基于生理心理影響的園林植物配置優(yōu)化探析?

孫 力 王 敏，2

1 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院景觀學(xué)系 上海 200092

2 上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心 上海 200232

快速城市化建設(shè)過(guò)程中，城市環(huán)境中大量的綠化用地需要設(shè)計(jì)營(yíng)造，而綠地中合理的植物配置能夠帶來(lái)較高的綜合效益。傳統(tǒng)植物配置往往遵循一些普適性原則，如地域性、多樣性、時(shí)間性，或者從防護(hù)方面出發(fā)，如抗風(fēng)、抗污染。這些原則措施更多的是從較大尺度維度思考，無(wú)法顧及到場(chǎng)地環(huán)境對(duì)使用者的具體調(diào)節(jié)影響，導(dǎo)致現(xiàn)在的情況是有綠化而無(wú)實(shí)效，有層次而缺乏調(diào)節(jié)。因此，研究植物配置對(duì)人體生理和心理的調(diào)節(jié)作用，一方面能夠完善和補(bǔ)充現(xiàn)有的植物配置評(píng)價(jià)體系；另一方面能夠真正發(fā)揮城市綠地多種功效，調(diào)節(jié)改善使用人群的身心健康。

1 生理心理相關(guān)理論及研究進(jìn)展

20世紀(jì)中后期在生理和心理相關(guān)領(lǐng)域，產(chǎn)生了一些重要理論并取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。其中與環(huán)境最為密切的環(huán)境心理學(xué) (environmental psychology)，興起于20世紀(jì)60年代，由當(dāng)時(shí)所面對(duì)的人口增長(zhǎng)和環(huán)境退化等問(wèn)題引發(fā)。環(huán)境心理學(xué)開始以研究 “環(huán)境對(duì)人類行為的影響”為重點(diǎn)，后來(lái)發(fā)展為研究 “人的行為與構(gòu)造和自然環(huán)境之間相互關(guān)系”的交叉學(xué)科[1]。在植物景觀營(yíng)造中，引入環(huán)境心理學(xué)相關(guān)理論，既有助于理解環(huán)境對(duì)人體調(diào)節(jié)的背后機(jī)制，又能有針對(duì)性地從調(diào)節(jié)效益最大出發(fā)進(jìn)行植物配置。

環(huán)境心理學(xué)中研究環(huán)境對(duì)行為影響主要有6大理論:1)喚醒，2)負(fù)荷，3)適應(yīng)水平，4)行為約束，5)應(yīng)激，6)生態(tài)心理學(xué)。其中對(duì)植物配置具有較大指導(dǎo)意義的是喚醒和負(fù)荷理論。環(huán)境刺激所產(chǎn)生的影響之一，就是提高喚醒的強(qiáng)度，主要表現(xiàn)在生理反應(yīng)上自主性活動(dòng)增強(qiáng)，如心跳加快、血壓增高、呼吸加速和腎上腺分泌過(guò)多等，也可能表現(xiàn)行為反應(yīng)上肌肉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，喚醒理論證實(shí)了植物環(huán)境可以對(duì)人體的內(nèi)在調(diào)節(jié)作用。

環(huán)境負(fù)荷理論認(rèn)為，環(huán)境與行為之間的關(guān)系，尤其是一些易引發(fā)不良行為和情緒的環(huán)境，多數(shù)都是刺激過(guò)多所導(dǎo)致的結(jié)果。因此，合理進(jìn)行植物營(yíng)造能夠轉(zhuǎn)換使用者注意力，避免過(guò)多的不良刺激。然而，許多專家也指出，不少環(huán)境與行為問(wèn)題起因于刺激不足或過(guò)少，感覺剝奪 (sensory deprivation)的研究 (Zubek，1969)表明，剝奪個(gè)體所有的感覺刺激會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的焦慮或其他異常心理[2]?；谝陨辖ㄗh，植物營(yíng)造需要適度復(fù)雜并多元化一些，這樣有利于改善使用者的焦慮和不適狀況。

此外，神經(jīng)科學(xué)尤其是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué) (cognitive neuroscience)對(duì)于探究環(huán)境對(duì)人體機(jī)理的影響提供了可能，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)旨在闡明心理活動(dòng)尤其是人類心理活動(dòng)的腦基礎(chǔ)，以揭示心理與腦的關(guān)系。1990—1992年出現(xiàn)的功能磁共振成像(fMRI，functional magnetic resonance imaging) 技術(shù)則為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展注入了更強(qiáng)大的活力，用于測(cè)定受到外界刺激后大腦皮層的變化[3]。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段主要通過(guò)腦電波、血壓、心率和皮膚導(dǎo)電性的生理指標(biāo)以及心境狀態(tài)量表 (POMS)和狀態(tài)特質(zhì)焦慮量表 (STAI)的心理指標(biāo)，探究園林植物對(duì)人的生理心理影響程度。

