突發(fā)公共衛(wèi)生事件下社區(qū)環(huán)境的非線性心理影響研究

董禹 秦椿棚 董慰 曾爾力

1 研究背景

2020年初，新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019, COVID-19）疫情迅速擴散，全國多個城市相繼啟動重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級響應。在疫情嚴格管控和長時間居家隔離的情況下，公眾的身心健康均受到不同程度的影響。

面對突發(fā)公共衛(wèi)生事件，公眾表現(xiàn)出明顯的心理壓力（psychological stress）[1]1。心理壓力是個體在環(huán)境因素刺激下，由于應對力和客觀要求不平衡所產(chǎn)生的一種適應環(huán)境的緊張狀態(tài)[2]1。過度壓力帶來的焦慮、抑郁和恐懼等負面情緒不僅會引發(fā)創(chuàng)傷后應激障礙（post-traumatic stress disorder, PTSD）等心理疾病[3]，還會引起居民異常行為，不利于基層防疫工作開展[4]。此外，長時間的壓力過度可能會導致疫情后大規(guī)模心理疾病的暴發(fā)[2]1。

已有研究表明突發(fā)公共衛(wèi)生事件下居民心理壓力與性別、職業(yè)、受教育程度等個體特征相關(guān)[5-6]，疫情下信息暴露程度會增大居民心理壓力與負面情緒[7]，社會支持是降低居民心理壓力的重要因素[1]4。然而此類研究大多集中在公共衛(wèi)生與心理學相關(guān)領(lǐng)域，對社區(qū)層面環(huán)境因素的討論將會是其有益的補充。

社區(qū)環(huán)境包括建成環(huán)境和社會環(huán)境2個方面[8-9]。建成環(huán)境中，公園綠地和開放空間作為居民體力活動和社會交往的場所，有助于緩解居民心理壓力[10]72,[11-12]。設施布置[13-15]、居住密度[16]、混合度[17-18]、噪聲[19]等被證明與居民心理健康有密切關(guān)系。社會環(huán)境中，社會資本[20-21]、鄰里交往[10]77、社區(qū)安全[22]等因素與居民心理健康相關(guān)?，F(xiàn)有研究主要針對日常情況，而在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中社區(qū)管理措施收緊、居民行為模式變化等情形下，社區(qū)環(huán)境如何影響居民心理壓力仍缺乏研究。

研究方法方面，Galster通過研究證明非線性關(guān)系普遍存在于社區(qū)層面，這與社區(qū)對個體的影響和管理決策等因素有關(guān)[23-24]。在滿意度、個體行為等領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了非線性的影響關(guān)系[25-27]，而在心理健康方面尚沒有研究證明非線性關(guān)系的存在。心理健康受個體特征與主觀因素的調(diào)節(jié)會在某些情況下表現(xiàn)出較為復雜的影響機制，而非簡單的線性關(guān)系。研究非線性影響的模式、機制和變化閾值等，對于環(huán)境干預和規(guī)劃管理決策具有重要意義。

綜上所述，本研究使用疫情期間全國范圍網(wǎng)絡問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，依據(jù)調(diào)查對象所在小區(qū)封閉管制時間進行分組，采用線性模型與非線性模型進行對比分析，在控制疫情對居民日常活動限制的情況下，研究疫情期間社區(qū)環(huán)境對居民心理壓力的影響及其在不同封閉管制時間下的差異，并對可能存在的非線性影響特征進行討論。通過對比2類方法在社區(qū)環(huán)境研究中的不同，為更深入的實證研究提供方法上的參考，同時為社區(qū)應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的規(guī)劃管理措施提出建議。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究框架與指標選取

本研究主要針對居民感知到的環(huán)境特征進行調(diào)查研究，在綜合以往文獻的基礎上，通過對少數(shù)居民進行訪談的方式了解其心理壓力可能的影響因素，加入了疫情對居民各方面日常活動的限制作為控制變量，同時根據(jù)疫情的現(xiàn)實情況將環(huán)境變量中的醫(yī)療服務相關(guān)設施與防疫管理進行細化。最終形成本研究的指標體系（表1，不包括個人屬性變量及分組變量）。

