大型濱水綠地生物多樣性感知對心理恢復的影響機制

周燕 羅雅文 郭詩怡＊

城市的緊湊集約發展為城市居民生活帶來便利，同時也引發了一些心理健康危機。國家衛生健康委員會的統計數據顯示，截至2017年，中國居民精神疾病患病率已達17.5%①，而且城市居民通常精神疾病發生率更高，主要發作的精神疾病包括情緒障礙、焦慮癥、精神分裂癥、創傷后應激障礙和抑郁癥等[1]。研究表明，與自然環境接觸能有效提高居民心理健康水平，城市綠色空間如公園、社區綠地等不僅是居民休閑游憩的場所，更是有效提升居民心理健康的重要媒介[2]。

既往關于城市綠色空間對居民心理健康影響機制的研究已取得了豐富的成果，主要可分為2類：1）城市或區域尺度上綠地暴露對心理健康水平的影響機制[2]；2）場地或個人尺度上綠地特征對心理恢復的影響機制[3]。其中，主要的中介變量包括滿意度[4]、體力活動[5]、社會交往[6]等。城市綠色空間特征如可達性[7]、面積大小[8]、藍綠空間占比[9]、綠視率[10]、植被結構[11]、居住區植被覆蓋率[12]、公園綠化覆蓋率[13]等要素對居民心理恢復的影響已有諸多討論。而生物多樣性作為綠色空間的重要特征要素之一，是人類賴以生存的物質基礎，更是維持社會正常運轉的重要保障；但生物多樣性對城市居民心理健康的影響機制卻還未得到廣泛證實，甚至部分研究的結論并不一致。孟令爽等在生物多樣性對心理健康與福祉影響的系統綜述中指出：36項相關研究結果中，有27項明確了生物多樣性水平對心理健康與福祉的積極影響，而2項表明生物多樣性對心理健康的影響甚至是消極的[14]。

濱水綠地是城市區域與江河湖海等水域相接范圍內的綠地，處于水陸交錯帶，具有豐富的生物多樣性。此外，濱水綠地還具有其他綠色空間無法比擬的親水性，而這一特質也使得濱水綠地的心理恢復效益與單一綠色空間存在一定的差異[15]。因此，在生物多樣性保護作為國家乃至全球戰略的當下，進一步探討濱水綠地生物多樣性在提高居民健康福祉方面的潛力和具體作用機制具有重要意義。

1 生物多樣性影響心理健康的相關研究

已有研究表明，居民在生物多樣性水平更高的環境中更容易擺脫煩惱和壓力，并感到輕松與平靜[16]。其中，生物多樣性實際水平（actual biodiversity）和感知水平（perceived biodiversity）均已被證實與居民健康福祉密切相關[17]。生物多樣性對于心理健康的影響研究主要集中在宏觀和中微觀尺度。宏觀尺度下，部分研究探討區域或城市層面生物多樣性實際水平和自評心理健康或福祉之間的關系，并證實了環境中生物多樣性的實際水平與心理健康正相關[18-19]；中微觀尺度下，研究多聚焦于城市公園、郊野森林、社區綠地等場所，探討場地中生物多樣性水平對心理恢復（即瞬時的心理健康水平變化）的影響[14,20]。然而，中微觀尺度下城市綠色空間的恢復性效益既取決于客觀環境特征，也取決于個體的感知[21]，而生物多樣性感知水平即是受訪者在真實或模擬場地環境中對物種主觀感知的結果[22]。由于個體和生態學知識水平的參差，主觀評估的生物多樣性感知水平和客觀測量的生物多樣性實際水平可能存在差異[23]。而受訪者通過感知綠色空間的生物多樣性特征并獲得心理恢復效益的過程應是最直觀的受益方式[24]。因此，在中微觀尺度下探究生物多樣性對于心理恢復的作用機制時，將生物多樣性感知水平作為自變量更為合適[25]。也有學者發現，與生物多樣性實際水平相比，生物多樣性感知水平與健康福祉的相關性更強[22]，但生物多樣性感知相關的實證研究在國內還相對匱乏，其對于心理健康的具體作用機制還有待進一步探究[25]。

