綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的健康效益研究進(jìn)展

孫婉璐

（南華大學(xué)，湖南衡陽(yáng) 421000）

1 研究背景與研究范圍

城市是人類文明的產(chǎn)物，城市化、工業(yè)化的快速推進(jìn)，致使城市擴(kuò)張速度與城市彈性出現(xiàn)錯(cuò)位、環(huán)境問(wèn)題頻發(fā)，人體健康受到影響[1-2,4]。呼吸是人體與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的過(guò)程，呼吸系統(tǒng)與外界環(huán)境直接接觸，外界環(huán)境的變化容易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。根據(jù)呼吸系統(tǒng)疾病是否具有傳染性分為：非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、哮喘以及肺癌等；傳染性呼吸系統(tǒng)疾病包括肺結(jié)核、重癥急性呼吸綜合征（SARS）以及新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）等。根據(jù)《中國(guó)死因監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集2019》統(tǒng)計(jì)的死亡原因及順位可知，呼吸系統(tǒng)疾病死亡率順位第四，構(gòu)成比為10.62%。根據(jù)WHO 統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)（最后訪問(wèn)時(shí)間：2021-11-6），截至2021 年11 月，全球COVID-19 死亡人數(shù)超過(guò)500 萬(wàn)[3]。人類呼吸健康已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure，以下簡(jiǎn)稱GI）是以人與自然的關(guān)系為研究出發(fā)點(diǎn)，基于島嶼生物地理學(xué)和異質(zhì)種群動(dòng)態(tài)理論發(fā)展而來(lái)，理念起源于20 世紀(jì)西方對(duì)城市休閑空間和公共衛(wèi)生的關(guān)注與需求[5-6]。GI 是一個(gè)多層次、跨尺度的綠色空間網(wǎng)絡(luò)，其核心理念是將自然區(qū)域和其他開(kāi)放空間組成相互連接的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)上由斑塊、廊道、場(chǎng)地以及踏腳石構(gòu)成。斑塊是生態(tài)源地，是承載GI 網(wǎng)絡(luò)中各種生態(tài)過(guò)程發(fā)生的主要載體；廊道是樞紐，是維持GI 系統(tǒng)健康運(yùn)行、GI 網(wǎng)絡(luò)生態(tài)過(guò)程傳輸?shù)妮d體；場(chǎng)地在不同尺度層面上有差異，可以理解為規(guī)模較小的斑塊或廊道；踏腳石是不與GI 網(wǎng)絡(luò)連接的小型生態(tài)節(jié)點(diǎn)[6-8]。GI 因?yàn)樵趹?yīng)對(duì)環(huán)境惡化、生物多樣性破壞、提升人居環(huán)境質(zhì)量等方面具有積極主動(dòng)性，而得到廣泛關(guān)注[9-10]。因此，本研究以呼吸健康為導(dǎo)向，分析GI 對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病影響的研究進(jìn)展，嘗試回答GI 在非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病、傳染性呼吸系統(tǒng)疾病方面的作用，以及GI 影響呼吸健康的途徑，通過(guò)總結(jié)當(dāng)前研究的特點(diǎn)與不足，提出可能的研究方向，為相關(guān)研究提供借鑒與參考。

2 研究方法

基于CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)和Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫(kù)，選取“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”和“呼吸系統(tǒng)疾病”相關(guān)詞匯進(jìn)行主題檢索，檢索2000 年以來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)，共檢索到38522 篇相關(guān)文獻(xiàn)。通過(guò)初步的題目審查，排除重復(fù)、不相關(guān)文獻(xiàn)，得到1835 篇文獻(xiàn)；經(jīng)過(guò)關(guān)鍵詞、摘要閱讀，得到74 篇文獻(xiàn)；通過(guò)對(duì)參考文獻(xiàn)的閱讀與篩查，得到8 篇文獻(xiàn)；最后基于此82 篇文獻(xiàn)進(jìn)行研究。