2 植物景觀對(duì)生理心理的作用

眾多學(xué)者研究了多種景觀對(duì)人生理及心理的影響[4－6]。其中植物作為景觀環(huán)境的組成部分，對(duì)人們的身心健康會(huì)產(chǎn)生重要的作用[7－8]。康寧[9]以腦波變化作為心理影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)，客觀評(píng)價(jià)園林綠地內(nèi)的鋪裝場(chǎng)地、水際、植物群落對(duì)人的心理情緒影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者對(duì)人身心放松的促進(jìn)作用明顯遞增。此外陳箏[10]等人通過(guò)讓測(cè)試者佩戴無(wú)線腦電圖線圈，測(cè)定接觸自然環(huán)境和人工環(huán)境中人體大腦中α波、θ波、δ波、γ波、β波的變化，發(fā)現(xiàn)相較于建成環(huán)境，自然環(huán)境更能帶來(lái)大腦深層次的功能聯(lián)通性。

通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)歸納整理，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段植物景觀對(duì)于人生理心理的影響的研究主要集中在四個(gè)方面，即植物的形態(tài)、色彩、香味以及群落搭配。

2.1 植物形態(tài)

植物的形態(tài)包含兩層含義，既可指植物單體的形態(tài)，包括枝葉、樹干的形狀；也可表示植物群體的搭配組合。室外空間環(huán)境中，人們往往感知的是植物景觀的群體形態(tài)，因此研究植物群體形態(tài)，能夠更準(zhǔn)確地表達(dá)植物對(duì)人生理心理的影響。根據(jù)植物的配置方式以及人工修剪與否將植物的形態(tài)劃分為自然型和幾何型。自然型指未經(jīng)人工修剪且呈自然方式配置組合的形態(tài)，而幾何型指人工修剪成型或者未經(jīng)修剪而呈現(xiàn)幾何式配置的形態(tài)。

植物群體形態(tài)的差異會(huì)讓人使用空間過(guò)程中更為緊張或者放松。同時(shí)自然型和幾何型植物形態(tài)能夠?qū)κ褂谜弋a(chǎn)生不同心理生理影響。Matilda等人研究發(fā)現(xiàn)不同類型植物景觀對(duì)人體健康產(chǎn)生影響不同并且差異較大[11]。邢振杰[12]采用定量和定性結(jié)合的方式，通過(guò)研究52名本校大學(xué)生觀賞兩類植物景觀前后產(chǎn)生的生理和心理變化，發(fā)現(xiàn)兩類植物景觀都能降低人的舒張壓和收縮壓，其中自然型植物景觀舒適性較好，觀賞后呈現(xiàn)正性情緒狀態(tài)，而幾何型植物景觀促進(jìn)作用相對(duì)較小，不適宜緩解緊張情緒 (表1)。

表1 種形態(tài)植物觀賞前后生理均值變化 (N＝52)[12]

2.2 植物色彩

在長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐和交往過(guò)程中，人們?cè)谟^念意識(shí)中已經(jīng)對(duì)各種色彩賦予一定的價(jià)值含義，另外色彩能夠在空間感、暖感以及距離感等方面帶來(lái)不同生理刺激。在植物配置當(dāng)中，不僅僅關(guān)注色彩和心理學(xué)理論知識(shí)，還要充分考慮植物色彩對(duì)人心理及生理的影響。合理的植物色彩應(yīng)用可以調(diào)節(jié)人們的心情，并影響人們的工作狀態(tài)。

相對(duì)于單一的背景，豐富的植物色彩景觀能夠喚醒和刺激人體神經(jīng)中樞，利于使用者放松心情、緩解壓力。李霞[13]通過(guò)測(cè)定測(cè)試者在觀看不同色彩的園林植物 (植物景觀圖片)后各項(xiàng)指標(biāo)變化，發(fā)現(xiàn)收縮壓、舒張壓、心率、指尖脈搏等相應(yīng)降低，表明不同的園林植物色彩使人體趨向放松和平靜狀態(tài)的作用，焦慮、憤怒和疲勞程度的顯著降低，同時(shí)人體活力水平升高。

