牡丹觀賞活動對大學生生理及心理的影響研究

趙仁林 張延龍 王茜 牛立新

植物對人類身心健康有著顯著影響，大自然與植物有助于改善人體的生理反應[1]，同時與缺乏自然元素的環(huán)境相比，擁有自然元素的環(huán)境能夠更好地緩解壓力和精神疲勞[2]。自20世紀70年代以來，園藝療法在美國、日本等國家迅速發(fā)展，主要是借助醫(yī)療儀器及心理學方法，通過人體感官的刺激和園藝操作2個方面研究植物對人生理健康和心理健康的影響[3]。國內(nèi)外有關植物對人生理和心理影響的研究，主要集中在植物景觀、植物色彩、植物揮發(fā)物與人身心健康關系的研究以及對園藝活動的綜合評價等方面。研究表明，城市綠地空間中森林景觀可有效降低人的舒張壓和心率，減少其消極情緒[4]；植物群落景觀較鋪裝廣場對人的身心放松有積極的促進作用[5]；植物色彩（葉色、花色）能緩解人的壓力，提高其積極情緒狀態(tài)[6-9]；植物揮發(fā)物對人的身心健康能產(chǎn)生不同的影響[10-11]。有植物的室內(nèi)辦公環(huán)境更能使人情緒穩(wěn)定，對人的心理有積極影響[12-14]。擁有植物的環(huán)境能夠提高人對疼痛的忍受程度，并延長疼痛的忍受時間[15]。此外，園藝操作活動在唐代能使老人增強體質(zhì)、減弱挫折情緒，促進心理健康[16]。這些研究都證明園藝對人的身心健康起到明顯的治療效果，自然環(huán)境或植物有助于人的生理和心理健康。

牡丹是一種重要的園林觀賞植物，觀賞牡丹在中國已經(jīng)有悠久的歷史。在唐代牡丹觀賞活動已經(jīng)達到了一個鼎盛階段，“唯有牡丹真國色，花開時節(jié)動京城”（劉禹錫《賞牡丹》），“三條九陌花時節(jié)，萬馬千車看牡丹”（徐凝《寄白司馬》），“花開花落二十日，一城之人皆若狂”（白居易《牡丹芳》）等詩句[17]，都是牡丹觀賞場面的真實寫照。牡丹觀賞活動不僅對觀賞者的心理活動，也對觀賞者本身的生理活動有一定影響，但鮮見相關研究和報道。以牡丹為材料，以大學生群體作為觀花測試者，通過在不同觀賞時期，定量測定生理指標和心理指標，構(gòu)建評價體系，從而揭示牡丹觀賞活動對人生理和心理的影響，為牡丹園規(guī)劃建設和牡丹相關的園藝療法等提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗場地及材料

試驗于2017年3月29日—4月25日在西北農(nóng)林科技大學南校區(qū)牡丹園（N34.26°，E108.07°）進行，牡丹園面積約7 000 m2，東西長約215 m，南北長約30 m。試驗材料為牡丹，樹齡8～10年。按照牡丹物候期[18]分4個階段（展葉期、初花期、盛花期和末花期）開展牡丹園觀賞活動的試驗（圖1）。試驗階段天氣溫和（無雨），4個時期的平均氣溫（22.7±1.6 ）℃；微風，風速（1.5±0.3 m/s）。

1.2 試驗對象

本研究選擇來自西北農(nóng)林科技大學的色覺和嗅覺正常的30名不同專業(yè)的大學生[19]作為被試者，男女比例為1∶1，年齡介于20～24歲。實驗開始前，采用健康基本信息表了解被試者的健康狀況。內(nèi)容主要包括：最近是否學習壓力大？是否經(jīng)常熬夜？之前7 h內(nèi)是否飲用咖啡或興奮性藥物？之前12 h是否飲酒？是否對花色、花粉過敏？是否高血壓或低血壓等。

1.3 研究方法

1.3.1 生理指標

本研究采用生物反饋測量法，選取了血壓（舒張壓，systolic blood pressure，簡稱SBP；收縮壓，diastolic blood pressure，簡稱DBP）、心率（heart rate，簡稱HR）、指尖脈搏（fingertip pulse，簡稱FP）和血氧飽和度（blood oxygen saturation，簡稱SpO2）作為測量大學生生理變化的指標。血壓和心率用歐姆龍血壓計（Omron，HEM-7136，日本）測定；指尖脈搏和血氧飽和度由指尖脈搏血氧檢測儀（Fingertip Pulse Oximeter，M70C）測定。

