城市绿道使用对居民健康的影响研究——以武汉东湖绿道为例

谢 波

肖扬谋

王 潇*

快速城镇化背景下，环境污染带来的居民健康问题日益严峻[1]，非传染性慢性病已成为公共健康的首要威胁[2]，产生了严重的社会经济负担[3]。据统计，中国24.5%的居民患有慢性疾病，近20%的成年人为高血压患者[4-5]。心理健康方面，73.6%的城镇居民处于心理亚健康状态，心理健康人数仅占10%[6]，心理疾病约占我国疾病总负担的20%，排名首位[7]。十九大以来，习近平总书记提出应当“全方位、全地域、全过程开展生态文明建设”，强调“加快构建尊重自然、倡导绿色发展的生态系统”，阐明绿色空间对改善民生具有重要意义[8]。此外，“健康中国2030”规划纲要指出，应通过规划建设良好绿色空间环境缓解现阶段城市发展引发的国民健康问题，并且强调将健康融入城乡规划的全过程[9]。因此，深入探究城市绿色空间对居民健康的影响，对于从改善绿色空间环境的角度促进居民健康水平的提升具有重要的理论意义。

城市绿色空间主要包括公园、绿道、水体、山体、街道绿化及屋顶绿化等，绿色空间的使用反映了居民在可达的范围内使用绿色空间并开展体力活动和社会交往的状况。现有研究论证了城市绿色空间使用对居民身心健康的促进作用及影响[10-11]，但仍然存在绿色空间使用测度不完善及对居民健康影响路径分析不深入的问题。首先，现有研究大多从绿色空间供给层面出发，使用归一化植被指数(NDVI)、绿化率、绿色空间数量等指标测度绿色空间[12-13]，忽视了居民健康行为偏好、实际使用绿色空间的特征及使用程度[14]，即较少关注可达性、使用频率和使用时间对于绿色空间使用的重要影响[15]。其次，在探究绿色空间使用影响居民健康的作用路径方面，较少有研究同时纳入多个中介变量并关注其相互作用关系，忽视了影响路径之间的协同作用，可能产生潜在的误导性结论[16]。此外，现有影响研究侧重居民生理或心理健康的某一方面[13，17]，忽视了二者均是衡量个体健康状况不可或缺的指标。

本文以武汉东湖绿道为例，基于2019年城市绿道周边居民的体力活动和健康效应调查，通过可达性、访问绿道频率和使用绿道时长科学测度居民绿道使用情况，在控制受访者个体社会经济特征和邻里建成环境因素的基础上，运用结构方程模型探究城市绿道使用对居民生理和心理健康的影响，鉴别显著的中介因素和作用路径，并提出健康导向下城市绿道的规划策略，完善城市绿道与居民健康关系的理论框架，为城市绿道规划提供理论依据和方法支撑。

1 研究框架

城市绿色空间影响居民健康的因素主要包括绿色空间属性特征、使用水平、建成环境因素和个体特征。1)绿色空间属性特征是影响其使用的关键因素，包括设计特征及自然环境因素。以绿道为例，绿道设计特征包括其长度、宽度、坡度和设施等，对居民健康具有重要影响[18-19]。自然环境方面，绿道与自然环境的结合程度及自然环境的品质对于绿道使用和健康效应具有正向作用[20]。2)绿色空间使用水平方面，绿色空间可达性越高、访问频率越高、使用时间越长，其使用程度越高，越有利于降低压力水平、产生积极情绪和促进体育锻炼，从而提升心理弹性水平和生理健康水平[21]。3)绿色空间使用产生的健康效应受个体特征和建成环境因素的影响而具有差异性[22]。由于个体在人口、社会、经济特征方面的差异，绿色空间对居民健康的影响具有一定的人群效应，即不同年龄、性别、教育水平、收入水平等人群的绿色空间使用模式和偏好不同，导致其健康效应具有一定差异[23]。建成环境方面，绿色空间周边的土地利用、交通设施、街道连通性等因素通过影响绿色空间可达性和使用频率，进而间接影响居民健康[24-25]。

