自然景观的心理与精神健康效益国际研究进展

陆杨琛，吴承照

(同济大学，上海 200092)

1 引言

世界卫生组织(WTO)认为人类的健康包括生理、心理、社会和精神4个层面，而不仅仅是没有患病的状态[1]。现有的大量研究表明，接触自然对人体四类健康具有积极的影响。一些调查显示，心理健康是城市居民最关注的健康问题，也是最突出的问题[2,3]。心理健康与精神健康息息相关，并且两者之间概念易混淆。目前国内研究中，精神健康相关的内容鲜少涉及，对于心理和精神健康的探索也较少。

心理健康是一种情感上和社会上的完善的状态，它影响着个体在应对正常生活压力时的表现以及能否发挥自身的潜能。精神健康是指一种灵魂层次或者心灵层次的良好状态。自然景观产生的心理和精神层面的效益体现在提升自然接触者的心理健康和精神健康水平。自然景观包括人工自然景观、半人工自然景观和完全的自然景观。“接触自然”不仅包括实地体验上述的自然景观，也包括通过图像、视频、虚拟现实技术等间接地方式体验自然。实际上，大多数实验都是采用间接体验自然的方法进行的。

2 研究领域与进展

在Web of Science核心合集数据库中检索“健康”与“自然景观”等词汇获得相关文献数量达1169篇(时间跨度为1990年至2020年11月)。在1990～2020年间，自然环境与健康相关的研究文献数量总体上呈现上升趋势。2008年以前，相关文献数量增长缓慢。随着人们开始反思现代环境对健康的影响，相关文献也在2010之后快速增长，且在2015年文献数量经历第二次快速增长(图1)。国际文献在20年间经历了稳定而且大幅度的增长，体现出健康领域受到广泛的关注。该领域研究的主要贡献学科是环境心理学、生态学、环境学。

通过 “CiteSpace”的文献的共引网络可视化分析可以揭示该领域的知识结构(图2)，通过文献聚类分析可以得到几个类型的文献集群(图3)。文献共引网络内的集群分析显示现状研究主要关注八大领域(表1)。文献结构显示现状研究聚焦于“城市绿色空间的健康效益”，对于更原始的自然景观的探索较少。表1中出现包含大量与城市化环境下心理和精神问题相关的关键词。涉及压力、感知恢复的心理健康效益研究是该领域主要的研究方向，城市化环境对人体的影响备受关注。

表1 自然景观的健康效益八大研究领域相关研究内容

图2 文献共引网络(作者自绘)

图3 文献集群分析(作者自绘)

关键词共现网络和突现分析(图4，图5)可以揭示研究的热点、不同研究方向出现的时间分布。国际文献主要的研究热点包括体力活动、压力、自然暴露量、恢复性、生态系统服务、生物多样性、漫步、感知等(图4)。在2000年之前研究者们更关注生理的疾病，2000年代开始关注城市化带来的心理问题，2010年代初期管理手段和健康运动受到关注，而近些年户外游憩开始进入人们的视野。

图4 文献关键词共现网路(作者自绘)

图5 文献关键词突现时间线分析(作者自绘)

根据以上文献分析可以总结出目前该研究领域的四大特征：一是以城市健康问题导向，城市化的矛盾以及城市居民的日益尖锐的健康问题催生了该领域的研究；二是研究对象的尺度在近年得到扩展，研究者不再将目光锁定在城市绿色空间上，国家公园和其他自然保护地在内的自然景观也受到关注；三是健康效益认识的扩展，最初研究者聚焦于生理健康效益，如今研究者们更多地侧重于自然景观的心理、社会和精神效益；四是心理健康效益一直是研究领域内的主流，而精神健康的研究也呈增长趋势。