表1 模型指標設置及描述性統(tǒng)計量Tab. 1 Model indicator setting and descriptive statistics

在同一時間各地疫情發(fā)展態(tài)勢不同，而這會通過社會環(huán)境、管制措施、心理適應等多方面導致影響心理狀態(tài)的因素不盡相同[28]，不考慮疫情發(fā)展階段可能會忽視這些差異。本研究假設社區(qū)采取封閉管制的時間間接體現(xiàn)了疫情發(fā)展態(tài)勢。通過詢問受訪者所在社區(qū)采取封閉式管制的持續(xù)時間，以0 d和14 d（隔離篩查的一般周期）為間斷點，將樣本分為“未采取管制”“1～14 d”“14 d以上”3組，分別建模研究不同管制時間下居民心理壓力的影響因素。

心理壓力與焦慮、抑郁有密切的聯(lián)系與共病性[29]，疫情蔓延期間焦慮是心理壓力的主要表現(xiàn)[30]。研究選取廣泛性焦慮量表GAD-7用于心理壓力的測度。GAD-7是由Spitzer等開發(fā)的7條目量表[31]，信度較好，Cronbach’sα系數(shù)為0.90，重測信度為0.83，在國內(nèi)被推廣應用[32]。它采用0（完全不會）～3（幾乎每天）級評分，總分范圍0～21分。除個體屬性、管制時間、城市感染比例、城市感染密度、心理壓力以外的變量都采用李克特五級量表進行測度。

2.2 研究對象與數(shù)據(jù)收集

在2020年3月1—5日期間通過問卷星網(wǎng)絡問卷平臺在全國范圍內(nèi)發(fā)放問卷，樣本選取標準為年齡大于12歲、擁有智能手機且愿意配合答題的居民。采用滾雪球抽樣方法，通過社交網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到各類微信群中，由微信群好友自愿匿名參加調(diào)查。共發(fā)放問卷2 000份，其中部分問卷由于填答無效或位置信息缺失被剔除，有效問卷1 876份，有效率93.8%。調(diào)查地區(qū)涉及全國190個城市，樣本分布較為廣泛，受限于發(fā)放途徑在黑龍江與四川、重慶地區(qū)存在過度抽樣，但這些地區(qū)在受調(diào)查期間都為中風險地區(qū)，具有一定的代表性。樣本具體的個人屬性分布（圖1）為：樣本年齡多集中在19～50歲之間，職業(yè)以學生和企、事業(yè)單位職員占較大部分，與防疫相關(guān)的職業(yè)和流動性較高的職業(yè)樣本較少。以上特征在3個分組中分布較為均衡。

1 分組樣本個人屬性分布Distribution of individual attributes of grouped samples

首先使用主成分分析對日?；顒酉拗啤⑽镔|(zhì)環(huán)境、社會環(huán)境3個大類下變量分別進行因子提取。KMO檢驗系數(shù)均大于0.6且通過Bartlett檢驗，累積貢獻率分別為62.53%、53.93%、68.14%。共提取了9個因子，為更好地解釋因子含義，根據(jù)對因子有較大貢獻（大于0.4）的變量分別命名為：社交限制、家庭限制、經(jīng)濟限制、空間質(zhì)量、便利設施、醫(yī)療服務、社區(qū)管理、人群風險、城市疫情（表2），對各因子含義進行解釋（表3）。

表2 主成分分析旋轉(zhuǎn)成分矩陣Tab. 2 Principal component analysis of rotating component matrix

表3 因子名稱及解釋Tab. 3 Factor names and explanation

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

本研究分別采用一般線性回歸與梯度提升決策樹（Gradient Boosting Decision Tree,GBDT）2種方法來檢驗社區(qū)環(huán)境對居民心理壓力的影響。GBDT是一種基于分類回歸決策樹的集成學習方法，用于整合多個決策樹的結(jié)果，通過多次迭代解釋預測值與真實值的殘差來最小化損失函數(shù)[33]。由于其較強的預測能力和對重要變量相對影響的識別，已在建成環(huán)境研究領(lǐng)域得到應用[34]109,[35]。GBDT方法不需要變量服從正態(tài)分布，可以容納具有缺失值的變量以及提供更準確的預測[34]110。更重要的是，它可以擬合自變量與因變量之間的非線性關(guān)系。其局限在于因其不屬于統(tǒng)計學方法，無法進行顯著性檢驗或得到系數(shù)的置信區(qū)間[26]73。