3 GI 對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病影響的研究?jī)?nèi)容與進(jìn)展

3.1 以緩解非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病癥狀、改善呼吸健康為目的的GI 研究

GI 通過(guò)改善空氣質(zhì)量、增加自然暴露等途徑緩解非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病的癥狀、改善呼吸健康。森林通過(guò)凈化空氣、攔截顆粒物的方式，降低急性呼吸道疾病的癥狀[11]。Seo Sung Chul 等[12]在研究森林的臨床作用中，檢查了哮喘兒童短期森林旅行前后的臨床癥狀、間接氣道炎癥標(biāo)志物的變化，發(fā)現(xiàn)哮喘兒童在短期森林旅行后肺活量顯著增加，呼出氣體中NO 含量減少，肺功能明顯提高。與公園相比，防護(hù)綠地、街頭綠地容易受到交通污染的影響，因此不宜兼做公共空間為居民提供身體鍛煉、游憩娛樂(lè)的場(chǎng)地[13-14]。通過(guò)對(duì)加拿大10個(gè)城市大約575000 名35 歲及以上成年人進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)以家為中心500m 緩沖區(qū)范圍內(nèi)NDVI 與呼吸系統(tǒng)疾病死亡率之間呈顯著負(fù)相關(guān)性[15]。在綠地群落結(jié)構(gòu)與呼吸系統(tǒng)疾病的相關(guān)研究中，發(fā)現(xiàn)豐富的植被群落、復(fù)合的群落結(jié)構(gòu)更有利于呼吸健康，其中城市綠地在減少居民患急慢性支氣管炎、哮喘方面效益明顯[16]。

3.2 以控制傳染性呼吸系統(tǒng)疾病傳播為目的的GI 研究

GI 作為城市的“綠色生命支持系統(tǒng)”[9]，在應(yīng)對(duì)傳染性呼吸系統(tǒng)疾病方面具有源頭隔離病原體、切斷傳播途徑的作用。森林破碎化、自然空間結(jié)構(gòu)變化和氣候環(huán)境變化都致使野生物種向人居環(huán)境遷徙，提高了病原體跨越種族屏障的可能性。自然狀態(tài)下，植被群落豐富、群落結(jié)構(gòu)復(fù)合以及成熟的生態(tài)防護(hù)林地，不僅是良好的生態(tài)源地或廊道，同時(shí)具有一定的防護(hù)作用。人類城市建設(shè)影響自然景觀變化，促進(jìn)了肺結(jié)核在城市中的傳播。新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）的傳播動(dòng)態(tài)分為人與人之間的傳播和空氣污染物對(duì)人的傳播，當(dāng)城市的污染指數(shù)高且風(fēng)速較低的情況下，COVID-19 感染風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。自然空間可以是天然的隔離區(qū)域或天然的隔離帶，能有效控制傳染性呼吸系統(tǒng)疾病的傳播。自然空間本身具有凈化空氣、攔截顆粒物的作用，當(dāng)自然空間與城市開(kāi)放空間構(gòu)建良好的連通性時(shí)，可以形成城市通風(fēng)廊道和局部風(fēng)場(chǎng)，增大城市空氣流通速度，進(jìn)一步降低城市污染指數(shù)，降低SARS-CoV-2 借助污染物對(duì)人傳播的可能，為城市疫情防控作出貢獻(xiàn)。

3.3 GI 對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的影響路徑

3.3.1 生理路徑-自然暴露。GI 空間通過(guò)為城市居民提供自然空間增加自然暴露的機(jī)會(huì)，達(dá)到改善居民呼吸健康的目的。研究表明，進(jìn)行空氣浴、森林浴的鍛煉，可以增加肺的換氣量、提升呼吸系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)力，降低COPD 的應(yīng)激反應(yīng)，而空氣中的負(fù)離子、植物殺菌素、芬多精等都有助于呼吸系統(tǒng)健康，這表明暴露在森林、空曠田野和公園等有助于緩解呼吸系統(tǒng)疾病的癥狀。Fuertes Elaine 等[17]測(cè)量了8 歲、15 歲、24 歲參與者的肺活量，進(jìn)行肺功能與以家為中心100～1000m 緩沖區(qū)范圍內(nèi)NDVI 的研究，發(fā)現(xiàn)家距離綠色空間越近，家附近綠色空間越多，肺功能越好。當(dāng)經(jīng)過(guò)短期的自然暴露，鼻腔中微生物的多樣性會(huì)增加，有助于緩解非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病的癥狀。

