基于生理心理影响的园林植物配置优化探析∗

孙 力 王 敏，2

1 同济大学建筑与城市规划学院景观学系 上海 200092

2 上海城市困难立地绿化工程技术研究中心 上海 200232

快速城市化建设过程中，城市环境中大量的绿化用地需要设计营造，而绿地中合理的植物配置能够带来较高的综合效益。传统植物配置往往遵循一些普适性原则，如地域性、多样性、时间性，或者从防护方面出发，如抗风、抗污染。这些原则措施更多的是从较大尺度维度思考，无法顾及到场地环境对使用者的具体调节影响，导致现在的情况是有绿化而无实效，有层次而缺乏调节。因此，研究植物配置对人体生理和心理的调节作用，一方面能够完善和补充现有的植物配置评价体系；另一方面能够真正发挥城市绿地多种功效，调节改善使用人群的身心健康。

1 生理心理相关理论及研究进展

20世纪中后期在生理和心理相关领域，产生了一些重要理论并取得了实质性的进展。其中与环境最为密切的环境心理学 (environmental psychology)，兴起于20世纪60年代，由当时所面对的人口增长和环境退化等问题引发。环境心理学开始以研究 “环境对人类行为的影响”为重点，后来发展为研究 “人的行为与构造和自然环境之间相互关系”的交叉学科[1]。在植物景观营造中，引入环境心理学相关理论，既有助于理解环境对人体调节的背后机制，又能有针对性地从调节效益最大出发进行植物配置。

环境心理学中研究环境对行为影响主要有6大理论:1)唤醒，2)负荷，3)适应水平，4)行为约束，5)应激，6)生态心理学。其中对植物配置具有较大指导意义的是唤醒和负荷理论。环境刺激所产生的影响之一，就是提高唤醒的强度，主要表现在生理反应上自主性活动增强，如心跳加快、血压增高、呼吸加速和肾上腺分泌过多等，也可能表现行为反应上肌肉运动增强，唤醒理论证实了植物环境可以对人体的内在调节作用。

环境负荷理论认为，环境与行为之间的关系，尤其是一些易引发不良行为和情绪的环境，多数都是刺激过多所导致的结果。因此，合理进行植物营造能够转换使用者注意力，避免过多的不良刺激。然而，许多专家也指出，不少环境与行为问题起因于刺激不足或过少，感觉剥夺 (sensory deprivation)的研究 (Zubek，1969)表明，剥夺个体所有的感觉刺激会引发严重的焦虑或其他异常心理[2]。基于以上建议，植物营造需要适度复杂并多元化一些，这样有利于改善使用者的焦虑和不适状况。

此外，神经科学尤其是认知神经科学 (cognitive neuroscience)对于探究环境对人体机理的影响提供了可能，认知神经科学旨在阐明心理活动尤其是人类心理活动的脑基础，以揭示心理与脑的关系。1990—1992年出现的功能磁共振成像(fMRI，functional magnetic resonance imaging) 技术则为认知神经科学的发展注入了更强大的活力，用于测定受到外界刺激后大脑皮层的变化[3]。国内外现阶段主要通过脑电波、血压、心率和皮肤导电性的生理指标以及心境状态量表 (POMS)和状态特质焦虑量表 (STAI)的心理指标，探究园林植物对人的生理心理影响程度。

2 植物景观对生理心理的作用

众多学者研究了多种景观对人生理及心理的影响[4－6]。其中植物作为景观环境的组成部分，对人们的身心健康会产生重要的作用[7－8]。康宁[9]以脑波变化作为心理影响的评价指标，客观评价园林绿地内的铺装场地、水际、植物群落对人的心理情绪影响，结果发现三者对人身心放松的促进作用明显递增。此外陈筝[10]等人通过让测试者佩戴无线脑电图线圈，测定接触自然环境和人工环境中人体大脑中α波、θ波、δ波、γ波、β波的变化，发现相较于建成环境，自然环境更能带来大脑深层次的功能联通性。

通过对相关文献归纳整理，发现现阶段植物景观对于人生理心理的影响的研究主要集中在四个方面，即植物的形态、色彩、香味以及群落搭配。

2.1 植物形态

植物的形态包含两层含义，既可指植物单体的形态，包括枝叶、树干的形状；也可表示植物群体的搭配组合。室外空间环境中，人们往往感知的是植物景观的群体形态，因此研究植物群体形态，能够更准确地表达植物对人生理心理的影响。根据植物的配置方式以及人工修剪与否将植物的形态划分为自然型和几何型。自然型指未经人工修剪且呈自然方式配置组合的形态，而几何型指人工修剪成型或者未经修剪而呈现几何式配置的形态。

