LA研究 | 肖扬张宇航匡晓明 | 居住环境绿化水平对居民BMI和自评健康有影响吗？

Original 肖扬张宇航匡晓明风景园林LAVISION

2024-08-31

全文刊登于《风景园林》2021年第02期 P49-54

肖扬，张宇航，匡晓明.居住环境绿化水平对居民体质指数（BMI）和自评健康的影响研究：以上海为例[J].风景园林，2021，28（2）：49-54.

居住环境绿化水平对居民体质指数（BMI）和自评健康的影响研究——以上海为例

肖扬

男 / 博士 / 同济大学建筑与城市规划学院副教授 / 研究方向为城市设计与开发控制

张宇航

女 / 同济大学建筑与城市规划学院在读硕士研究生 / 研究方向为城市设计与开发控制

匡晓明

男 / 硕士 / 同济大学建筑与城市规划学院副教授 / 上海同济城市规划设计研究院有限公司城市设计研究院常务副院长 / 研究方向为城市设计与开发控制

作者写作心得

摘要

城市建成环境对居民的健康影响一直是国内外学者关注的热点问题，但既有文献显示学界对绿地对居民健康效应（如肥胖等）并未达成共识，原因之一在于不同学科对于绿化的测量方法和研究精度不同，结论不统一。基于世界卫生组织全球老龄化与成人健康调查数据，选择高密度地区上海作为研究案例，包括23个社区数据5 000多个样本。基于卫星遥感技术，使用归一化植被指数（NDVI）对植被覆盖水平进行量化，探究中国高密度地区绿化空间对居民肥胖与自评健康的影响作用。研究发现上海不同社区间的NDVI差异较大，植被覆盖率高能显著提升城市居民的自评健康水平，但对其生理健康效益BMI水平则无显著影响，同时发现植被覆盖仅在适宜范围内有良好的健康效益。基于上述结论提出健康导向的绿化空间规划建议。

关键词

风景园林；健康城市；归一化植被指数（NDVI）；体质指数（BMI）；自评健康；上海

1 研究背景

文献显示早期的城市公共健康威胁主要为传染性疾病，时至今日已转变为肥胖等非传染性疾病以及各类慢性病。在1975—2014年里，近200个国家的人均体质指数（body mass index, BMI）有显著上升并呈现继续增长的趋势，而中国肥胖人口规模已达世界第一。此外，2010年《中国慢性病及其危险监测报告》显示，仍有超过40%的居民自评健康状况为一般、差或非常差。自评健康和BMI二者作为疾病预测指标，它们都能够有效反映身体健康状况。

现代城市规划源自英国的公共卫生法，而建成环境对居民的健康效应一直是国内外学者关心的重要课题，其中城市绿化空间的健康效应一直是研究热点。研究表明绿化水平对健康的积极作用受研究所在空间区位、交通环境等条件的影响，同时由于年龄、收入以及教育等个体特征的不同，在不同人群之间可能存在较大差异。Feng等对既有文献进行综述，并解释背后可能的原因是使用不同的方法来测量绿化空间的特征，以城市规划学科为例，传统的方法主要基于用地信息、测量到公园的距离、活动范围内的公园面积等信息。对于城市尺度研究居住区内部的绿化信息缺乏有效工具。此外，中西方城市在城市形态方面存在巨大差异，高密度地区的绿化水平和居民肥胖的系统研究尚缺乏。

2 相关研究进展

2.1 绿化环境对居民健康影响机制

建成环境作为承载经济活动的物质空间，对居民健康的影响因素众多，其影响机制路径也十分复杂（图1）。既有研究显示分析城市绿化对健康的影响路径可从自然环境的健康价值解释机制的角度出发，基于心理进化应激恢复理论（Stress Recovery Theory, SRT）和注意力恢复理论（Attention Restorative Theory, ART），对二者的关系进行深入分析。其中SRT认为，在自然环境中产生的积极的情绪可反向抑制压力生理学的负担，而ART认为自然环境的恢复性特征使得脑力劳动量降低，提供有助于个体休息和恢复的注意力参与机会。不同研究研究分别提出了城市绿化空间对健康的作用机制框架。