首先使用二者建模驗證封閉式管制時間不同的情況下居民心理壓力的影響因素，對比兩者結(jié)果的差異性，然后使用GBDT進一步探索單個因素影響的非線性特征以嘗試解釋二者的差異。

3 居民心理健康的影響因素分析

3.1 疫情下居民心理健康狀況

在有效問卷1 876份中，GAD-7得分均值為4.51，使用得分10分為間斷值篩選焦慮障礙者，得到調(diào)查中焦慮障礙的比例為11.8%，高于中國最近一次大規(guī)模流行病學調(diào)查中焦慮障礙的比例7.6%（95%置信區(qū)間：6.3～8.8）[36]?？紤]小區(qū)封閉管制時間進行分組之后，得到未采取管制組中得分均值為4.47，1～14 d組中均值為4.77，14 d以上組中均值為4.31。為檢測封閉管制時間對居民心理壓力的影響，使用分層回歸建立全樣本模型（表4），并將管制時間轉(zhuǎn)換為2個虛擬變量作為自變量，1～14 d為對照組。結(jié)果顯示管制時間總體上對居民心理壓力的影響顯著，且從管制初期到14 d以上居民心理壓力水平有顯著的降低。

表4 不同社區(qū)管制時間下變量的回歸系數(shù)Tab. 4 The regression coefficient of variables under different community lockdown time

3.2 線性回歸模型結(jié)果

使用一般線性回歸對不同社區(qū)管制時間分別建模計算（表4）。結(jié)果表明，對于個體特征而言，在14 d以上組中，女性相對男性心理壓力水平更高。對于活動限制與社區(qū)環(huán)境要素而言，未采取管制組中經(jīng)濟限制、社交限制具有正向影響，便利設施具有負向影響。1～14 d組中經(jīng)濟限制、社交限制、家庭限制、社區(qū)管理具有正向影響，空間質(zhì)量、便利設施具有負向影響。14 d以上組中經(jīng)濟限制、社交限制、家庭限制具有正向影響，便利設施、空間質(zhì)量、城市疫情具有負向影響。

橫向比較各組可以發(fā)現(xiàn)，社交限制與經(jīng)濟限制在14 d以上組中影響最大，說明此類影響隨著封閉管制時間的延長而增加。家庭限制與空間質(zhì)量在未采取管制組中不顯著，并且在1～14 d組中影響最大，可能因為長期居家情況下家庭內(nèi)部的協(xié)調(diào)和職能分配可以在一定程度上緩解疫情對家庭的影響。便利設施的影響在3個時期都顯著但在未采取管制組中影響最大。除此之外，社區(qū)管理只在1～14 d組中影響顯著，可能因為管制初期社區(qū)管理方式的改變使得居民感知更強烈。

3.3 梯度提升決策樹計算結(jié)果

使用GBDT對不同社區(qū)管制時間分別建模計算，使用偽R2作為模型性能指標[37]。GBDT使用相對影響來衡量自變量對因變量的影響程度，所有變量的相對影響之和為100%，研究各要素（未包括個體屬性）相對影響結(jié)果與模型參數(shù)（表5）。為表現(xiàn)不同管制時間下的變化趨勢對相對影響進行標準化（圖2），由于經(jīng)濟限制遠高于其他要素，為保證圖面表達未繪制在圖中。

表5 不同社區(qū)管制時間下變量的相對影響Tab. 5 The relative influence of variables under different community lockdown time

2 各要素相對影響（標準化）隨封閉管制時間變化The relative influence of each element changes with the lockdown time (standardization)

相對影響的結(jié)果顯示經(jīng)濟限制、社交限制、家庭限制的相對影響較大，且隨封閉管制時間增加而變大。除此之外，便利設施、城市疫情的相對影響隨封閉管制時間增加而變大，人群風險、空間質(zhì)量、社區(qū)管理的相對影響隨封閉管制時間增加而變小，醫(yī)療服務的相對影響隨封閉管制時間先變小然后變大。除便利設施因為隔離時間越長反而有更大的需求以外，大多數(shù)社區(qū)環(huán)境要素對居民心理壓力的影響會隨著封閉管理的時間延長而減弱，對物質(zhì)空間而言可能是因為隔離限制了居民的活動，導致無法享受到社區(qū)物質(zhì)環(huán)境；而社區(qū)管理、人群風險等社會環(huán)境要素則可能因為居民的適應而導致影響減弱。