植物群体形态的差异会让人使用空间过程中更为紧张或者放松。同时自然型和几何型植物形态能够对使用者产生不同心理生理影响。Matilda等人研究发现不同类型植物景观对人体健康产生影响不同并且差异较大[11]。邢振杰[12]采用定量和定性结合的方式，通过研究52名本校大学生观赏两类植物景观前后产生的生理和心理变化，发现两类植物景观都能降低人的舒张压和收缩压，其中自然型植物景观舒适性较好，观赏后呈现正性情绪状态，而几何型植物景观促进作用相对较小，不适宜缓解紧张情绪 (表1)。

表1 种形态植物观赏前后生理均值变化 (N＝52)[12]

2.2 植物色彩

在长期的社会实践和交往过程中，人们在观念意识中已经对各种色彩赋予一定的价值含义，另外色彩能够在空间感、暖感以及距离感等方面带来不同生理刺激。在植物配置当中，不仅仅关注色彩和心理学理论知识，还要充分考虑植物色彩对人心理及生理的影响。合理的植物色彩应用可以调节人们的心情，并影响人们的工作状态。

相对于单一的背景，丰富的植物色彩景观能够唤醒和刺激人体神经中枢，利于使用者放松心情、缓解压力。李霞[13]通过测定测试者在观看不同色彩的园林植物 (植物景观图片)后各项指标变化，发现收缩压、舒张压、心率、指尖脉搏等相应降低，表明不同的园林植物色彩使人体趋向放松和平静状态的作用，焦虑、愤怒和疲劳程度的显著降低，同时人体活力水平升高。

此外不同植物色彩对人心理和生理影响刺激程度不同，缓解压力的能力也不同。贾雪晴[14]使用SP－MarsⅡ16导便携式脑波仪对各种园林植物色彩刺激下人体脑波的变化情况进行监测与对比研究，实验结果表明:空白对照组与各种园林植物色彩组的a波、p波均产生显著差异 (P＜0.05)，(绿色组和蓝色组)与红色组的a波、p波也产生显著差异 (P＜0.05)，其他各组之间只是在某些测点差异达到显著水平 (P＜0.05)。各测点脑波变化趋势表明，各种园林植物色彩对大脑的刺激强烈程度依次是红色、黄色和白色、蓝色和绿色；各种园林植物色彩缓解压力、放松心情的能力大小依次是绿色和蓝色、白色和黄色、红色。

2.3 植物香味

在植物景观营造当中，经常会利用芳香类植物调节和改善人体的身心健康。芳香类植物能够挥发有机物主要是芳香族化合物和萜类化合物，这些挥发性物质通过呼吸系统或者皮肤毛孔进入体内，起到康体保健，强身健体的作用。

相关研究表明，芳香类植物可增强自律神经的调节功能，对人的情绪起到镇定和觉醒的效果。研究发现芳香物具有镇静和觉醒两种功能，而用于判定的依据是伴随性阴性变动CNV(Contingent Negative Variation，CNV)的早期成分变化。CNV一般认为它与人的注意、期待、预期等心理过程以及意识水平的变化密切相关，CNV早期成分减少时表现为镇静作用，CNV早期成分增加时表现为觉醒功能[15]

另外对于康复花园的营造，经常会运用 “芳香疗法”，通过栽植一些芳香植物一方面起到抗病菌、驱蚊虫的作用，另一方面缓解患者病痛，解除紧张状态，促进安眠，起到预防和治疗疾病的目的。

2.4 植物群落搭配

植物的群落搭配一般根据层次丰富度以及品种选择进行划分，可以分为单一品种和复层两类植物群落景观，不同的群落景观对人群的生理和心理影响会有所差异。

这种差异是由于视觉景物的差异造成对大脑的刺激程度不同，通过主观和客观的实验研究已经得到印证。张哲[16]运用AHP和生理心理的相关指标测定研究不同植物群落景观对人造成的影响差别。测试的数据显示，植物群落景观能够有效地缓解人们的压力和紧张感，降低焦虑程度和疲劳感，激发积极向上的情绪，其中复层植物群落景观对人的影响作用最大，能够最大限度地帮助人们释放压力。而丛生竹林植物群落景观对人的影响作用最小，主要是因为竹林景观的物种比较单一，且缺乏视觉冲击力。

因此，在进行植物配置中，根据不同空间类型的需要设置差异化的植物群落搭配。相对来说，采用结构层次丰富的植物景观能够更好地调节人的心理和生理状态。

3 植物配置优化对策

植物景观中的形态、色彩、香味以及群落搭配能够对人生理、心理产生影响和调节作用。在植物景观营造上，总体遵循一些大的指导原则的基础上，综合考虑心理和生理因素，尤其是小尺度范围内能够发挥植物最佳效益、提高空间使用率以及改善和调节使用者的不适感。

