王淑芬，许春城，王 瑶，王星龙，韩英杰

(北京工业大学城市建设学部建筑与城市规划学院，北京 100124)

世界正面临人口老龄化的重大挑战，老年人的身心健康影响社会发展.第七次全国人口普查结果显示，截至2020年11月1日，我国人口中，60岁及以上人口为2.64亿人，占18.70%，其中65岁及以上人口为1.91亿人，占13.50%[1].随着人口年龄结构逐渐发生变化，人口老龄化现象愈加突出，而老年人口健康状况更具脆弱性，老年人健康问题不容忽视[2].年龄增长、生理机能衰退，增加了老年人身体患病的风险；此外，退休之后社交角色的丧失和社会参与度的下降，很容易使老年人陷入孤独、焦虑和沮丧，加重抑郁、阿尔茨海默病等慢性精神疾病的发生.城市公园是老年人日常休闲活动的重要场所，现有研究表明，环境与老年人多发的慢性生理、心理疾病具有一定的联系[3].

近年来，关于景观空间的健康效益的研究趋于细化，对于景观空间使用者生理健康和心理健康的取样和评价方法更加全面.

在景观空间研究方面，有学者对不同植被类型和特定的园林景观空间中人们的心生理反应进行试验，取得一定的研究进展.刘博新等[4]在实验室选用反映身体紧张程度的肌电值作为生理指标，结合知觉恢复量表问卷调查，探讨在草坪、水体、山林、农田、湿地5种不同景观中，老年人的身心变化规律.苏久丹[5]选择针叶林、阔叶林、混交林、静态水景4类空间作为试验的森林景观空间类型，探究不同森林景观空间对被试者身心恢复效果的影响.王茜等[6]定量测试分析被试者在广场、林地、花田和水体4种景观观赏前后的生理、心理指标变化值，研究不同类型校园景观对被试大学生健康的恢复作用.

在试验设计方面，部分学者在实验室通过多媒体或虚拟现实(virtual reality,VR)技术观看图片进行研究.Berman等[7]通过试验研究，证明含有自然要素的环境更具有恢复效益，验证了自然环境对人的认知能力和心理压力具有显著的恢复效果；康宁等[8]通过测量被试者的脑波变化，量化反映人体的情绪感受，尝试人与环境之间关系研究的新方法.罗蓝[9]以城市作为空白对照，运用幻灯片播放的形式对受试者进行视觉刺激，探讨不同类型水景对受试者的生理、心理健康的影响.Ulrich[10]让被试者观看幻灯片就美感和愉悦度做出评价，分析评价数据后发现，自然景观和人工城市景观相比，更能够使人身心愉悦并保持良好的状态.Laumann等[11]通过调查人们在观看不同环境的视频时心率的变化情况，发现被试者在观看自然环境的视频时心率降低.

在试验数据分类和分析方面，Rodiek[12]通过检测老人在室内外花园活动时的唾液皮质醇水平进行对比分析，发现在室外花园活动的老年人唾液皮质醇水平相比于室内活动的老年人低，表明室外花园环境对老人能起到更好的缓解作用.张哲[13]通过测量被试者的心率、皮电、脑电波等生理数据和精神疲劳恢复度及焦虑水平等心理数据，使用SPSS软件统计分析和方差分析得出不同公园绿地植物群落的温湿度效益对人身心健康的影响.吴菁[14]选择典型植物群落样地，利用EHP心率血压测量仪调查游客的心率和血压数据，使用SPSS软件统计分析和检验被试者在观看典型植物群落景观后心率和血压的数值变化，探究不同植物群落景观对人的生理指标的影响程度.

综上，在试验设计方面，以往研究的试验地点大多位于实验室内，通过多媒体或VR技术观看图片，针对被试者的现场试验不足；在试验对象选取上，针对老年人的研究不多；在试验数据分类和分析方面，虽然试验数据来源和种类逐渐丰富，通过对不同数据分别进行统计和对比分析不同景观对人群身心健康的恢复效益，但缺乏身心健康恢复效益的综合性评价和分析方法；此外，以往研究还缺乏对天气因素、游览顺序，以及被试者的年龄、性别等多种因素的辅助分析.