1）血壓。血壓是最常用的檢測心血管系統(tǒng)健康狀況的指標，包括收縮壓和舒張壓，反映了人體自主神經(jīng)系統(tǒng)包括交感神經(jīng)系統(tǒng)（SNS）和副交感神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）的活性，一般來說，交感神經(jīng)系統(tǒng)與心率加快和血壓升高等有關，而副交感神經(jīng)系統(tǒng)與心率減慢和血壓降低等相關[20]。

2）心率。心率是每分鐘脈搏跳動的次數(shù)。心率加快代表著人體緊張程度和生理喚醒長度的增加。當人體情緒緊張、受到疼痛刺激或進行劇烈運動時，心率都會加快。

3）血氧飽和度。血氧飽和度是指血液中（血紅蛋白）實際結(jié)合的氧氣（氧含量）占血液中（血紅蛋白）所能結(jié)合氧氣最大量（氧含量）的百分比[21-22]，是反映呼吸循環(huán)功能的一個重要生理參數(shù)。在正常呼吸空氣狀態(tài)下，人正常血氧飽和度為96%～99%。

4）指尖脈搏。當環(huán)境壓力對人產(chǎn)生一定的抑制作用時，神經(jīng)末梢的血液流量減少。情緒安定時，人體血管舒張，血液向末梢的流量增加。

1.3.2 心理指標

1 各時期牡丹花形態(tài)特點Morphological characteristics of Paeonia suffruticosa flowers in different stages

采用心理測驗法[23]，選擇了心境狀態(tài)量表（profile of mood states，簡稱POMS）[24]和狀態(tài)特質(zhì)焦慮量表（State-Trait Anxiety Inventory，簡稱STAI）來測定和評價大學生的心理指標，分數(shù)越高代表其焦慮程度越高，反之亦然[25]。STAI問卷包括20個問題，每個問題采用1～4計分。POMS問卷有23個問題組成，并分為4個維度：憤怒（irritability）、抑郁（depression）、活力（vigor）和疲勞（fatigue），每個問題采用1～5計分，每個維度分數(shù)越高代表其情緒程度越高。

1.4 試驗設計

1.4.1 試驗安排

試驗分別在牡丹4個不同生長時期進行，即在展葉期（4月2—4日）、初花期（4月11—13日）、盛花期（4月17—19日）和末花期（4月23—25日），均在每天上午09：00—11：00之間完成。為了避免測量儀器及外界各因素的影響，每個時期各重復3次。3月29—31日為試驗準備期。

1.4.2 試驗步驟

30名大學生在指定地點集合，試驗開始前讓學生在院內(nèi)約400 m2的空場地（無牡丹）自由活動15 min，測定并記錄其前后生理和心理指標值，作為本試驗的對照組。該場地東西兩側(cè)進行遮擋，受試者可見物為硬質(zhì)鋪裝、石桌、建筑物等。對照試驗結(jié)束后，按預先的順序依次參加試驗，在試驗操作者的指導下進入牡丹園觀看15 min，并測量其前后生理和心理指標值。在觀看牡丹期間，每人行走距離約為300 m，可見范圍（清楚看到）牡丹花數(shù)量約為60～80朵，觀賞過程中可賞花色，嗅聞花香，觸摸牡丹花（不可隨意摘?。?；不允許看手機或中途離開。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 觀賞不同時期牡丹后大學生各生理指標前后變化值Students’ physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

3 觀賞不同時期牡丹后男、女生各生理指標前后變化值Male & female students' physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

采用SPSS19.0（IMB SPSS Statistics）對試驗數(shù)據(jù)進行處理，用前后配對T檢驗（Paired sample Test）來比較大學生在牡丹不同時期觀賞牡丹15 min前后的生理和心理指標平均值變化。用方差分析來比較不同時期、不同性別間的生理和心理指標值的變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 生理指標變化分析

1）血壓。前后配對T檢驗（Paired samples T test）的結(jié)果表明，不同時期牡丹園觀賞活動對大學生的血壓產(chǎn)生了積極的影響。觀賞不同時期牡丹園后，各試驗組大學生的收縮壓和舒張壓均呈下降趨勢（圖2），相比對照組，在4個時期中大學生的收縮壓下降均達到顯著水平（P＜0.05），其中初花期下降量最大，為1.49 mmHg；展葉期和盛花期次之；末花期最小為0.97 mmHg。舒張壓的下降程度在各時期均達到了顯著水平（P＜0.05），方差分析結(jié)果表明舒張壓變化值在各時期間存在顯著差異性（P＜0.01），其中初花期大學生的舒張壓下降最大值為1.13 mmHg；展葉期和盛花期次之；末花期最小，為0.56 mmHg。由此可見，無論牡丹開花與否，牡丹觀賞活動均可降低大學生的收縮壓和舒張壓，但在初花期降低最為明顯。這說明在牡丹開花時觀賞牡丹園較其他時期更能緩解大學生的緊張情緒，使之自主神經(jīng)興奮性降低。