影响路径方面，绿色空间使用影响居民健康的中介因素包括如下方面。1)改善情绪状况。城市绿色空间有利于人们从压力和精神疲劳中恢复，从而调节和改善居民情绪[26]。2)提高体力活动水平。研究表明，绿色空间使用有助于促进居民增加日常步行、骑行等体育锻炼的时间，从而保持较高的体力活动水平[27-28]；体力活动的增加不仅有益于居民生理健康发展，还具有防止抑郁、降低心理压力水平等心理健康益处[29]；在绿色空间中开展体育锻炼能够产生更加显著的心理健康效应[30]。3)促进社会凝聚力。研究表明，绿色空间使用有助于促进社会交往、凝聚邻里关系、增加社会支持、规范居民健康行为，进而促进居民身心健康发展[15，31]。已有大量研究证实社会凝聚力在绿色空间与心理健康之间起到重要中介作用[32-33]。4)提高满意度。满意度是居民对绿色空间服务水平的总体评价，它与居民总体健康状况及心理健康水平呈显著正相关[34]；较高品质的绿色空间有利于提高居民满意度和幸福感，从而间接促进居民健康[35-36]。

综上所述，绿色空间的属性特征通过影响居民使用，进而对健康水平产生直接和间接影响。一方面绿色空间使用可以直接影响居民生理和心理健康，另一方面可以通过提高体力活动水平、促进社会凝聚力、改善情绪状况和提高绿色空间满意度4个路径，间接影响居民健康(图1)。然而，现有研究忽视了以上中介因素和路径之间潜在的相互作用关系，而且缺乏考虑个体特征与邻里环境因素的调节作用。因此，在控制以上因素的基础上，构建多层次的结构方程模型探究绿色空间对居民健康的影响路径具有重要的理论价值。

图1 绿道使用影响居民健康的研究框架

2 数据变量

2.1 研究区域、数据与方法

本研究选取武汉东湖绿道为研究对象(图2)，其为我国最大的城中湖绿道，全长101.98km，宽6m，串联起东湖磨山、听涛、落雁、渔光、喻家湖五大景区，由湖中道、湖山道、磨山道等7个线型丰富的绿道组成。研究团队分别于基线期(2016年4—5月)和随访期(2019年4—5月)开展问卷调研。基线期为东湖绿道建设前的时期，通过访谈绿道周边小区居民获得2 331个有效样本，样本均未使用过东湖绿道；随访期为东湖绿道建成后，通过对基线期访谈的同一样本进行跟踪采访，排除基线期部分因搬迁或无法联系等原因而无法访谈的受访者，共获得1 048个样本，样本均使用了东湖绿道；剔除错填、漏填及存在异常值的无效问卷后，最终获得有效样本1 020个，样本有效率为97.33%。本文所使用的研究数据为2019年随访期样本。

图2 东湖绿道区位

调研设计方面，采用ArcGIS计算绿道各主要出入口(一棵树、梨园和森林公园)1～5km的服务缓冲区。为保证调查样本社会经济特征的差异性，依照百度房价数据从各缓冲区随机选取高收入和低收入小区，共计52个居住小区。在此基础上，通过分层抽样方法，选取1km内受访者431个，2km内受访者335个，3～5km内受访者254个(图3)。问卷内容包括居民社会经济特征、体力活动、健康状况、绿道使用及居住小区社会凝聚力等。此外，还获取了受访者所在居住小区1km范围内的土地利用、交通设施等建成环境数据，以及武汉主城区社区人口数据。

图3 东湖绿道出入口及抽样居住小区示意

采用结构方程模型(Structural Equation Model，SEM)探究绿道使用对居民健康的影响路径。基于方差、回归、路径及因子分析，SEM可以同时计算多个影响路径方程并观测变量协方差矩阵的拟合程度，以此分析多个影响路径、因变量、潜变量的相互作用和内在逻辑关系[37]。

