城市綠地霧霾對老年人行為決策與身心健康的影響

楊冰慧,陳 燁

東南大學建筑學院,南京 210096

《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》中明確提出健康老齡化,“建立健全環(huán)境與健康監(jiān)測、調查和風險評估制度”、“開展環(huán)境污染對人群健康影響的評價”。一直以來,南京市高度重視霧霾治理,2020年南京環(huán)境質量公報顯示,PM2.5年均值31.3μg/m3,同比下降21.4%。但與WHO制定的年均濃度準則值(10μg/m3)、美日年均濃度標準(15μg/m3)仍然差距較大。當前醫(yī)學研究證明,霧霾中PM2.5成分是對人體傷害最大的物質[1],其濃度越高,越容易誘發(fā)呼吸系統(tǒng)病癥、心血管病[2]、胃腸道不良影響[3]和癌癥[4]等,甚至與人抑郁指數呈顯著正相關[5]。此外,其他學科對PM2.5的研究還涉及源解析[6],變化規(guī)律[7],氣象因素的影響[8],土地利用的影響[9],濃度擴散模擬[10],植被對顆粒物的緩解作用[11]等方面。

快速城市化發(fā)展導致城市綠地破碎化嚴重,分散的小規(guī)模綠地已成為高密度中心城區(qū)居民戶外活動的重要場地。作為綠地中的主要使用人群,相較室內,老年人更傾向在自然環(huán)境中活動[12]。綠地已成為家庭、工作場所之外,老年人進行社交鍛煉的“第三場所”[13],能夠促進其身心和社交體驗,提升其整體幸福感[14]。公園綠地中的個體活動類型通?？梢苑譃轶w力型和社交型兩大類,對身心健康各有側重。當前大部分學者聚焦前者,公園能通過促進體力活動的頻率、時長及水平降低患肥胖、心血管病的可能性[15]；社交型活動有益于心理健康,如聊天、下棋等兩人及以上的社會性活動[16],能使人愉悅、緩解工作壓力等[17]。

此外,綠地能通過減少空氣污染改善居民健康的觀點已成為景觀領域學者的共識[18]。針對城市綠地,學者們多從不同尺度探討顆粒物的時空分布規(guī)律、影響因子以及消減的作用機理等[19]。由于動態(tài)的氣象條件、不均勻的地表性質、排放源的不均勻分布、地形和其他人類活動,PM濃度在時間和空間上有很大差異[20],并且綠地對PM2.5的削減在不同地點的效果也不相近[21]。綜合比較城市公園、學校、居住區(qū)內的多個綠地小場所,發(fā)現地點、時間對PM2.5的濃度有極其顯著的影響[22]。即使在一個公園中,不同景觀要素構成的小場地的PM2.5濃度也存在顯著差異且存在時間變化[23]。在影響顆粒物濃度的環(huán)境因子方面,綠地中的綠化覆蓋率、天空可視因子、植物綠量、植物群落結構、種植密度、郁閉度、配置模式、綠地面積、冠層容積蓋度、植物多樣性等與顆粒物濃度直接相關[24]。植物群落中不同垂直高度的PM2.5濃度存在差異[25]。并且,綠地植被對顆粒物濃度的影響也取決于交通密度、污染源位置[26]。氣象參數,如降水、降雪、風速風向、溫度、濕度等,是影響顆粒物濃度的又一重要因素,且對不同粒徑的顆粒物作用不同[11]。最終,綠地的PM2.5濃度通過植物個體的微觀結構和群落生態(tài)系統(tǒng)的沉降、阻滯、吸附作用和一系列動態(tài)復雜的過程得到消減[27]。

以上研究聚焦霧霾暴露對人們健康的影響,霧霾在場地中的時空分布規(guī)律、消減機制等,以及老年人在綠地中活動健康效益,在綠地霧霾對老年人的行為決策以及身心狀態(tài)的影響方面尚有欠缺。目前,根據官方氣象數據,城市綠地存在不同程度的霧霾(以南京市為例),而老年人又存在認知功能退化,對新生事物的關注程度不足、基于新知識的感知和判斷能力不足等問題。因此,綠地中的霧霾對老年人的出行決策和身心狀態(tài)的影響不容忽視。

