城市老年人户外体力活动、久坐时间与客观建成环境因素关系研究

宋彦李青，王竹影

面对我国业已出现、正日趋加剧并将持久存在的老龄化社会，国内对于老年人体力活动建成环境的研究尚处于起步阶段，许多方面尚属空白[1]。特别是我国特色社会主义进入新时代，社会矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾[2]。不平衡不充分发展其中一方面就是特指人与环境发展的不平衡，老年人日益增长的体力活动需求与城市建成环境不平衡不充分发展之间的产生矛盾日趋突出。

国外发达国家的医疗模式已从“有病治病”的生物医学模式转变为以“干预为主”的预防医学模式。预防医学以“环境-人群-健康”为基本模式，以预防为指导思想，其目的就是疾病预防和健康促进[3]。将体力活动作为预防医学的重要手段。欧美等发达国家均高度重视全民健身工作，近期相继颁布了《健康公民2020》《欧洲2016-2025身体活动战略》《健康欧洲人2020》等，其中均明确指出体育锻炼能有效增强体质，改善国民健康。各国政府均采取积极措施改善社会环境和物质环境，其中物质环境既包括自然环境又包括人造环境。

我国政府历来十分重视全民健身工作，早在1995年就颁布了《全民健身计划纲要》，近年来又相继出台了《全民健身计划(2016-2020年)》《健康中国建设规划(2016-2020年)》《“健康中国2030年”规划纲要》《全民健身指南》，首次将“全民健身”和“健康中国”提升为国家战略，引起了全社会的持续关注[4]。因此，从建成环境角度研究促进老年人体力活动的途径已成为当务之急。

因此，本研究拟基于GIS和三维加速度计(Actigraph GT3)客观测量技术，采用logistic模型研究城市老年人户外体力活动、久坐时间与客观建成环境因素的关系，为满足城市老年人体力活动需求以及老龄化新城市建设提供决策依据和直接指导。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究选取的对象为南京市秦淮区、玄武区、鼓楼区、白下区、栖霞区共计5个行政区的老年人。在2017年8月-2018年3月，采用多段分级抽样方法，在每个城区选取6个社区，共计30个社区，每个社区招募24名老年人为受试对象，男女各半，需满足以下标准：(1)年龄≥60岁；(2)在该地区居住时间≥1年的常住居民。在南京市体育局、社区居家养老服务站，老年人体协等部门的有效协助下，通过专门培训的调研小组深入居家养老服务站，以“专题会谈”形式进行集中宣讲和调查测试，测试内容包括人口基本信息、户外体力活动量，久坐时间。最终课题组获得有效样本586个，有效率81.3%。

1.2 研究方法

1.2.1 问卷调查法

为了更好地控制学历、收入、职业和性别等人口社会学变量对客观建成环境与老年人体力活动间关系的影响，通过问卷调查受试样本的学历(1=小学及以下；2=初中；3=高中含中专；4=大学及以上)、收入(1=500元以下；2=500～1 000元；3=1 001～2 000元；4=2 001～4 000元；5=4 000元以上)、职业(1=干部、管理人员；2=企事业、厂居职工；3=农、林、牧、鱼、水利业生产人员；4= 军人；5=商业、服务人员；6=自由职业者、个体户；7=无业、失业、半失业、8=其他)和性别(1=男；2=女)，进而作为控制变量进入分析模型。其中，职业的划分参考了《中华人民共和国职业分类大典》的划分方法，是我国第一部对职业进行科学分类的权威性文献。把我国职业划分为由大到小、由粗到细的四个层次：大类(8个)、中类(66个)、小类(413个)、细类(1 838个)，本研究是按8个大类进行划分。收入的划分，一方面，参考中国健康与养老追踪调查(CHARLS)对于收入的划分，该调查每两年收集了代表中国45岁及以上的中老年人家庭和个人的高质量微观数据，比较权威，同时，依据调研样本特征，即老年人的收入水平不同，存在特困老人(城市“三无老人”收入仅500元以下)、失独老人、低保及低保边缘老人等情况，将其划分为如上类型，有效的区分出不同的社会阶层。

