健康行为决策促进的街道绿化精准改造

2023-02-27 08:32金伊婕匡晓明奚婷霞陈筝
风景园林 2023年1期
关键词:眼动步行绿地

金伊婕 匡晓明 奚婷霞 陈筝

改善城市空间品质和健康服务水平是当前中国城市建设的重要任务之一,以北京为首的城市陆续展开了城市体检工作[1]。在健康城市建设途径研究[2-4]中,提升自然暴露水平和降低环境污染之间的联系非常紧密[2,4-7],而健康行为研究则相对独立[2,8-11]。因此提升自然暴露水平和鼓励健康行为,这两者在实际空间体验中的矛盾容易被忽略。实证表明过多的绿化会遮挡视线,进而降低人们的步行[12-13]、商业设施使用[14]等行为意愿。

而在城市高频使用空间的健康设计诊断[4]中,解决自然暴露和健康行为之间的矛盾是提升累积健康效应的必经之路[15]。多地的街道设计导则都明确规定了有临街商业的街道步行区不建议设置绿化分隔带以免阻碍使用[16-18]。

进一步量化自然暴露程度,界定阻碍健康行为发生的阈值。首先,健康行为包含了步行、设施使用、绿地游憩等,从不同程度上提高了人们的心理和生理健康效益[19-20]。尤其在生活型街道中,设施使用和绿地游憩活动通过增强社会交往[21],对个体健康产生潜在影响[22-24]。而在健康街道建设实践中,设施的可得性[24]是促进这类街道行为的关键。至于健康行为与自然暴露的关系,则需要着重考虑街道绿地率、绿视率等关键指标。实证研究表明,当绿视率(指人的视野中绿色的占比)[25-28]从25%上升到34%时,街道迷人性不升反降,这可能因为树木遮蔽视线而导致可达性探索[13,29]和身体参与下降[25,30]。结合规划实践[31],在绿地率相同的时候,探讨25%~34%绿视率范围内的街道绿化改造,对健康行为研究有实际意义[32]。

综上所述,研究立足于三道街更新项目,探讨以下研究问题:如何合理布局生活型街道的绿化,以平衡健康行为和自然暴露?在自然暴露程度高但难以诱发健康行为意愿的街道中,绿化究竟是如何影响了人们的健康行为决策?能否在维持较高绿化水平的同时,促进步行、生活设施使用、绿地游憩等健康行为?如果可以,街道绿化布置应当遵循哪些原则?

1 理论建构和研究问题

为了精准锁定影响行为决策的环境要素,研究采用了行为干预阶梯模型,来弥补现有行为影响测量方法(如问卷调研、行为观察)的不足。它融汇了注意力漏斗模型(Attention-Interest-Desire-Action, AIDA)、达格玛营销模型(Awareness-Comprehension-Conviction-Action,ACCA)等多个版本模型[33-34],着力描述了从环境暴露到注意,再到兴趣,直到做出行为决策的过程。结合眼动实验手段,分成三步来检验视觉注意对健康行为决策的影响(图1):第一步,验证在具体行为场景下,哪些环境信息能够率先引起人们的共同注意;第二步,在引发注意后,人们是否对这些环境信息产生兴趣偏好;第三步,人们的兴趣偏好差异又是如何影响了最后的健康行为决策。

图1 研究框架Research framework

2 研究方法

2.1 实验设计

2.1.1 研究对象

实验选取了成都三道街作为研究对象。它位于四川省成都市青羊区,长约300 m,总体策划定位为以居住、购物、公共服务设施等生活型业态为主的绿色美学文创街道。然而过高的绿化水平(种植带宽度2.5 m,绿视率33.41%~33.52%)对社交活动、休闲游憩等健康行为的负面影响格外突出(图2)。过多的绿化遮挡导致了人行道光线昏暗、视野不清,继而影响了人们使用茶馆、书店、商店等生活设施的意愿。因此,针对三道街上提升自然暴露程度与鼓励健康行为之间的矛盾,实验设计了2类实验场景,分别验证降低绿化率遮挡程度和调整绿化布局的改造方案合理性。

图2 研究对象Research object2-1 三道街区位及业态功能Location and business format function of Sandao Street2-2 三道街剖面构成Section composition of Sandao Street2-3 三道街街景图Streetscape of Sandao Street

2.1.2 实验场景与任务设计

基于研究问题,进一步探讨以三道街为例的典型生活型街道行为决策场景,如步行、生活设施使用和街旁绿地游憩。

实验1场景是以生活设施(咖啡馆)使用和步行为主要内容的生活型街道场景,过密的乔-灌-草绿化带遮挡了对街的生活设施,进而影响了人们使用设施和步行的频率。为了比较绿化遮挡程度对健康行为的影响,改造前的街道绿化为乔-灌-草组合,而改造后的街道削减了绿化带的底层灌木,调整为乔-草形式。

实验2场景是以绿地游憩和步行为主要内容的生活型街道场景。尽管内向型的绿化布局(硬质活动场地靠内布置)的绿视率不低,但是人们很难注意并进入使用这块场地。为了考察绿化布局调整对健康行为活动的影响,设计了开放型和内向型2种绿化布局,旨在诱发人们权衡街旁绿地的使用感受和进入方便程度。

根据实验1和2的行为任务考察,进一步设计了行为决策场景的呈现形式。实验图片(图3)均为120°视域和1.6 m视线高度的人行视角,色彩分辨率保持一致,宽1 920 px,高1 080 px,位深度24,分辨率96 ppi。