2.2 变量与指标选取

以居民生理和心理健康状况为因变量，采取健康调查12条简表(SF-12)测度并计算生理健康得分(PCS，服从正态分布)和心理健康得分(MCS，服从正态分布)，得分越高表明生理或心理健康水平越高[38]。解释变量中，居民绿道使用为潜变量，由访问绿道频率、使用绿道时长与可达性共同反映。其中，访问绿道频率为分类变量，将每周至少去1次、每月至少去1次和每年至少去1次分别划分为高频、中频与低频；通过测度居住小区与绿道出入口的百度路网距离衡量可达性，反映居民前往绿道的实际出行路径[39]。中介变量包括体力活动、社会凝聚力、绿道满意度和情绪状况，依照国际卫生组织每周至少150min中等强度或75min高强度体力活动的最低建议水平，测算居民每周中高强度体力活动的时间(中强度+高强度)。本研究以社会凝聚力反映邻里社会环境，问卷问题包括“这是一个邻里关系紧密的小区？”“这个小区的人没有相同的社会价值观？”等，回答包括“非常赞同、一般赞同、中和、一般反对、非常反对”，对答案赋予1～5分的分值，小区平均分越高说明其社会凝聚力越强。绿道满意度为潜变量，通过生态环境、各类设施、安全系数及维护情况4个方面测度居民对东湖绿道的全面评价，并对满意度评价数据进行标准化处理。就居民情绪状况而言，通过询问受访者“在过去的4周里，您有多少时间感到心情不好、闷闷不乐或沮丧：总是(0分)、大多数时候(1分)、有时候(2分)、很少(3分)、没有(4分)”，得分越高的受访者总体情绪状况越优。控制变量包括个体特征和邻里建成环境。个体特征主要涉及年龄、性别、婚姻状况、受教育程度、就业状况、收入、家庭结构和住房类型等。基于描述建成环境的5D原则[40]，邻里建成环境变量包括小区质心1km范围(15min生活圈)内的建筑密度、居住密度、土地利用混合度(通过香农多样性指数测度)、公交站点和地铁站点数量、道路网密度及绿地比例等。

2.3 描述性统计分析

样本描述性统计结果主要涉及受访者个体特征、绿道使用及邻里建成环境特征。1)个体特征：男性受访者略少于女性受访者(3:4)；受访者平均年龄为50.8岁；55.9%的受访者有工作；整体学历程度较高，大学及以上学历受访者过半(50.3%)；绝大多数受访者已婚(83.5%)；81.7%的受访者居住在自有房屋中；受访者家庭平均年收入为20.2万元；主要为核心家庭(36.2%)和主干或联合家庭(30.6%)。2)绿道使用特征：样本受访者使用绿道频率较高，约半数居民平均每周至少去绿道1次，且每周使用绿道的时间分布均匀；样本绿道可达性平均水平较高，绿道主要出入口2km范围内的居民较多。3)邻里建成环境特征：样本居住小区1km内建筑密度平均值为30%，香农多样性指数平均值为2.0；由于绿道周边用地的高密度开发，导致公园绿地较为匮乏，现状主要为居住用地(40%)；绿道周边的公共交通站点数量较多，路网密度较大，绿道可达性良好。

通过对不同个体特征居民的绿道使用情况与健康水平进行比较发现：1)女性、在业、已婚、高中及以下学历、租住住房及主干或联合家庭受访者使用绿道的频率较高，男性、在业、已婚、高中及以下学历、租住住房及主干或联合家庭受访者使用绿道的时长更长；2)女性、18岁以下、在业、高中及以下学历、租住住房及单身家庭受访者的生理健康得分较高，女性、65岁及以上、无业、已婚、高中及以下学历、年收入小于5万元、自由住房及夫妻家庭受访者的心理健康得分较高。