基于此，本文以朝阳公园内景观空间为研究样本，以老年人群为研究对象，通过生理试验法、心理量表法获取试验数据，引用数据量纲化法综合评价城市公园不同景观空间类型对老年人身心健康效益影响.该研究将为城市公园景观适老化改造提供设计依据，有助于提升老年人群生活品质，改善老年人群的身心健康.

1 研究方法与试验设计

1.1 研究方法

1.1.1 生理试验方法

本研究运用多种便携式测试仪对老年被试者在城市公园内进行生理试验，测量被试者的血氧饱和度、心率、压力值、血压等生理指标，对比分析老年被试者在体验不同公园景观空间后身体状态的变化规律，利用人的生理特性与生理指标的关系得到客观的试验结果[15].

血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，即血液中血氧的质量分数.动脉血中的血氧饱和度≥95%为正常状态，≤90%为缺氧状态.血氧饱和度是生理应激的有效指标，它经常被用于人体恢复的研究中.心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，一般为60～100次/min.心率能反映人体调控心血管功能的水平.压力在心理学上指精神的束缚和紧张的感受.本研究所测的压力值是利用心率变异性(heart rate variability，HRV)数据，结合对应的压力计算模型，对人的压力状态和程度进行估算得出的分值，压力值范围为0～100.压力值低表示人处于放松状态，反之表示人处于紧张状态.脉压是指收缩压和舒张压的差值，正常范围是4.0～5.3 kPa, 脉压值离开这个范围越远，身体状态越差，患心血管病的概率越大.

1.1.2 心理试验方法

本研究选用简明心境状态量表(profile of mood states,POMS)和感知恢复量表(perceived restorative scale,PRS)2种方法来评价城市公园不同景观空间类型对老年人群压力恢复和注意力恢复的影响程度.

POMS是MCNair等于1971年编制的一种情绪状态等级量表[16]，包括7个子域，即紧张、愤怒、疲劳、沮丧、精力充沛、困惑和自尊.在体验不同类型的城市公园景观空间后，被试者根据自己的感受来选择自己的情绪状态等级，计算得出情绪紊乱总值(total mood distress index,TMD).POMS的得分能够反映公园景观空间对被试者的情绪状态的恢复性效益.

PRS可用于衡量不同类型的景观空间对人的自我恢复的影响，是哈提格(Hartig)等基于卡普兰(Kaplan)的研究建立的测量恢复性环境品质的评级系统[17]，它简要概述了景观的4个特征，即远离性、相容性、迷人性和一致性.该量表适用于评估室外环境.

1.1.3 身心健康恢复效益评价方法

层次分析法(analytic hierarchy process, AHP法)是美国运筹学家Saaty[18]提出的一种简便、实用的多准则决策方法，它将与评价有关的元素定性分解成目标层、约束层、标准层等层次.通过对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系进行定性和定量分析，得出简便的决策方法.本文基于Web of Science核心合集和中国知网数据库检索结果，采用 Excel对文献数据进行统计和结构化分析，参考前人研究成果[19]，依据层次分析法的指标筛选原则，选出生理和心理2种类型，共6个试验指标，见表1.身心健康恢复综合得分，由量纲化处理后的生理指标与心理指标的分值与相应权重的乘积获得，得分越高表示身心健康恢复效益越好，反之亦然.

表1 试验指标

1.2 调研样本

1.2.1 公园样本

北京朝阳公园是一处综合性、多功能的大型文化休憩、娱乐公园，规划总面积为288.7 hm2，其中水体面积68.2 hm2，绿化率87%.

1.2.2 景观空间样本

选取公园树林景观、草坪景观、花海景观、水体景观、广场景观、园路景观6类一级景观空间类型作为试验组样本，每类景观空间样本根据形态特征细分为开敞型、半开敞型或密闭型，共12小类景观空间，见表2.每个景观空间样本的位置如图1所示.在公园外选取一处快速路旁边城市景观空间样本作为对照，照片如图2所示，公园内景观空间样本如图3所示.