生物多樣性感知水平對于心理恢復的影響機制研究中，注意力恢復理論（attention restoration theory, ART）是被廣泛認可的重要依據之一[17]。該理論認為，在自然環境中度過一段時間可以恢復個人集中注意力的能力，從而提高處理信息和解決問題的能力和記憶力。迷人（fascination）、兼容（compatibility）、遠離（being away）、延展（extent）是感知恢復性（perceived restorativeness）的4個維度[26]：迷人是指能吸引受訪者的感知特征；兼容指該環境與受訪者的目的和傾向一致；遠離指受訪者感知自己能從需要集中注意力才能進行的精神活動中解脫出來；延展是指該空間豐富且足夠連貫，能持續給受訪者提供豐富的體驗感和思考[24]。而感知恢復性被認為是生物多樣性感知水平與健康福祉之間的中介變量之一[20]，有研究指出，感知的鳥類數量和鳥鳴聲的豐富程度能顯著促進受訪者的感知恢復性，從而實現心理健康的瞬時提升[27]，但目前相關實證研究數量較少，有待進一步探討。

多數研究從視覺維度探究城市綠色空間對居民心理恢復的影響，近年也有研究開始從視覺、聽覺、嗅覺等多感官維度入手進行探討[28]。例如，朱玉潔等利用20個森林公園環境視頻，通過控制聲音有無進行對比，發現視聽組合刺激促進心理恢復的能力均比單一視覺刺激強[29]。然而，探討多感官維度下生物多樣性感知水平對于心理恢復的影響機制研究較少。此外，針對多感官感知的研究多是通過模擬戶外環境，單純疊加多感官刺激以檢測受試者的心理恢復水平[29]。有研究將新鮮植物碎片揮發的氣味、視覺照片與鳥鳴音頻疊加，引導受試者通過VR技術實現多感官刺激，以檢驗心理恢復效果[30]。盡管這一方法嚴格控制了外部環境對受試者心理恢復的影響，但日常場景下“生物多樣性感知—獲得感知恢復性—實現心理恢復”的全過程始終發生在高異質性和復雜性的室外自然環境中[14]。因此，有必要進行室外場地實驗，以確保研究的真實性與科學性。

此外，現有研究多關注城市綠色空間的生物多樣性恢復效益，對于城市濱水空間卻關注甚少，濱水綠地作為城市重要綠色空間，含有豐富的景觀異質性和生物多樣性，具有實驗典型性和代表性，但目前尚不明晰大型城市濱水綠地生物多樣性感知對于心理恢復的影響機制與常規城市綠地存在何種差異。因此，本研究選取武漢百里長江生態廊道-城區段5片濱江綠地中的18個相對圍合的小型場地作為樣點，探討多維度感官下生物多樣性感知對心理恢復的影響機制，并進一步探究不同濱水條件下心理恢復的差異，以拓寬生物多樣性感知與居民心理健康福祉關系的內涵，為高密度建成區居民健康效益優化策略提供參考。

2 研究方法

2.1 研究區域概況

城市濱水空間作為水陸邊緣地段，長期面臨著城市發展和生態保護的雙重訴求。武漢百里長江生態廊道景觀營造工程是武漢市為保護長江沿線生態環境、營造綠色宜人濱水空間、實現高質量發展的城市大型濱水空間。該項目規劃范圍涵蓋長江岸線284 km，分為城區段、城郊段和農村段，其中城區段自白沙洲至天興洲，岸線長達80 km，貫通武漢市中心城區三環線內部江灘。作為高密度城市建成區內的典型濱水空間，城區段生態廊道不僅聯系著濱江的濕地和消落帶，還是城市居民與自然接觸最為便利的“窗口”，是武漢生態綠洲和居民活動熱點區域。本研究選擇漢口江灘、武昌江灘、漢陽江灘、青山江灘、洪山江灘5片濱江綠地中的18個樣點（圖1）。樣點區域邊長不超過30 m，生物多樣性較為豐富，有足夠數量的市民經過和停留。

圖1 研究區域及樣點位置示意Schematic diagram of research area and sample site location

2.2 數據來源與分析方法

2.2.1 問卷調查

本研究選擇相對獨立且小尺度的場地作為問卷發放點，能一定程度上避免人流、噪聲等外部環境影響。研究團隊成員于2022年8—9月工作日7：00—9：00和16：00—18：00對樣點內停留或經過的居民隨機進行問卷發放。為保證實驗對象的一致性，均通過詢問以確保受訪者為本地居民而非外來游客，并對該地具有一定的訪問頻率。

