城市自然的多维图景:超越“绿色”的动脉粥样硬化性心血管疾病风险新解

《Environment International》:Beyond greenness: multidimensional urban nature profiles and arteriosclerotic cardiovascular risk

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Environment International 9.7

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  为解决传统城市自然暴露指标过于简化、难以反映真实环境复杂性的问题,研究人员开展了一项针对纽约市36,830名老年居民的大规模队列研究。该研究通过构建多维城市自然暴露谱,发现相较于低绿量环境,滨水区、公园可达性及行道树等自然丰富环境均与较低的动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)风险显著相关(HR分别为0.88、0.89和0.92)。研究结果强调了超越单一绿量指标,从多维度评估城市自然对促进心血管健康公平性的重要意义。

  
想象一下,你居住的城市里,有的地方高楼林立、寸草不生,有的地方绿树成荫、鸟语花香,还有的地方紧邻江河、视野开阔。我们通常认为,绿色越多,对健康越有益。但事实真的如此简单吗?在寸土寸金的现代都市中,究竟哪种“自然”才能真正守护我们的心血管健康?是看得见摸不着的“绿色”,还是可以散步的公园,亦或是让人心旷神怡的水景?为了回答这些问题,来自西奈山伊坎医学院的研究团队开展了一项深入的研究,其成果发表在《Environment International》上。
长期以来,动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)一直是全球范围内的主要死因。随着人口老龄化的加剧,其疾病负担预计将进一步加重。越来越多的证据表明,环境暴露是驱动ASCVD风险的关键因素之一,其重要性甚至可能超过部分临床风险因素。城市自然,包括公园、行道树、河岸以及生物多样性等,已被广泛认为与改善心脏代谢健康相关。
然而,目前的研究存在一个明显的局限:大多数研究依赖于单一指标来衡量城市自然,其中最常用的就是归一化植被指数(NDVI)。NDVI虽然能有效量化植被覆盖度,但它无法捕捉到自然环境的复杂性。例如,高NDVI值可能代表一片无法进入的私人绿地,而相同的数值变化在不同尺度或物种组成下可能意味着完全不同的植被状况。这种“绿色但不可及”的指标,限制了其在公共卫生和健康公平领域的实际应用价值。为了制定真正有效的城市规划和健康政策,我们迫切需要更细致、更贴近现实的多维自然暴露指标,以及它们与健康结局之间更坚实的证据链。
为了填补这一空白,Pablo Knobel及其同事开展了一项大规模回顾性队列研究。他们利用纽约市西奈山卫生系统(MSHS)的电子健康记录(EHR)数据,纳入了2013年至2022年间年龄≥55岁的36,830名居民。研究的主要结局是ASCVD事件,包括急性心肌梗死、慢性缺血性心脏病、缺血性卒中、外周动脉疾病和主动脉粥样硬化,这些事件通过ICD-10编码进行识别。
研究团队的核心创新在于其暴露评估方法。他们摒弃了单一的绿量指标,转而构建了一个多维度的城市自然分类体系。具体而言,他们在每位参与者住址周围300米的缓冲区内,计算了8个高分辨率的环境指标,包括:蓝空间、树冠、草地/灌木的土地覆盖百分比;基于街景图像的平均绿视指数(GVI);行道树数量;反映生物多样性的香农指数(Shannon index);以及公园数量和大型公园服务区数量。
随后,研究人员运用K-means聚类算法,根据这8个指标将参与者划分到不同的“城市自然暴露谱”中。通过这种方法,他们识别出了5种截然不同的环境类型,并根据其主要特征进行了命名:低绿量、行道树、高覆盖、公园可达性和滨水区。这种数据驱动的方法,能够更真实地反映城市中自然要素的共现模式,而非理论上的所有可能组合。