表2 公园内景观空间类型

1—对照景观；2—花田；3—主路；4—花林；5—溪流；6—密林；7—支路；8—阳光草坪；9—林下草坪；10—湖面；11—中心广场；12—节点广场；13—疏林.图1 景观样本位置图(来源于Google Earth)Fig.1 Location plan of landscape samples(from Google Earth)

图2 对照景观空间样本照片Fig.2 Photo of landscape space control sample

图3 公园内景观空间样本照片Fig.3 Photos of landscape space samples in the park

1.2.3 人群样本

在朝阳公园附近社区招募老年被试者，考虑到公园中主要老年群体年龄结构和试验的可行性，选择60～75岁的老年人作为被试者.被试者身体健康状况基本良好，身心未受过重大创伤且无精神病史；70%的被试者受教育水平在高中及以上.被试者共36人，其中男性18人，女性18人；60～65岁16人，66～75岁20人.

1.3 试验设计

1.3.1 试验流程

第1步分别在2021年4月初至5月底选择晴朗或阴雨的天气分6次进行试验，时间选择在工作日公园客流较少的时间段.安排被试者在公园外对照景观空间处静坐5 min以上调整状态，研究人员告知研究目的、试验步骤和注意事项(尽量保持安静和秩序)，讲解试验所用的设备使用方法.在试验开始前告知被试相关试验流程和保密问题.

第2步对被试者身心状态进行加压处理，听取东四环路噪声并观看车流作为压力积累，时长5 min.压力积累结束后，测量被试者生理指标和填写POMS和PRS.

第3步选择不同类型的景观空间作为试验组样本，被试者到达样本景观空间后保持安静状态，用心体验5 min后，测量生理指标和填写POMS和PRS，重复此操作，直到完成所有样本的试验.

1.3.2 数据获取

使用Power and Sample Size Caculators工具计算，随机样本5%置信区间、95%可信度设定，计算得到研究需要的样本量≥384份.每个老年被试者进行13个样本的试验，其中上午进行6个样本点的试验，下午进行7个样本点的试验.通过生理试验获取生理指标数据，通过POMS和PRS的填写来获取心理指标数据，每次获得78份数据，最终通过6次试验获得468份数据.为保证试验的准确度，淘汰一定量的无效数据样本.将景观空间样本分为试验组和对照组，试验组景观空间最终可用数据样本为360份，对照组最终可用数据样本30份.

2 数据处理与分析

首先使用Excel 2021进行统计、计算.其次利用SPSS 23.0软件对数据进行信度检验和方差分析.其中信度分析又被称为可靠性分析，是一种测量综合评价体系是否具有一定的稳定性和可靠性的有效研究方法，信度反映了测验工具所获取结果的一致性或者稳定性，是被测验特征真实程度的指标[20]；本研究采用的克朗巴哈(Cronbach)系数(α系数)是最常见的信度系数.α系数介于-1～1，其绝对值数值越大则信度越高，绝对值>0.7时，表示量表的信度符合标准，最后使用Origin lab软件进行数据的可视化处理.

2.1 生理试验数据检验与统计分析

2.1.1 生理试验数据检验

本研究的生理试验数据采集被试者脉压、心率、血氧饱和度、压力值4项生理指标.将生理试验数据结果录入SPSS软件之后，结果显示，脉压、心率、血氧饱和度、压力值的α系数绝对值分别为0.923、0.942、0.9653、0.916，均显著高于0.7；说明采样的数据具有较高的可信度，并且数据的内部一致性也较好，可用于更加深度的分析和处理.

把数据导入SPSS软件，进行单样本K-S检验及方差齐性检验，均满足原假设(P>0.05)，分别对被试者在12类景观空间(不包含对照样本)的各类生理指标的360份数据进行单因素方差分析，结果分别为：不同景观空间类型在脉压、心率、血氧饱和度和压力值的方差分别为5.746、3.834、2.336、2.524，4项生理指标均呈现显著差异(P<0.05).说明依据以上4项生理指标对12类试验景观的生理健康恢复性效益进行分析，是具有统计学意义的.

