绿色空间的空间公平如何塑造呼吸系统健康效益：空气污染与体力活动的耦合机制

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：How Green Space Spatial Equity Shapes Respiratory Health Benefits: Coupling Mechanisms of Air Pollution and Physical Activity

　　

摘要

尽管现有研究已证实城市绿地（UGS）与呼吸系统健康之间存在关联，但UGS暴露与呼吸系统健康之间的通路异质性——尤其是涉及空间公平方面的异质性——仍缺乏充分理解。本研究旨在考察空间公平是否以及如何调节客观和主观UGS暴露与居民呼吸系统健康之间的关联通路。研究利用调查数据收集自评健康状况和主观UGS指标，并结合客观测量值，对中国南京44个社区内1,330名居民组成的样本进行了分析。通过基于客观UGS基尼系数的K-means聚类识别空间公平类型学。采用偏最小二乘结构方程模型评估UGS暴露与呼吸系统健康之间的关联通路，同时开展多组分析检验空间公平的调节效应。结果表明，客观UGS暴露主要通过PM2.5相关通路与呼吸系统健康改善相关联，而主观UGS暴露主要通过体力活动相关通路与呼吸系统健康相关联。空间公平度较高的社区居民自评呼吸系统健康状况更好，该关联主要由促进体力活动所中介。相反，在空间公平度较低的社区中，呼吸系统健康状况主要由PM2.5缓解所中介。本研究建议，基于公平视角的通路异质性诊断可指导精准化的绿地干预措施，从而帮助城市更有效地实现城市绿地的呼吸系统健康潜力，推进以健康社区为导向的公平规划。

引言

全球正经历前所未有的城市化进程，据预测到2050年全球近70%的人口将居住在城市地区[60]。为应对高人口密度和环境健康带来的挑战，许多城市采取了旨在扩大城市绿地（UGS）覆盖范围的政策[66]。然而，在实践中，这些政策往往优先考虑绿地总量的增加，而忽视了公平分配，导致显著的空间不平等。在快速城市化引发生态恶化的背景下，由此产生的不平等的张力日益加剧[36]。特别是空气污染——以PM2.5为主要特征——已成为威胁公共健康的重大全球风险。据估计，全球每年约有700万人因此过早死亡，对居民的呼吸系统健康（RH）构成沉重负担[3]。在此背景下，UGS作为一种有效的环境干预手段，其与呼吸系统健康的关联已得到广泛的流行病学证据支持[69]。因此，UGS被视为实现联合国可持续发展目标（特别是SDG 3：良好健康与福祉，以及SDG 11：可持续城市和社区）基于自然的解决方案（NbS）[1]。这提出了一个核心科学问题：当绿地资源在分配上存在系统性不平等时，其提供的呼吸系统健康效益能否被所有居民公平共享？因此，深入探索不同公平情境下UGS暴露与呼吸系统健康之间关联的机制异质性，已成为城市绿地规划和公共卫生领域推进健康公平的紧迫任务。

尽管许多研究报告了UGS与呼吸系统健康之间的正向关联，但相关通路是复杂且多维的，而非单一且线性的[8,43]。一个被广泛采用的理论框架将UGS潜在的健康相关通路分为三个主要领域[42]：（1）缓解（Mitigation），即UGS可能缓冲空气污染和噪声等有害暴露[33]；（2）增益（Instoration），即UGS可能提供支持健康行为（如体力活动和社会交往）的空间[33]；（3）恢复（Restoration），即接触自然可能支持心理恢复和注意力恢复[46]。

就本研究关注的呼吸系统健康而言，缓解和增益被确定为两个特别相关的潜在通路。具体而言，缓解通路与可能降低局部PM2.5等空气污染物浓度的生态系统服务在概念上相关联，从而减少呼吸系统暴露风险[29,51]。增益通路主要通过行为机会发挥作用，鼓励居民参与体力活动，而体力活动与心肺功能和呼吸系统健康相关[45,69]。因此，PM2.5相关通路和体力活动相关通路被广泛认为是UGS暴露与呼吸系统健康之间的两个主要环节。然而，以往研究往往单独考察这些通路，很少考虑它们的联合运作或主观与客观暴露的交叉作用[54]。更重要的是，它们通常暗含平等主义假设，从而忽视了不平等的绿地分配[24]。