1 绿化空间影响健康的路径总结

2.2 绿化空间与BMI及自评健康的实证研究

关于城市绿化空间与肥胖（超重），多数研究表明二者之间存在着一定的联系。例如，欧洲一项跨国研究发现在绿化程度较高的地区，居民超重或肥胖风险降低40%。Cummins和Fagg认为绿地规模与BMI显著相关。而Nielsen和Hansen发现到绿地的距离与肥胖之间存在负相关。Sarkar等发现绿化空间的可达性与BMI显著负相关，并认为原因在于可达性高的绿化空间更便于居民进行身体锻炼。Mowafi等认为导致肥胖问题的更主要原因可能在于低收入群体饮食结构的缺陷。国内类似研究如孙佩锦和陆伟的研究显示：公园可达性与超重或体力活动无关，仅1200 m尺度的植被指数与中强度运动有正向关联。

而绿化水平与居民自评健康影响方面，Sonja等发现绿化空间的质量与自评健康之间存在正相关。Akpinar等则发现二者之间并无显著关联，并提出应当将绿化空间分类考虑。Coppel等发现，根据归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）计算的植被覆盖率小于2.5%时，自评健康受到负面影响；而在住宅与绿地之间距离大于200 m时，自评健康显著下降。Reid等发现绿化水平与自评健康正相关，且这一关系在不同范围的缓冲区内存在差异。Dadvand等发现NDVI水平与自评健康正相关，居民主观的住宅与绿地之间距离与自评健康负相关。

各研究对绿化特征的空间信息获取途径种类繁多。Reid等和Su等在研究中指出，Landsat卫星的30 m分辨率数据能够较好地反映植被覆盖水平。与传统方法相比，遥感数据具有较高的公开性，同时NDVI算法相对客观且不受研究尺度的影响。此外，NDVI可逐年逐月追踪比较，分析植被覆盖的时间变化。除NDVI数据外，Ye等通过机器学习算法收集并提取了谷歌街景（Google street view, GSV）图像进而获得绿视率这一指标，以实现对可视绿化的准确测量。该指标可能更好地反映实际绿化空间的水平。

本研究基于Sarkar等和Coppel与Stemann的研究框架，探究中国高密度地区绿化空间对居民肥胖与自评健康的影响效应。研究结论可进一步理解如何主动干预优化居民健康，为如何实施《健康中国2030》国家战略提供科学支撑。

3 研究数据与方法

3.1 数据来源

本研究使用WHO全球老龄化与成人健康研究在上海市的第一轮调查数据。选取上海市23个社区（图2），随机抽取5 241名个体作为研究对象。NDVI数据来自Landsat 8卫星所记录的上海市范围内的9个波段信息，分辨率为30 m。以社区中心为圆心分别划定300、500、1 000 m半径的缓冲区作为研究社区单元的空间范围，并计算出缓冲区内的NDVI平均值以确定每位个体样本生活环境的植被覆盖水平。

2 空间单元在上海市中的区位

3.2 研究方法

本研究基于STATA 14.0统计分析软件平台，采用多元线性回归统计分析方法。NDVI指标的取值范围为[-1，1]，取值越大则表示植被覆盖水平越高。Weier等将NDVI划分为以下几个等级：-1~0为水体，0~0.1为岩石、沙和雪原（贫瘠），0.2~0.3为灌木和草地，0.6~0.8为温带、热带雨林。目前国际对于肥胖的判定通常以人口的BMI为依据，取值越高表示越肥胖。2003年，当时的中国卫生部疾病控制司针对中国人口体质的特殊性对BMI等级提出了新的划分方法。自评健康已在国际范围内广泛应用于健康评价，有文献表明，自评健康能够反映主观和客观2个角度的健康状态，因此可以作为衡量健康状况的重要指标。本研究对居民自评健康水平采取五级评分制，控制变量包括社会人口学特征（表1）。

表1 变量定义及统计描述

4 研究结果

4.1 描述性统计

描述性统计结果显示居民的BMI平均水平呈现出偏高趋势，自评健康平均水平表现为中等偏上。植被覆盖程度整体水平偏低，且随着缓冲区规模的扩大有所下降。上海市NDVI指数的分布也直观反映出中心城区植被覆盖水平低于郊区植被覆盖水平这一特征（图3）。