将生理数据导入Origin lab软件进行描述性统计分析，绘制出散点箱线图和均值折线.

2.1.2 指标数据分析

1)脉压指标数据分析

脉压为逆向指标，脉压越高，说明生理状态恢复效果越差.分析结果表明：6大类景观空间脉压指标由低到高的排序为水体景观、花海景观、树林景观、草坪景观、广场景观、园路景观，细分到二级景观空间类型，其中溪流景观的恢复效果最好，主路景观的恢复效果最差，见图4.主路景观空间样本中，路边座椅围合性较差且没有防护措施，老年被试者会有紧张的感觉，这些因素综合促使老年人的脉压较高.

注：IQR是指四分位距，表示各变量的分散情形，下同.图4 脉压指标数据统计Fig.4 Statistical chart of pulse pressure index data

2)心率指标数据分析

心率为逆向指标，心率越高，说明生理状态恢复效果越差，心率下降说明老年被试者在体验公园景观空间后心脏供血更加稳定.分析结果表明：6大类景观空间心率指标由慢到快的排序为水体景观、树林景观、草坪景观、花海景观、广场景观、园路景观，见图5.细分到二级景观空间类型，其指标数据总体特征及成因与脉压数据相似.

图5 心率指标数据统计Fig.5 Statistical chart of heart rate indicator data

3)血氧饱和度指标数据分析

血氧饱和度为正向指标，血氧饱和度越高，说明生理状态恢复效果越好.老年被试者在体验公园景观空间后血氧饱和度升高，说明被试者在体验公园景观空间后心脏供血更加稳定.分析结果表明6大类景观空间血氧饱和度指标由高到低的排序为树林景观、水体景观、花海景观、草坪景观、园路景观、广场景观，见图6.细分到二级景观空间类型，密林景观的恢复效果最好，中心广场的恢复效果最差，且低于公园外对照景观的均值.原因可能是中心广场景观植物较为稀疏，在太阳光暴晒的情况下温度高，氧气相对稀薄，导致老年人的血氧饱和度数值下降.

图6 血氧饱和度指标数据统计图Fig.6 Statistical chart of blood oxygen saturation index data

4)压力值指标数据分析

压力值为逆向指标，压力值越大，说明心率变异性指数升高，心跳频率加快，生理恢复效果越差.分析结果表明：6大类景观空间压力值指标由小到大的排序为水体景观、花海景观、树林景观、草坪景观、广场景观、园路景观，见图7.细分到二级景观空间类型，其指标数据总体特征与脉压数据相似.主路景观空间样本中除了有运动的人群，还具有一定量的机动车活动，老年人行动相对迟缓并对此具有一定的恐惧感，因此压力值相对其他空间要大.

图7 压力值指标数据统计Fig.7 Statistical chart of pressure index data

2.2 心理试验数据检验与统计分析

2.2.1 心理试验数据检验

本研究心理试验数据是通过POMS和PRS方法获取.将心理试验数据结果录入 SPSS之后，结果显示，POMS和PRS数据的α系数为0.982和0.985，α系数均显著高于0.7，说明采样数据具有较高的可信度，并且数据的内部一致性也较好，可用于更加深度的分析和处理.

对POMS和PRS的得分作为数据基础进行分析.把每个子量表TMD数据导入SPSS软件，进行单样本K-S检验及方差齐性检验，均满足原假设(P>0.050).在此基础上，对公园内景观心理试验获得的360份量表数据进行单因素方差分析，结果显示12类景观空间的TMD值和精神疲劳恢复度均具有显著差异.2类指标的方差分别为3.795和4.795，且均满足(P<0.050)，表明不同类型景观空间情绪紊乱和精神疲劳恢复效果具有显著差异.

2.2.2 心理试验数据分析

1)POMS数据分析

TMD值越低，情绪紊乱恢复效果则越好，6大类空间TMD值由大到小排序为广场景观、园路景观、草坪景观、花海景观、树林景观、水体景观，见图8.细分到二级景观空间类型，溪流景观的恢复效果最好，中心广场景观的恢复效果最差.中心广场、健身步道等景观空间样本人流量相对较大，噪声大，直接或间接增加了老年人的焦虑情绪.

