空气-热暴露下景观特征对老年人福祉的实时影响：意大利中部春季实地研究

《Journal of Environmental Management》：Real-time effects of landscape characteristics on elderly people's well-being under air-heat exposure: A spring field study in central Italy

　　

城市街道配置通过塑造多域环境显著影响行人舒适度和健康。虽然其影响在短期暴露中明显，但长期和重复暴露可能导致长期健康效应。本研究采用以人为本和多维方法，探讨街道几何如何通过改变热和空气质量条件，影响老年行人（一个经常暴露于室外环境的脆弱群体）的实时生理和心理状态反应。14名老年参与者在意大利佩鲁贾的春季沿五条路径行走，同时使用可穿戴设备监测生理信号，并使用便携式监测站追踪微气候和空气质量因素。每次行走后，参与者评估了他们的环境感知和心理状态。结果显示，具有较高高宽比（H/W）（范围0.92至1.27?m）和较高二氧化氮（NO₂）及颗粒物（PM₁₀）浓度（分别高达21?ppb和18.77?μg/m³）的行人路径显著降低了空气质量感知（p?=?0.028，β?=??0.273；p?=?0.013，β?=??0.312）。此外，NO₂和PM₁₀浓度均与皮肤电导水平（SCL）和情绪状态的心理指标变化直接相关，提示生理和情绪应激反应。相反，具有较高绿色视觉指数（GVI）的环境显示出更有利的放松状态反应。这些发现证明了春季条件下城市形态、空气污染和绿地空间对心理福祉和生理应激的相互关联影响，为增强室外环境质量和适老城市韧性的特定情境设计策略提供了见解。

城市化导致城市热岛（UHI）和城市污染岛（UPI）现象加剧，显著影响行人户外舒适度与健康，尤其对老年人这类脆弱群体构成更大威胁。现有研究多单独考察热环境或空气质量，缺乏综合生理、心理与环境参数的实地监测，且针对欧洲地中海地区老年人群体的研究极为有限。为此，研究人员在意大利佩鲁贾（Perugia）开展春季实地研究，以探索街道景观特征如何通过调节微气候和空气质量，实时影响老年行人的生理与心理状态。该研究发表在《Journal of Environmental Management》。

研究人员选取了五条具有不同景观特征的路径（包括城市公园、商业区和交通站），招募了14名老年参与者（平均年龄70岁，身体质量指数BMI正常与超重各半）。研究中使用了可穿戴设备（Empatica E4）监测皮肤电导水平（SCL）、皮肤温度（STemp）和心率（HR），同时利用便携式气象站和空气质量传感器同步采集微气候参数（气温、相对湿度、风速、太阳辐射）及空气污染物浓度（NO₂、PM₁₀、PM_2.5）。每次行走后，参与者填写了UMACL心理状态问卷和环境感知问卷。数据分析采用累积链接混合模型（CLMM）、线性混合模型（LMM）和多重中介模型，以评估景观特征、环境因素与老年人反应之间的直接和间接关系。

研究结果分为以下几个部分：

**3.1 描述性分析**：通过比较不同路径的景观特征，发现公园路径（BP1、BP2）具有最高的绿色视觉指数（GVI，32%–40%）和较低的天空可视因子（SVF），而商业区（C1、C2）和交通站（M）则呈现更高的高宽比（H/W，0.92–1.27?m）和更少的植被。微气候分析显示，公园路径相对湿度（RH）显著更高，而商业区太阳辐射（G）和平均辐射温度（T_mrt）显著更高；空气质量方面，商业区NO₂和PM₁₀浓度显著高于公园路径，但PM_2.5差异不显著。这些环境差异为后续分析奠定了基础。

**3.2 环境设置与BMI对老年行人环境感知和福祉的影响**：CLMM结果显示，BMI对热感觉和热舒适无显著影响，但超重参与者对湿度感知更敏感，且在不同空间（如C2）中表现出显著交互。空气质量感知方面，商业区C1和C2的空气质量感觉投票（AQSV）和空气质量舒适投票（AQCV）显著低于公园路径。心理状态方面，商业区（C1、C2）导致更低的放松状态，而GVI最高的公园路径（BP1）与最佳心理状态相关。LMM结果显示，SCL在超重参与者中于特定空间（BP2、C1）显著升高，提示生理唤醒差异；皮肤温度在商业区C1显著升高，且BMI×空间交互显著；心率（HR）则无显著差异。总体而言，空间环境对生理和心理反应的影响强于BMI分组。

**3.3 相关性分析**：景观特征与微气候及空气质量参数之间存在显著相关。SVF与太阳辐射（r=0.500）和风速（r=0.600）正相关，GVI与气温（r=?0.970）、UTCI（r=?0.900）和风速（r=?0.900）负相关，与RH正相关（r=0.900）。H/W与气温、UTCI、T_mrt、NO₂和PM₁₀正相关，与RH和太阳辐射负相关。此外，环境参数与老年人感知和生理反应相关：NO₂和PM₁₀与空气质量舒适度（AQCV）和放松状态（R-U SV）负相关，与SCL正相关；气温和风速也显示出类似关联。这些结果揭示了热和污染暴露对老年人主观和客观反应的协同影响。

**3.4 景观特征通过微气候和空气质量参数对老年人环境感知和福祉的间接效应**：多重中介分析表明，NO₂和PM₁₀显著中介了景观特征对空气质量感觉（AQSV）和舒适度（AQCV）的负面影响，同时风速和气温也在AQCV中介模型中显著。对于心理放松状态，NO₂、PM₁₀、风速和气温均呈现显著负向间接效应，而GVI和反照率则表现出直接正向效应。对于SCL，NO₂和PM₁₀呈正向间接效应，反照率则呈负向直接效应。这些结果说明，高植被和适中反照率有助于缓解污染物和街道形态带来的负面生理与心理应激。

讨论部分总结：研究指出，BMI对热感知影响有限，但超重者在特定环境中表现出更强的生理反应（如SCL和皮肤温度变化），提示需为不同体质人群设计差异化户外空间。此外，春季温和条件可能削弱了热应激的效应，但污染物对主观和客观指标的负面影响依然显著。研究局限性包括样本量较小（14人）、仅春季数据、以及BMI分类分析可能降低统计效力。未来研究应纳入更多季节、更大样本量和更广泛的城乡形态，以验证并推广结论。

研究结论翻译：本研究揭示了在春季温和条件下，景观特征如何通过微气候和空气质量间接影响老年人的空气感知、心理状态和生理应激。高H/W和靠近高交通流量的路径（即使位于公园内）中NO₂和PM₁₀浓度升高，对空气质量感知、SCL和心理状态产生负面影响。相反，GVI最高（约40%）的公园路径展现出最有利的放松状态，表明绿化对老年人福祉的潜在支持作用。这些发现强调了以人为本的城市设计策略在改善户外环境质量和支持老年人福祉方面的重要性，并指出需在不同季节和热极端条件下进一步验证。