基于以上問題,本文從出行決策的角度,探索了綠地暴露與霧霾暴露對老年人群的行為與心理的雙重影響機制。通過老年人對于綠地中霧霾的感知程度的研究,彌補了以往研究對于綠地中霧霾與人群活動聯系不足的問題。本研究綜合考慮污染源的位置、城市河流和氣象條件等環(huán)境影響因素,通過綠地特征要素、與城市主干道的距離差異等篩選了高密度中心城區(qū)小規(guī)模、分散且受人歡迎的多個典型綠地空間。過程中采用實測循證,問卷訪談等方法,并運用相關統(tǒng)計學軟件進行定量分析,旨在探索并構建綠地暴露與霧霾暴露對老年人出行決策和身心健康的正負影響的研究基礎,推動健康老齡化舉措和景觀環(huán)境的適老性優(yōu)化。

1 研究方法

研究通過結構性問卷訪談、實測循證實驗,結合不同場地的實測數據量化分析PM2.5對老年人出行決策和身心狀態(tài)的影響程度(圖1)。其中,我國一般女性職工在50歲退休,也成為公園綠地的主要使用者[28—29],因此本研究將老年對象定為年齡在50歲及以上的人群。

圖1 研究路徑Fig.1 Research path

1.1 研究地點-綠地和場所的選擇

調研發(fā)現南京秦淮河沿線有大量高密度老舊居住區(qū),且沿線公園綠地中有大量老年人群?？紤]到城市主干道是主要粉塵來源,同時為了避免單一類型綠地可能存在的PM2.5差異不明顯的問題,本研究綜合分析場地物理環(huán)境特征差異、老年人群的環(huán)境偏好和與同一條城市主干道的垂直距離,由近及遠選擇了位于城市主干道及秦淮河之間的四個典型城市綠地,包含一個鄰近街道的城市廣場A、介與城市街道與河流之間的小型綠地B、濱水綠地C和濱水城市公園D。進一步,選取公園綠地中六處人流量較大、有典型活動發(fā)生的代表性場所作為觀測點。在規(guī)模較大的城市廣場A中選擇場地A1和A2,根據線性濱水公園的特征在D中選擇以硬質廣場為特征的D1及山水相間的場地D2,該山體高度約35m。六處場地具有活動的密集性和多樣性,綠地因子及污染源距離的差異性特征,且均為老年人群活動聚集區(qū)(表1、圖2)。

表1 場地描述與活動統(tǒng)計表Table 1 Site description and activity statistics

圖2 研究區(qū)位圖Fig.2 Research area map

1.2 調研時間的選擇

根據南京市氣象局近五年空氣監(jiān)測數據,選擇霧霾最嚴重的月份2020年12月到2021年1月展開調研。根據活動人群的穩(wěn)定時段,確定為8：00—11：30和13：30—16：30；實際測量時控制在30min之內依次連續(xù)采集6個觀察點的物理環(huán)境數據。

1.3 數據采集

研究共記錄了138次人群活動數據和同期的氣候環(huán)境數據。在測量環(huán)境數據的同時針對老年人群發(fā)放問卷。是基于當天空氣質量情況,選擇霧霾較嚴重的時候才進行發(fā)放,最終篩選了200份有效問卷。

1.3.1環(huán)境物理數據采集

本研究采用美國TSI公司的手持式粉塵儀(TSI-8534)檢測各場所的PM2.5濃度；使用手持式風杯式風速表(16025)測量平均風速和風向；使用德圖TESTO公司的溫濕度記錄儀(TESTO 175H1)實時記錄溫濕度。從參數的易獲取性、便捷性角度出發(fā),采用風景園林學科領域應用廣泛、綜合性高且能較好反映本研究場地舒適情況的陸鼎煌綜合舒適度公式[30]進行計算:

S=0.6(|T-24|)+0.07(|RH-70|)+0.5(|V-2|)