图8 情绪紊乱总值数据统计Fig.8 Statistical chart of total emotional disorder data

2)PRS数据分析

6大类景观空间PRS量表得分由大到小排序为水体景观、花海景观、草坪景观、树林景观、园路景观、广场景观，见图9.细分到二级景观空间类型，溪流景观空间恢复效果最好，中心广场空间的恢复效果最差.其指标数据总体特征与POMS数据相似.溪流、密林等景观空间样本相对安静且可以听到悦耳的鸟鸣声，花林、花田景观空间样本花香四溢，具有提神醒脑的作用，这些因素对老年人产生了精神疲劳恢复的效果.

图9 精神疲劳恢复度数据统计图Fig.9 Statistical chart of mental fatigue recovery degree data

2.3 身心健康效益分析

2.3.1 数据量纲化处理

把试验所得数据导入SPSS中进行检验分析，4项生理数据和2项心理指标数据均呈线性分布，因此可选用数据量纲化过程中常用的均值化法对数据进一步处理[21].该方法在消除量纲和数量级影响的同时，保留各变量取值差异程度上的信息，即以平均值作为单位，全部数据均除以平均值，计算公式为

此种处理方式要求所有的数据均大于0，因此需要先对POMS和PRS所得数据进行平移处理，使所有数据均为正值.对于逆向指标需要在SPSS软件中进行正向化处理.

2.3.2 不同类型景观空间中老年人群身心健康恢复效益分析

通过数据的矫正和量纲化处理，把各类型景观空间身心健康指标数据乘以对应的权重，得到每类景观空间的身心健康恢复效益总值，得分越高，说明身心健康恢复效果越好.

从心理、生理健康恢复效益得分折线图趋势来看，6大类景观空间健康恢复效果由好到差的排序为水体景观、树林景观、花海景观、草坪景观、广场景观、园路景观，见图10、11.细分到二级景观空间类型，溪流、花田、密林等景观空间身心健康效益表现较好；其原因首先是这几类景观主要由水体和植物等自然景观要素组成，蓝绿要素占比高，景观效果自然优美；其次是水体与植物可以调节空气湿度，适当遮蔽阳光，调节温度；最后是它们可以产生负氧离子，净化空气.主路和中心广场类景观脉压指标表现较差；其原因首先是这2类景观空间人工景观要素占比大，缺乏座椅供老年被试者停歇；其次是设施维护效果差，多种服务设施均有损坏，缺乏无障碍辅助功能；最后是缺乏遮阳避雨的设施，在太阳暴晒或下雨的天气下给老年人带来诸多不便.

图10 身心健康恢复效益总值数据统计Fig.10 Statistical chart of the total value of physical and mental health recovery benefits

图11 生理与心理健康恢复效益数据统计Fig.11 Statistical chart of physical and mental health recovery benefits

2.4 身心健康恢复效益相关性分析

将生理和心理指标数据导入SPSS软件进行典型相关性分析，生理和心理指标数据呈显著正相关(R=0.876，P<0.001)，说明2组数据具有相似特征，试验具有较强的准确性和科学性.

将天气状况和游览顺序的分类数据导入SPSS软件进行皮尔森相关系数(Pearson correlation coefficient)分析，天气条件中晴朗天气和阴雨天气2组变量数据呈显著正相关(R=0.704，P=0.013)；说明天气条件对试验结果的准确性影响很小.公园游览顺序、路线和到达样本景观空间的时长紧密相关；通过分析得出游览顺序中正序和倒序2组变量数据呈显著正相关(R=0.737，P=0.009)；这些因素对试验结果的准确性影响很小可能与中途停歇时间充足有关.

2.5 不同影响因素下身心健康恢复效益对比分析

对比分析不同测量方式、不同年龄段和不同性别的生理指标和心理指标数据，有利于更深层次了解不同影响因素下城市公园景观空间对于身心健康恢复效益的影响差异性，以便更好地提出优化策略.