3.3.2 生理路徑-身體活動(dòng)。GI 空間通過(guò)為城市居民提供身體活動(dòng)的場(chǎng)所，達(dá)到改善居民呼吸健康的目的。在樹(shù)木、樹(shù)籬、樹(shù)籬組合等類型的公園中，進(jìn)行坐、走、跑3 種活動(dòng)，成年男性、成年女性和女童肺部顆粒物的呼吸沉積劑量存在差別，并且肺部顆粒物的呼吸沉積劑量根據(jù)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度依次遞增或遞減。陳曦[18]對(duì)南京市研究發(fā)現(xiàn)，在城市中心區(qū)片面強(qiáng)調(diào)步行活動(dòng)存在很大的健康危害，只有當(dāng)周邊一定距離內(nèi)有大面積綠地，步行活動(dòng)才有明顯的健康效益。Sinharay Rudy 等[19]邀請(qǐng)135 位60 歲以上老人進(jìn)行“公園-商業(yè)街”的對(duì)照研究，以儀器傳輸?shù)沫h(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與肺功能、脈搏監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)與在商業(yè)街行走的老人相比，在海德公園行走的老人有更少的咳嗽、喘息，肺功能有明顯改善。

3.3.3 心理路徑-壓力調(diào)節(jié)。GI 影響呼吸健康的心理途徑是壓力調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)數(shù)小時(shí)的森林環(huán)境暴露，使緊張、憤怒、抑郁和慌亂4 個(gè)分量表以及情緒狀態(tài)總評(píng)分（TMD）較進(jìn)入森林環(huán)境前下降，負(fù)面情緒得到明顯改善，人體肺功能也有明顯改善。自主神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)影響內(nèi)源性免疫過(guò)程，當(dāng)自主神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)，可能會(huì)引發(fā)持續(xù)性炎癥，影響哮喘癥狀。以20 所小學(xué)的701 名兒童為研究對(duì)象，以瞳孔測(cè)量、肺功能測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)柯?tīng)柲缏宸?斯米爾諾夫檢驗(yàn)、主成分分析，發(fā)現(xiàn)自主神經(jīng)系統(tǒng)是學(xué)校周圍環(huán)境影響學(xué)生肺功能的一種潛在途徑。在森林浴與COPD 的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，森林浴可以通過(guò)降低腎上腺素和皮質(zhì)醇水平，緩解緊張、抑郁等消極情緒，從而降低COPD 的炎癥和應(yīng)激水平，改善老年COPD 患者的呼吸健康。

3.4 研究特點(diǎn)

3.4.1 時(shí)間聚集性。污染物濃度、植被滯塵作用、風(fēng)速、風(fēng)向等因素受四季更替的影響，在時(shí)間上呈現(xiàn)循環(huán)、集中的規(guī)律，致使呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率、住院率呈現(xiàn)時(shí)間聚集性。以空氣質(zhì)量為媒介進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，由于污染濃度的增加、植被滯塵作用的降低，致使冬季呼吸系統(tǒng)更為敏感，呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率明顯偏高。在進(jìn)行呼吸系統(tǒng)疾病時(shí)空分布格局研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，呼吸系統(tǒng)疾病在時(shí)間上具有明顯的季節(jié)性特征。過(guò)敏性鼻炎、哮喘易受花粉、楊絮、柳絮等因素的影響，致使春季成為過(guò)敏性鼻炎、哮喘發(fā)病的重災(zāi)期。季節(jié)交替是流行性感冒的高發(fā)時(shí)段，在對(duì)杭州市流行性感冒研究中發(fā)現(xiàn)，12 月至翌年1 月是流行性感冒防控的重點(diǎn)時(shí)段。

3.4.2 區(qū)域聚集性。GI、過(guò)敏源和人口等因素在空間上分布不均勻，致使呼吸系統(tǒng)疾病出現(xiàn)區(qū)域聚集性。面積大、散布、植物多樣性更高的綠地斑塊更有利于呼吸系統(tǒng)健康，這表明在總面積一定的情況下，應(yīng)盡量減少斑塊碎片化程度，增加斑塊面積[14]。雖然大氣傳輸影響花粉、楊絮和柳絮的空間分布，但是其濃度與空間分布更依賴當(dāng)?shù)貋?lái)源，上風(fēng)位的開(kāi)敞空間與下風(fēng)位綠色空間相比花粉濃度更低，更有利于過(guò)敏性鼻炎、哮喘患者活動(dòng)，因而花粉、楊絮、柳絮對(duì)過(guò)敏性鼻炎、哮喘的影響是一種普遍存在的局部現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，受到傳播方式的影響，呼吸系統(tǒng)疾病患者在空間上有明顯聚集性，且隨著時(shí)間的推移，住院患者的空間位置呈外散式分布。

