基于认知地图的青少年体力活动意象空间研究

胡琳琳，任占兵，罗 娜，吴进龙

（1.新沙小学，广东 深圳 518000；2.深圳大学 体育部，广东 深圳 518060；3.广州天河中学，广东 广州 510620）

意象空间（Image Space）是周围环境对人的影响而在大脑中产生的“主观环境”空间，主要通过想象和回忆呈现出来［1］。Lynch 撰写的《The Image of the City》是城市意象研究的里程碑［2］，他为意象空间的研究提供了完整的调查方法，将人对意象空间的认知划分为5 类要素，即道路、边界、区域、节点和标志物， 并指出居民以路径主导型和空间主导型两种方式来构造其对城市的意象地图［2］。 接着，研究人员通过“认知地图”的方法对城市居民的意象空间进行了实证研究［3］。认知地图是环境意象空间的组成元素以及元素之间的轨迹与方向等信息的综合表现，反映了人脑对环境意象空间的感知结构，作为行为地理学、心理学、认知科学的研究方法之一［4］。

体力活动有益于青少年身心健康［5-6］，已证实环境指标与儿童青少年体力活动有着稳定的联系［7-8］，但是，表现在行为空间方面的研究居多，认知空间方面的研究较少。 基于GIS 地理信息系统以及加速度传感器等技术成为青少年体力活动行为空间研究的主流［9］，而青少年体力活动认知空间的非实体空间研究比较少见。 近年来，已有学者开始初步探索儿童青少年体力活动认知空间的研究。 如基于认知地图的方法对北京城中村儿童户外体力活动的研究［10］等。 在国际上，基于认知地图对儿童青少年户外体力活动的研究主要集中在儿童青少年体力活动水平调查［11］、儿童青少年户外游戏场地规划设计［12］、户外公共空间与体力活动关系［13］等方面。 相比较而言，我国的研究多以认知地图法来研究旅客的旅游意象［14-15］，而基于认知地图的青少年体力活动意象空间研究较为薄弱， 与国外差距较大。 同时，无论是青少年户外体力活动的意象空间结构及要素， 还是城市空间结构及研究对象属性等因素对认知地图的影响，迄今为止尚没有一致的结论。

本研究试图在前人研究的基础上，基于青少年的视角，通过认知地图的方法拟提取城市青少年户外体力活动认知地图中的环境要素， 试图了解青少年户外体力活动的现实意象空间结构及理想空间， 为城市青少年提供更广阔的户外体力活动空间具有一定的启发。 研究成果对特大型城市发展过程中，构建适合儿童青少年的户外体力活动空间设计具有重要意义。

1 对象与方法

1.1 区域

本研究选取地区为广东省广州市天河区，20 世纪80 年代以前，天河区由大量传统村落构成，随着经济的迅猛发展，天河区逐渐成为广州的新城中心［16］，东接黄浦区，西连广州大道、越秀区。天河区的行政区域面积约总达137.38km2，下辖21个街道（图1）。 天河中学初中部（花城校区）坐落于广州CBD核心区域位置，学校的生源地东边主要包括石牌西路、黄埔大道西和马场路；西边由体育东路、黄埔大道、广州大道南组成；南起猎德街；北止华旭街、天河东路和天河路。 本研究重点研究对象是在天河中学初中部就读， 并且居住在天河区的青少年。

1.2 对象

本研究选取了13～16 岁共80 名的广州天河中学学生为研究对象， 考虑到他们这个年龄阶段充分具备绘画能力同时对周围的事物能够仔细观察，且具有较独立的认知能力［17］。

1.3 数据收集

本研究主要通过认知地图的方法， 要求青少年绘制从家到学校范围内的环境感知元素，尽可能地将途中遇到的建筑、植物、事物等体现在A4 纸上，并能够简要解释图上的内容。每个学生用24 色彩笔在两张A4 白纸绘制认知地图， 一张图绘制现实中的户外体力活动空间， 另一张图绘制理想的户外体力活动空间，时间控制在40min 之内。 在他们绘制期间，可以引导他们表达出自己想要表达的事物和内心的真实感受，并在图画中进行标记。 最后对他们进行简单的访谈，共获取学生认知地图160 份。

