为大学生的心理健康“开药方”：通过智能手表确定绿地暴露时长、频率和累积剂量的阈值

《Environmental Research》：Prescribing Green Dose for College Students’ Mental Health: Identifying Thresholds for Green Space Exposure Duration, Frequency, and Cumulative Dose via Smartwatch

　　

邹丽瑶|张丽青

上海交通大学设计学院，中国上海

摘要：

大学生面临着日益严重的心理健康挑战，包括压力增加和睡眠质量下降。接触自然环境已被证明对心理和生理健康有益，然而绿色空间暴露（GSE）与心理健康之间的多维度关系仍不够明确，尤其是在暴露时长、频率和每周累计暴露量方面。本研究通过使用Apple Watch数据进行了为期六周的观察性研究，探讨了校园绿色空间暴露与大学生心理健康结果之间的关联。来自上海交通大学的43名健康学生参与了基线和干预期的重复评估。不同的暴露维度与不同的心理健康结果相关。每次暴露约17-35分钟与睡眠相关结果有关。每周约3次的暴露频率与日间功能表现有最强的关联，而每周累计约70-120分钟的暴露量与情绪结果和心率变异性（HRV）模式的变化有关。这些发现表明，多维度的绿色空间暴露可能对大学生的特定心理和生理结果产生不同的影响。本研究展示了使用可穿戴设备进行精细生态暴露评估的可行性，并可能为未来关于大学环境中绿色空间暴露与心理健康的研究提供参考。

引言

全球的大学生正面临前所未有的心理健康危机。最近的荟萃分析表明，这一群体中抑郁和焦虑症状的患病率非常高，抑郁约为33-34%，焦虑约为39%（Li等人，2022年；Rakow和Ibes，2022年）。近年来，尤其是在COVID-19大流行期间和之后，这些负担进一步加剧（Li等人，2022年）。此外，快速的城市化和环境变化进一步限制了大学生的日常生态暴露机会。最近在暴露生态学方面的研究表明，接触自然生态系统代表了一种多维度的“生态暴露”，可能通过恢复性、行为和环境途径影响健康（Yu等人，2025年；Yu等人，2024a）。在这种框架下，减少与自然环境的接触被概念化为更广泛的“生态暴露组”的一部分，指的是在日常生活和生命周期中经历的累积生态暴露（Yu等人，2024b）。随着城市生活越来越限制与自然环境的常规互动，人们开始关注减少生态暴露对心理健康潜在的影响，尤其是在高密度教育环境中生活的年轻人中（Bratman等人，2019年；Wang和Liu，2024年）。除了这一群体中心理困扰的高发率外，大学校园为重复的行为和生理监测提供了实际的环境，使得大学生成为相对容易进行密集纵向数据收集的对象。同时，先前的研究表明，自然暴露与心理健康之间的关联可能随生命周期而变化（Jimenez等人，2021年）。

大量证据表明，接触自然环境与较低的压力、焦虑和抑郁症状以及改善的情绪、注意力和整体幸福感有关（Kang等人，2023年；Rakow和Ibes，2022年）。这些关联通常通过注意力恢复理论和压力减少理论等框架来解释，这些理论认为自然环境可能通过恢复性体验支持认知恢复和情绪调节（Chang等人，2024年；Kaplan和Kaplan，1989年；Kaplan，1995年；Ulrich等人，1991年）。然而，最近的研究表明，自然暴露与心理健康之间的关联可能因暴露的类型、质量和情境而异。不同的环境，包括森林、城市公园、蓝色空间和生物多样性丰富的绿色空间，可能与不同程度的心理恢复和压力缓解有关（Jin等人，2024年；Yao等人，2024年）。除了户外绿色空间外，包括室内自然元素和自然虚拟表现在内的其他形式的生态暴露也与心理幸福感有关，特别是在无法接触真实自然的环境中（Chen等人，2025年；Han等人，2022年；Owens和Bunce，2023年）。同时，暴露生态学框架强调，生态暴露可能涉及有益和潜在的不利途径，结果受环境质量、生物多样性、可访问性和社会文化背景的影响（Yu等人，2024a）。

实际上，许多干预措施证实了这些理论。在绿色空间中的引导性步行、园艺和森林浴项目，甚至短暂的“绿色休息”已被证明可以减少大学生的心理困扰并改善认知功能（Kang等人，2023年；Rakow和Ibes，2022年）。例如，一些研究表明，相对较短的绿色空间访问（例如10-30分钟）可能与情绪和压力相关结果的短期改善有关（Rakow和Ibes，2022年）。然而，尽管人们对这些益处的认识日益增加，但剂量-反应关系，即需要多少以及多频繁的暴露才能产生可测量的心理健康益处，仍然知之甚少，尤其是在大学生群体中。一些研究表明，感知的安全性、环境质量和可访问性可能会影响自然环境是否提供心理益处，在某些情况下，维护不善或不安全的绿色空间甚至可能阻碍使用或对幸福感产生负面影响（Maruthaveeran，2016年；Yiliu等人，2025年）。

