青岛市八大关典型植物群落特征及温湿度效应与人体健康关系研究

作     者：张小凤 

作者单位：青岛理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚文飞

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081303[工学-城市规划与设计(含：风景园林规划与设计）] 0813[工学-建筑学] 

主      题：典型植物群落 温湿度效应 人体健康 生理效应 心理效应 

摘      要：随着工业化和城市化的快速发展,人们生存的城市空间受到了严重的影响。城市发展引发的一系列诸如空气污染、噪音污染、道路拥堵、公共卫生压力增加、人口密度增大等环境和社会问题严重影响了人们的正常生活,给人们的生理和心理健康都带来了不同程度的影响。而随着健康生活和宜居城市概念的提出,城市居民对健康生活的方式提出了更高的要求。特别是2019年底新冠疫情的爆发,严重影响到城市居民的身心健康,也增加了他们对城市绿地的需求。城市绿地作为城市居民接触自然环境的主要途径,不仅具有美学效益,更重要的是具有潜在的生态效益,这对城市环境和人体健康具有重要的调节作用。目前关于城市绿地对人体健康的影响,特别是小尺度植物群落与人体健康之间关系的研究还很有限。为了更清楚地认识城市绿地对人体健康的作用,更好发挥城市绿地的生态效益,本研究在城市园林绿地的基本组成单位植物群落尺度上展开了研究。通过前期大量实地调研,笔者在青岛市八大关景区筛选出5种不同类型的典型植物群落共9个,包括2个针叶纯林(P-C-1,P-C-2)、2个阔叶纯林(P-B-1,P-B-2)、1个针叶混交林(M-C)、1个阔叶混交林(M-B)、3个针阔混交林(M-CB-1,M-CB-2,M-CB-3)。对每个植物群落的物种、数量和空间特征进行调查和分析,同时测量植物群落的温湿度效应,比较不同植物群落的特征差异。在此基础上,通过生物反馈测量以及心理问卷的方法从生理健康和心理健康两方面探究了不同植物群落对人体健康的影响差异,并分析了引起人体健康差异的植物群落特征因子。主要的研究结果如下:(1)对不同典型植物群落的调查结果显示不同植物群落的物种组成和温湿度效应都有所差异。相较于纯林来说,混交林的物种数量、种类更丰富,群落空间结构更为复杂,物种多样性更大。和城市建成区相比,所有的植物群落都有明显的降温增湿效果,乔木平均冠幅、树高和群落物种多样性分别是影响群落温度和相对湿度的重要因素。(2)植物群落景观对人的生理和心理健康都能产生积极的影响,并且对不同性别和不同焦虑状态人群的影响有所差异。在不同植物群落中度过15分钟后,女性志愿者的脉率下降值显著(p=0.024)大于男性志愿者,LF/HF比值显著(p=0.028)小于男性志愿者,而男性志愿者的心率和HF值显著(p=0.010;p=0.03)优于女性;高焦虑状态人群的LF/HF比值更低,T-A分量表的下降分数也更多。相较于城市建成区,暴露在植物群落中的被试者有更低的心率和LF/HF值,更高的HF值,脉率下降更明显;除此之外,他们的抑郁、焦虑、困惑等负面情绪都得到了不同程度的缓解,活力提升。综合所有植物群落对人体生理和心理健康的影响效果来看,M-CB-1号针阔混交林对人体健康的促进作用最明显。(3)植物群落的部分特征因子和温湿度效应与人体健康有显著的相关性。植物群落特征对人体生理健康的影响不显著,但群落物种多样性、乔木冠幅和枝下高都对人体部分心理健康指标有显著影响。与城市建成区相比,温度较低的植物群落中的被试者的心率更低,心率变异性表现更好,相应的负面情绪也得到了更好地缓解。而环境的相对湿度对人体健康的影响不显著。研究调查了八大关景区不同植物群落的特征,测量了植物群落的温湿度效应,基于此,通过实地实验探究了不同植物群落对人体健康的影响差异,分析了植物群落特征因子与人体健康反应的相关性。研究从人的角度为小尺度植物群落景观的改造与提升提供了科学的依据,为健康宜居城市的建设提供了理论指导。