關注“上游”健康，“劑量”大有講究
研究表明，綠地暴露（接觸）對人的生理和心理健康均有益處，但綠地暴露能帶來哪些好處？綠地暴露多久對健康有益？以及如何在有限時間內最大化綠地健康效益等問題人們并不清楚。
為此，復旦大學環境科學與工程系研究員余兆武團隊在大量實驗基礎上，提出“暴露生態學”理論框架來系統理解生態暴露對健康的影響，并設計出定量綠地暴露生理健康效率閾值和效益閾值的模型和方法，回答了在綠地暴露多久能顯著改善健康狀況等問題。相關研究可提供個人健康指導，也能為城市健康韌性規劃提供科學依據。近日，相關研究在《科學》伙伴期刊《生態系統健康與可持續性》和《景觀與城市規劃》等雜志發表。
暴露生態學“研究框架”。受訪者供圖
“上游”健康更應關注
“生態環境與健康領域的研究已逐漸從聚焦環境污染物、環境暴露對健康負面效應，發展到關注自然（城市）生態系統提供生態暴露積極健康效應的范式轉變。”余兆武告訴《中國科學報》。
余兆武解釋說，健康其實像一條河流一樣，過去人們關注的重點是“下游”和“中游”健康，即針對具體疾病（下游），環境污染物、環境暴露（中游）的研究，而自然生態系統關乎“上游”健康。
“我們現在研究生態暴露對健康的影響，提出暴露生態學理論，是希望從‘上游’來認識和解決健康問題。”余兆武說，“然而，目前仍缺乏一個整合自然生態系統、生態暴露和健康之間關系的統一框架。”
腦電圖顯示，綠地暴露通常可以增加大腦中的α波活動，同時減少β波活動。α波和心情愉快、放松的狀態有關，而β波活動增加則意味著人們緊處于緊張、焦慮之中。此外，其他生理指標的變化同樣可以反應綠地暴露對生理健康的作用。例如，在通常情況下，綠地暴露可以使心率降低，這反映出心臟負荷減輕，自主神經系統更平衡；皮膚電活動降低表明壓力水平的降低和情緒穩定性的提升；肌電圖記錄中的電活動減少則表明肌肉緊張度降低，放松感增強。
“這些生理指標的綜合變化表明，綠地暴露能通過多種途徑促進身體心理健康全面改善。”余兆武說，“在心理健康方面，心理指標的衡量通常會使用自測幸福指數、感知恢復量表、注意力水平測定、正負情緒量表等常見心理量表。”
綠地暴露不僅可以有效改善個體的緊張、焦慮、憤怒和疲勞等消極情緒，還可以提升興奮、活力等積極情緒，通過促進社會交往，增強整體的幸福感，在全面提升心理健康方面發揮著關鍵作用。
“然而，當前城市化進程的加劇，導致城市綠地減少且空間分布不均衡，減少居民進行綠地暴露的機會，進而引發一系列生態和環境問題。”余兆武說，“隨著現代生活節奏的加快，人們接觸綠地的時間也越來越少。因此，有必要研究如何在有限時間內最大化綠地暴露的健康益處。”
探究“劑量”問題
為定量研究綠地接觸的生理健康效應，余兆武等人提出一種定量化綠地暴露生理健康效應閾值模型，在一定水平和條件下對綠地接觸健康效應的可能性和程度進行評估。
此前的研究表明，短時間內接觸綠地可以迅速改善心理健康，但隨著時間的推移，健康益處可能保持穩定或呈下降趨勢。進一步評估發現，綠地健康效益的劑量-反應曲線并非線性的。也就是說，隨著綠地暴露劑量的增加，效益并不以固定的比例增加或減少。
“總體而言，綠地暴露的健康益處通常隨‘劑量’的增加而增加，但達到某一點后就趨于穩定或下降。”余兆武解釋說，“因此，找到這一關鍵點就顯得非常必要。”
2022年，余兆武團隊選擇春季（3月）和夏季（6月）兩個有明顯氣候特征的時段，在西北農林科技大學南校區一處典型林下綠地下進行實驗。
實驗將志愿者分為睜眼和蒙眼條件兩組，通過一個三階段實驗來驗證生理健康效益閾值模型的適用性。在第一階段，參與者需要填寫基礎調查問卷，隨后佩戴一種便攜式腦電儀；第二階段完成4分鐘壓力測試；在第三階段要完成26分鐘綠地暴露（睜眼組通過取景器觀察綠地，蒙眼組則需佩戴眼罩）。與此同時，研究人員還收集了志愿者周邊的空氣溫度、相對濕度、風速和熱應激指數等數據。
12分鐘效益最佳
實驗完成后，研究人員對59名參與者的實驗數據分析發現，他們設計的綠地生理健康效應閾值模型適用于不同的實驗組和季節。同時，實驗結果還受氣象因素等多種因素的影響。
數據顯示，在實驗的典型綠地暴露4分鐘，可以達到生理健康效益的效率閾值，如果暴露12分鐘，即可達到效益閾值。
“也就是說，4分鐘即可達到生理指標恢復點，要將這種效果持續下去，則需要12分鐘趨于穩定。”余兆武補充道，“這表明綠地生理健康效益的閾值可以在短時間內實現。”
“此外，不同氣象因素，如溫度、濕度、風速和熱應激指數，以及個人基本特征，如專業背景，都可能影響綠地暴露對生理健康效益的作用。”該團隊成員之一、姚希晗補充說。
這項研究中，團隊提出生理健康效益閾值模型提供了綠地暴露最佳劑量的定量評估，為確定更針對性和高效的綠地暴露方式提供了系統性科學性的方法。此外，研究人員構建了一個基于“現實-虛擬”維度和“主體-客體”視角探討居民綠地暴露生理健康效益閾值的概念性框架。
“‘主體’閾值指居民暴露時間和頻率的閾值，而‘客體’閾值指綠地組成和配置的閾值。”余兆武解釋說，“從‘主體’角度分析‘現實-虛擬’維度有助于制定個體最佳暴露的公共衛生指南，而‘客體’維度與視角可以為綠地規劃提供科學依據的建議。”
審稿人認為，該研究不僅考察了綠色空間與生理健康之間的劑量-反應關系，還研究了閾值效應及包括人口統計特征和氣候因素在內的多種影響因素。“量化了綠地暴露對生理健康效益的閾值效應，并提供了充分的數據，對該領域做出了原創性貢獻”。
相關論文信息：https://doi.org/10.34133/ehs.0165
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2023.104917
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