以往关于绿色空间暴露与心理健康的研究依赖于自我报告的暴露频率或居住距离指标（例如NDVI、EVI），这些方法可能受到回忆偏差和时间分辨率粗糙的限制。可穿戴技术的最新进展，特别是像Apple Watch这样的消费设备，提供了捕捉精细生态暴露模式和连续生理数据的新机会。通过整合GPS、运动和可穿戴设备衍生的生理指标，这些设备能够更生态学地评估现实世界中的暴露体验及其时间动态（Hirten等人，2021a；Hirten等人，2021b）。这种方法符合暴露生态学中最近的要求，即更好地描述日常生活环境中的动态和多维度暴露过程（Yu等人，2024a）。此外，消费类可穿戴设备越来越多地被认可为监测年轻人健康相关行为和生理指标的可行工具（Sheikh等人，2021年）。然而，相对较少的研究将基于可穿戴设备的生态暴露评估与经过验证的心理测量相结合，以探索绿色空间暴露与心理健康结果之间的潜在剂量-反应关联。

为了解决这些空白，本研究采用了基于智能手表的监测方法，研究了在六周观察性干预期间，多维度绿色空间暴露剂量与大学生情绪、睡眠和心率变异性变化之间的关联。通过将可穿戴设备衍生的生理指标与经过验证的心理量表（POMS和PSQI）相结合，我们旨在探索暴露时长、每周频率和每周累计暴露量之间的潜在剂量-反应模式。具体来说，本研究旨在探讨绿色空间暴露的不同维度是否与大学生的不同心理和生理结果相关。

章节片段

研究背景和地点选择

近年来，中国大学生的心理健康挑战日益严重。一项针对近50,000名学生的全国性调查发现，抑郁的检出率为9.8%，焦虑的检出率为15.5%（Han等人，2025年）。在顶尖大学中，这种负担尤为严重，因为学术竞争和城市生活压力交织在一起。为了解决这个问题，我们选择了上海的一所领先研究大学作为代表性案例研究，以探讨绿色空间

参与者特征和绿色空间暴露

本研究包括43名健康的大学生（22名男性，21名女性），平均年龄为23.14岁（表1）。在五周的干预期间，参与者平均每周访问绿色空间3.68次，每次访问的平均时长为27.71分钟。这导致每周平均累计暴露时间为103.68分钟。这些暴露指标的分布呈正偏态。每次访问时长、每周频率的描述性分布

讨论

本研究利用智能手表的高分辨率、客观数据来研究多维度绿色空间暴露（GSE）与大学生心理健康结果之间的关联。研究结果并未确定一个单一的“最佳”剂量，而是表明不同的暴露维度，包括时长、频率和每周累计暴露量，可能与特定的心理和生理结果有不同的关联。这些结果应被解释为

结论

本研究使用可穿戴设备衍生的行为和生理数据，探讨了绿色空间暴露与大学生心理健康结果之间的多维度关联。研究结果表明，不同的暴露维度，包括时长、频率和每周累计暴露量，可能与睡眠相关、情绪和生理结果有明显的关联。研究结果并不支持一个普遍的“最佳”剂量，而是表明不同的

CRediT作者贡献声明

张丽青：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源管理、项目管理、方法论、调查、资金获取、概念化。邹丽瑶：撰写——初稿、可视化、验证、软件使用、方法论、正式分析、数据管理、概念化

伦理考虑

本研究已获得上海交通大学人类研究保护机构审查委员会的批准（批准编号H20240036I），并遵守贝尔蒙特报告和赫尔辛基宣言的原则。所有参与者均获得了知情同意。

数据可用性声明

由于伦理限制，原始问卷数据和Apple Watch生理数据不能公开。然而，当前研究中分析的数据集可在合理请求下从相应作者处获得。

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备这项工作时，作者使用ChatGPT辅助校对、拼写检查和小幅语言润色。使用该工具/服务后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢：

本研究得到了中国国家自然科学基金青年项目（项目编号32101322）的支持，该项目授予了张丽青。我们感谢所有参与实验的参与者。我们还要衷心感谢景观建筑系的教职员工在整个研究过程中提供的宝贵指导。