在统计建模方面,研究团队采用Cox比例风险模型,以“低绿量”组为参照,评估了不同自然暴露谱与ASCVD事件发生风险之间的关联,并将死亡作为竞争风险事件进行处理。模型充分调整了年龄、性别、种族/民族、保险类型以及社区层面的贫困率和非西班牙裔黑人居民比例等混杂因素。此外,研究还进行了亚组分析,以探讨性别、种族/民族、社区贫困和种族构成是否对上述关联存在效应修饰作用。
研究结果
1. 城市自然暴露谱的特征
研究共识别出五种具有鲜明特征的城市自然暴露谱:
  • 低绿量: 这是城市自然水平最低的组别,其平均绿视指数(GVI)、树冠覆盖率和蓝空间比例均为最低,公园和大型公园服务区的数量也最少。
  • 行道树: 该组拥有最高的行道树数量和香农指数,表明其行道树种类丰富,但蓝空间和草地/灌木覆盖水平较低。
  • 高覆盖: 该组表现出较高的树冠覆盖、草地/灌木覆盖和绿视指数,但大型公园的可达性相对有限。
  • 公园可达性: 该组结合了中高水平的树冠覆盖与最高的公园和大型公园服务区可达性。
  • 滨水区: 该组以高水平的蓝空间暴露为特征,但树冠覆盖、草地/灌木覆盖和行道树数量相对较低。
2. 城市自然暴露谱与ASCVD风险的关联
在平均3.8年的随访期间,28.7%的参与者发生了ASCVD事件。与“低绿量”组相比,生活在其他四种自然丰富环境中的居民,其ASCVD风险均有所降低。在完全调整的Cox模型中,风险降低的幅度从大到小依次为:滨水区(HR = 0.88;95% CI: 0.81–0.95)、公园可达性(HR = 0.89;95% CI: 0.84–0.94)、行道树(HR = 0.92;95% CI: 0.87–0.98)和高覆盖(HR = 0.95;95% CI: 0.88–1.02)。值得注意的是,尽管“高覆盖”组也表现出保护趋势,但其关联在统计学上不显著。
3. 亚组分析揭示的效应修饰
亚组分析揭示了不同人群对城市自然益处的反应存在差异。研究发现,公园可达性对ASCVD的保护作用存在性别差异,其对男性的保护作用更强(交互作用p值:0.04)。此外,行道树的保护作用在非西班牙裔黑人居民比例较高的社区中更为显著(交互作用p值:0.02)。
结论与讨论
这项研究为我们理解城市自然与心血管健康的关系提供了全新的视角。其核心结论是,城市自然对心血管健康具有保护作用,但这种保护作用并非简单地由“绿色”的多少决定,而是与自然环境的类型和特征密切相关。
首先,研究结果挑战了“绿色越多越好”的简单认知。尽管“高覆盖”组拥有最高的植被覆盖度,但其对ASCVD的保护作用却最弱,且未达到统计学显著性。这提示我们,单纯的植被覆盖,如果缺乏可达性或功能性,其健康效益可能有限。这支持了以往研究的观点,即感知到的自然可达性可能比客观的绿量指标更能预测健康效益。
其次,研究强调了不同类型自然环境的独特价值。公园可达性(结合了植被和可进入性)和滨水区(以蓝空间为特征)均表现出显著且较强的保护作用。这印证了多种理论框架的预测,即自然通过多种途径影响健康,包括促进体力活动、提供恢复性体验、减少环境压力以及增强社会凝聚力等。特别是滨水区的保护作用,凸显了蓝空间在促进心理健康和社交联系方面的独特潜力。
最后,亚组分析的结果强调了健康公平的重要性。研究发现,公园可达性对男性的保护作用更强,而行道树在非西班牙裔黑人居民比例较高的社区中保护作用更显著。这表明,不同人群可能从不同类型的自然环境中获益不同。因此,在制定城市规划和公共卫生政策时,必须考虑这些差异,以确保自然干预措施能够惠及所有人群,特别是那些最脆弱的群体。
总而言之,这项研究有力地证明,城市自然为心血管健康提供了有意义的保护。更重要的是,它揭示了这种保护作用的复杂性:不同类型的自然丰富环境,无论是通过公园可达性、行道树还是蓝空间,都能提供类似的保护。未来的城市设计和公共卫生政策,应超越单纯增加绿量的目标,转而关注如何创造多样化、可达性强且具有生物多样性的自然环境,以最大限度地促进所有社区居民的心血管健康。
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