研究表明，绿地暴露（接触）对人的生理和心理健康均有益处，但绿地暴露能带来哪些好处？绿地暴露多久对健康有益？以及如何在有限时间内最大化绿地健康效益等问题人们并不清楚。
为此，复旦大学环境科学与工程系研究员余兆武团队在大量实验基础上，提出“暴露生态学”理论框架来系统理解生态暴露对健康的影响，并设计出定量绿地暴露生理健康效率阈值和效益阈值的模型和方法，回答了在绿地暴露多久能显著改善健康状况等问题。相关研究可提供个人健康指导，也能为城市健康韧性规划提供科学依据。近日，相关研究在《科学》伙伴期刊《生态系统健康与可持续性》和《景观与城市规划》等杂志发表。
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暴露生态学“研究框架”。受访者供图
“上游”健康更应关注
“生态环境与健康领域的研究已逐渐从聚焦环境污染物、环境暴露对健康负面效应，发展到关注自然（城市）生态系统提供生态暴露积极健康效应的范式转变。”余兆武告诉《中国科学报》。
余兆武解释说，健康其实像一条河流一样，过去人们关注的重点是“下游”和“中游”健康，即针对具体疾病（下游），环境污染物、环境暴露（中游）的研究，而自然生态系统关乎“上游”健康。
“我们现在研究生态暴露对健康的影响，提出暴露生态学理论，是希望从‘上游’来认识和解决健康问题。”余兆武说，“然而，目前仍缺乏一个整合自然生态系统、生态暴露和健康之间关系的统一框架。”
脑电图显示，绿地暴露通常可以增加大脑中的α波活动，同时减少β波活动。α波和心情愉快、放松的状态有关，而β波活动增加则意味着人们紧处于紧张、焦虑之中。此外，其他生理指标的变化同样可以反应绿地暴露对生理健康的作用。例如，在通常情况下，绿地暴露可以使心率降低，这反映出心脏负荷减轻，自主神经系统更平衡；皮肤电活动降低表明压力水平的降低和情绪稳定性的提升；肌电图记录中的电活动减少则表明肌肉紧张度降低，放松感增强。
“这些生理指标的综合变化表明，绿地暴露能通过多种途径促进身体心理健康全面改善。”余兆武说，“在心理健康方面，心理指标的衡量通常会使用自测幸福指数、感知恢复量表、注意力水平测定、正负情绪量表等常见心理量表。”
绿地暴露不仅可以有效改善个体的紧张、焦虑、愤怒和疲劳等消极情绪，还可以提升兴奋、活力等积极情绪，通过促进社会交往，增强整体的幸福感，在全面提升心理健康方面发挥着关键作用。
“然而，当前城市化进程的加剧，导致城市绿地减少且空间分布不均衡，减少居民进行绿地暴露的机会，进而引发一系列生态和环境问题。”余兆武说，“随着现代生活节奏的加快，人们接触绿地的时间也越来越少。因此，有必要研究如何在有限时间内最大化绿地暴露的健康益处。”
探究“剂量”问题
为定量研究绿地接触的生理健康效应，余兆武等人提出一种定量化绿地暴露生理健康效应阈值模型，在一定水平和条件下对绿地接触健康效应的可能性和程度进行评估。
此前的研究表明，短时间内接触绿地可以迅速改善心理健康，但随着时间的推移，健康益处可能保持稳定或呈下降趋势。进一步评估发现，绿地健康效益的剂量-反应曲线并非线性的。也就是说，随着绿地暴露剂量的增加，效益并不以固定的比例增加或减少。
“总体而言，绿地暴露的健康益处通常随‘剂量’的增加而增加，但达到某一点后就趋于稳定或下降。”余兆武解释说，“因此，找到这一关键点就显得非常必要。”
2022年，余兆武团队选择春季（3月）和夏季（6月）两个有明显气候特征的时段，在西北农林科技大学南校区一处典型林下绿地下进行实验。
实验将志愿者分为睁眼和蒙眼条件两组，通过一个三阶段实验来验证生理健康效益阈值模型的适用性。在第一阶段，参与者需要填写基础调查问卷，随后佩戴一种便携式脑电仪；第二阶段完成4分钟压力测试；在第三阶段要完成26分钟绿地暴露（睁眼组通过取景器观察绿地，蒙眼组则需佩戴眼罩）。与此同时，研究人员还收集了志愿者周边的空气温度、相对湿度、风速和热应激指数等数据。
12分钟效益最佳
实验完成后，研究人员对59名参与者的实验数据分析发现，他们设计的绿地生理健康效应阈值模型适用于不同的实验组和季节。同时，实验结果还受气象因素等多种因素的影响。
数据显示，在实验的典型绿地暴露4分钟，可以达到生理健康效益的效率阈值，如果暴露12分钟，即可达到效益阈值。
“也就是说，4分钟即可达到生理指标恢复点，要将这种效果持续下去，则需要12分钟趋于稳定。”余兆武补充道，“这表明绿地生理健康效益的阈值可以在短时间内实现。”
“此外，不同气象因素，如温度、湿度、风速和热应激指数，以及个人基本特征，如专业背景，都可能影响绿地暴露对生理健康效益的作用。”该团队成员之一、姚希晗补充说。
这项研究中，团队提出生理健康效益阈值模型提供了绿地暴露最佳剂量的定量评估，为确定更针对性和高效的绿地暴露方式提供了系统性科学性的方法。此外，研究人员构建了一个基于“现实-虚拟”维度和“主体-客体”视角探讨居民绿地暴露生理健康效益阈值的概念性框架。
“‘主体’阈值指居民暴露时间和频率的阈值，而‘客体’阈值指绿地组成和配置的阈值。”余兆武解释说，“从‘主体’角度分析‘现实-虚拟’维度有助于制定个体最佳暴露的公共卫生指南，而‘客体’维度与视角可以为绿地规划提供科学依据的建议。”
审稿人认为，该研究不仅考察了绿色空间与生理健康之间的剂量-反应关系，还研究了阈值效应及包括人口统计特征和气候因素在内的多种影响因素。“量化了绿地暴露对生理健康效益的阈值效应，并提供了充分的数据，对该领域做出了原创性贡献”。
相关论文信息：https://doi.org/10.34133/ehs.0165
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2023.104917
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