式中,S為綜合氣候舒適度指數,T為氣溫(℃),RH為相對濕度(%),V為風速(m/s)。

1.3.2主觀意愿數據采集

在場地觀察測量同時,展開結構式問卷訪談。問卷包括三個部分：基礎信息、霧霾影響、自我感受。第一部分包括受訪者的性別年齡等基本人口統(tǒng)計學信息及其在綠地的活動時長、出行距離等行為特征信息。第二部分關注輕微霧霾天對老年人去公園綠地的行為影響,如霧霾天是否選擇出行,原因為何；輕微霧霾天仍然去綠地活動的前提下,出行方式、時段等發(fā)生何種變化。第三部分采用李克特五級量表評估輕微霧霾天老年人在綠地活動的身心狀態(tài),包括生理、心理、社會三個層面；霧霾天對其出行的干擾程度；輕微霧霾天仍然選擇出行,各要素的吸引程度。第三部分的自評報告由兩級指標構成:一級指標包括生理、心理、社會健康的直接影響以及動機層面的間接影響,由相應二級指標取算術平均值得出,其中各單項指數等權看待;二級指標的單項指數,由各個觀測變量通過加權算數平均值得出。將每項二級指標值除以最高標度,再乘以100用百分制標注。

式中,Y表示二級指標指數,X表示一級指標指數,Si表示相應分值,mi表示分值對應人數,i=1,n≤5。

1.4 數據分析

對問卷結果和人群活動、物理環(huán)境數據進行描述性統(tǒng)計的基礎上,利用SPSS(v.25)對PM2.5濃度、舒適度、人群活動數據進行相關性和中介效應分析。相關性分析可以衡量兩個變量的關聯程度；中介效應指的是自變量X對因變量Y的影響是通過中介變量M實現的,用來分析產生X-Y關系的內部作用機制。中介效應的檢驗方法采用被廣泛采納的基于抽樣非正態(tài)分布的Bootstrap法。它具有較高的統(tǒng)計效力,直接檢驗乘積系數ab[31—32]。

2 結果與分析

2.1 描述性統(tǒng)計結果

2.1.1場地環(huán)境與行為數據

氣象局基站的采樣通常在高空進行,且為固定式裝置,其所測數據與本研究采用的專業(yè)級手持式粉塵儀(TSI-8534)在人視高度(1.5m)的實測數據有差異。實測數據針對人們活動的空間高度和范圍,通常高于官方氣象數據。這與公眾在日常生活中認為“空氣質量與氣象報道存在差異”的主觀感受一致,也與PM2.5濃度在植物群落中有豎向差異的結論相符[25]。

根據中國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的AQI技術規(guī)定(HJ633—2012)[33],當日PM2.5平均濃度≤75μg/m3時,空氣質量為優(yōu)和良；當75μg/m3115μg/m3時,為中度污染及以上。138份實測數據表明,70%以上的調研時段內,六個場地空氣質量均達中度污染及以上,說明城市綠地中霧霾現狀堪憂,對人體存在危害。另外,不同觀察點在同一測量時段的PM2.5濃度存在差異但并不明顯,更多表現在不同測量日期之間,如Day9和Day10(圖3)。對六個場所的測量數據取平均值,石頭城公園的兩個場所(D1、D2)PM2.5平均濃度最高,漢中門中央廣場(A2)最低(表2)。這與不同場地綠地特征要素(綠化覆蓋率、植被結構等)的不同以及測量期間氣象要素(溫濕度、風速等)的差異有關。

表2 PM2.5濃度統(tǒng)計表Table 2 Statistical table of PM2.5 concentration

圖3 場地PM2.5濃度真實值對比Fig.3 Comparison of real values of PM2.5 concentration

公園綠地的位置及格局差異使各觀察點的典型活動有所不同(表1)。A1和A2場所,老年人主要開展下棋打牌、交流閑坐等社交型活動；B和C場所中,老年人主要進行體力型活動,如打球、使用健身器材鍛煉等；而D1和D2場所中,老年人群社交型活動和體力型活動發(fā)生的比例都很高?？傮w而言,6個場所的社交型(65.8%)和體力型活動(58.5%)平均比例都超過一半,表明鍛煉身體和社會交往為促使老年人來公園綠地活動的主要原因。此外,還有觀賞、靜坐等其他活動。