3 自然景观的健康效益相关理论

3.1 亲生物假说

爱德华1984年的著作《亲生命性》中提出“人类有一种亲近自然世界的本能”，“与其他生命形式相接触的倾向”[3]。“其他生命形式”指的是动物、植物和特定的自然环境。这个观点被不断发展，成为“亲生物假说”。亲生物假说源于人类漫长的进化过程，在百万年间的原野生存环境中，人类逐渐形成了对水源、植物和其他生物资源的偏好。在城市环境中，人类虽然有条件在各类人居环境中排除自然和生物要素，但是亲生物的倾向仍然存在。现代景观语境中，开阔、植被丰富、水体、花和果实等受青睐的环境特征正是满足了早期人类对防御、食物和水源的基本需求。人类具有对无威胁环境的偏好，这种偏好来源于生命和自然的先天性特征，自然可以提供精神恢复和压力恢复，认知功能在自然可以得到增强[3]。

表格来源：作者总结自文献分析

3.2 环境心理学视角的两个理论

3.2.1 压力痊愈理论(Stress Reduction Theory)

压力痊愈理论基于亲生物假说，从情感唤醒角度出发，认为自然环境可以减轻压力，改善心情，并有益于提升免疫系统功能[4,5]。压力减轻包括注意疲劳，精神疲劳，情绪也可以影响感知能力，进而影响生理健康等。根据情绪理论的相关研究积累，乌尔里奇构建了“情感与唤醒模型”。人在体验自然、获得消极或者健康效益时会经历三个唤醒阶段(图6)。第一个阶段由未接触自然时人情感和认知历史共同构成；第二阶段在通过视觉体验接触自然后，产生了初始情感反应，这是一个非意识的过程；第三阶段是经过重新的认知(结合自己的文化背景和经历经验的评价)，达到“后认知”情感状态[4]。该模型强调初始情感的唤醒对后续认知和体验造成影响，并且考虑了不同个体认识历史、文化环境以及环境期待对情感和唤醒的影响。

图6 情感-唤醒的自然景观反应模型

3.2.2 注意力恢复理论

注意力恢复理论认为，自然环境被认为充满了一种“柔和的吸引力”(soft fascinations )，人们通过非自主注意力感知这种吸引力，从而恢复自主注意力或是直接注意力(directed attention)[7,8]。

与注意力恢复相关的环境被称为“恢复性环境”。卡普兰夫妇界定了四类感知恢复性环境的特征，包括迷人性( Fascination)、远离性( Being away)、延展性( Extension )、相容性(Compatibility)[7]。这些恢复性特征后来也被广泛地应用于许多自然景观健康效益实验，构建其与恢复性体验、感知感官维度的关系(图7)。

图7 感知恢复性、感知感官维度、恢复体验的概念框架

3.3 精神健康的四个领域

费舍尔2011年将“精神健康”描述为一种动态的存在状态，体现在个体与内心、社会、环境和超验存在(非经验的、先于经验的，如宗教等)之间联系的和谐程度[10]，这种联系的质量和正确性构成了个体的精神健康。个体领域精神健康体现在自我意识中，包括人生意义、目的和价值观。自我意识是人类追寻自我认同和自我价值的动力。公共领域精神健康体现在社会关系中的质量和深度，表现在人性中的爱、谅解、信任、希望和信念。环境领域精神健康是超越了身体上和生物学的对于自然环境的热爱和关照，甚至形成与环境融合的状态。超验领域是自我与超出人类经验水平的事物(宗教中的神、未知的力量等)之间的联系，这种联系是一种信仰和崇拜。

费舍尔构建了上述四个领域的精神健康的模型，他认为精神健康由“知识(knowledge)”和“灵感(inspiration)”两部分组成，“知识”层面作为认知框架供人类理解和表述精神领域中超出经验的层面，一旦个体达到精神和谐的状态，则会表现出特定的状态(表2)。

表2 四领域精神健康模型

表格来源：作者翻译自参考文献[14]

