活動變化的影響(平均隨訪3.2年)與收入或種族沒有顯著差異[18]。縱向研究雖然能在時間維度上探究一些影響應變量變的關鍵因子，但由于時效性比較差、物質成本較高以及耗時較長等原因，目前相關領域內少有研究使用該方法。

3.4 實驗研究

縱向研究由于不便于控制變量，所探討因果關系的范圍和可靠性十分受限，因此需要可以精準控制變量的實驗方式來進一步拓展因果關系的研究。Fitzhugh Eugene等人就交通系統的連通性與體力活動的關系做了一項實驗研究：分別對一條城市綠道和社區步道的連通性進行改造，并分別設立對照組。結果發現社區步道的連通性對交通性體力活動影響顯著，而城市綠道的連通性與交通性體力活動關聯性較小。此外Mayne等人也通過實驗法系統地研究了建成環境要素的變化對體力活動的影響。調查結果顯示，相對于被動交通行為對主動交通行為相關的和建成環境要素進行干預對體力活動的影響更大[19]。環境變量難以控制，實驗成本較大，因此實驗方式較少應用于環境相關研究中。

4 結語

建成環境、體力活動與人體健康彼此間存在直接與間接的影響。三者之間的二維要素研究十分普遍，而將建成環境、體力活動與人體健康三維要素納入同一框架的研究很少。研究模型主要分為二元模型以及線性模型兩種，均不能很好地滿足微觀尺度的環境規劃設計工作對研究成果的系統性要求，因此對新研究模型的開發提出需求。研究方法以橫斷面調查為主，而縱向調查研究、案例比較研究和實驗研究等研究方法也有一定的適用范圍，且對橫斷面調查研究方法有一定的補充作用。目前相關研究的研究方法以單一型為主，復合型研究方法可能會在未來興起。