综述：户外和自然环境如何促进儿童注意力和行为的自我调节？一项关于潜在中介路径的范围综述

《Journal of Environmental Psychology》：How might outdoor and natural environments support children’s self-regulation of attention and behaviour? A scoping review of candidate mediating pathways

　　

摘要

几项最新的系统评价表明，接触户外和自然环境的儿童表现出更好的注意力和行为自我调节能力。然而，对于可能解释这些关联的机制，我们知之甚少。本范围界定综述描绘了将户外和自然环境与儿童注意力和行为自我调节联系起来的候选中介途径。我们考察了与六种环境特征相关的证据：听觉和视觉噪音、信噪比、自然特征（如植物和树木）、空间和运动、微生物群多样性以及自然光。对于每条途径，我们考虑该环境特征在户外、自然、室内或城市环境中是否可能存在合理差异；它是否与提出的中介变量（包括生理应激、注意力需求、情绪、睡眠和微生物群）相关；以及这些中介变量是否与自我调节结果相关。综述显示证据分布不均。一些途径，特别是涉及应激、情绪、运动和光的途径，得到了大量相邻证据的支持，但很少有研究直接测试儿童的全中介途径。其他途径，包括信噪比和微生物群，在理论上是合理的，但目前研究不足。未来研究应直接测量候选中介变量，比较不同时间尺度上的机制，并区分处于户外与特定环境特征的影响。这种机制研究方法对于设计干预措施很重要，这些干预措施可能复现户外和自然环境的某些益处，尤其是在高质量自然空间有限的教育环境中。

引言

几项最新的系统评价表明，接触更多绿色空间或自然环境的儿童，通常在与注意力、行为、情绪福祉和社会功能相关的领域表现出更好的结果（Bikomeye 等人，2021；Diaz-Martinez 等人，2023；Mygind 等人，2021；Ngurah 等人，2020；Vella-Brodrick & Gilowska，2022；Zare Sakhvidi 等人，2022）。例如，Zare Sakhvidi 等人（2022）回顾了 29 项研究，并报告了更多证据表明，更多的绿色空间暴露与较少的同伴关系问题、较少的情绪症状以及更多的亲社会行为有关。其他综述报告了绿色空间暴露与儿童注意力不集中、工作记忆和更广泛的认知功能之间的关联（Vanaken & Danckaerts，2018；Ohly 等人，2016）。

然而，这些关联背后的机制仍不清楚。目前，大部分文献关注自然暴露是否有益，而不是询问哪些环境特征和中介机制解释了观察到的效应。这是一个理论问题，但回答它也有实际意义，包括益处是否取决于植物、土壤、树木和生物多样性，某些益处是否可以在非自然或室内环境中发生，以及效应是预期立即出现还是累积出现的。

不同的机制也意味着对效应出现的时间尺度有不同的预测。涉及注意力需求、情绪或生理唤醒立即变化的途径，可能会在暴露于环境期间或之后不久产生效应（Berman 等人，2008；Ulrich 等人，1991）。相比之下，涉及微生物群变化，或睡眠模式或累积应激生理长期变化的途径，更可能依赖于在几天、几周或更长的发育期内的反复暴露（Bloemsma 等人，2021；Burns 等人，2021；Roslund 等人，2020, 2022）。这些时间尺度上的差异提供了一种区分竞争性机制解释的手段。

很少有研究比较不同候选途径的证据强度，大部分文献仍围绕单一理论模型组织。注意力恢复理论（ART）在解释与自然相关的注意力改善方面影响尤为深远（Kaplan，1995）。ART 提出自然环境毫不费力地吸引注意力，允许定向注意力能力休息和恢复。许多测试 ART 的研究让参与者接触受控剂量的自然，如森林徒步，并将其与接触城市环境进行比较，如市中心社区徒步。然后在之后立即测量结果。However, these studies often do not measure or control other environmental variables, making it difficult to determine whether observed effects are attributable to reduced attentional demand specifically, or to other mechanisms such as lower ambient noise, reduced physiological stress, improved affect, increased daylight exposure, or greater movement (Joye & Dewitte, 2018).
然而，这些研究通常不测量或控制其他环境变量，这使得很难确定观察到的效应是否专门归因于注意力需求的减少，还是归因于其他机制，如较低的环境噪音、减少的生理应激、改善的情绪、增加的自然光暴露或更多的运动（Joye & Dewitte，2018）。