图1 广州市天河区区域图

2 结果

2.1 城市意象空间的构成要素分析

林奇将城市意象空间概括为道路、边界、区域、节点和标志物5 种要素［2］。 通过对青少年的认知地图进行分析，影响青少年户外体力活动意象空间要素与林奇5 要素基本吻合，其中，道路、区域、标志物是青少年户外体力活动意象空间的主要因子。

2.1.1 道路

道路是组成认知草图的重要元素。 在这里主要指街道、人行道、铁路等。 通过认知地图我们发现，车道是出现频率最高的，如兴盛路、猎德大道、黄埔大道等，而这些道路更多属于机动车通勤。 也有少数同学对快速通道进行感知，如华南快速。研究发现， 道路连通性与青少年的体力活动存在着一定的关系， 住在道路连接程度较密集社区的青少年比住在道路连接较少社区的青少年户外体力活动更少［18］。 从图2 可见，道路的连通性程度较低，交叉口的密度也比较小，在这种情况下会一定程度地限制城市青少年户外体力活动的机会。

图2 道路元素示例图

2.1.2 边界

边界是除道路以外的线性要素，是两个区域的边界，相互起侧面的参照作用，具有连续性、可见性特征［2］。身体是进行体力活动的前提，空间是体力活动的基础，而边界则反映了体力活动的空间，没有身体就没有空间，我们借助身体来感知外部空间［19］。通过认知地图发现（图3），在儿童青少年中，偏向于对道路和绿植的边界线的认知， 可能对于他们来说日常生活中道路和绿植的连续性和可见性是非常高的。 这在一定程度上反映了青少年体力活动的界限和区域。

图3 边界元素示例图

2.1.3 区域

区域是二维平面， 是观察者能够想象进入的相对大一些的城市范围［2］。 在认知地图中除了家和学校之外，出现最多的区域是公园（图4）。 公园是青少年进行体力活动的有利场所，也是青少年活跃的热门场所［20-21］。 青少年对公园的感知最为深刻，研究发现，离公园较近的儿童青少年的体力活动水平高于与离公园较远的儿童青少年［22］。 此外，青少年在公园的活动水平比成年人更活跃，年幼的儿童比青少年更活跃［23］。 可见，天河中学东侧的珠江公园为青少年户外体力活动提供了较多机会，应增加公园用于体育活动的用途。

图4 区域元素示例图

2.1.4 节点

节点是观察者可以进入的战略性焦点， 典型的如连接点或某些特征的集中点，可能是很大的广场、也可能是稍微延伸的线条状［2］。 地铁站是在认知地图中出现频率较高的节点（图5），在本研究中，猎德地铁站距离学校直线距离50m，是青少年学生上下学通勤的主要交通站点， 因此成为青少年往返学校与家庭之间重要的节点。 总体而言，户外步行往返车站、站立和爬楼梯都属于户外体力活动， 并且这些体力活动对青少年身体健康都具有积极影响。

图5 节点元素示例图

2.1.5 标志物

标志物是人们用以识别方向和区位的参照物， 它作为一种地标， 在人们对城市意象的形成中经常用作确定身份和结构的线索［2］。 对于本研究所调查的青少年学生来说，他们对车站认知程度比较高，可能与他们上下学过程的通勤有关，青少年学生往返学校可能经常选择公共交通，因此，车站已经成为青少年户外意象空间中的一种标识（图6-①和图6-②），同时也说明日常通勤活动对青少年的方向感知和位置感知的重要性。 也有部分青少年对广州塔及广州图书馆的认知程度比较高（图6-③），这个结果顺应了位置固定和长期存在的地理事物对意象元素识别的重要性。 同样，美观的建筑对青少年的户外体力活动也具有极大的影响［24］，广州塔及图书馆所在的花城广场为青少年户外体力活动提供了丰富的空间资源。

图6 标志物元素示例图

研究认为，生活区的设计是城市形式的一个方面，可能会影响生活在其中的青少年的体力活动模式［25］，进而也会影响青少年对城市意象元素感知。 青少年所感知的城市意象元素又会成为青少年体力活动的空间参照系统， 进而指导他们在复杂的城市中进行社会活动。 不同性别青少年户外体力活动的意象空间元素可能会存在差异， 我们进一步通过对认知地图的5 大元素进行分类整理， 得到不同性别青少年户外体力活动意象空间的感知元素，如表1 所示。