3.4 模型結(jié)果比較

對比二者結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，線性模型的解釋度偏低，一方面?zhèn)€體心理健康主要受到個體內(nèi)在因素的影響，社區(qū)環(huán)境對其影響有限；另一方面考慮其他個體因素將會涉及更復雜的影響機制，這些內(nèi)容有待更深入的研究。然而在非線性模型中解釋度有了明顯的提高，說明考慮變量的非線性影響將提高對居民心理壓力的解釋能力。針對具體影響因素而言，活動限制因素在2種方法中都顯示出最主要的影響，不同在于線性模型中家庭限制的重要性相對較低。物質(zhì)環(huán)境因素中除醫(yī)療服務的影響表現(xiàn)相似外，空間質(zhì)量的影響在未采取管制組中非線性模型的結(jié)果高于線性模型。社會環(huán)境因素中社區(qū)管理與人群風險的影響在未采取管制組中非線性模型的結(jié)果明顯高于線性模型。筆者進一步使用GBDT的部分依賴圖研究各因素是否具有非線性影響的特征。

4 因素的非線性影響分析

4.1 日?；顒酉拗埔蛩氐姆蔷€性特征

部分依賴圖展現(xiàn)了在其他變量水平不變的情況下，因變量（縱坐標）隨自變量（橫坐標）的變化趨勢，曲線任意位置斜率為正、負、零分別代表自變量在此水平下對因變量的影響為正影響、負影響與沒有影響。由于無法完全解決對樣本數(shù)據(jù)的過擬合問題，所以在圖形中會出現(xiàn)許多小的波動，筆者在解釋結(jié)果時更加關(guān)注總體變化趨勢。社交限制、家庭限制、經(jīng)濟限制大體呈現(xiàn)線性變化趨勢，但也存在一些非線性特征（圖3）。在14 d以上組中，家庭限制與經(jīng)濟限制較之前2組都表現(xiàn)出只有高于某一水平才會有明顯的正影響，其原因可能是輕度的限制可以在一段時間內(nèi)適應，而嚴重的限制往往會造成持續(xù)的影響。

3 日?；顒酉拗埔貙π睦韷毫τ绊懙牟糠忠蕾噲DPartial dependence plots of the influence of activity limiting factors on psychological stress

4.2 物質(zhì)環(huán)境因素的非線性影響

社區(qū)物質(zhì)環(huán)境要素的影響表現(xiàn)出更多的非線性特征（圖4）。在未采取管制組中空間質(zhì)量先表現(xiàn)出負影響后在平均水平以上表現(xiàn)出正影響（圖4-1），而在14 d以上組中（圖4-3）平均水平以上影響更強，其可能的解釋是居住環(huán)境更好的居民對于社區(qū)是否采取合理的管制措施更加敏感。在1～14 d組與14 d以上組中，便利設施只有低于平均水平時才表現(xiàn)出明顯的負影響（圖4-5、4-6），說明疫情中更高的便利設施可達性可能會帶來更高的人流量，進而造成感染風險。在1～14 d和14 d以上組中（圖4-8、4-9）醫(yī)療服務在低水平下為負影響而在高水平下為正影響，與便利設施類似，居住地距離醫(yī)院、隔離點的距離過近會存在感染風險，進而產(chǎn)生心理壓力。

4 物質(zhì)環(huán)境因素對心理壓力影響的部分依賴圖Partial dependence plots of the influence of physical environmental factors on psychological stress

4.3 社會環(huán)境因素的非線性影響

對社會環(huán)境因素而言（圖5），在1～14 d組中社區(qū)管理先表現(xiàn)出正影響，而在平均水平以上表現(xiàn)出負影響（圖5-2），說明在社區(qū)采取管制措施初期，更嚴格的管理措施或許會讓居民認為疫情形勢嚴峻從而產(chǎn)生心理壓力。在未采取措施和1～14 d組中（圖5-4、5-5），人群風險在平均水平以下時表現(xiàn)出負影響，而在平均水平以上表現(xiàn)出正影響，可能的原因是觀察到完全沒有人群活動的情況更容易產(chǎn)生恐慌的情緒，這種情況在14 d以上組中因為適應等原因最終消失。對城市疫情來說，除1～14 d組（圖5-8）觀察到負向的線性變化以外，其余時間組都表現(xiàn)為波動。

