牡丹观赏活动对大学生生理及心理的影响研究

赵仁林 张延龙 王茜 牛立新

植物对人类身心健康有着显著影响，大自然与植物有助于改善人体的生理反应[1]，同时与缺乏自然元素的环境相比，拥有自然元素的环境能够更好地缓解压力和精神疲劳[2]。自20世纪70年代以来，园艺疗法在美国、日本等国家迅速发展，主要是借助医疗仪器及心理学方法，通过人体感官的刺激和园艺操作2个方面研究植物对人生理健康和心理健康的影响[3]。国内外有关植物对人生理和心理影响的研究，主要集中在植物景观、植物色彩、植物挥发物与人身心健康关系的研究以及对园艺活动的综合评价等方面。研究表明，城市绿地空间中森林景观可有效降低人的舒张压和心率，减少其消极情绪[4]；植物群落景观较铺装广场对人的身心放松有积极的促进作用[5]；植物色彩（叶色、花色）能缓解人的压力，提高其积极情绪状态[6-9]；植物挥发物对人的身心健康能产生不同的影响[10-11]。有植物的室内办公环境更能使人情绪稳定，对人的心理有积极影响[12-14]。拥有植物的环境能够提高人对疼痛的忍受程度，并延长疼痛的忍受时间[15]。此外，园艺操作活动在唐代能使老人增强体质、减弱挫折情绪，促进心理健康[16]。这些研究都证明园艺对人的身心健康起到明显的治疗效果，自然环境或植物有助于人的生理和心理健康。

牡丹是一种重要的园林观赏植物，观赏牡丹在中国已经有悠久的历史。在唐代牡丹观赏活动已经达到了一个鼎盛阶段，“唯有牡丹真国色，花开时节动京城”（刘禹锡《赏牡丹》），“三条九陌花时节，万马千车看牡丹”（徐凝《寄白司马》），“花开花落二十日，一城之人皆若狂”（白居易《牡丹芳》）等诗句[17]，都是牡丹观赏场面的真实写照。牡丹观赏活动不仅对观赏者的心理活动，也对观赏者本身的生理活动有一定影响，但鲜见相关研究和报道。以牡丹为材料，以大学生群体作为观花测试者，通过在不同观赏时期，定量测定生理指标和心理指标，构建评价体系，从而揭示牡丹观赏活动对人生理和心理的影响，为牡丹园规划建设和牡丹相关的园艺疗法等提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验场地及材料

试验于2017年3月29日—4月25日在西北农林科技大学南校区牡丹园（N34.26°，E108.07°）进行，牡丹园面积约7 000 m2，东西长约215 m，南北长约30 m。试验材料为牡丹，树龄8～10年。按照牡丹物候期[18]分4个阶段（展叶期、初花期、盛花期和末花期）开展牡丹园观赏活动的试验（图1）。试验阶段天气温和（无雨），4个时期的平均气温（22.7±1.6 ）℃；微风，风速（1.5±0.3 m/s）。

1.2 试验对象

本研究选择来自西北农林科技大学的色觉和嗅觉正常的30名不同专业的大学生[19]作为被试者，男女比例为1∶1，年龄介于20～24岁。实验开始前，采用健康基本信息表了解被试者的健康状况。内容主要包括：最近是否学习压力大？是否经常熬夜？之前7 h内是否饮用咖啡或兴奋性药物？之前12 h是否饮酒？是否对花色、花粉过敏？是否高血压或低血压等。

1.3 研究方法

1.3.1 生理指标

本研究采用生物反馈测量法，选取了血压（舒张压，systolic blood pressure，简称SBP；收缩压，diastolic blood pressure，简称DBP）、心率（heart rate，简称HR）、指尖脉搏（fingertip pulse，简称FP）和血氧饱和度（blood oxygen saturation，简称SpO2）作为测量大学生生理变化的指标。血压和心率用欧姆龙血压计（Omron，HEM-7136，日本）测定；指尖脉搏和血氧饱和度由指尖脉搏血氧检测仪（Fingertip Pulse Oximeter，M70C）测定。