1.2.2 建成环境指标测量

(1)缓冲区距离的确定。

本研究将加速度计数据与GPS数据进行匹配，所得匹配后的有效数据通过计算经度、维度之间的直线距离作为家庭住所经纬度和体力活动场所经纬度的距离，家庭住址的经纬度为(A1，B1)，有活动记录的经纬度为(A2，B2)，那么D=研究所调研的有效人数为586，采集家庭住所至户外体力活动场所的有效数据2 483。其中，总样本平均数为1 018 m，中位数为367 m；男性平均数为985 m，中位数为369 m；女性平均数为1 032 m，中位数为364 m。家庭住所至户外体力活动场所距离的平均数远高于中位数，说明城市老年人大部分户外体力活动都在平均数1 018 m范围之内。为了探究城市老年人户外体力活动场所离家距离的基本规律，研究将2 483个数据按100米的组间距进行频数统计，分组数定为20，从图1可知，当离家距离在(0～1 000)区间时，频数百分比已经到达76.12%，说明城市老年人大部分体力活动是在离家距离1 000 m的范围内，因而将研究建成环境的适宜缓冲区距离定为1 000 m。

图1 不同区间包含的离家距离频数直方图和折线图Figure.1 The frequency histogram and line chart of distance from home in different interval

(2)客观建成环境指标说明。

客观建成环境数据的处理及分析均采用Arc-GIS 10.2软件完成。体力活动研究领域，基于地理信息系统的建成环境测量主要是指从地理信息系统数据库中提取与体力活动水平密切相关的空间数据并进行空间分析的过程。空间数据主要涉及地理信息系统基本要素之点、线、面三类矢量数据。其中，点要素包括本研究需要的各类健身场所、商业场所和休闲场所等；线要素包括南京市域的路网、轨道交通网以及河流的矢量数据；面要素包括南京市域矢量地图、南京市各区、街道矢量地图。

本研究将包含有南京市公交站点、银行、商业大厦、零售行业、宾馆酒店、餐饮娱乐、政府机构、医院、学校科研、公司企业、公园广场、公园绿地、山、河流湖泊、住宅小区、街道网络等空间信息的南京市全要素数字地图(获取于南京市测绘勘察研究院)导入ArcGIS 10.2，作为抽取客观建成环境数据的基础。将家庭住所至户外体力活动场所距离数据按100米的组间距进行频数统计，频数百分比达到了76.12%，说明离家距离1 000 m范围内包含了城市社区老年人的大部分户外体力活动。同时，参考国内外相关文献，结合南京市公共设施的服务半径(如公交站点、健身路径、菜市场等)，将本研究的缓冲区半径定为1 000 m。

利用ArcGIS 10.2从中抽取街道连通性、人均道路总长度、土地利用混合度、人口密度、建筑密度、至交通站点距离、交通站点数、至健身休闲场所距离、至商业场所距离等指标数据。具体技术方案为：以样本点为中心生成1 000 m范围的缓冲区，然后对缓冲区做Clip处理，从中抽取本研究所需要的客观建成环境变量数据。共计9个指标。

(1)人口密度。主要是指单位面积土地上居住的人口数量。部分文献将单位面积上的居住单位数量、单位面积上的居民和就业岗位数量也定义为人口密度。本研究中的人口密度是指小区内持有正式户口的居住人口数与小区单位面积的比值(人/km2)。

(2)建筑密度。是指在一定范围内建筑物的基底总面积与用地面积的比例，主要反映一定范围内的建筑密集程度。本研究中的建筑密度是指小区范围内的建筑占地面积与小区总占地面积的比值(取值在0～1)。

(3)至健身休闲场所距离。是指家庭住所至健身休闲场所的距离(m)。健身休闲场所主要包括健身场所(指羽毛球场、排球场、游泳池等)、开敞空间(可供跳舞、打太极等活动的空地)、公园绿地、健身路径、老年人活动中心、人行道(包括湖边、河边、山路等)、人行道(包括湖边、河边、山路)等。