表1 城市青少年户外体力活动认知地图的构成要素及其差异特征

从表中的结果来看， 男生和女生对元素的感知存在差异性。在女生的认知地图中，道路（37.5%）＞标志物（23.8%）＞区域（21.2%）＞边界（12.5%）＞节点（5%）；在男生的认知地图中，道路（43.2%）＞区域（28.8.%）＞标志物（12.9%）＞节点（10.6%）＞边界（4.5%），与女生不同的是男生对区域的感知大于标志物，而对于边界的感知是最低的。 研究表明，男女学生所处社会环境的不同，承受的社会要求不同，社会化过程的不同造成了对参与体力活动影响因素的性别差异［26］。 在本研究中，这种社会化的差异可能体现在，男生除在道路的通勤之外，在区域范围内进行体力活动的可能性比女生更大。 此外，本研究中，无论男性青少年还是女性青少年对道路元素的感知频次最高， 而另一项基于游客的研究与本研究不一致［14］。

2.2 青少年空间认知的基本类型

在《城市意象空间》一书中，Lynch 对城市的印象地图分为两类：一类是路径主导型，另一类是空间主导型［2］。路径主导型又分为线型、段型、链型、支/环型、网型5 个子类，空间主导型又分为散点型、马赛克型、连接型3 个子类。

2.2.1 路径主导型认知地图

路径主导型是青少年日常的通勤路径， 特点为沿单一的路径分布，包括从家到学校、地铁站、商城等。 如图7-①，由于缺少公共活动的空间， 青少年主要在通勤路途中活动。 从图7-②中来看，被感知的包括一些不利因素，比如，植被较少，绿化不足等，极少数青少年可以感知到大片绿植。 认知地图呈现路径模式的青少年通常是参加户外活动比较少的， 或学校和家的周围缺少活动的场所，如公园、体育馆等，因此无法为青少年提供进行体力活动的场所。

图7 路径主导型认知地图

2.2.2 空间主导型认知地图

空间主导型认知地图是活动场所和活动路径共同构成的空间结构。一般由3～4 个元素组成一个场所，场所之间有路径连接，形成网状结构，如图8 所示。 研究发现，街道网络设计是影响步行的因素之一［27］，连接良好的网络则提供了更多的活动机会［28］。 因此认为，绘画出空间主导型认知地图的青少年可以进行更多的体力活动。 相关研究发现，女生的体力活动水平要显著低于男生， 女生轻度体力活动时间比男生每天少34min，中高强度体力活动女生比男生每天少20min［29］。在本研究中，男生绘制出空间主导型认知地图的数量要多于女生，可能和男生的活动能力较强有关， 这与男生的体力活动水平高于女生相吻合［30］。

图8 空间认知地图

2.3 城市青少年理想空间环境特征

2.3.1 干净的水和绿色的植被

水体是景观元素中最具有灵动性的景致， 干净的水体不仅能够营造良好的微气候， 还能为青少年亲近自然提供最基本的保障［31］。 从认知地图可以看出大部分的青少年在自己理想的环境中加入了水景元素包括湖、海、游泳池等，如图9-①。 绿色的植被在他们的意象绘画中占据了很大的位置，花草树木在他们心目中象征着新鲜的空气和舒服的环境，如图9-②和9-③，树木一直贯穿着他们的整条上学路。

2.3.2 安全的交通

安全性是青少年进行户外体力活动的重要保障， 安全的通道是保障青少年从家到学校以及活动场所的必要条件。 研究表明，作为体力活动的障碍，如感知安全等邻里因素越来越受到关注［32］，邻里安全在促进青少年健康体育活动方面是重要的，超越个人和家庭的差异［33］，男性和女性的体力活动在邻里安全水平上也存在差异，男性身体活跃程度大于女性［34］。 在青少年的理想的生活环境中（图9-①-③），交通道路是没有机动车和各种车站的。 可见，城市青少年渴望的上学之路是简单的步行道或者自行车道，道路上没有体现出机动车。 因此，在青少年友好城市的设计中更应该保障青少年的安全， 排除复杂的交通路线，保证视线的通达性。