1）血压。血压是最常用的检测心血管系统健康状况的指标，包括收缩压和舒张压，反映了人体自主神经系统包括交感神经系统（SNS）和副交感神经系统（PNS）的活性，一般来说，交感神经系统与心率加快和血压升高等有关，而副交感神经系统与心率减慢和血压降低等相关[20]。

2）心率。心率是每分钟脉搏跳动的次数。心率加快代表着人体紧张程度和生理唤醒长度的增加。当人体情绪紧张、受到疼痛刺激或进行剧烈运动时，心率都会加快。

3）血氧饱和度。血氧饱和度是指血液中（血红蛋白）实际结合的氧气（氧含量）占血液中（血红蛋白）所能结合氧气最大量（氧含量）的百分比[21-22]，是反映呼吸循环功能的一个重要生理参数。在正常呼吸空气状态下，人正常血氧饱和度为96%～99%。

4）指尖脉搏。当环境压力对人产生一定的抑制作用时，神经末梢的血液流量减少。情绪安定时，人体血管舒张，血液向末梢的流量增加。

1.3.2 心理指标

1 各时期牡丹花形态特点Morphological characteristics of Paeonia suffruticosa flowers in different stages

采用心理测验法[23]，选择了心境状态量表（profile of mood states，简称POMS）[24]和状态特质焦虑量表（State-Trait Anxiety Inventory，简称STAI）来测定和评价大学生的心理指标，分数越高代表其焦虑程度越高，反之亦然[25]。STAI问卷包括20个问题，每个问题采用1～4计分。POMS问卷有23个问题组成，并分为4个维度：愤怒（irritability）、抑郁（depression）、活力（vigor）和疲劳（fatigue），每个问题采用1～5计分，每个维度分数越高代表其情绪程度越高。

1.4 试验设计

1.4.1 试验安排

试验分别在牡丹4个不同生长时期进行，即在展叶期（4月2—4日）、初花期（4月11—13日）、盛花期（4月17—19日）和末花期（4月23—25日），均在每天上午09：00—11：00之间完成。为了避免测量仪器及外界各因素的影响，每个时期各重复3次。3月29—31日为试验准备期。

1.4.2 试验步骤

30名大学生在指定地点集合，试验开始前让学生在院内约400 m2的空场地（无牡丹）自由活动15 min，测定并记录其前后生理和心理指标值，作为本试验的对照组。该场地东西两侧进行遮挡，受试者可见物为硬质铺装、石桌、建筑物等。对照试验结束后，按预先的顺序依次参加试验，在试验操作者的指导下进入牡丹园观看15 min，并测量其前后生理和心理指标值。在观看牡丹期间，每人行走距离约为300 m，可见范围（清楚看到）牡丹花数量约为60～80朵，观赏过程中可赏花色，嗅闻花香，触摸牡丹花（不可随意摘取）；不允许看手机或中途离开。

1.5 数据处理

2 观赏不同时期牡丹后大学生各生理指标前后变化值Students’ physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

3 观赏不同时期牡丹后男、女生各生理指标前后变化值Male & female students' physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

采用SPSS19.0（IMB SPSS Statistics）对试验数据进行处理，用前后配对T检验（Paired sample Test）来比较大学生在牡丹不同时期观赏牡丹15 min前后的生理和心理指标平均值变化。用方差分析来比较不同时期、不同性别间的生理和心理指标值的变化。

2 结果与分析

2.1 生理指标变化分析

1）血压。前后配对T检验（Paired samples T test）的结果表明，不同时期牡丹园观赏活动对大学生的血压产生了积极的影响。观赏不同时期牡丹园后，各试验组大学生的收缩压和舒张压均呈下降趋势（图2），相比对照组，在4个时期中大学生的收缩压下降均达到显著水平（P＜0.05），其中初花期下降量最大，为1.49 mmHg；展叶期和盛花期次之；末花期最小为0.97 mmHg。舒张压的下降程度在各时期均达到了显著水平（P＜0.05），方差分析结果表明舒张压变化值在各时期间存在显著差异性（P＜0.01），其中初花期大学生的舒张压下降最大值为1.13 mmHg；展叶期和盛花期次之；末花期最小，为0.56 mmHg。由此可见，无论牡丹开花与否，牡丹观赏活动均可降低大学生的收缩压和舒张压，但在初花期降低最为明显。这说明在牡丹开花时观赏牡丹园较其他时期更能缓解大学生的紧张情绪，使之自主神经兴奋性降低。