因此，根据以上的分析归纳，对现今植物配置提出3点优化措施。

1)静谧的空间氛围适合设置自然型植物景观，而活动性空间适宜设置几何型植物景观。无论是何种类型的场地，一般都要考虑设置静态和动态两类性质空间。传统的植物配置，往往从建筑学空间营造出发，仅仅把植物作为空间的屏障者，其中动态开放的空间讲求开敞，植物配置一般选用低矮型灌木或者选用树冠较高的乔木，能够做到视线通透；而静谧空间就尽量选用遮挡视线的灌木或小乔木。这种方式忽视了植物本身形态对人心理、生理造成的刺激差异。通过以上的研究发现自然型植物景观能够更好地缓解紧张的情绪，在静谧空间中能够让使用者较快平静下来，因此这类空间配置建议选用自然型植物；另外活动性空间本身就有较强的活动需求，几何型植物景观能够契合场地的特性。

2)园林植物景观的营造，尤其是康复性景观尽可能考虑加入芳香类以及彩色叶植物品种。园林空间环境本身就需要多样化以及季相丰富的植物景观，因为人本身就有求新、求异的需求。在植物配置中选用芳香类和彩色叶树种能够起到补充和调和的功效，以上研究更加佐证了植物的香味和色彩能够缓解人的压力，调节心情的效果，同时还能起到康体保养、辅助医疗的作用。因此在场地景观营造中，对于植物的季相变化以及香味在配置应进行统一考虑。在色彩传递上，除了选用一些时令和宿根花卉，也要充分考虑植物的季相变化；在芳香植物的运用上，根据场地的需求设置觉醒或者镇静类芳香植物。

3)尽量考虑复层植物群落作为景观环境的背景。植物群落搭配是植物配置的重点，真实的自然环境中植物错综复杂，当然也存在相对单一的植物群落，比如竹林。实验的测试结果发现复层植物群落能够更好地缓解人们的压力和紧张感，可能是与真实的自然环境匹配度更高的原因，这也验证了中国古典园林对自然山水的缩移模拟能够使居住者获得身心放松。因此，根据服务的对象和功能不同，建议设置不同类型的复层植物群落，能够更好地降低焦虑程度和疲劳感。

4 结论

随着园林规划设计朝向科学化、数据化的发展趋势，通过测定使用者生理指标以及心理指标数据，探究园林植物对人的生理心理影响程度，对于园林植物的科学配置起着重要的指导意义。本文在结合国内外关于园林植物与人生理心理关联研究的基础上，归纳得出园林植物主要从形态、色彩、气味以及群落搭配四个方面对于使用者生理和心理产生影响。其中在植物形态方面，自然型植物景观舒适性较好，观赏后呈现正性情绪状态，而几何型植物景观促进作用相对较小，不适宜缓解紧张情绪；在植物色彩方面，不同的园林植物色彩具有使人体趋向放松和平静状态的作用，其中人体焦虑、愤怒和疲劳程度显著降低，而人体活力水平的升高；在植物气味方面，芳香类植物可增强自律神经的调节功能，对人的情绪起到镇定和调节的作用；在植物群落方面，植物群落景观能够有效地缓解人们的压力和紧张感，降低焦虑程度和疲劳感，激发积极向上的情绪，其中相对于乔—草植物群落和竹林植物群落，复层植物群落景观的效果最好。之后研究提出基于生理和心理积极影响的园林植物配置优化对策:1)自然型植物景观适用静谧空间，而几何型植物景观适用活动性空间；2)康复性景观建议设置芳香类以及彩色叶植物品种；3)优先考虑复层植物群落作为景观环境的背景。此外现阶段园林植物配置方式对人体生理心理的影响的研究缺乏系统性，相关测定方法和设备的改进发展也至关重要，后续的研究中有待更多的实测数据进行验证。

[1]刘建新，高岚.简述环境心理学的形成与发展[J].学术研究，2005(11):9－12.

[2]贝尔.环境心理学:第5版[M].朱建军，译.北京:中国人民大学出版社，2009.

[3]刘昌.认知神经科学:其特点及对心理科学的影响[J].心理科学，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]谭笑，高祥斌.中国园林植物养生保健功能研究进展[J].中国城市林业，2017，15(1):5－10.

[9]康宁，李树华，李法红.园林景观对人体心理影响的研究[J].中国园林，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，WÄHRBORG 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.园林植物形态类型分析及对人身心健康影响研究[D].西安:西北农林科技大学，2015.

[13]李霞.园林植物色彩对人的生理和心理的影响[D].北京:北京林业大学，2012.

[14]贾雪晴.园林植物色彩的心理反应研究[D].临安:浙江农林大学，2012.

[15]洪蓉，金幼菊.日本芳香生理心理学研究进展[J].世界林业研究，2001，14(3):61－66.

[16]张哲，李霞，潘会堂，等.用AHP法和人体生理、心理指标评价深圳公园绿地植物景观[J].北京林业大学学报(社会科学版)，201110(4):30－37.