森林疗养与健康的实证研究进展

朱玉洁 翁羽西 董建文 王敏华

(福建农林大学 园林学院，福建 福州 350002)

过速的城市化带来了生态破坏，人类健康也面临着前所未有的威胁，焦虑、失眠、高血压、癌症等亚健康状态在30—50岁人群中悄然蔓延。另一方面，中国已经进入老龄化社会，截至2015年，60岁以上老年人口达到2.2亿，占总人口的16%。健康管理和养老问题已经成为国家和个人最为关注的话题之一。森林环境被描述成“一个伟大的健康机器”[1]。森林作为以自然为主导的空间类型与公共健康密切相关[2]。大量研究证明了欣赏森林景观有助于情绪放松和恢复注意力[3-5]。还有专家通过开展循证研究，发现观看自然景色有缓解术后疼痛[6]、降低血压值[7]、降低心率[8-9]、平衡交感和副交感神经[10-11]等作用。

本文总结和回顾关于森林疗养与健康的相关研究文献，从以下三个方面分析：(1)森林与人类健康的发展历程；(2)森林疗养的生理效应；(3)生理指标的差异化。

1 研究方法

外文利用Web of Science、PubMed、ScienceDirect三个数据库，以“forest therapy”或“forest environment”或“Shinrin-yoku”为关键词进行高级检索；中文利用CNKI数据库以“森林疗法”或“森林环境”或“森林浴”为关键词进行高级检索。共检索出560篇文献，之后对获取的文献进行筛选。筛选的标准有以下3点：(1)符合森林康复性景观的实证研究；(2)至少使用一种生理学参数对森林疗愈的效果进行衡量；(3)国际性科学期刊、论文集及研究报告等，排除室内模拟自然、动物接触、木材为建筑材料产生影响的文献。最后对筛选出的256篇符合要求的文献进行分析。

2 研究结果

2.1 森林疗养研究发展历程

全球范围内对森林环境与公共健康的研究大致可以分为三个阶段，结合1930—2018年的文献统计数据，将森林与人类健康研究的发展历程分为雏形、形成与发展三个阶段。(如图1所示)

(1)雏形阶段。1980年以前，以德国“Kneipp疗法”为代表的自然疗法研究，奠定了森林疗养的雏形和理想形态。1930年，原苏联科学家B.P.Tokin发现了“植物杀菌素”，森林大气及其化学成分开始引起科学家们的注意[12]。德国的Kneipp疗法被认为是西方自然疗法的起源，在其中的运动疗法中，森林漫步这种疗法发挥着重要的作用[13]。

图1 森林与人类健康研究发展趋势图

(2)形成阶段。1980—2000年，在日本、韩国等国家兴起了森林疗养地的建设，并开始了有关森林与人类健康领域初步的实证研究。1982年，时任日本林野厅的秋山智英首次提出“Shinrin-yoku”(“森林浴”)一词，将“森林浴”定义为：“吸收森林”大气并通过5种感官感受森林的力量。然而，当时几乎没有“森林浴”保健功效方面的科学数据，缺少证据来支持森林的有益功效，直到20世纪90年代中期，日本学者上原严发现“Shinrin-yoku”的新价值，并开始系统研究[15]。1982年，韩国提出建设自然休养林，至1988年确定了4个自然休养林建设基地。这一时期，韩国开展了几项森林环境与健康益处(如缓解压力、高血压及抑郁症)之间关系的研究[15-18]，被视为韩国有关森林与人类健康领域初步的实证研究。

(3)发展阶段。2000年后，有关自然环境与公共卫生的研究进入循证研究和实践阶段，进展非常显著，开启了森林与人类健康研究的第三个阶段。2004年，日本森林疗法学会成立，森林环境及人类健康相关的循证研究——森林医学正式确立[19]。日本森林综合研究所、日本医科大学、日本千叶大学等很多机构的研究者都踊跃参与到森林治愈效果的研究中，并取得了一系列突破性成果。2008年3月日本成立了日本森林疗法协会(NPO)，首次提出“森林疗法”这一术语，并出版了一系列书籍如《森林医学Ⅱ》《森林疗法手册》等，对促进日本森林及人类健康发展具有重要意义[20]。2005年韩国设立名为“森林疗法论坛”的跨学科研究小组，这是韩国森林及人类健康领域最重大的事件之一[21]。截至2016年12月，韩国已投入运营的自然休养林有8处，33处正在建造中[20]。包括英国在内的很多欧洲国家集中发起了森林、林木及人类健康与福祉的研究[22-24]。在全球层面上，全球最大的森林研究合作机构——国际林业研究组织联盟于2007启动了“森林与人类健康的特别工作组”，工作核心是收集各国森林环境与各种健康效益方面的数据[25]。