3 上海市 NDVI 指数分布遥感影像

对样本进行进一步的描述性统计，发现肥胖和自评健康水平在社区间存在较大差异（图4）。社区间NDVI指数分布规律存在巨大差异，不同尺度下的NDVI指数高低差异不稳定，具体体现在对于大多数社区300 m的植被覆盖率最高，而1 000 m的植被覆盖率较低（图5）。

4 基于23个社区的居民健康变量平均值分布

5 基于23个社区的不同缓冲区 NDVI 变量均值分布

4.2 多元线性回归模型结果分析

为避免同一模型中多个绿化水平之间共线性对模型结果的影响，在分别以BMI和自评健康为因变量的多元线性回归基础模型中，进一步构建以三级空间范围下的NDVI水平作为自变量的回归模型。模型拟合结果：方差膨胀因子（Vif）显示，变量间不存在多重共线性。

在绿化水平对居民BMI的影响研究中，模型1~3为研究社区在3个缓冲区层级的回归模型（表2）。结果显示，不同层级空间范围的绿化水平对居民BMI水平影响不显著。同时还发现，只有教育水平和自评健康水平与居民BMI显著相关，教育水平越高人群BMI水平越低；同时自评健康水平越高则BMI水平越低。

表2 以BMI为因变量的多元线性回归模型结果

在绿化水平对居民自评健康的影响研究中，模型4~6为研究社区在3个缓冲区层级的回归模型（表3）。结果显示，植被覆盖程度越高则自评健康水平越高。同时，自评健康均与年龄、性别以及有无工作显著相关。高龄人群的自评健康水平较低；女性的自评健康水平要低于男性；有工作的人群往往对自身健康状况评价较好。

表 3 以自评健康为因变量的多元线性回归模型结果

5 结论与讨论

1）居民主观健康与生活环境中的自然要素存在联系，且感知为良好的健康状态对居民BMI这一客观生理健康水平具有积极作用，故认为居住环境的绿化建设具有公共健康意义。由于本研究聚焦于植被覆盖水平，且研究结果表明植被覆盖水平与居民健康相关，因此对城市绿地率这一量化指标的管控具有一定现实意义。在城市高密度建设地区，绿化建设往往受到空间的限制，可从“系统化、网络化”的思路出发，在缺乏创造条件的空间开展小规模绿化环境建设，例如屋顶、桥柱、建筑立面的绿化。同时应完善城市绿地生态空间体系，保障城市结构性大型绿地的植被覆盖水平，加强市民公园的开放性及相互间的连通性。2）通常对城市绿地建设环节多关注于具有公共性质的公园、广场等空间，但根据本研究的结果，加强居住环境的绿化建设也是有必要的。改善社区植被覆盖水平能够适当提升居民对自身健康状况的主观评价。由于距离较短、使用便捷的原因，目前社区绿地仍是大多数居民使用率最高的绿化空间。建议丰富绿化空间的类型，例如选取适宜的街边巷口打造为小型口袋公园或由居民管理经营的社区花园，在满足居民日常休闲游憩需求的基础上提升城市空间资源使用效率，以支持城市的可持续发展。3）模型结果显示随着缓冲区范围扩大，绿化水平对健康的影响逐渐减弱，说明社区绿地的建设也应合理规划布局，避免“劳而无功”。综上，建议在城市总体规划中构建城市绿地系统网络，以实现绿化空间的服务范围全覆盖，有利于提升生态性能和平衡社会公平；在控制性详细规划中加强对绿化空间数量、品质、布局的管控，提升植被覆盖水平，同时合理规划线性、面状等各类绿化空间的分布，进一步优化绿地网络。在城市公共绿化和生活环境绿化方面制定相应的管理政策，注重绿化空间的品质塑造，提高居民对绿化空间的使用率。

图表来源：

图表均由作者绘制。图2~3底图引自国家地理信息公共服务平台：全国地理资源目录服务系统申请非涉密性质的上海市矢量数据shapefile文件。

本文微信封面图片来自于网络。

为了微信阅读体验，文中参考文献标注进行了删减，详见杂志。

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