此外不同植物色彩對(duì)人心理和生理影響刺激程度不同，緩解壓力的能力也不同。賈雪晴[14]使用SP－MarsⅡ16導(dǎo)便攜式腦波儀對(duì)各種園林植物色彩刺激下人體腦波的變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與對(duì)比研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:空白對(duì)照組與各種園林植物色彩組的a波、p波均產(chǎn)生顯著差異 (P＜0.05)，(綠色組和藍(lán)色組)與紅色組的a波、p波也產(chǎn)生顯著差異 (P＜0.05)，其他各組之間只是在某些測(cè)點(diǎn)差異達(dá)到顯著水平 (P＜0.05)。各測(cè)點(diǎn)腦波變化趨勢(shì)表明，各種園林植物色彩對(duì)大腦的刺激強(qiáng)烈程度依次是紅色、黃色和白色、藍(lán)色和綠色；各種園林植物色彩緩解壓力、放松心情的能力大小依次是綠色和藍(lán)色、白色和黃色、紅色。

2.3 植物香味

在植物景觀營(yíng)造當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)利用芳香類植物調(diào)節(jié)和改善人體的身心健康。芳香類植物能夠揮發(fā)有機(jī)物主要是芳香族化合物和萜類化合物，這些揮發(fā)性物質(zhì)通過(guò)呼吸系統(tǒng)或者皮膚毛孔進(jìn)入體內(nèi)，起到康體保健，強(qiáng)身健體的作用。

相關(guān)研究表明，芳香類植物可增強(qiáng)自律神經(jīng)的調(diào)節(jié)功能，對(duì)人的情緒起到鎮(zhèn)定和覺醒的效果。研究發(fā)現(xiàn)芳香物具有鎮(zhèn)靜和覺醒兩種功能，而用于判定的依據(jù)是伴隨性陰性變動(dòng)CNV(Contingent Negative Variation，CNV)的早期成分變化。CNV一般認(rèn)為它與人的注意、期待、預(yù)期等心理過(guò)程以及意識(shí)水平的變化密切相關(guān)，CNV早期成分減少時(shí)表現(xiàn)為鎮(zhèn)靜作用，CNV早期成分增加時(shí)表現(xiàn)為覺醒功能[15]

另外對(duì)于康復(fù)花園的營(yíng)造，經(jīng)常會(huì)運(yùn)用 “芳香療法”，通過(guò)栽植一些芳香植物一方面起到抗病菌、驅(qū)蚊蟲的作用，另一方面緩解患者病痛，解除緊張狀態(tài)，促進(jìn)安眠，起到預(yù)防和治療疾病的目的。

2.4 植物群落搭配

植物的群落搭配一般根據(jù)層次豐富度以及品種選擇進(jìn)行劃分，可以分為單一品種和復(fù)層兩類植物群落景觀，不同的群落景觀對(duì)人群的生理和心理影響會(huì)有所差異。

這種差異是由于視覺景物的差異造成對(duì)大腦的刺激程度不同，通過(guò)主觀和客觀的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)得到印證。張哲[16]運(yùn)用AHP和生理心理的相關(guān)指標(biāo)測(cè)定研究不同植物群落景觀對(duì)人造成的影響差別。測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，植物群落景觀能夠有效地緩解人們的壓力和緊張感，降低焦慮程度和疲勞感，激發(fā)積極向上的情緒，其中復(fù)層植物群落景觀對(duì)人的影響作用最大，能夠最大限度地幫助人們釋放壓力。而叢生竹林植物群落景觀對(duì)人的影響作用最小，主要是因?yàn)橹窳志坝^的物種比較單一，且缺乏視覺沖擊力。

因此，在進(jìn)行植物配置中，根據(jù)不同空間類型的需要設(shè)置差異化的植物群落搭配。相對(duì)來(lái)說(shuō)，采用結(jié)構(gòu)層次豐富的植物景觀能夠更好地調(diào)節(jié)人的心理和生理狀態(tài)。

3 植物配置優(yōu)化對(duì)策

植物景觀中的形態(tài)、色彩、香味以及群落搭配能夠?qū)θ松怼⑿睦懋a(chǎn)生影響和調(diào)節(jié)作用。在植物景觀營(yíng)造上，總體遵循一些大的指導(dǎo)原則的基礎(chǔ)上，綜合考慮心理和生理因素，尤其是小尺度范圍內(nèi)能夠發(fā)揮植物最佳效益、提高空間使用率以及改善和調(diào)節(jié)使用者的不適感。