ART 也难以解释更广泛自然暴露文献中的一些发现。例如，发现带有绿色窗外景观的教室中的注意力能力高于带有非自然景观的教室，尽管儿童据推测只花了一小部分时间直接看着窗外（Li & Sullivan，2016）。如果自然暴露的有益效应源于自然场景更容易被注意力系统处理，从而允许这些系统休息和恢复，那么预期直接处理自然场景的时间量应该是重要的。ART 对短期恢复的解释强于对重复或终生暴露于自然如何产生持久的注意力能力发育差异的解释。正如 Joye 和 Dewitte（2018）所主张的，ART 目前缺乏对短暂的恢复效应如何转化为持久的发育结果的明确说明。这些局限性并不意味着 ART 是错误的。相反，它们说明需要考虑多个候选途径。

本综述的主要焦点是儿童对户外和自然环境的暴露，特别关注对教育环境和户外学习的意义。我们有意使用“户外和自然环境”这一短语，因为一些提出的机制可能特定于植物、树木、土壤和生物多样性等自然特征，而另一些可能源于更广泛的户外环境，如增加的空间、自然光或较低的噪音。区分这些可能性是本综述的核心。因此，我们包括对自然户外空间、城市户外空间、室内自然暴露、自然景观、虚拟现实和自然图像的研究，前提是有助于评估提出的机制。在儿童特定证据有限的情况下，我们包括成人研究或相邻领域的研究，并在相关处将其确定为间接证据。

在本文中，我们使用“注意力的自我调节”一词来指代儿童控制他们注意什么和忽略什么的能力，大致与注意力控制或执行注意力重叠（Rueda 等人，2023）。我们使用“行为的自我调节”来指代儿童调节行为和情绪的能力。

本范围界定综述旨在描绘户外和自然环境可能支持儿童注意力和行为自我调节的候选中介途径。我们评估当前证据支持每条途径的程度，识别证据是直接的还是间接的，并阐明需要哪些类型的研究来更严谨地测试这些机制。

综述围绕图 1 下方详述的六条候选途径组织。这些是：总体听觉和视觉噪音；信噪比；自然特征，如植物和树木；运动和空间；微生物群；以及自然光。对于每条途径，我们考虑相关的环境特征是否在室内和室外环境中（包括自然和人造室外环境）存在差异；它是否与提出的中介变量相关；以及该中介变量是否与儿童的自我调节相关。这种结构允许我们区分可能特定于自然特征的机制与可能源于即使在城市环境中处于户外的机制。

本文设计为范围界定综述，而不是系统评价或元分析。目的是描绘并批判性地评估可能解释户外和自然环境与儿童自我调节之间关联的候选机制，识别哪里存在直接证据，哪里结论目前依赖于间接或相邻证据。

文献是通过使用 Google 学术进行迭代搜索确定的，辅以从相关系统评价、理论论文和实证研究中进行的向后和向前引文追踪。搜索贯穿手稿开发的整个过程，文献在 2025 年和 2026 年初的重大修订期间进行了更新。因为综述旨在描绘几个独立且跨学科的候选机制的证据，而不是提供单一文献的穷尽性系统综合，所以没有使用正式的系统搜索和筛选方案。

搜索词根据所检查的途径进行了调整，并结合了人群、暴露、机制和结果术语。人群术语包括儿童、儿童、学龄前和学校年龄。暴露术语包括自然、绿色空间和户外；机制术语包括噪音、应激、情绪、体育活动、微生物群、自然光和睡眠；结果术语包括自我调节、注意力、行为和情绪调节。使用引文追踪来识别这些文献中额外的相关证据和术语。

如果证据有助于评估环境特征与儿童自我调节之间拟议途径的一个或多个组成部分，则被视为相关证据。我们优先考虑系统评价和元分析、实验和准实验研究以及与儿童进行的研究。在儿童特定或自然特定证据有限的情况下，包括成人研究或相邻领域的证据，前提是它们有助于评估提出的机制，并在相关处将其确定为间接证据。未提供与环境特征、提出的中介变量或自我调节相关结果在候选途径之一内相关的证据的研究，超出了综述的范围。

候选途径是通过迭代方式确定的，考虑了与自然相关效应的显著理论解释、先前关于自然暴露和儿童认知和行为结果的综述，以及室内、城市户外和自然户外环境之间可能存在合理差异的环境特征。当存在一个合理的序列将环境特征与心理、生理或生物机制联系起来，进而可能影响自我调节时，就包括一个候选途径。这个过程导致了此处考虑的六条途径：总体听觉和视觉噪音；信噪比；自然特征，如植物和树木；空间和运动；微生物群；以及自然光。这些途径并不旨在构成所有可能机制的穷尽性分类。