图9 理想的生活环境

2.3.3 体育场馆及运动设施

目前有研究探讨了体育参与度与体育设施可用性之间的关系，结果发现，参与率与设施提供呈显著正相关［35］。 目前在北、上、广等一线城市，体育场馆的建设却远远滞后于城市的发展，城市中供大众使用的体育运动场所设施依然严重不足，无法满足运动需求［36］。 第六次全国体育场地普查显示，我国人均体育场地面积仅为1.46m2，是西方发达国家的1/15 左右。体育场馆的不足，对我国青少年户外体力活动造成严重的影响。在青少年理想户外活动空间地图上， 他们不仅画出了常见的游戏设施，还画出了一些运动设施（图10），如篮球场、羽毛球场等，这些意象空间元素充分反映出他们对于运动的热爱。

图10 理想的运动场所

3 讨论

近年来， 建成环境对体力活动的影响逐渐成为运动与健康研究的新领域［37］。 研究发现，道路的可行性、居住环境的密度等建成环境因素都潜在地影响青少年户外体力活动的水平［38］。在我国的城市规划与设计方面， 无论是社区建设还是空间改造都偏向于成人化的设计，忽略了青少年的感受，致使城市建成环境不能满足青少年的需求， 这在一定程度上造成青少年体力活动不足。 研究表明，良好的建成环境场所为青少年进行玩耍和运动提供了机会，这种场所不仅包括公园、操场，还包括街道、自然环境等［39］，这种在良好建成环境下的体力活动经历会在他们的大脑中形成印象， 并可以通过认知地图体现出来［10］。

目前，多学科、跨部门共同探索建成环境与体力活动关系的环境心理行为机制也逐渐成为趋势［40］。 我国学者同样认为，儿童青少年上下学通勤距离、居住小区和学校周边绿化、交叉路口密度、开敞空间分布、户外运动场地和设施等建成环境因素对儿童青少年中高强度体力活动具有一定的影响［41］。 国内外的研究一致认为，城市形态和土地利用、城市的规模、城市的文化、通勤方式、空间感知等建成环境因素和体力活动之间存在密切联系［41-42］。 体力活动与人体健康密切相关，特别是处于生长发育关键时期的儿童青少年［43-44］。 有关研究表明，青少年体力活动水平与认知能力［45］、体重状况［46］、心理健康［47］、学业表现［48-49］呈正相关。 另外，青少年充足的体力活动可以减少肥胖的发生，增强骨密度，促进身心健康等［50］。 相比之下，缺乏体力活动会导致青少年心血管疾病风险的增加［51］，而这些因素又会反过来影响到成年期［52］。 我国青少年的体力活动水平处于较低水平。张加林对上海市的青少年研究发现，只有21%的青少年达到了体力活动水平推荐量［53］。 一项调查中显示，仍有8%的青少年学生体力活动水平不达标。 其中，城市儿童青少年没有达到最低身体健康水平［54］。 因此，世界卫生组织提出了针对性的体力活动方案， 建议每天的体力活动时间不能低于1h［55］。 而青少年体力活动水平不足是全世界普遍出现的难题。 在众多的因素中，场地和器械不足是影响学生进行体力活动的不利因素［56］。 而对学生校内闲暇时间体力活动造成影响的主要因素是社会支持和学校绿化建筑［57］。 研究已经表明，建成环境可以显著影响体力活动，进而影响身体健康。

4 结论

1）青少年户外体力活动的意象空间要素与林奇的观点基本吻合，影响青少年意象空间的主要要素是道路、区域和标志物，感知空间的构成要素在性别方面具有差异性，女性青少年更多体现在标志物，男性青少年更多体现在区域。

2）青少年对空间认知地图表现为路径主导型，空间主导型两类。 感知类型以空间主导型为主，网状结构为青少年的户外体力活动提供更多的可能性， 且男性青少年的体力活动水平要高于女性青少年。

3）建成环境因素对青少年的户外体力活动具有深刻影响，研究发现绿色的植被、安全的交通、充足的体育设施等是影响青少年进行户外体力活动的重要因素。 上下学通勤距离、居住区和学校周边绿化、交叉路口密度、户外运动设施等建成环境因素对儿童青少年中高强度体力活动具有很大的影响。