2.1.2人群基礎信息

基于問卷數據歸納出200位受訪者的背景信息和出行特征(表3)。結果顯示調查對象男女比例接近,男性偏多(54%)；年齡主要在60—79歲之間,占比為67.5%。大部分受訪者均為本地人,且多獨自步行(87.5%)去公園綠地。在公園綠地的選擇上,37%的老年人不太在意步行距離(>15min),其次是5—10min步行范圍(24.5%)和5min步行范圍(21.5%)的綠地。77%的老年人活動時長在1—3小時。出行原因上,鍛煉活動的需求最高(94.5%),其次是自然環(huán)境的吸引(70%)、無目的性出行(54.5%)和會友交流(37.5%),無目的獨立出行的比例反映了前往綠地已成為老年人改善孤獨感的主要途徑。

表3 基礎信息統(tǒng)計表Table 3 Basic information statistics

2.1.3霧霾對城市綠地出行的影響

考慮到老年人的認知基礎,調研中將專業(yè)術語“霧霾、PM2.5”更換為“粉塵大霧、空氣污染”等老人容易理解的詞匯。問卷結果顯示,幾乎全部的老年人在霧霾天都想出門；其中一半以上的老人視程度做判斷,較差的空氣質量會在一定程度上削弱他們出門活動的欲望。訪談過程中了解到老人的認知大多根據視覺判斷,80%表示在近兩年基本沒遇到霧霾很嚴重的情況,這表明老人對霧霾的認知程度與實際情況有偏差。其次,對于霧霾天選擇出門(91.5%)或不出門(98.2%)的原因,起主導作用的要素都是鍛煉健身。在輕微霧霾天,多數會按照自己的作息習慣,不因霧霾改變出門時段(85%)、時長(76.5%)和距離(94.5%)；另有23.5%的老人會縮短出門時長,15%的老人會等霧霾散一點后再出門。訪談發(fā)現這部分老年人對霧霾散去的判斷就是等太陽出來,或是接近中午和下午,是一種經驗性的認知(表4)。

表4 霧霾影響統(tǒng)計表Table 4 Statistical table of haze impact

2.1.4自評報告

問卷最后一部分采用李克特五級量表收集老年人對霧霾于身心狀態(tài)影響程度的自我評估。將問題變量進行整合,綜合統(tǒng)計結果見圖4。霧霾主要危害老年人的社會健康(77.6),而對生理健康的負面影響最弱(86.7),尤其對身體健康產生危害的指標最不敏感(89.0)。換言之,霧霾主要通過降低老年人社會聯結感以及削弱綠地吸引力(61.8)間接影響老年人健康程度。但整體得分情況也反映出老年人對霧霾潛在的健康隱患不敏感,因此其出行決策受霧霾影響較小。

圖4 霧霾健康影響自評指標結構圖Fig.4 Structure chart of haze health impact self-evaluation index

在霧霾干擾人出行的程度上,覺得幾乎不干擾和干擾程度較小(1—2分)的老人比例占76.5%,大部分老人實際對霧霾不在乎。在輕微霧霾天仍然出門活動的情況下,84%的老人覺得霧霾對身體基本沒有負面影響(1—2分)。輕微霧霾天的前提下,吸引老年人出門的原因和程度見圖5：第一層次的原因是自然環(huán)境和公園可達性(平均分為2.80—2.92)、以及鍛煉健身(平均得分最高,4.49),表明老年人出行決策與環(huán)境及可達性關系較弱,以外出強身健體為主要目的。第二層次是無目的性去公園,平均得分為2.81,41%(4—5分)和49.5%(1—2分)的兩極分段表明了無目的下的隨機性。第三層次是會友等社交性活動,平均得分為2.44,眾數為1分(52.5%)。有32.5%的老年人覺得即使空氣較差,朋友的吸引力仍然更強(4—5分),說明涉及到多人的社交型活動受影響較大,反映了集體決策的效果。