3 绿道使用对居民健康的影响

3.1 信效度检验

运用SPSS对问卷数据进行信度检验，3个潜变量的克朗吧哈系数(Cronbach'sα)分别为0.702、0.864和0.713，总量表的信度为0.852，均大于0.7临界值，说明该调研问卷具有较高的信度。

在Amos 25.0中建立测量模型评价各潜变量的组合信度(Composite Reliability，CR)和平均方差萃取量(Average Variance Extracted，AVE)。评价结果显示，潜变量的CR值介于0.612～0.911，大于0.6临界值，“个体特征”与“绿道使用”AVE值分别为0.483和0.492，略低于0.5临界值。总体而言，观测变量对潜变量的解释性可以接受。

3.2 模型拟合优度

运用Amos 25.0构建初始模型，使用极大似然方法(ML)对模型进行计算。模型拟合优度方面，采用卡方自由度比(CMIN/DF)、近似误差均方根(RMSEA)、规范拟合指数(NFI)、非规范拟合指数(NNFI)、比较拟合指数(CFI)、模型整体适合度指数(GFI)及标准化均方根残差(SRMR)作为评价指标[41]。基于修正指数(Modification Indices，MI)对初始模型进行适度调整，经过增加和删除路径，并将模型中不显著的个体特征指标和邻里建成环境指标进行剔除，得到最终模型的拟合度指标。其中，卡方自由度比=2.286＜3，RMSEA=0.036＜0.05，GFI=0.973＞0.9，CFI=0.970＞0.9，其余拟合度指标亦均符合相关标准，说明最终模型在统计意义上的拟合度较好。根据结构方程模型的路径分析结果，绘制出总模型(图4)。为了识别各影响路径之间的相互作用关系，将总模型进行分解并展开分析。

图4 绿道使用影响居民健康的总模型[图中所示路径均通过显著性检验(P＜0.05)]

3.3 影响效应检验

绿道使用影响居民健康的效应包含直接效应、间接效应及总体效应。运用Bootstrap方法对绿道使用影响居民健康的中介效应进行检验(随机抽取2 000个Bootstrap样本)，并通过程序PRODCLIN检验置信区间[42](表1)。结果表明，绿道使用对居民生理与心理健康的中介效应显著，并呈现出差异性。就总体效应而言，绿道使用对受访者心理健康水平的影响程度是生理健康水平的3.7倍，每增加1个单位的绿道使用，通过直接或间接影响，居民心理健康状况和生理健康状况会分别提高0.799和0.214分。影响居民健康路径差异方面，绿道使用仅通过各中介因素间接作用于居民生理健康，为完全中介作用。心理健康方面，绿道使用不仅可以通过间接效应改善居民心理健康水平，还可以直接作用于居民心理健康，并且直接效应占总效应的约97.6%。综上，东湖绿道使用通过间接效应影响居民生理健康水平；主要通过直接效应影响居民心理健康水平；在相同使用程度下，绿道对居民心理健康的益处更大。

表1 绿道使用作用于居民健康效应的Bootstrap检验

3.4 影响路径分析

由模型路径回归系数表所示(表2)，居民使用东湖绿道的频率越高(β=0.592，P=0.001)、使用时间越长(β=0.884，P＜0.001)、居住小区距绿道主要出入口的路网距离越近(β=-0.367，P＜0.001)，受访者的绿道使用程度越高。结合Visual Basic编程语言，运用Amos 25.0对绿道使用作用于居民健康的多重中介效应进行路径检验，绘制成图并据此阐述影响路径(图5)。

表2 模型标准路径回归系数

图5 绿道使用对居民健康的影响路径(＊＊表示P＜0.05，＊＊＊表示P＜0.001)