因此，根據(jù)以上的分析歸納，對(duì)現(xiàn)今植物配置提出3點(diǎn)優(yōu)化措施。

1)靜謐的空間氛圍適合設(shè)置自然型植物景觀，而活動(dòng)性空間適宜設(shè)置幾何型植物景觀。無(wú)論是何種類型的場(chǎng)地，一般都要考慮設(shè)置靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類性質(zhì)空間。傳統(tǒng)的植物配置，往往從建筑學(xué)空間營(yíng)造出發(fā)，僅僅把植物作為空間的屏障者，其中動(dòng)態(tài)開放的空間講求開敞，植物配置一般選用低矮型灌木或者選用樹冠較高的喬木，能夠做到視線通透；而靜謐空間就盡量選用遮擋視線的灌木或小喬木。這種方式忽視了植物本身形態(tài)對(duì)人心理、生理造成的刺激差異。通過(guò)以上的研究發(fā)現(xiàn)自然型植物景觀能夠更好地緩解緊張的情緒，在靜謐空間中能夠讓使用者較快平靜下來(lái)，因此這類空間配置建議選用自然型植物；另外活動(dòng)性空間本身就有較強(qiáng)的活動(dòng)需求，幾何型植物景觀能夠契合場(chǎng)地的特性。

2)園林植物景觀的營(yíng)造，尤其是康復(fù)性景觀盡可能考慮加入芳香類以及彩色葉植物品種。園林空間環(huán)境本身就需要多樣化以及季相豐富的植物景觀，因?yàn)槿吮旧砭陀星笮?、求異的需求。在植物配置中選用芳香類和彩色葉樹種能夠起到補(bǔ)充和調(diào)和的功效，以上研究更加佐證了植物的香味和色彩能夠緩解人的壓力，調(diào)節(jié)心情的效果，同時(shí)還能起到康體保養(yǎng)、輔助醫(yī)療的作用。因此在場(chǎng)地景觀營(yíng)造中，對(duì)于植物的季相變化以及香味在配置應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一考慮。在色彩傳遞上，除了選用一些時(shí)令和宿根花卉，也要充分考慮植物的季相變化；在芳香植物的運(yùn)用上，根據(jù)場(chǎng)地的需求設(shè)置覺醒或者鎮(zhèn)靜類芳香植物。

3)盡量考慮復(fù)層植物群落作為景觀環(huán)境的背景。植物群落搭配是植物配置的重點(diǎn)，真實(shí)的自然環(huán)境中植物錯(cuò)綜復(fù)雜，當(dāng)然也存在相對(duì)單一的植物群落，比如竹林。實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)層植物群落能夠更好地緩解人們的壓力和緊張感，可能是與真實(shí)的自然環(huán)境匹配度更高的原因，這也驗(yàn)證了中國(guó)古典園林對(duì)自然山水的縮移模擬能夠使居住者獲得身心放松。因此，根據(jù)服務(wù)的對(duì)象和功能不同，建議設(shè)置不同類型的復(fù)層植物群落，能夠更好地降低焦慮程度和疲勞感。

4 結(jié)論

隨著園林規(guī)劃設(shè)計(jì)朝向科學(xué)化、數(shù)據(jù)化的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)測(cè)定使用者生理指標(biāo)以及心理指標(biāo)數(shù)據(jù)，探究園林植物對(duì)人的生理心理影響程度，對(duì)于園林植物的科學(xué)配置起著重要的指導(dǎo)意義。本文在結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于園林植物與人生理心理關(guān)聯(lián)研究的基礎(chǔ)上，歸納得出園林植物主要從形態(tài)、色彩、氣味以及群落搭配四個(gè)方面對(duì)于使用者生理和心理產(chǎn)生影響。其中在植物形態(tài)方面，自然型植物景觀舒適性較好，觀賞后呈現(xiàn)正性情緒狀態(tài)，而幾何型植物景觀促進(jìn)作用相對(duì)較小，不適宜緩解緊張情緒；在植物色彩方面，不同的園林植物色彩具有使人體趨向放松和平靜狀態(tài)的作用，其中人體焦慮、憤怒和疲勞程度顯著降低，而人體活力水平的升高；在植物氣味方面，芳香類植物可增強(qiáng)自律神經(jīng)的調(diào)節(jié)功能，對(duì)人的情緒起到鎮(zhèn)定和調(diào)節(jié)的作用；在植物群落方面，植物群落景觀能夠有效地緩解人們的壓力和緊張感，降低焦慮程度和疲勞感，激發(fā)積極向上的情緒，其中相對(duì)于喬—草植物群落和竹林植物群落，復(fù)層植物群落景觀的效果最好。之后研究提出基于生理和心理積極影響的園林植物配置優(yōu)化對(duì)策:1)自然型植物景觀適用靜謐空間，而幾何型植物景觀適用活動(dòng)性空間；2)康復(fù)性景觀建議設(shè)置芳香類以及彩色葉植物品種；3)優(yōu)先考慮復(fù)層植物群落作為景觀環(huán)境的背景。此外現(xiàn)階段園林植物配置方式對(duì)人體生理心理的影響的研究缺乏系統(tǒng)性，相關(guān)測(cè)定方法和設(shè)備的改進(jìn)發(fā)展也至關(guān)重要，后續(xù)的研究中有待更多的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

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