(4)至商业场所距离。是指家庭住所至商业场所的距离(m)。商业场所主要包括菜市场、超市、商店、餐馆(小吃店)等。

(5)街道连通性。是指缓冲区内单位面积超过3个节点交叉路口的数量(个/km2)。

(6)人均道路总长度。是指缓冲区内道路总长度与人口的比值(m)。

(7)至交通站点距离。家庭住所至地铁站、公交车站、火车站的距离(m)。

(8)交通站点数。缓冲区范围内地铁站、公交车站、火车站的站点数量(个)。

(9)土地混合利用。将目的地的数量用作土地混合利用的度量，目的地主要分为银行、书店、咖啡厅/茶馆、服装店、社区中心、便利店、牙科诊所、电器店、快餐店、美容院、医院、洗衣店、图书馆、政府机构、药房、邮局、超市17种类型。

以栖霞区八卦花园社区为例(图2)，其人口密度为2 726人/km2；建筑密度为0.201；街道连通性16个/km2；人均道路总长度0.244m；土地利用混合度12个；至交通站点距离235.4 m；交通站点数5个；至健身休闲场所距离337.6 m；至商业场所距离227.1 m；然后将其得到的9个建成环境指标结果依据33和66两个百分位点划出3个等级，分别赋值1、2 和3。

图2 八卦花园1 000米缓冲区示意图Figure.2 Gossip garden 1 000 m buffer diagram

1.2.3 体力活动、久坐时间测量

ActiGraph GT3X+是ActiGraph公司生产的第三代加速度传感器，能够有效捕捉到人体运动三个轴向上产生的加速度，并能够记录counts值数据，通过相关分析软件，选择不同的能量推算模型，得到一定时间内的能量消耗数据。利用加速度计Acti-Graph GT3X+连续佩戴4天进行测量[5]，有效统计分析天数至少3天(2个平常日+1个周末日)，测试时仪器置于右侧髂脊上部。由于受试者年龄偏大，部分受试者认知水平较低，测试前由工作人员面对面向受试者对测试要求、测试内容进行详细讲解，要求受试者除睡觉、洗澡、游泳外其它时间严格佩戴。工作人员在4天之后的第5天回收加速度计，仪器回收后利用Actilife(Version 6.13.3)对数据进行下载、分析，对于测量数据缺失的受试者，在征得本人同意后进行相应补测。加速度计的参数内容包括：测试仪器，采样间隔，未佩戴时间定义，每天佩戴有效时间，纳入有效统计分析天数，体力活动强度界值等。本研究选择现有老年人体力活动研究中使用较多、较为合理的数值对参数赋值，以保证研究结果与同类研究具有一定的可比性，具体设置见表1。

表1 ActiGraph GT3X+体力活动测量参数设置Table 1 ActiGraph GT3X+Physical Activity Measurement parameter setting

2 结果

2.1 样本人群基本信息

表2 受试者基本情况统计表Table 2 Descriptive participant characteristics(mean ±SD).

通过调查问卷采集到样本人群的基本信息，结果见下表，本研究中的受试者学历、收入、职业分布都较均匀。

2.2 老年人每日体力活动量

佩戴加速度计测量的老年人有效样本共计586人，男性有效样本为258人，女性有效样本为328人。通过表2可知，老年受试者男性每日户外低强度体力活动(LPA)的时间在157 min左右，女性每日户外低强度体力活动(LPA)的时间在182 min左右，男性每日户外中大强度体力活动(MVPA)的时间在47 min左右，女性每日户外中大强度体力活动(MVPA)的时间在40 min左右，男性每日久坐时间在584 min左右，女性每日久坐时间在569 min左右。

表3 老年受试者每日户外LPA、MVPA和久坐时间Table 3 Daily LPA，MVPA and sedentary time(mean ±SD).