综上所述，森林与人类健康的研究课题是国际林业发展的一个新趋势，也是关系到公众健康和民生福祉的重要实践。

2.2 森林疗养的生理效应

日本在森林医学研究的科学数据的积累方面处于世界领先地位，主要研究者包括李卿、Tsunetsugu等人。研究中大多数实验对象为青年学生，也有少部分研究涉及到病体康复人群，例如高血压患者、疲劳综合症患者、糖尿病患者等。在实验设计上，25%的研究项目使用较短的干预时间(<30分钟)，57%的研究干预时间超过120分钟，最长的森林浴时间达到7天。多数的研究选择在森林和城市二者之间做对比实验。文献检索中大多数的研究是在日本和韩国进行的(n=29,n=10)，中国(n=8)的也较多，浙江省医院、清华大学、北京林业大学均有尝试，只是研究成果相对分散。而瑞典(n=2)、美国(n=2)、荷兰(n=2)、丹麦(n=1)、澳大利亚(n=1)的研究数量有限，这可能与不同国家的社会文化兴趣有关，国际研究的增加有助于评估森林疗愈效果及向世界其他地方推行的可行性和适应性。

研究人员为了检测森林相关刺激所引发生理反应方面的变化，开发了许多以中枢神经系统、自律神经系统、内分泌系统及免疫系统活动为介导的生理效应方面的评估指标。

心血管参数是研究人员关注的重点，心率变异性(HRV)以及血压(BP)和脉搏率(PR)，常被用于评价心血管效应和自主神经活动[26-28]。交感神经系统和副交感神经系统在调节血压和心率的过程中发挥着重要作用，交感神经增加血压和心率，而副交感神经减少血压和心率[28]。这些生理参数支持了森林景观可以改善压力、帮助自主神经系统放松和增加积极情绪的观点，也为森林是健康福祉提供了重要的科学依据。较少的研究探究了在欣赏森林景观时大脑的活动。中枢神经活动有若干指标，一些用于测量大脑激发神经引起的脑电活动，其他用于测量大脑活动中的氧化作用，如chorong等人(2019)使用近红外时间分辨光谱法测量左和右前额叶皮质中氧合血红蛋白浓度[27]。

内分泌系统涉及到的参数包括：肾上腺素、去甲肾上腺素、脂联素、血糖、皮质醇、多巴胺和唾液淀粉酶等。肾上腺素水平的增加是由新奇事物、期待和不可预测性状况所引起的，一般是情绪激动的结果，所以肾上腺素水平的降低常被用于评估压力的减少[29]。有研究表明，欣赏自然景观或漫步可以通过减少交感神经活动和增加副交感神经活动引起唾液皮质醇浓度显著降低[30]。

日本科学家李卿为主的研究人员对人体免疫系统进行了大量的循证研究，主要对被试者血液中的自然杀伤细胞(natural killer, NK)活性、NK、NKT细胞数和细胞表达淋巴细胞数，血浆中IL-6、IL-10、IL-12、IL-18和TNF-α水平进行测量。众所周知，自然杀伤细胞(NK)的免疫系统对细菌、病毒和肿瘤的防御起到重要作用[31-32]。

同时，使用无创生理参数的测量优势明显，能够提高被试者的舒适感，降低实验过程中对无创血压、心率、唾液皮质醇、唾液淀粉酶等由测试不适带来的数据误差，操作便捷，更加经济，相关研究的论文数量正在逐渐增长。但其中很多重要的问题，如环境对于人体各系统功能的作用机制，目前尚无实证支撑的成熟理论解释。

2.3 生理指标的差异化

通过对前人研究的回顾，越来越多的循证研究，表明森林环境可以缓解压力、改善健康的结果，这与Ulrich(1983)和Kaplan(1989)提出的关于景观美学与注意力恢复理论、减压理论相一致。从图2中的结果可以看出，对于实验结果中显著的正效应比无显著效应多很多，大多数的研究都报告森林环境对人体健康的生理学标志物具有显著的积极影响，说明沐浴森林、欣赏森林美景具有短期的疗愈效果。然而，其中包括心血管活性参数、内分泌应急肾上腺素和皮质醇数据出现了很大的个体差异。影响结论异质性的原因可能包括以下几点：(1)参与者因素(例如不同的人口背景或疾病状态、对森林的社会文化兴趣高低程度)；(2)环境因素(例如天气条件、景观类型、环境温湿度、郁闭度、绿视率等)；(3)干预手段(干预强度、持续时间等)；(4)统计数据量(如较小或不充分的样本规模等)；(5)测量程序(如血液和唾液样本的收集对研究对象造成压力的潜在因素)；(6)测量周期性和节律性(如唾液皮质醇的浓度在早晨才会达到峰值)。

图2 相关研究中常用生理指标

3 结语

从目前的研究可知，森林疗养的生理效应是具有真实价值和意义的，从人体生理反应来指示森林疗愈效果，但是目前的研究还存在着疑问需要解答。例如，为了享受到沐浴森林的福祉，需要在森林中呆多长时间去欣赏自然景观？森林景观的不同类型、空间排列、地理多样性、树木郁闭度、绿视率、声音、气味、温湿度、紫外线等对健康的影响有什么不同？森林环境中可能存在哪些令人体感觉不适的因素影响疗愈效果？如过敏源、对生物的恐惧、过量暴露于紫外线辐射中、蚊虫等。

随着社会的发展和科技手段的创新，通过问卷调查以及视觉追踪、生理反馈等技术，将定量研究和定性研究相结合可以更加科学和直观地获得研究数据，未来研究可以从视觉、心理、生理多维度来综合评估森林对人的疗愈效果，为森林疗养地设计提供更为有力的证据支持。