3.4 自然联系

自然联系最早被认为是一种培养生态行为的重要因素，而后，研究者们发现自然联系对人体健康相关[11, 12]。自然联系是指个体对自然的情感和体验性联系[13](两种表述：“Connectedness to Nature”和“Nature Relatedness ”)。研究表明，自然联系作为人体心理、精神健康与接触自然的中介，有助于提升了心理和精神健康水平。

Mayer等2009年用自然联系度的量表(the Connectedness to Nature Scale，CNS)构建了自然接触、自然联系度和心理层面的健康之间的联系[11]。这项实验说明自然联系度是自然和使用者的积极情绪之间的介导因素。另一项实验表明积极的情绪、个人成长、对生活的目标和自我接纳感都与接触自然相关[15]。

3.5 八种感官感知维度(perceived sensory dimensions, PSDs)

人在自然中获得的健康效益的本质来源是感官接受的物质和信息，通过感官刺激身体机能，进而产生不同类型的健康效益。不同的自然环境给予使用者不同的感官刺激，从而产生不尽相同的健康效益[16]。

格兰等2010年认为人类通过感官获得的信息还要通过感知加工才具有有效性，感知是获得信息后的认识和理解过程[17]。通过一系列复杂的信息加工，识别、存取，人类对环境形成特定的认识，将环境分类划分，在识别和处理新的环境信息时通过调取这种分类信息来解释环境的好坏[18]。因此他认为，不能将感官感知限制于视觉方面(颜色、形状、尺度等)，需要将体验质量分为某些特定的类别。在格兰的一项基于压力恢复的调查中，总结了八类使用者在自然空间中的主要感官感知维度(表3)，其中社会维度跟压力恢复负相关，宁静、空间、自然和避难所4个维度和压力恢复显著正相关[16]。

表3 八种感官感知维度与其主要特征

表格来源：作者翻译自参考文献[19]

4 实证研究方法

4.1 心理与精神健康效益指标

4.1.1 生理反应表征情绪变化

自然环境通过影响感官，大脑接受感官信息，唤起情感和回忆，刺激包括神经系统、内分泌系统在内的调节系统产生生理反应。一些生理反应可以表征心理变化，而且具有易监测的优势，常被研究者用于监测自然环境的心理健康影响。常用的生理指标有皮电、皮质醇、血压、心率、瞳孔反应、脑电图、肌电图等。皮电全称“皮肤电反应”，它直接受交感神经控制，当人体受到刺激时皮电会发生变化，因此可以作为情绪的生理指标。皮质醇被称为压力荷尔蒙，长期地缺乏心理恢复或处于高压力状态会导致神经生理系统过度激活，进而使得皮质醇的水平升高[20,21]。人体的血压、心率与心理健康存在一定的联系，瞳孔反应、脑电图、肌电图都可以反应人体在接受信息后发生的注意力和情绪变化。

4.1.2 心理健康评价量表与认知实验

一项最近的研究表明自然干预可以对受试者的心理健康产生积极的影响，缓解压力、抑郁和焦虑情绪[22]。实际上，从文献分析中可以发现有两类心理健康受到关注——情绪和认知能力。情绪的测定由情绪效价和唤醒度构成，心理学上情绪效价(Vlalence)是判断个体情绪消极和积极的指标(图8)，情绪唤醒度(Arousal)表示情绪激活程度的指标[23]。认知能力是个体的加工处理外界客体的能力，包括知觉能力、记忆力、注意力等。实验中经常采用主观量表测量方法和认知能力实验。常用的心理健康量表和认知实验见表4。除了量表外，还有许多用来检测受试者注意力和知觉能力的实验，例如内科尔立方体双向稳态图形测试、史楚普作业测试、倒数数字作业、符号数字转换实验T等。

表4 常用的心理健康评测量

续表4

图8 情绪环状模型(作者翻译自[24])