2.3 老年人每日户外中高强度体力活动与客观建成环境指标间的关系

对老年人每日户外中高强度体力活动与客观建成环境指标通过定序logistic分析，可知(表4)，随着土地混合利用等级的升高，老年人户外MVPA等级区间降低的偏回归系数将会减少，即概率减少，且无论在高低两个区间均存在显著性。这表明土地混合利用的增大与老年人户外MVPA的改善存在连续数量关系。随着交通站点数目等级的升高，老年人户外MVPA等级区间降低的偏回归系数将会减少，即概率减少，且只在交通站点数目等级较低的区间存在显著性。随着到达交通站点距离等级的升高，老年人户外MVPA等级区间降低的偏回归系数将会增大，即概率增大，且只在到达交通站点距离较高的两个区间存在显著性。这表明交通站点数目减少、达到交通站点距离的增加对老年人户外MVPA的改善可能存在一定阈值。随着到达休闲娱乐场所距离等级升高，老年人户外MVPA等级区间升高的偏回归系数将会减少，即概率减少，且无论在高低两个区间均存在显著性。这同样表明到达休闲娱乐场所距离的增加与老年人户外MVPA的改善存在连续数量关系。

表4 客观建成环境对老年人户外中高强度体力活动影响的定序logistic分析Table 4 Associations between MVPA and objective BEs by ordinal logistic regression analysis

2.4 老年人每日久坐时间与客观建成环境指标间的关系

对老年人每日久坐时间与客观建成环境指标通过定序logistic分析，可知(表5)，随着人口密度等级的升高，老年人久坐等级区间降低的偏回归系数将会增大，即概率增大，且无论在高低两个区间均存在显著性。这表明人口密度的增大与老年人久坐生活方式改善存在连续数量关系。随着人均道路总长度等级的升高，老年人久坐等级区间降低的偏回归系数将会增大，即概率增大，且只在人均道路总长度等级较高的两个区间存在显著性。这表明人均道路总长度的增加对老年人MVPA的改善可能存在一定阈值。

表5 客观建成环境对老年人久坐时间影响的定序logistic分析Table 5 Associations between ST and objective BEs by ordinal logistic regression analysis.

3 讨论

本研究立足于中国城市环境特征，采用多元统计分析结合GIS、加速度计等先进技术对老年人户外体力活动与城市建成环境展开研究。老年男性每日户外中大强度体力活动(MVPA)的时间在47 min左右，女性每日户外中大强度体力活动(MVPA)的时间在40 min左右，对于世界卫生组织(WHO)提出的推荐量(中等强度体力活动不少于150分钟/周，或高强度体力活动不少于75分钟/周，或中等和高强度体力活动相当量的组合)[7]。本研究74.7%的老年人能够满足，其中男性达到76.2%，女性达到73.5%。与他国同类研究报导数据相比，处于中等偏上水平。

目前国内对老年人户外体力活动缓冲区半径的设定至今没有统一的结论，本研究将加速度计数据与GPS数据进行匹配，所得匹配后的有效数据通过计算经度、维度之间的直线距离作为家庭住所经纬度和体力活动场所经纬度的距离，以此确定老年人户外体力活动缓冲区范围，研究发现当离家距离在(0～1 000)区间时，频数百分比已经到达76.12%，说明城市老年人大部分户外体力活动是在离家距离1 000 m的范围内，这与国外诸多研究人员将研究建成环境的适宜缓冲区距离定为1 000 m的结论相一致[8-9]。同时，本研究的所采取的离家距离，是以家庭住址为中心，并非是以小区的质心为中心，这有效的避免了因小区面积不同，其小区质心不一致，进而影响数据的有效性问题。