5 社會環(huán)境因素對心理壓力影響的部分依賴圖Partial dependence plots of the influence of social environmental factors on psychological stress

綜合以上結(jié)果進行分析得出，社區(qū)環(huán)境因素中存在許多非線性影響特征，并且其主要的表現(xiàn)形式為在自變量高于和低于某一水平時其影響方向不同。在變量具有非線性影響的情況下，線性模型會低估其影響大小，如家庭限制、空間質(zhì)量、社區(qū)管理、便利設施、人群風險；而另一些情況下，變量的非線性影響特征會導致線性模型難以得到具有統(tǒng)計意義的結(jié)果，如家庭限制、空間質(zhì)量、醫(yī)療服務、人群風險。

5 結(jié)論與討論

1）本研究使用疫情期間全國范圍網(wǎng)絡問卷數(shù)據(jù)，研究社區(qū)環(huán)境對居民心理壓力的影響，及其在不同封閉管制時間下的變化趨勢。采用模型對比的思路比較了線性模型和非線性模型的結(jié)果，通過對非線性影響特征的分析探究了2個模型結(jié)果不同的原因，證明了社區(qū)環(huán)境研究中非線性影響的普遍性，并為后續(xù)研究提供了方法上的參考。研究得到了如下3個主要發(fā)現(xiàn)。

①不同管制時間下社區(qū)環(huán)境對于居民心理壓力的影響不同，多數(shù)社區(qū)環(huán)境因素的影響會隨管制時間的增加而變小，這可能與環(huán)境感知力降低與個體的壓力恢復有關(guān)。

②在具體環(huán)境因素的影響上非線性特征普遍存在，空間質(zhì)量在總體上表現(xiàn)出負影響，而便利設施、醫(yī)療服務、社區(qū)管理、人群風險在部分時期存在閾值效應。與空間位置有關(guān)的因素表明公共衛(wèi)生事件發(fā)生期間一些服務設施在一定距離內(nèi)會產(chǎn)生負向的外部效應。與社會環(huán)境有關(guān)的因素說明社區(qū)管制初期居民對于變化更敏感，過度的管理措施和異常的行為會對居民產(chǎn)生不利影響。

③在非線性研究方法上，GBDT可以擬合非線性影響得到更準確的結(jié)果，其解釋度也高于線性模型。在具有非線性特征的影響分析中，線性模型會低估變量的影響大小或造成變量不顯著。

2）綜合上述研究結(jié)論，對社區(qū)應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件提出建議。①在物質(zhì)環(huán)境層面，在住區(qū)規(guī)劃設計和疫情期間的環(huán)境維護過程中都需要保證高品質(zhì)的物質(zhì)環(huán)境，同時加強居民居家時對社區(qū)環(huán)境的可感知度。另外，需要控制社區(qū)與外部設施的關(guān)系，以防止特殊時期的負外部效應，例如，靠近大型商業(yè)設施以及醫(yī)療服務設施的社區(qū)應具備空間隔離的條件，以便在應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件時展開封閉管理。②在社區(qū)管理層面，特殊時期需要加強外來人員的篩查與出入管理，但同時在社區(qū)內(nèi)部允許必要的人員活動。另外，需要注重封閉式管制初期各種措施的實施力度和工作人員的管理態(tài)度，以免反應過度增加居民緊張感。

3）本研究也存在許多不足：①由于采用線上問卷的調(diào)研形式，樣本群體相對客觀人群分布存在一定的偏差，未來的研究需要區(qū)分不同的人群進行針對性的調(diào)查和研究；②本研究使用主觀環(huán)境感知數(shù)據(jù)并進行了因子分析導致識別的閾值沒有量綱，今后的研究可以使用客觀環(huán)境測度用以得到具有實際意義的變化閾值；③在影響因素的選取時淡化了部分與壓力直接相關(guān)的因素，未來的研究可以進一步探討其中存在的影響機制。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制。