4.1.3 精神健康评价量表

费舍尔2000年在研究基础上编制了一份名为“四个领域精神健康”量表(表5)，包含分为4个子量表，每个子量表有6个检测项。

表5 四领域精神健康量表the Spiritual Health in Four Domains Index，SH4DI

一些学者认为， “精神性”实际就是人类与其他事物之间的内在联系，在自然景观中的精神健康效益可以被解释为人在自然景观中与自然之间的联系的加深，因此“自然联系度”在一定程度上也可以表征自然景观的精神健康效益[25]。自然联系度量表(CNS)有14项检测项目，分为两部分检验了感受和认知上人与自然之间的联系[26]。自然关系度量表(NRS)可以检测个人与自然之间的情感、认知和体验方面的联系[27]。

4.2 与健康相关的实证研究

与心理健康相关的实证研究分为两类，一类从公共心理健康视角出发，构建城市绿地因子与区域内人口的心理健康大数据之间的联系，包括绿地的数量、面积、覆盖率、可达性、绿地类型等。这些实验表明，居住区周边的绿色空间的数量、质量和可达性与居民心理健康呈正相关关系[30]。另一类实证实验通过测定受试者在自然景观中的心理健康效益，并与自然景观的感官感知维度构建联系。此外精神性、自然联系度等与精神健康相关的因子也常被作为自然景观影响心理健康的中介因子。

虽然精神健康的概念逐渐吸引了更多关注，但相关实验仍然较少。仅有少部分研究者将受试者置于自然景观体验，而后以访谈、日记和精神健康量表的方式检验自然环景观对精神健康的影响(图9)。

图9 一项结合皮电反应、VR虚拟模拟现实技术、PANAS量表的心理健康效益实验(引自参考文献[29])

5 讨论与展望

不同的理论和实验方法提供了实证实验设计的多种可能性，但是在针对不同的实验对象时和社会背景下，采用适宜的理论方法并进行适应性调整至关重要。

注意力恢复理论和压力痊愈理论都解释了人在压力或者应激反应下定向注意力/自主注意力的变化和恢复机制。不同的是，卡普兰夫妇认为，人在应激下消耗自主注意力，通过自然环境中柔和的景象调动非自主注意力以此得到自主注意力的恢复。乌尔里奇则认为人对环境的反应是非认知的，也就是对环境的初始情感激发生理反应，然后导致 “唤醒”和非意识的情感。因此不能用注意力(attention)完全概括“恢复性”而且对自然的初始反应不存在 “认知”。仅考虑应激下的恢复性而没有涉及一般的心理健康问题是注意力恢复理论存在的最大的问题，大量实验已经证明，自然景观产生的心理效益不仅仅是注意力恢复，情绪和认知能力恢复(包括注意力)也属于心理健康范畴。从这个角度，应激恢复理论似乎更适用。同时，注意力恢复理论解释了自然环境产生恢复性效益的机制，这是被广泛认可的，因此在实证实验中，应该结合两个理论和心理健康测定量表进行实验设计。现状研究以主观填写的量表为主，可能存在缺乏客观性的问题，因此在实证实验中可以结合生理反应指标进行验证。

接触自然可以提高精神健康，但是具体如何证明两者的关系、如何研究两者关系背后的机制十分困难。一是缺乏理论研究，精神健康研究未形成体系，精神健康的评价缺乏广泛认可的标准；二是精神健康的理解和研究方向存在争议，对于其背后的影响机制更是难以捕捉。值得注意的是，在使用精神健康量表时应该注意不同社会文化的差异的影响，排除与受试者不适合的测试内容。

现状研究缺少对绿色空间或者自然景观特征的深入思考，很多实验对环境的考量停留在视觉层面上的颜色、空间、尺度和材质上，这种解构方式忽略了人在认知过程对环境的复杂的感知体验过程[31]。采用格兰的八种感官感知维度是目前较为适用的环境特征解构方法，可以清晰地判断自然景观影响健康的机制，以及对规划设计起到积极的引导作用。未来的实证研究还应该更详细地关注不同类型自然环境为特定人群提供的健康服务[32]，填补研究领域的空白。