老年人户外体力活动与城市建成环境关系研究中，发现土地混合利用、到达健身休闲场所距离与老年人户外MVPA的改善存在连续数量关系。随着1998年国家全面取消福利分房制度，包括南京在内的多数城市都经历了大规模的更新、改造、扩张和升级，南京每年的土地混合利用情况会发生较大变化。土地利用混合度越大，越有可能促进老年人户外体力活动。国外的研究也表明老年人居住在土地混合利用地区比居住在单一地区更有可能增加体力活动时间和次数[10]。面对城市化快速发展，土地资源负担愈发加重，通过土地混合利用达到提高土地利用效率，使城市发展从粗放型社会向节约型社会过渡，符合可持续发展的要求。土地混合利用促进城市用地功能的多样化，不同功能土地的混合利用可促使城市老年人各种活动在地域和空间上的聚集，从而对城市老年人体力活动产生显著性影响。

老年人由于生理机能衰退，行动能力降低，生活圈缩窄，对活动空间的粘性大，对健身休闲场所可达性、舒适性要求高，因为被调查住户的地理位置不同，到达健身休闲场所的情况差距较大，至健身休闲场所的平均值为279.71 m，总体说明南京市的健身休闲场所建设成绩斐然。有利于城市老年人进行户外体力活动。这与Diana研究结果相一致，认为增加公园的可用性和可及性能潜在地使老年人外出进行身体活动[11]。

研究还表明，交通站点数目、达到交通站点距离对老年人MVPA存在显著性影响，但对老年人MVPA的改善可能存在一定阈值。中国道路典型形态是大街廊，路网密度稀疏，交通量较大，路径选择不多，并主要受街道路面质量的影响，老年人更愿意选择依靠设施环境较好的交通干道出行，交通环境是连接老年人家-活动场所的重要媒介，流畅的交通系统使得交通环境能够活力运行，本研究小区周边交通站点数目平均值为5.12个，达到交通站点平均距离为264.11 m，比至健身休闲场所的平均值还要短，说明南京市的交通环境良好，也有利于城市老年人进行户外体力活动。在调研中，大部分居民选择步行的交通方式，当步行环境感知为舒适时，能够吸引更多的老年人外出步行活动，这意味着机动化生活的减少，可以有效控制交通流量，提高交通安全，保障老年人活动。老年人日常交通情况对体力活动强度具有重要影响。

老年人久坐时间与城市建成环境关系研究中，休闲久坐是老年人目前较为稳定的生活方式，无论是男性老人还是女性老人，他们的每日久坐时间都达到500 min以上，久坐生活使其健康风险增大，必须引起老年群体的重视。在Owen的社会生态学模型中，久坐行为主要受四个方面的影响，职业、家庭、交通、休闲久坐时间，邻里建成环境被列为影响这四个方面的主要因素[12]。本研究表明，人口密度、人均道路总长度与老年人久坐时间存在显著相关。人口密度的增大以及人均道路总长度增长有助于改善老年人久坐时间。人均道路总长度是指缓冲区内道路总长度与人口的比值，其指标必然受到了人口密度指标的影响。在国外研究中，对于客观建成环境指标与久坐时间的关系研究存在不同的结果，Sofie[13]研究比利时和荷兰成年人时，发现客观建成环境指标并不存在与久坐时间相关关系，研究中客观建成环境指标包含了公共交通、休闲设施、土地混合利用等客观指标，学界的研究结果目前尚不一致，其原因可能是由于不同研究者所选取的研究地区之间的差异性以及环境测量方法的不同造成的，这方面研究有待深入。

4 结论

城市老年人户外体力活动在离家距离1 000 m的范围内的频数百分比已经到达76.12%，将研究城市老年人户外体力活动建成环境适宜缓冲区距离定为1 000 m比较合适。影响老年人每日户外体力活动客观建成环境因素有：土地混合利用、到达健身场所距离、交通站点数目以及到达交通站点距离。影响老年人每日久坐时间的客观建成环境因素有：人口密度、人均道路总长度。因此，规划部门再制定规划政策时，可通过改善上述建成环境因素，促进老年人每日户外体力活动，改变久坐生活方式，提高其健康水平，以应对我国人口老龄化所带来的健康危机和隐患。