对于每条途径，我们考虑相关的环境特征是否在室内和室外环境中存在差异，包括自然和人造室外环境；它是否与提出的中介变量相关；以及该中介变量是否与儿童的自我调节相关。因为这并非系统评价，关于文献缺口的声明应解释为本综述范围内识别的缺口，而不是缺失的决定性证据。

其中一些我们自己的近期研究被包括在内，前提是它们直接解决了所审查的候选途径。这些研究被视为新兴证据库的一部分，而不是特权证据，它们的局限性与其他研究的局限性一起讨论。

段落片段

拟议途径：噪音、生理应激和自我调节

这条途径提出，户外和自然环境可能支持儿童的自我调节，因为它们通常包含比室内或城市环境更低水平的总体听觉和/或视觉噪音。较低的总体噪音可能会减少生理应激，而减少的生理应激可能反过来支持儿童的注意力和行为自我调节。

一个关键的区别在于总体噪音和信噪比。总体噪音指的是听觉或

拟议途径：信噪比和注意力需求

这条途径提出，户外和自然环境可能支持自我调节，因为它们可能提供比室内或城市环境更高的信噪比。较高的信噪比将使相关信息更容易识别，无关信息更容易忽略，从而减少对注意力控制的需求。减少的注意力需求可能随后支持更好的注意力和行为自我调节，无论是在当下还是暴露后不久。

在拟议途径：信噪比和注意力需求

拟议途径：自然特征、情绪和应激

这条途径提出，自然特征如植物、树木、植被、水和有机形态，可能通过改善情绪和/或减少生理应激来影响儿童的自我调节。这些情绪和生理变化可能随后支持更好的注意力和行为自我调节。

几个理论解释可以解释为什么自然特征可能有这些效应。亲生命性假说（Kellert & Wilson，1993）和心理进化理论（Ulrich，1981）

拟议途径：空间、运动和情绪

这条途径提出，户外和自然环境可能支持自我调节，因为它们通常提供比室内环境更多的空间和更丰富的运动可供性。更大的空间可能允许儿童更自由地移动，参与更多的体育活动，并体验较少的拥挤或限制。定期体育锻炼也与自我调节的改善有关（Oaten & Cheng，2006）。增加的运动和体育活动可能随后改善情绪和

拟议途径：微生物群、免疫调节和自我调节

这条途径提出，反复暴露于生物多样性丰富的自然环境可能通过改变肠道、皮肤或环境微生物群来影响儿童的自我调节。

与土壤、植被、动物和生物多样性户外材料的接触可能会改变微生物暴露和微生物群组成，进而可能影响免疫调节、炎症、压力生理和大脑功能。与基于噪音、情绪或注意力需求的途径不同，该途径预计 拟议途径：自然光、睡眠和情绪
该途径提出，户外环境可能支持儿童的自我调节，因为它们比室内环境提供了更多的自然光暴露。自然光可能影响昼夜节律、睡眠时间和睡眠质量，也可能影响情绪和生理压力。改善后的睡眠和情绪随后可能支持更好的注意力和行为自我调节。
该途径与这里审查的几种其他途径不同，因为它可能并非特定于自然特征。
总结与结论
这项范围综述绘制了户外和自然环境可能支持儿童注意力和行为自我调节的候选途径。在综述中，我们区分了可能源于一般在户外环境的机制（如更低的噪音、更大的空间、运动和日光暴露）与更特定于自然特征的机制（如植被、生物多样性和视觉自然内容）。我们还区分了可能立即运作或的途径。
CRediT 作者贡献声明
Gemma Goldenberg：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始草稿，概念化。Sam V Wass：写作 – 审查与编辑，概念化
未引用参考文献
Balling and Falk, 1982; Cerrillo-Urbina et al., 2015; Clarke et al., 2013; Coe et al., 2014; Díaz-Martínez et al., 2023; Dzubur et al., 2018; Faber Taylor and Kuo, 2009; Fj?rtoft, 2001; Goldenberg, 2024; Kaplan and Berman, 2010; Killion, 2002; Küller and Laike, 1998; Le et al., 2017; Peluso and de Andrade, 2005; Vander Ghinst et al., 2019.
竞争利益声明
无
G. Goldenberg|S. Wass
东伦敦大学早期幼儿与青年科学研究所 (ISEY)