2）心率。在不同时期进行牡丹园观赏活动后，各试验组大学生的心率都呈现下降趋势（图3），方差分析结果表明心率变化值在各时期间存在显著差异性（P＜0.01），且在盛花期心率下降程度达到了显著水平（P＜0.01，其心率下降最大值为1.16搏/min；初花期和末花期次之；展叶期下降量最小。由此可知，观赏开花时的牡丹，能缓解大学生的紧张情绪，使之身心放松。

3）血氧饱和度。所有试验组中，大学生的血氧饱和度均呈下降趋势（图2），但前后差异性不显著（P＞0.05），变化值处于0.01%～0.04%之间。这说明在观赏牡丹时人体血氧含量变化不大，且处于稳定状态。

4）指尖脉搏。在各时期试验组中大学生的指尖脉搏均呈下降趋势（图2），与对照组相比，初花、盛花和末花3个时期大学生指尖脉搏下降程度达到了显著水平（P＜0.05），其中盛花期指尖脉搏下降值最大，为1.11搏/min；初花期和末花期次之，分别为0.84、0.78搏/min。展叶期大学生的指尖脉搏下降程度不明显（P＞0.05），其下降值较其他时期最小，为0.45搏/min。这说明牡丹开花时，牡丹观赏活动对大学生血管舒张更有益，进而使之情绪安定。

对试验前后男、女生各生理指标进行分析，结果如下。男、女生的各项生理指标均呈下降趋势（图3），男、女生的收缩压和舒张压在初花期下降较明显（P＜0.05），下降值达到最大；其中男生收缩压和舒张压下降值分别为2.25mmHg和1.94 mmHg，女生收缩压和舒张压下降值分别为2.75 mmHg和2.10 mmHg。男、女生的心率与指尖脉搏在盛花期下降较明显（P＜0.05）；男生心率和指尖脉搏下降值分别为1.64搏/min和1.76搏/min，女生心率和指尖脉搏下降值分别为1.80搏/min和1.98搏/min。方差分析结果表明收缩压（P＜0.05）和舒张压（P＜0.05）变化值在男、女生间有明显差异，其最大差异值分别为0.50、0.16 mmHg。除血氧饱和度，女生的各项生理指标较男生的下降明显，说明女生在观赏牡丹时比男生更为敏感，尤其在牡丹开花时，其观赏前后人体血压和心率明显的降低，说明身体处于放松状态。

4 观赏不同时期牡丹后大学生STAI分数的前后变化值The differences between pre- and post-stimulation students’ STAI scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

5 观赏不同时期牡丹后男、女生STAI分数的前后变化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ STAI scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

6 观赏不同时期牡丹后大学生POMS分数的前后变化值The differences between pre- and post-stimulation students’ POMS scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

7 观赏不同时期牡丹男、女生POMS分数的前后变化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ POMS scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

在进行以上数据分析前，对不同时期试验组的生理指标前测值进行方差分析。结果表明：收缩压、舒张压、心率、血氧饱和度和指尖脉搏的前测值在各时期间均无差异性（P＞0.05）；这说明观看牡丹对大学生生理的影响不是前测差异造成的。

2.2 心理指标变化分析

1）状态特质焦虑量表（STAI）。前后配对T检验的结果表明，除对照组外，各时期大学生的焦虑值均呈下降趋势（图4），且焦虑值的下降程度均达到了显著水平（P＜0.01），其中盛花期大学生焦虑值下降最明显，下降值达到2.85；初花和末花期次之，展叶期下降不明显。说明牡丹园观赏活动使大学生的焦虑程度下降，在牡丹开花时更为显著。