問卷包含個人基本屬性、生物多樣性感知、感知恢復性和心理恢復4個部分，各測量題項均采用李克特5級量表（表1）。其中，個人基本屬性包括年齡、性別、職業、受教育程度、收入，為了減少受訪者因生活經歷和親環境行為差異造成的感知偏差，還補充了受訪者與自然接觸的頻率[33]。此外，生物多樣性感知部分包括植物多樣性感知與鳥類多樣性感知兩個方面，盡管實際嘗試調查了昆蟲生物多樣性感知，但受訪者的個人偏好導致對于昆蟲的喜惡差別較大，所以后續實驗中放棄了這一部分。

表1 各測量量表具體題項[6,25,28,31-32]Tab.1 Specific items of each measurement scale[6,25,28,31-32]

2.2.2 結構方程模型

本研究以生物多樣性感知為自變量，感知恢復性為中介變量，心理恢復為因變量，性別、收入、年齡、受教育程度、與自然接觸頻率作為控制變量，利用Amos 27.0軟件建立結構方程模型（圖2）。采用最大似然估計法對測量模型擬合指標進行參數估計，綜合運用模型卡方/自由度NC值、RMSEA值、GFI、AGFI、NFI、TLI、IFI、CFI值對該結構方程模型擬合度進行檢驗。

圖2 生物多樣性感知、感知恢復性與心理恢復的作用研究框架Research framework of the role of perceived biodiversity,perceived restorativeness and mental restoration

為識別模型在不同群體之間是否存在差異性，并對比不同濱水條件的健康效益，以個人基本屬性特征和濱水空間典型特質作為分組依據進行多群組分析。濱水空間典型特質包括岸線可達性和水體可視性，岸線可達性由ArcGIS 10.6獲取的問卷發放點距長江江岸的距離表征，按照自然斷點法分為2組；水體可視性以問卷發放點能否看見水面為標準分組。在已有模型的基礎上建立多個多群組結構方程模型以檢驗差異，采取上文所述同樣參數標準，檢驗多群組結構方程模型擬合度。

3 結果與討論

3.1 問卷結果統計

研究團隊共發放問卷447份，回收有效問卷437份，有效回收率為97.76%。受訪者男女比例較均衡，年齡層次分布較合理，社會經濟背景覆蓋面廣，具有較好的代表性。18個樣點特征較為鮮明，各樣點生物多樣性感知水平具有一定程度差異（圖3）。

圖3 各樣點實景圖及生物多樣性感知得分Real photoes of each sample site and their score in perceived biodiversity

根據信效度檢驗結果，Cronbach’s α 值＞0.800，KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）度量檢驗值＞0.800，Bartlett’s 球形檢驗值顯著（Sig值=0＜0.001），說明問卷具有良好的信度和效度。

3.2 模型擬合度檢驗

初始模型擬合優度指標未達到最優（圖4），參考模型修正指數值（modification index, MI）進行修正。修正后模型各項指標都在可接受范圍內，模型對樣本數據的解釋較為理想（圖5，表2），以修正后模型為基礎的多群組結構方程模型擬合度也均在可接受范圍內。

表2 結構方程模型擬合度結果Tab.2 Fitting results of structural equation model

圖4 未修正的結構方程模型Uncorrected structural equation model

圖5 修正后的結構方程模型Corrected structural equation model

3.3 結構方程模型結果

3.3.1 生物多樣性感知對感知恢復性和心理恢復的影響

結構方程模型路徑分析結果表明，生物多樣性感知對于感知恢復性和心理恢復具有正向影響，而感知恢復性對心理恢復也存在顯著正向影響（圖6）。植物多樣性感知對于心理恢復具有顯著正向影響（p=0.015＜0.05），這與前人的研究結論一致[34]。個體在環境中感知到更豐富的植物種類，更有助于與自然親近和互動，實現恢復性體驗[35]。本研究發現，植物多樣性感知的3個維度存在一定差異，植物物種多樣性（得分3.66，路徑系數0.820）和植物顏色多樣性（得分3.20，路徑系數0.780）的平均感知水平及其對心理恢復的促進作用更強，這是因為視覺感知是人類了解戶外環境最基本的感知狀態，故個體對于植物多樣性的感知維度下，視覺占據重要主導地位[36]。因此視覺感知也被認為是個體在環境中實現恢復性體驗最重要的感官維度[37]，如人們在散步時，視覺感知到路旁灌木多樣化，會感到更加放松[34]。而在視覺感知植物組合景觀時，人們會更喜愛多種色彩搭配的植物景觀（如黃色和綠色），因為植物的色彩變化會使人感到心情輕松和愉悅[38]。而植物氣味多樣性（得分2.67，路徑系數0.694）的平均感知水平及其對于心理恢復的影響程度相對較小，實際上個體嗅覺感知的植物芳香氣味也能夠緩解壓力，使人身心舒暢[39]。但植物芳香氣味也可能出現負面效應，如當牡丹的香氣和其他植物氣味混合時，可能會令人感覺不太愉快[40]。