生理健康方面，模型结果表明绿道使用可以通过影响中介变量进而间接促进居民生理健康水平的提升。具体而言，增加绿道使用将直接提升居民中高强度体力活动水平(β=0.499，P＜0.001)和绿道满意度(β=0.191，P＜0.001)，与现有研究结论一致[43]；同时，中高强度体力活动水平的提高有助于提升社会凝聚力(β=0.075，P=0.017)，并进一步提升绿道满意度(β=0.107，P＜0.001)，这一结果表明中介变量之间存在连续的直接作用关系；此外，社会凝聚力(β=0.066，P=0.038)和绿道满意度(β=0.076，P=0.005)的提高将直接提升居民生理健康水平。其中，居民对绿道的生态环境、设施水平、安全水平、维护水平的评价均正向影响绿道满意度，进一步验证了高品质的绿色空间是促进居民生理健康水平提升的关键因素。

心理健康方面，模型结果表明提高绿道使用水平将直接提高居民心理健康水平(β=0.072，P=0.012)。同时，居民心理健康水平的提升还得益于“绿道使用-居民生理健康-改善居民情绪-居民心理健康”这一链式中介效应的间接影响，即增加居民的绿道使用不仅有助于间接促进居民生理健康，还有助于改善居民情绪，进而提升居民心理健康水平。以上研究结果表明，一方面，居民生理健康和心理健康之间存在间接影响关系；另一方面，居民健康和中介变量之间可能存在双向的正反馈，从而影响居民健康状况。

3.5 个体社会经济特征和建成环境的影响分析

如图6所示，个体社会经济特征对居民健康具有显著影响，主要表现为直接作用。作用路径方面，个体特征通过3种路径影响居民健康。1)个体特征可以直接影响居民日常的绿道使用(β=-0.113，P=0.008)，进而影响居民健康。年龄越大、收入越低的无业居民绿道使用程度越低，可能与该群体活动能力下降、出行不便有关。2)个体特征可以直接影响居民的生理健康(β=-0.795，P＜0.001)和心理健康(β=0.376，P＜0.001)。年龄较大居民或低收入无业居民的生理健康状况较差、心理健康状况较优，可归因于随着居民年龄的增大，其生理机能水平下降，同时源于生活和就业压力水平的降低，其心理调节能力提高。3)个体特征可以通过多重中介路径间接作用于居民健康。年龄较大居民或低收入无业居民的社会凝聚力较高(β=0.195，P＜0.001)、情绪状况更好(β=0.341，P＜0.001)，进而分别提升居民生理和心理健康水平；也可以通过提升社会凝聚力提高居民绿道满意度，进而改善居民生理健康状况；此外，个体特征会影响中高强度体力活动水平，进而间接作用于居民生理和心理健康。

图6 社会经济特征对居民健康的影响路径(＊＊表示P＜0.05，＊＊＊表示P＜0.001)

邻里建成环境特征对居民健康水平具有显著影响，体现为完全中介作用。土地利用混合度越高、居住小区周边公交站点数量越多，越有利于提升居民的生理和心理健康水平。影响路径方面，提高小区周边1km范围内土地利用混合度(β=-0.135，P=0.001)及增加公交站点数量(β=0.072，P=0.048)，均有助于提升绿道可达性，进而增加居民绿道使用程度；而小区及周边绿地公园用地比例越高(β=-0.141，P＜0.001)，一定程度上减少了居民日常使用东湖绿道的频率和时间，因而使绿道使用程度降低(图7)。

图7 邻里建成环境特征对居民健康的影响路径(＊＊表示P＜0.05，＊＊＊表示P＜0.001)