圖5 影響要素自評柱狀圖Fig.5 Influence factors self-evaluation histogram

統(tǒng)計影響要素打分為4—5分的比例,將其與問卷第一部分非霧霾前提的吸引要素結果做對比。結果表明,霧霾天氣的有無對老年人出行吸引原因影響最大的是自然環(huán)境,輕微霧霾天仍被自然環(huán)境吸引而選擇出門的比例相較非霧霾天減少了29.5%,其次是無目的出行,減少了13.5%。這說明,霧霾主要通過降低老年人心中綠地自然環(huán)境質量以及削弱其出行的無意識來降低老年人去綠地活動的可能性,從而間接影響老年人身心狀態(tài)。在綠地活動過程中,主要通過降低社會聯結感來直接影響老年人身心狀態(tài)。

根據WHO(2020)的研究,健康涉及身體、精神和社會福祉三方面。自評報告最后一部分探究輕微霧霾天下,老人堅持去綠地活動后的精神感受。采用心情愉悅,緩解壓力,強健身體和社會聯結感4個指標進行評估,分別對應上述3個層面：強健身體和緩解壓力針對生理健康；心情愉悅針對個體心理健康；社會聯結感對應社會健康。結果表明,50%以上的老年人都為這4個指標打了5分,體現輕微霧霾對其在綠地活動的整體心理影響不大。其中,心情愉悅、緩解壓力和強健身體的平均分都高于4分,表明即使存在霧霾,綠地活動仍可提高大部分老年人生理、心理健康的自我評估水平(圖6)。霧霾危害與綠地正面影響的對比揭示老年人普遍低估了綠地霧霾,在對霧霾認知不斷增進的情況下,依然對綠地的健康效益具有信心。側面反映出健康老齡化舉措的緊迫性以及積極推動景觀環(huán)境的適老性優(yōu)化的重要意義。

圖6 心理影響自評柱狀圖Fig.6 Psychological influence self-evaluation histogram

2.2 相關性分析結果

依次對六個場地的PM2.5濃度和人數、活動類型、綜合舒適度做相關性分析。結果表明,在PM2.5和場地活動人數方面,僅C的PM2.5與人數有顯著的負相關性,影響程度高(r=0.541,P<0.01),即PM2.5濃度越高,場地內活動總人數越少。而其他場地的PM2.5和人數均無顯著相關性。在PM2.5和場地活動類型方面,A2的PM2.5濃度與體力型活動有顯著的正相關性,影響程度高(r=0.531,P<0.01),即PM2.5濃度越高,體力型活動比例越高。B的PM2.5與體力型活動占比有一定正相關,但關聯性不大,(r=0.484,P<0.05),即空氣污染越嚴重,人們進行健身鍛煉等體力型活動占比越高,這兩個結果側面反應人們對霧霾不敏感。在PM2.5和綜合舒適度方面,B、C、D1三個場所中,二者有一定程度的負相關性(-0.47≤r≤-0.43,P<0.05)(表5)。整體而言,PM2.5濃度與場地人群活動沒有顯著的相關性,但是與場地綜合舒適度呈顯著負相關性(r=-0.400,P<0.01),表明老年人對霧霾不敏感,霧霾對老年人出行決策影響不大。但是霧霾本身與場地物理氣象環(huán)境緊密相關,因此,采用中介效應模型進一步挖掘場地氣象環(huán)境在霧霾與人之間的關系。

表5 相關性分析結果統(tǒng)計表Table 5 Statistical table of correlation analysis results

2.3 中介效應分析結果

以PM2.5濃度為自變量,場地活動人數為因變量,綜合舒適度為中介變量進行中介效應分析(圖7、表6)。

圖7 綜合舒適度的中介效應模型Fig.7 Mediating effect model of comprehensive comfort

表6 中介效應檢驗結果Table 6 Mediating effect test results

結果發(fā)現,ab乘積項的95% CI(置信區(qū)間)不包含0,說明中介變量綜合舒適度在PM2.5影響人數的關系中具有顯著的中介效應。另外,ab(中介效應)與c′(直接效應)符號相反,直接效應和中介效應都顯著,說明綜合舒適度為部分中介變量。PM2.5對人數的總效應,等于直接效應-0.033加上間接效應0.015,總效應為-0.018,中介效應占比為83.3%。