在中国快速城市化的背景下，城市绿地的不平等分配尤为突出[53]。大量研究已证实不同社会经济群体和地理区域之间UGS资源配置存在显著偏差[67]。高收入社区往往享有比低收入社区或城中村更高质量和可达性的绿地[65]。这种绿地资源空间配置的不平等与 health 风险（如PM2.5暴露）的分布高度重叠，可能导致不同社区居民呼吸系统健康出现系统性差异[26]。因此，环境公平领域的研究已从描述不公正转向探索其健康后果——具体而言，是健康效益异质性的底层机制。然而，现有研究主要关注社会公平。它们通常采用个体或社区层面的社会经济地位（SES）——如收入、种族或教育——作为调节变量，考察UGS的健康效益在不同个体间是否有所不同[55,58]。虽然这一视角具有重要意义，但它忽视了一个更基本的结构性因素：绿地空间公平[12]。在本研究中，绿地空间公平特指客观UGS暴露指标在社区生活圈内的空间分配均匀程度——即绿地资源是否相对均匀地分布在生活圈内的各个位置。这一操作性概念描述的是绿地资源的空间配置，不应被解读为衡量社会公平、环境正义或健康公平的综合指标[66]。空间公平是否作为调节变量重塑健康机制尚不明确。此外，以往分析主要集中在公平对单一通路的影响，例如分别探索其对体力活动或空气污染的影响。然而，公平是否以及如何调节多维通路以产生呼吸系统健康效益的差异，仍有待阐明。

研究已证实，客观UGS暴露（如基于遥感的绿度、绿地视野指数和可达性）[20,28]和主观UGS暴露（如居民感知的绿地质量、安全性和美观性）[15]是两个相关但不同的构念。它们分别代表了不同的物理维度和体验维度[14]，这种主观与客观的分离增加了通路的复杂性。以往研究往往孤立地看待这些通路。例如，环境生态学研究通常考察客观绿度如何通过缓解通路与PM2.5减少相关联[9]，而环境心理学研究则经常聚焦于主观绿地质量如何通过增益通路鼓励体力活动[13]。然而，这种一对一的视角可能忽视了交叉效应。例如，客观UGS暴露中的可达性可能是体力活动（PA）的物理前提[63]，而主观UGS暴露中的感知安全性可能影响居民在绿地中停留的时间，从而间接影响其暴露机会[61]。因此，有必要综合考虑客观和主观UGS暴露与呼吸系统健康相关联的多维通路。

基于上述理论背景和研究空白，本研究发展了一个概念模型（图1），以考察绿地空间公平是否调节UGS暴露与呼吸系统健康之间的关联通路。该模型纳入了以往研究广泛支持的两个中介通路作为UGS暴露与呼吸系统健康之间的关键环节：（1）与环境风险缓解相关的PM2.5通路，以及（2）与健康促进行为相关的体力活动通路。此外，该模型将自变量区分为两个不同的构念：客观UGS暴露（包括NDVI、GVI和可达性等物理属性）和主观UGS暴露（包括居民感知的数量、安全性、吸引力和舒适度等体验性现实）。

具体而言，本研究旨在回答以下三个科学问题：
1）客观和主观UGS暴露分别通过PM2.5和体力活动通路与居民呼吸系统健康关联的程度如何？
2）绿地空间公平是否显著调节UGS暴露与呼吸系统健康之间的关联通路？
3）这一调节效应是否源于空间公平对特定通路的差异化影响？

方法

为清晰起见，分析框架分为三个步骤（如图2所示）：（1）测量南京44个居住生活圈内客观UGS暴露指标（可用性、可视性、可达性）和主观UGS暴露指标（安全性、吸引力、舒适度、感知数量），同时根据自报的日常活动时长将环境指标转化为个体层面的时间加权暴露指标；（2）采用……

双变量相关分析

本研究1,330名受访者的特征描述性分析呈现于补充材料S3中。Spearman秩相关分析揭示了关键变量之间的显著关联（图7）。值得注意的是，呼吸系统健康指标（咳嗽、痰、打喷嚏和喘息）和综合评分在本研究中进行了反向编码；因此，得分越高表示健康状况越好。分析结果表明，几乎所有客观和主观UGS……

客观与主观UGS暴露指标的不匹配与互补性

我们将客观和主观UGS暴露指标相结合，构建了更为全面的指标体系。客观与主观UGS暴露指标之间存在复杂关系。尽管观察到统计上显著的相关性，但其强度通常较弱；例如，客观GVI与主观吸引力之间仅为弱相关。这揭示了物理环境与感知体验之间的不匹配[68]。这一发现极具……

结论

本研究开发了一个包含客观和主观维度以及公平调节的有调节的中介模型，探索生活圈尺度上UGS暴露与呼吸系统健康相关联的通路。主要结论如下：
（1）客观和主观UGS暴露通过不同通路与呼吸系统健康相关联。客观UGS暴露主要与环境压力源缓解（减少PM2.5）相关，而主观UGS暴露……

伦理审批
本研究方案经北京林业大学人体研究伦理委员会和科学技术处审核批准（审批协议编号：BJFUPSY-2025-090）。

利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

作者贡献声明
Ke Li：撰写—原始草稿、可视化、软件、方法论、调查研究、形式分析、概念化。Liang Li：监督、项目管理、资金获取、概念化。Yipei Mao：可视化、方法论、概念化。Hangna Dong：监督、项目管理、数据整理。Xinke Wang：监督、项目管理、数据整理。

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北京林业大学园林学院，北京 100083，中国