试验前后，对男、女生焦虑状态值进行分析，发现男、女生焦虑值在4个时期均明显下降（图5），其中在盛花期男、女生焦虑值下降最大，分别为2.87和2.59；在展叶期下降值最小。方差分析结果表明男、女生焦虑变化值在盛花期有差异性（P=0.01），且在初花期差异性更显著，差异值为0.73。除对照组外，在各试验组中男生焦虑值的下降程度较女生更为明显，但男、女之间无显著差异（P＞0.05）。这说明牡丹园观赏活动可缓解大学生的焦虑程度，尤其在初花和盛花期，对男生焦虑状态缓解效应更为显著。

2）心境状态量表（POMS）。在所有试验中，大学生的愤怒、疲劳和抑郁值都呈下降趋势，精力值均呈上升趋势（图6）。相对于对照组，愤怒值在盛花期较其他时期下降明显（P＜0.05），且最大下降值为0.40；疲劳值在初花期和盛花期均比展叶期和末花期下降明显，其中在盛花期下降值最大，为0.73。抑郁值在牡丹开花时下降较明显（P＜0.05），其最大下降值为0.40。精力值在盛花期呈极显著上升（P＜0.01，其最大上升值为0.69。方差分析结果表明愤怒（P＜0.01）、抑郁（P＜0.01）和精力（P＜0.01）变化值在4个时期之间差异显著，疲劳变化值（P＞0.05）无显著差异性。从总体来看，大学生的愤怒、疲劳和抑郁3个心理指标值在盛花期较其他时期下降明显，其精力值变化亦然。说明在牡丹盛花期，观赏牡丹园活动使大学生的愤怒、疲劳和抑郁等消极情绪得到了缓解，使其心情变得舒缓和愉悦。

试验后，对男、女生心境状态变化进行分析（图7）。在开花期男、女生的愤怒、疲劳、抑郁和精力值比其他时期均有明显的变化，且在盛花期变化最显著，其中疲劳最大下降值为0.68；精力值最大升高值为0.89。方差分析结果表明愤怒（P＜0.01）、疲劳（P＜0.05）、抑郁（P＜0.05）和精力值（P＜0.01）变化值在男、女生之间存在明显差异，且在盛花期差异性较大，最大差异值为0.20。此外，在各试验组中，男生各项心理指标值变化较女生更明显。这说明牡丹花对男、女生心理情绪都有积极的促进作用，且对男生的影响较女生更明显一些。

3 结论与讨论

牡丹观赏活动主要是对人体的视觉、嗅觉、触觉等感官产生刺激，进而对人的生理和心理产生影响。通过对试验结果的分析，不同时期观看牡丹可使大学生的自主神经系统兴奋性下降，可减轻其烦躁情绪，使其心情变得平静和舒缓，这与之前的研究发现[26]一致。这说明在牡丹花不同生长时期，牡丹观赏活动均对大学生的身心健康有积极的促进作用，但不同时期的促进作用大小有一定差异，依次大小为：初花期、盛花期＞展叶期、末花期；此外，在不同时期观赏牡丹后男、女生生理和心理指标的变化趋势大体一致，但在生理方面，女生的生理唤醒程度较男生明显；在心理方面，男生的心理情绪变化较女生明显。

通过综合测定发现，虽然本实验得出牡丹观赏活动对大学生测试群体的生理和心理有明显的影响，但是牡丹观赏是一个极其综合和复杂的活动，作为牡丹本身就有花色、花型及其香味的不同，作为观赏者又有不同人群之分，而观赏活动理论上可能有观赏时间段（上午、中午和下午）和观赏时间长短的不同等。究竟这些不同因素对测试者又有哪些不同的影响呢？这需要我们在今后做更深入的研究，最终在理清牡丹与人身心健康关系的基础上，能使牡丹在园林应用中发挥更大的作用，譬如在牡丹景观环境设计（牡丹花坛、花境等的设计）中，可适当合理地配置牡丹，营造出具有康复性的环境氛围。

另外，本试验在牡丹园进行，且试验时期较长。由于室外环境复杂，试验测量指标可能易受到植物材料、天气变化、周边交通等客观因素的影响；如何在室外复杂环境中更好地进行人与牡丹关系的研究还需更深入的探讨。

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