3 討論

3.1 綠地中霧霾會對老年人的身心健康產生負面影響

138次實測數據中,對應時段PM2.5濃度達到優(yōu)良的平均比例僅為11.6%,六個場地的平均PM2.5濃度都在180μg/m3以上,按照環(huán)境空氣質量指數AQI規(guī)定(HJ633—2012),這個數值屬于重度污染。當PM2.5在150.5—250.4μg/m3時,空氣質量為非常不健康,心臟疾病患者、老年人和兒童應避免所有活動[33]。

同比狀態(tài)下,可參照的官方氣象數據與實測數據有差異,導致老年人并不能準確獲取生活中常去的公園綠地真實的空氣情況,而這些地點恰恰是他們長期暴露其中,活動聯系緊密的場所。此外,關于心情愉悅程度和社會聯結感的問卷調研顯示：有16%的老人表示霧霾天使其心情低落,19.5%的老年人表示霧霾使其孤單感加劇。這說明在老人能確認霧霾天的情況下,其對老人的心理健康也存在著負面影響。然而,霧霾危害與綠地活動正面影響的對比結果表明老年人群普遍低估了綠地霧霾的負面危害,側面反映健康老齡化舉措的緊迫性和積極推動景觀環(huán)境的適老性優(yōu)化的重要意義。

3.2 綠地中霧霾影響下的老年人出行的認知決策與綜合決策

研究發(fā)現,對霧霾的初步認知決策不影響老年人群的出行活動,綜合舒適度在霧霾對人出行影響中起到顯著的中介作用。大部分老年人對霧霾不敏感并缺乏對霧霾及其健康危害的正確認知,多是靠經驗性的視覺感知判斷。即使有部分老年人關心霧霾指數,常規(guī)渠道也難以獲得綠地中真實PM2.5數值。在實際調研過程中,還詢問了受訪者對于霧霾整體的認識,僅有6位表明對最近某天因霧霾感到身體不適,另僅有6位對霧霾有定量認知。

影響老年人出行決策的主要原因還來自活動類型及其對健康的影響力。有高達91.5%的老年人表示盡管有霧霾,也堅定地認為活動有益健康,出于需要仍選擇出門進行各類活動。以霧霾天為先決前提的情況下,可以認為老年人群去公園綠地的決策是基于綜合性的判斷：包括對霧霾的感知認知程度、各種活動的強大影響力和其他如可達性等因子,而對霧霾危害的認知所起的作用極其有限。

4 結論

本文主要探討了城市綠地中霧霾對老人的出行決策和身心健康的影響。結果表明綠色公共空間中空氣質量并不樂觀。但由于對霧霾的認知不足、感知模糊以及心理上的忽視,老年人不能做出日常去公園活動的合宜決策,存在較大健康隱患。

本研究揭示的老年人對霧霾的認知決策與霧霾健康隱患之間的反差,反映出綠地空氣質量提質升級的必要性,在《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》強調的健康老齡化理念下的人居環(huán)境建設中有一定借鑒意義。此外,考慮到官方氣象數據與實測數據的差異,提出以下建議：在公園中增設相關儀器,實時監(jiān)測綠地PM2.5濃度和其他健康相關指標,使老年人能直觀、方便地獲取公園綠地的空氣情況,起到提示作用；將來可根據官方測量站點所處高程,探索基于高程差異彌合近地面數值的技術手段；加強普及霧霾知識,幫助老年人對空氣污染有正確的防范；改善室內空間設計,為老年人在霧霾天提供合適的室內活動場所；完善未來公園綠地的智能化設備,順應智慧城市的發(fā)展趨勢；在跨學科合作的基礎上,積極探索景觀設計手段,從設計角度改善公園環(huán)境微氣候,提升綠地空氣質量。比如增加面向污染源的遮蔽度,形成通風廊道,因地配置吸塵能力強的植物,合理配置植物群落來增加對PM2.5的阻滯效果等。