圖6 生物多樣性感知、感知恢復性、心理恢復結構方程模型的標準化路徑系數估計值Estimated values of coefficients for standardized paths of SEM model for perceived biodiversity, perceived restorativeness and mental restoration

鳥類多樣性感知也能顯著促進感知恢復性（p＜0.05），但其與心理恢復之間沒有顯著相關關系。這與多數研究認為的鳥類多樣性促進心理健康與福祉相矛盾[14]，這可能是鳥類多樣性的衡量指標及地域空間不同所造成的[20]。受訪者對于場地中鳥類物種多樣性、鳥類聲音多樣性、鳥類顏色多樣性3個維度的平均感知水平得分相近（2.99、2.74、2.53），通過恢復注意力促進心理恢復的能力也相近（0.842、0.839、0.820）。這說明鳥類多樣性感知的途徑及影響心理恢復的機制較植物不同，受訪者對于鳥類的感知兼顧視覺與聽覺。盡管視覺是個體感知外部環境的主要方式，如觀察到天鵝、白鴿等鳥類時能夠明顯緩解精神壓力[41]，但鳥類作為野生動物，在城市中的可見度有限，所以個體對鳥類的識別很大程度依賴于鳥鳴聲[42]。鳥鳴聲已經被證實與個體健康與福祉正相關，尤其是在城市地區，鳥類的聲音是遠離工作并親近自然的象征，這種較為新奇的聽覺刺激會使得人們對繁忙的工作產生遠離感，有助于實現注意力的恢復[42]。

3.3.2 感知恢復性的中介作用

筆者基于bootstrap法[43]重復抽樣5 000次，進行95%置信區間自舉分析檢驗中介效應。結果表明植物多樣性感知與鳥類多樣性感知的中介效應均顯著（不包含0，表3）。

表3 中介效應的自舉分析Tab.3 Bootstrap analysis of mediating effect

中介效應分析表明，植物多樣性感知和鳥類多樣性感知促進心理恢復這一過程可以由感知恢復性進行介導，這證實了前人的研究結論[20]。擁有更多種類和色彩植物搭配的綠色空間通常會帶來更高的視覺豐富性，這會提升注意力恢復水平，從而實現心理恢復[44]。而鳥類因為其美學價值及生態效益，通常受到人們喜愛，也會給人帶來積極影響。人們在環境中步行或停留的時候，如果感知到更高的鳥類多樣性水平，可能會受到吸引與刺激，主觀上認為自己與環境融為一體的感覺更加強烈，從而改善情緒[45]。

3.3.3 不同受訪群體及濱水條件的對比分析

多群組結構方程分析結果表明不同受訪群體之間具有一定差異，不同濱水條件的健康效益也存在區別：如女性和自然接觸頻率更高者的植物多樣性感知恢復效益更為明顯，但各項差異均不顯著；岸線可達性越低，其鳥類多樣性感知對于感知恢復性的影響程度越高（β1=0.269；β2=0.030），而該差異在p＜0.05水平上顯著（|Δt|=2.068＞1.96，表4）。

表4 多群組分析路徑系數Tab.4 Coefficients for multi-cluster analysis paths

當受訪者處于距江岸更遠的場地時，其鳥類多樣性感知對感知恢復性存在顯著正向影響，當受訪者逐漸靠近江岸，這一正向影響則趨向消失。有研究指出，與水源的距離與鳥類多樣性之間多呈負相關[46]，這與本研究結果一致。研究區域由于防洪需求，近水區域多為裸露的堤壩或低矮的草坪，難以吸引鳥類停留，這使得離江岸越遠，鳥類多樣性越高，受訪者的鳥類多樣性感知也更高。并且，更豐富的喬木組成結構也會吸引鳥類棲息[47]，而距江岸更遠的場地存在更多樣的喬灌草群落，因此受訪者會在這些場地獲得更高的恢復性體驗。此外，濱水空間雖然已被證實能促進恢復性效益，但其安全性也會影響居民的空間感知體驗。安全性應是濱水空間提供恢復效益的必要前提，安全感更弱的場地，其恢復性效益更低[27]。在本研究區域中，部分濱水綠地缺乏安全設施，這可能導致居民在靠近水體的過程中產生不安全感，降低鳥類多樣性感知的恢復效益。