如图12所示，站测条件下获取的身心健康恢复效益综合评分总体低于坐测条件下获取的数据，原因是长久站立对老年人体能会产生较大的消耗，生理及心理状态的稳定性变差.如图13所示，60～65岁老年人和66～75岁老年人身心健康恢复效益综合得分排序存在一定的差异，说明不同年龄段的老年人偏爱的景观空间不尽相同，66～75岁老年人偏爱半开敞或密闭的景观空间，60～65岁老年人偏爱开敞的景观空间.如图14所示，男性老年人和女性老年人身心健康恢复效益综合得分排序也存在一定差异，相对而言，女性老年人偏爱花海景观、密林景观等休闲类景观空间，男性老年人更偏爱园路景观、广场景观等运动类景观空间.

图12 不同测量方式下老年人身心健康恢复效益统计Fig.12 Statistical chart of the benefits of physical and mental health recovery of the elderly under different measurement methods

图13 不同年龄段老年人身心健康恢复效益统计Fig.13 Statistical chart of the physical and mental health recovery benefits of the elderly in different ages

图14 不同性别老年人身心健康恢复效益统计Fig.14 Statistical chart of the physical and mental health recovery benefits of the elderly of different genders

3 结论

1) 不同测量方式、不同年龄段和不同性别，城市公园景观空间对于身心健康恢复效益的影响有差异.站测条件下获取的身心健康恢复效益综合得分总体低于坐测条件下获取的数据.66～75岁老年人偏爱半开敞或密闭的景观空间，60～65岁老年人偏爱开敞的景观空间.女性老年人偏爱花海景观、密林景观等休闲类景观空间，男性老年人更偏爱园路景观、广场景观等运动类景观空间.

2)分析各类景观空间身心健康恢复效益排序及特性发现：水体、树林、花海等蓝绿占比高的自然景观空间对老年人群身心健康恢复效益好于人工景观空间，如广场、园路景观等，因此在城市公园适老化改造中，应当提升自然类景观空间的占比.

3)不同形态的城市公园景观对老年人群身心健康影响效益存在差异性.密闭和半开敞景观空间对老年人群的身心健康恢复效益好于开敞景观空间，恢复两侧有植物的溪流状水体和密林景观空间的健康效益优于广场和园路景观空间，因此在城市公园适老化改造中，应当控制各类景观的空间尺度，避免景观空间过于空旷.

4)不同测量方式对老年人身心健康有一定的影响，应增加各类景观空间的休憩设施，在园路、广场景观中为活动后的老年人提供座椅来恢复体能，在树林、水体、草坪、花海景观空间中为休闲聊天的老年人群提供桌椅等设施.

5)不同年龄段老年人有不同的空间需求.首先应为他们提供对应年龄段所需要的空间类型和设施，给不同年龄段的老年人提供适当比例的康体活动类场地和休闲体验类场地及设施；其次应建设更加完备的无障碍设施满足年龄更大老年人群，在对应的区域增加无障碍坡道、扶手、标识及老龄应急救援设施.

6)针对不同性别老年人的空间偏好，应对相应人群提供更多的景观空间并在此空间提供性别友好的活动设施，女性老年人相比于男性老年人更爱逛公园，因此在景观空间设计中更应当体现对于女性老年人群的关怀，比如增加女厕适老化设施等.

7)针对不同景观空间类型，应发掘其优势景观要素，改造其劣势景观要素，使其对老年人的身心健康恢复效益发挥到最佳.例如，园路景观应当合理设计人群和游览车路线，尽量避免对行动迟缓的老年人进行干扰，增设老年人康复训练步道；广场景观合理划分其功能区，开辟适合老年人活动的区域，增设老年人专用活动设施；草坪景观应适当划分，增加围合感；花海景观宜丰富花卉种类，种植芳香类花卉，提升老年人群嗅觉灵敏度；树林景观丰富植物种类，种植高大乔木，营造供老年人休闲的林下空间.水体景观结合地形营造多层次流动的水景，增加空气湿度，提升景观的观赏性.