4 结论与讨论

在“美丽中国”和“健康中国”的战略背景下，本研究创新性地将体力活动、社会凝聚力、情绪状况和满意度等多个中介变量纳入结构方程模型，探究绿道使用对居民生理和心理健康的影响路径，对于促进城市绿色发展、提升居民健康水平具有重要意义。研究结果指出：绿道使用对居民生理和心理健康的影响路径具有显著差异。1)绿道使用对居民心理健康的促进程度更高，相同单位的绿道使用，心理健康得分相比于生理健康得分提高得更多。2)影响路径方面，绿道使用影响居民生理健康为完全中介作用，而影响居民心理健康主要为直接效应作用。具体而言，生理健康的影响路径方面，形成了“绿道使用-体力活动-社会凝聚力-生理健康”“绿道使用-绿道满意度-生理健康”，以及“绿道使用-体力活动-社会凝聚力-绿道满意度-生理健康”3条路径；心理健康的影响路径方面，绿道使用可以直接影响居民心理健康，且直接效应占总效应的95%以上，同时绿道使用还可以通过“绿道使用-多种中介因素-生理健康-居民情绪状况”的作用路径间接影响居民心理健康。东湖绿道作为大规模、高品质的绿色空间，包含了大型湖面、山体及各类景点，而且其丰富的线型绿道空间与多样的自然环境融为一体，大规模提高了居民使用绿道的频率和时间，降低了认知疲劳、提升了注意力，进而显著提升居民心理健康水平。因此，绿道使用对于居民心理健康的效应相比于生理健康效应更为直接和显著。同时，该结论也证实了居民生理健康与心理健康之间存在互动关系，较好的生理健康状况有助于保持较高水平的心理健康。此外，研究结果指出控制变量中个体社会经济特征对居民健康具有直接影响，它还可以通过影响绿道使用进而间接作用于居民健康；而邻里环境仅能通过影响绿道使用间接影响居民健康。

为了提升城市绿道的健康效应，需要从绿道使用与居民健康关系的路径优化入手，运用规划手段提升绿道使用水平、居民体力活动水平、社会凝聚力与绿道满意度，以及从个体与邻里环境角度保障弱势群体使用绿道的公平性、优化绿道周边居住小区的建成环境，全面促进居民健康水平的提升。1)提高城市绿道可达性。统筹城市绿道与周边居住小区规划，结合生态禀赋及居住人口密集区域布局绿道出入口，倡导周边用地的混合开发并配置支撑居民便捷到达绿道的公共交通和慢行系统。构建“城市绿道+公园”的绿色空间网络体系，提高绿道与公园绿地的连通度，促进居民使用绿道，进而发挥各层级绿色空间对居民生理和心理健康的协同促进作用。2)促进绿道使用的公平性。以优化城市绿道周边居住小区的建成环境为重点，提升绿道周边街道的步行性和安全性，并通过优化绿道出入口标识和无障碍设计、结合老年人步行疲劳距离优化绿道服务设施布局等措施开展绿道的适老化设计，进而提升老年人的绿道使用频率。3)优化邻里公共空间提升社会凝聚力。提高绿道周边居住小区的绿地公园密度，提供邻里互动的高品质社交场所，提升居住小区的社会凝聚力，从而促进居民开展集体性户外活动。4)提高绿道满意度。完善绿道的交通、游憩、商业等配套服务设施，建设高品质、高满意度的绿道，提升居民的绿道使用频率和健康水平。

本研究的不足之处主要体现在以下4个方面。1)健康水平量化方面。通过SF-12国际量表测度居民健康水平，存在一定主观性和误差，未来研究可以结合医学器械或传感器等技术手段，精准度量居民身心健康水平。2)绿道活动类型方面。将绿道活动类型划分为高强度、中等强度和步行，但对居民具体的绿道活动类型考虑不足，例如体育健身型(跑步、骑行)、休憩交往型(观赏、棋牌)等，以及不同类型活动时间和空间行为偏好等。3)潜变量构建方面。将年龄、收入、职业3项指标整合为“个体特征”潜变量，在一定程度上掩盖了不同类群公众的差异化信息，可能导致个体因素在影响绿道使用健康效益方面的作用难以深入表征。4)理论模型构建方面。仅考虑了绿道使用对居民身心健康的单向影响，然而不同身心健康水平的居民的绿道使用特征存在差异，即居民身心健康状况也会影响绿道使用。因此，忽略居民身心健康状况与绿道使用之间的双向影响，可能导致测度绿道使用带来的健康效益存在偏差，未来研究需要深入考虑二者之间的潜在双向互动关系。

注：文中图片均由作者绘制。