4 綠地空間優化策略與建議

本研究基于武漢百里長江生態廊道-城區段這一大型濱水綠地，探討了生物多樣性感知對于居民心理恢復的影響機制。研究發現：植物和鳥類多樣性感知均可以顯著促進居民心理恢復，且這一過程中感知恢復性可以作為中介。植物多樣性感知集中在視覺維度，而鳥類多樣性感知兼顧視覺與聽覺2個維度。此外，離岸距離越遠，居民鳥類多樣性感知的恢復效益越強，這為后續公園城市建設和綠色濱水空間優化提供了一定的理論基礎?；谘芯拷Y果，筆者從以下4個方面對武漢百里長江生態廊道-城區段綠地空間優化提供策略與建議。

1）提升綠地景觀異質性并優化整體空間布局?，F有研究表明，景觀異質性既與生物多樣性感知正相關，也更易被人識別，在后續空間優化中，可以通過在綠地中營造更豐富的林地、灌叢、草坪、水體等各種土地覆被混合模式以提升景觀異質性[48]。此外，研究案例地位于武漢市中心城區內，毗鄰沿江大道、臨江大道等車流量集聚的主干道，為避免噪聲影響鳥類聲音多樣性感知，可以在綠地內部設置專用騎行道，減少機動車噪聲，并在綠地外圍設置隔音綠籬以減緩人工噪聲[46]。

2）增設植被種類、數量，優化植被層次結構及考慮不同高度組合。首先，增加場地中的植物豐富度是提升植物多樣性感知的必要措施，而更多樣化的喬木種植也會更加吸引鳥類停留[20]。其次，有研究表明草地的花卉多樣性可以增加昆蟲多樣性，使得人們生物多樣性感知水平更高[49]，所以在草坪植物配置中應盡量選擇多種草本開花植物組合，增加場地色彩豐富程度，同時考慮四季觀花觀葉植物的搭配[33]。再次，鄉土植物通常更易被人們識別，在廊道濱水空間的建設中可以增設石楠、馬尾松、樟樹等武漢市鄉土植物比例，從而實現更高水平的生物多樣性感知[23]。最后，可以選擇黃刺玫等食源植物吸引鳥類冬季覓食[50]，也可選擇高度優勢明顯的植被，并增設植物豎向層次豐富度，以吸引鳥類在高大樹木的樹冠頂層停留且免受人類干擾[51]。

3）增設恢復性濱水設施并加強綠地空間安全管理。由于不同濱水條件對于居民恢復性效益存在顯著差異，在距岸線更遠的場地，居民生物鳥類多樣性感知的感知恢復效益更為明顯，因此需要在江岸合理添設具有恢復性效益的濱水要素（如親水平臺）并加強濱水空間安全管理[52]。此外，研究區域作為沿江濱水綠地，基于近水區位的防洪需求，濱水河岸本就設置了一定寬度的護坡?？赏ㄟ^間種植物層代替現有石質堤壩，既保持了對長江水流的緩沖作用，又能進一步吸引江邊鳥類停留[53]。并可采用分級階梯式駁岸，提供不同高度的觀景點，便于觀測岸邊水鳥，也可增加長江水面的可見度[54]，營造舒適的觀景環境。此外，在親水平臺設計中，近水空間區域的橋上空間、駁岸等親水性設施需增設臨時性護欄等，提升與水體互動的安全性，從而提升恢復性效益。

5 結論與不足

本研究為高密度建成環境濱水綠地品質優化提供了新的視角，也對提升城市居民健康與福祉具有重要科學意義。但本研究仍然有一些局限性。首先，本研究在室外自然環境中開展，盡管控制了一些場地要素，仍不可避免地受到溫度、噪聲等影響；其次，選取的植物和鳥類多樣性難以反映場地全部生物多樣性水平，未來有望補充對于昆蟲等重要物種的感知實證研究；最后，本研究僅采取了單一橫斷面的實驗，由于自然環境的高復雜性，有必要進一步關注縱向時間序列上的分析，未來多時空尺度上的研究是剖析生物多樣性對于心理健康作用機制的必要條件。

致謝(Acknowledgements):

感謝禹佳寧、曲子涵、王蘊涵、劉雅琪、司書語、彭瀟、代海龍、周瑜8位同學在此次課題問卷發放與訪談中的貢獻。

① 數據來源于2018年5月國家衛健委統計數據：www.nhc.gov.cn/wjw/sjcx/sjcx.shtml。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制，其中圖1底圖來自2023年高德衛星影像圖。