2）心率。在不同時期進行牡丹園觀賞活動后，各試驗組大學生的心率都呈現(xiàn)下降趨勢（圖3），方差分析結(jié)果表明心率變化值在各時期間存在顯著差異性（P＜0.01），且在盛花期心率下降程度達到了顯著水平（P＜0.01，其心率下降最大值為1.16搏/min；初花期和末花期次之；展葉期下降量最小。由此可知，觀賞開花時的牡丹，能緩解大學生的緊張情緒，使之身心放松。

3）血氧飽和度。所有試驗組中，大學生的血氧飽和度均呈下降趨勢（圖2），但前后差異性不顯著（P＞0.05），變化值處于0.01%～0.04%之間。這說明在觀賞牡丹時人體血氧含量變化不大，且處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4）指尖脈搏。在各時期試驗組中大學生的指尖脈搏均呈下降趨勢（圖2），與對照組相比，初花、盛花和末花3個時期大學生指尖脈搏下降程度達到了顯著水平（P＜0.05），其中盛花期指尖脈搏下降值最大，為1.11搏/min；初花期和末花期次之，分別為0.84、0.78搏/min。展葉期大學生的指尖脈搏下降程度不明顯（P＞0.05），其下降值較其他時期最小，為0.45搏/min。這說明牡丹開花時，牡丹觀賞活動對大學生血管舒張更有益，進而使之情緒安定。

對試驗前后男、女生各生理指標進行分析，結(jié)果如下。男、女生的各項生理指標均呈下降趨勢（圖3），男、女生的收縮壓和舒張壓在初花期下降較明顯（P＜0.05），下降值達到最大；其中男生收縮壓和舒張壓下降值分別為2.25mmHg和1.94 mmHg，女生收縮壓和舒張壓下降值分別為2.75 mmHg和2.10 mmHg。男、女生的心率與指尖脈搏在盛花期下降較明顯（P＜0.05）；男生心率和指尖脈搏下降值分別為1.64搏/min和1.76搏/min，女生心率和指尖脈搏下降值分別為1.80搏/min和1.98搏/min。方差分析結(jié)果表明收縮壓（P＜0.05）和舒張壓（P＜0.05）變化值在男、女生間有明顯差異，其最大差異值分別為0.50、0.16 mmHg。除血氧飽和度，女生的各項生理指標較男生的下降明顯，說明女生在觀賞牡丹時比男生更為敏感，尤其在牡丹開花時，其觀賞前后人體血壓和心率明顯的降低，說明身體處于放松狀態(tài)。

4 觀賞不同時期牡丹后大學生STAI分數(shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation students’ STAI scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

5 觀賞不同時期牡丹后男、女生STAI分數(shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ STAI scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

6 觀賞不同時期牡丹后大學生POMS分數(shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation students’ POMS scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

7 觀賞不同時期牡丹男、女生POMS分數(shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ POMS scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

在進行以上數(shù)據(jù)分析前，對不同時期試驗組的生理指標前測值進行方差分析。結(jié)果表明：收縮壓、舒張壓、心率、血氧飽和度和指尖脈搏的前測值在各時期間均無差異性（P＞0.05）；這說明觀看牡丹對大學生生理的影響不是前測差異造成的。

2.2 心理指標變化分析

1）狀態(tài)特質(zhì)焦慮量表（STAI）。前后配對T檢驗的結(jié)果表明，除對照組外，各時期大學生的焦慮值均呈下降趨勢（圖4），且焦慮值的下降程度均達到了顯著水平（P＜0.01），其中盛花期大學生焦慮值下降最明顯，下降值達到2.85；初花和末花期次之，展葉期下降不明顯。說明牡丹園觀賞活動使大學生的焦慮程度下降，在牡丹開花時更為顯著。