3.5 研究中存在的不足

與綠地、綠道相比，GI 空間類型多樣、框架結(jié)構(gòu)多層，與呼吸健康之間的關(guān)系更為復(fù)雜。通過(guò)研究與總結(jié)發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究存在以下兩點(diǎn)不足：①研究集中于橫斷面的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，國(guó)內(nèi)缺少縱向隊(duì)列研究；②研究著眼于過(guò)去，尋找已發(fā)生事件之間的關(guān)聯(lián)，其研究結(jié)果服務(wù)于關(guān)系探索。

4 未來(lái)展望與結(jié)論

GI 規(guī)劃建設(shè)代表了以社會(huì)和美學(xué)為導(dǎo)向的綠色空間規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃的進(jìn)步。作為一個(gè)多層次、跨尺度的綠色空間網(wǎng)絡(luò)，GI 要素的幾何形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征以及空間布局都會(huì)對(duì)呼吸健康產(chǎn)生影響。通過(guò)對(duì)相關(guān)研究的分析與總結(jié)，基于已有研究的特點(diǎn)與不足，提出未來(lái)可能的研究方向：

①“劑量-反應(yīng)”關(guān)系的定量研究?？茖W(xué)研究的結(jié)果對(duì)美好生活有指導(dǎo)意義，才具有普適性。GI 對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病有直接的、急性的影響，人體在短時(shí)間內(nèi)做出的反應(yīng)，容易被測(cè)量?jī)x器捕獲，直觀地反映在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上；GI 對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病間接的、慢性的影響，影響較深且難以發(fā)現(xiàn)，依賴“劑量的累積”才能反映在測(cè)量數(shù)據(jù)上。通過(guò)進(jìn)行“劑量-反應(yīng)”關(guān)系的定量研究，明確最優(yōu)劑量、警戒劑量、健康劑量，用于指導(dǎo)個(gè)人健康風(fēng)險(xiǎn)管理、GI 空間建設(shè)。

②源頭防御的風(fēng)險(xiǎn)研究。傳染性呼吸系統(tǒng)疾病會(huì)引發(fā)公共衛(wèi)生事件，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展壓縮了時(shí)間、空間，距離的傳統(tǒng)定義被推翻。我們雖然難以阻止病原體的變異，但可以降低病原體向人類溢出的可能。所以，GI 在源頭隔離病原體、切斷傳播途徑方面的作用、實(shí)施方法值得探究。

③時(shí)空異質(zhì)性研究。GI、人口密度和醫(yī)療資源的關(guān)鍵性特征沒(méi)有融入健康對(duì)話的差異中。GI 的連通性和孤島性、人的自主性和流動(dòng)性、醫(yī)療資源的主動(dòng)性和不均衡性等，是造成GI 與呼吸系統(tǒng)疾病之間時(shí)空異質(zhì)性的原因。所以，“以點(diǎn)連線，以線成網(wǎng)”的GI 網(wǎng)絡(luò)與呼吸系統(tǒng)疾病之間的時(shí)空異質(zhì)性有很大的探討空間。

相較于遺傳基因的縱向性和家族性影響，外部環(huán)境的影響具有普遍性。以非傳染性呼吸系統(tǒng)疾病的癥狀緩解、傳染性呼吸系統(tǒng)疾病的傳播控制為目標(biāo)，以綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間建設(shè)與格局優(yōu)化為途徑，考慮疾病反應(yīng)的時(shí)間依賴性、綠色基礎(chǔ)設(shè)施的特征和尺度變化，進(jìn)行“劑量-反應(yīng)”關(guān)系的定量研究、源頭防御的風(fēng)險(xiǎn)研究、時(shí)空異質(zhì)性研究，改善人與自然的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)呼吸健康導(dǎo)向下的福祉提升。雖然GI 有助于呼吸健康，但不能過(guò)度強(qiáng)調(diào)GI 的重要性而忽視基礎(chǔ)性醫(yī)療建設(shè)、靶向抗病毒預(yù)防和藥物干預(yù)的作用，以及醫(yī)護(hù)人員在疾病預(yù)防、治療上的主動(dòng)性。