試驗前后，對男、女生焦慮狀態(tài)值進行分析，發(fā)現(xiàn)男、女生焦慮值在4個時期均明顯下降（圖5），其中在盛花期男、女生焦慮值下降最大，分別為2.87和2.59；在展葉期下降值最小。方差分析結(jié)果表明男、女生焦慮變化值在盛花期有差異性（P=0.01），且在初花期差異性更顯著，差異值為0.73。除對照組外，在各試驗組中男生焦慮值的下降程度較女生更為明顯，但男、女之間無顯著差異（P＞0.05）。這說明牡丹園觀賞活動可緩解大學生的焦慮程度，尤其在初花和盛花期，對男生焦慮狀態(tài)緩解效應更為顯著。

2）心境狀態(tài)量表（POMS）。在所有試驗中，大學生的憤怒、疲勞和抑郁值都呈下降趨勢，精力值均呈上升趨勢（圖6）。相對于對照組，憤怒值在盛花期較其他時期下降明顯（P＜0.05），且最大下降值為0.40；疲勞值在初花期和盛花期均比展葉期和末花期下降明顯，其中在盛花期下降值最大，為0.73。抑郁值在牡丹開花時下降較明顯（P＜0.05），其最大下降值為0.40。精力值在盛花期呈極顯著上升（P＜0.01，其最大上升值為0.69。方差分析結(jié)果表明憤怒（P＜0.01）、抑郁（P＜0.01）和精力（P＜0.01）變化值在4個時期之間差異顯著，疲勞變化值（P＞0.05）無顯著差異性。從總體來看，大學生的憤怒、疲勞和抑郁3個心理指標值在盛花期較其他時期下降明顯，其精力值變化亦然。說明在牡丹盛花期，觀賞牡丹園活動使大學生的憤怒、疲勞和抑郁等消極情緒得到了緩解，使其心情變得舒緩和愉悅。

試驗后，對男、女生心境狀態(tài)變化進行分析（圖7）。在開花期男、女生的憤怒、疲勞、抑郁和精力值比其他時期均有明顯的變化，且在盛花期變化最顯著，其中疲勞最大下降值為0.68；精力值最大升高值為0.89。方差分析結(jié)果表明憤怒（P＜0.01）、疲勞（P＜0.05）、抑郁（P＜0.05）和精力值（P＜0.01）變化值在男、女生之間存在明顯差異，且在盛花期差異性較大，最大差異值為0.20。此外，在各試驗組中，男生各項心理指標值變化較女生更明顯。這說明牡丹花對男、女生心理情緒都有積極的促進作用，且對男生的影響較女生更明顯一些。

3 結(jié)論與討論

牡丹觀賞活動主要是對人體的視覺、嗅覺、觸覺等感官產(chǎn)生刺激，進而對人的生理和心理產(chǎn)生影響。通過對試驗結(jié)果的分析，不同時期觀看牡丹可使大學生的自主神經(jīng)系統(tǒng)興奮性下降，可減輕其煩躁情緒，使其心情變得平靜和舒緩，這與之前的研究發(fā)現(xiàn)[26]一致。這說明在牡丹花不同生長時期，牡丹觀賞活動均對大學生的身心健康有積極的促進作用，但不同時期的促進作用大小有一定差異，依次大小為：初花期、盛花期＞展葉期、末花期；此外，在不同時期觀賞牡丹后男、女生生理和心理指標的變化趨勢大體一致，但在生理方面，女生的生理喚醒程度較男生明顯；在心理方面，男生的心理情緒變化較女生明顯。

通過綜合測定發(fā)現(xiàn)，雖然本實驗得出牡丹觀賞活動對大學生測試群體的生理和心理有明顯的影響，但是牡丹觀賞是一個極其綜合和復雜的活動，作為牡丹本身就有花色、花型及其香味的不同，作為觀賞者又有不同人群之分，而觀賞活動理論上可能有觀賞時間段（上午、中午和下午）和觀賞時間長短的不同等。究竟這些不同因素對測試者又有哪些不同的影響呢？這需要我們在今后做更深入的研究，最終在理清牡丹與人身心健康關系的基礎上，能使牡丹在園林應用中發(fā)揮更大的作用，譬如在牡丹景觀環(huán)境設計（牡丹花壇、花境等的設計）中，可適當合理地配置牡丹，營造出具有康復性的環(huán)境氛圍。

另外，本試驗在牡丹園進行，且試驗時期較長。由于室外環(huán)境復雜，試驗測量指標可能易受到植物材料、天氣變化、周邊交通等客觀因素的影響；如何在室外復雜環(huán)境中更好地進行人與牡丹關系的研究還需更深入的探討。

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