图3 行为场景呈现及关键街道导控要素划分Presentation of behavior scenario and division of key street elements under guidance and control

2.1.3 实验的控制与测量指标选取

基于行为干预阶梯理论,眼动和行为实验的测量指标分为3个部分。在控制了环境暴露中的绿化水平之后,分别对注意、兴趣、行动进行测量。

1)环境暴露。环境暴露控制的主要指标是绿地率和绿视率。在保证典型行为场景中绿地率相同的情况下,通过Photoshop计算绿化选区的像素点来操纵不同绿视率水平。在实验1中,改造前的绿视率为33.52%,改造后为26.96%;在实验2中,内向型布局的绿视率为33.41%,开放型布局绿视率为28.90%。

2)注意。注意的眼动测量指标是首次注视时间(entry time,单位ms)。首次注视特定目标兴趣区(area of interest, AOI)的时间越长,表明该兴趣区越具有视觉显著性[35]。视觉显著性带来了更多的关注,从而产生兴趣偏好[36]。实验通过控制绿化水平,间接操纵了人们对行为目标信息的关注[37],如生活设施使用场景中的咖啡馆。

3)兴趣。兴趣的眼动测量指标是总体注视时间(total fixation duration,单位ms)。总体注视时间越长,表明人们不仅注意到了该环境信息,并且对它产生了进一步探索的兴趣[35]。

4)行动。行动则通过问卷形式进行测量,如“请问您想去您所在一侧的街道还是对侧的街道散步?”被选择的街道一侧是形成偏好最多的空间[35]。这是基于行为助推(nudge)理论,通过街道两侧不均等的场景预设视角,形成单一默认选项设置[38],从而降低在复杂街道环境中的决策难度[39]。

2.2 实验数据的采集与分析

2.2.1 被试选择

被试由研究人员在学校和社区招募,考量了年龄和性别的均衡分布以及近视度数在600°以下的,最后共招募到90人,包括社区居民46人和在读大学生44人。

2.2.2 实验采集流程

实验采集分为前、中、后3个环节(图4)。实验前,进行眼动仪校准和基本实验背景介绍。正式实验分为实验1和实验2两个部分,包含了自由观看、步行决策和生活设施使用(绿地游憩)决策。其中,两次行为决策之间播放5 s空白页幻灯片,以避免前后的注视干扰。实验结束后,被试填写基本信息问卷,整体实验时长约在20 min。实验使用的设备是DELL显示器和SMI-redN桌面式眼动仪,采样频率为60 Hz。

图4 实验流程示意图Schematic diagram of experimental process

2.2.3 实验数据分析

2.2.3.1 环境暴露—注意—兴趣分析

从街道空间设计的角度,划分注意和兴趣阶段的兴趣区,以锁定关键街道导控要素。结合导则[16-18],街道导控要素分为街道建设层、管理层和绿化层三大板块,沿街建筑界面、市政设施、步行通行区等9个要素(图3)。其中沿街建筑界面指的是底层商店及住宅立面;附属商业功能设施包括外摆区、广告标识牌、雨篷、店招等;附属休憩功能设施指的是街道家具、座椅等设施。

为了从不同暴露程度的街道导控要素中,识别引起注意和兴趣的关键要素,对首次注视时间和总体注视时间数据进行归一化处理。通过SPSS软件的配对t检验来验证改造策略带来的差异。

2.2.3.2 兴趣影响的行为决策分析

为了进一步考察兴趣和行为类型如何影响二元行为决策,选用二元逻辑回归分析。逻辑回归方法适用于响应变量为分类数据的统计分析,在研究街道行为和环境特征之间关系的领域多有运用[40]。此外,口头报告的行为决策结果及理由进一步补充了眼动数据,具象地解释人们的兴趣对最终行为决策的影响。主要运用NVIVO软件对口头报告的行为决策理由进行主题分析和词频分析,并对行为决策结果进行t检验分析。

3 研究结果

3.1 被试统计人口学特征

以采样频率≥60 Hz、眼动捕捉率≥50%为条件进行数据有效性筛选,得到最终有效被试为80人,包含40名学生和40名居民。被试的眼动捕捉率范围为61.5%~100%(X=89.2%±10.5),其中男女比例为1∶1.4,平均年龄在36.2±16.7岁,具有专业背景(指工作或学习背景与规划、景观、建筑有关)的为22人。

3.2 实验1

3.2.1 生活设施使用行为决策分析

1)环境暴露。在街道环境中,各个要素的环境暴露程度(即在人视野中的画面大小)是不均等的(图5-3)。在改造前、后的行为决策场景中,行道树(X=352 296.19)在人视野中的画面都是最大的,其次是步行通行区(X=112 717.70)和沿街建筑界面(X=204 971.88)。

2)注意。各个街道要素的环境暴露程度归一化后,人们优先注意到了机动车通行 区(X=1 695.57,S=8 433.71)、人 行 过 街设施(X=2 912.14,S=7 767.75)和市政设施(X=2 754.60,S=9 845.86,图5-3)。进一步进行配对t检验发现,改造前后,人们的注意情况并没有发生显著变化(p>0.05)。

图5 生活设施使用行为决策中的环境暴露—注意—兴趣过程“Environmental exposure–attention–interest” process in decision-making on the use of living facilities5-1 改造前的典型眼动轨迹Schematic of typical eye movement trajectory before transformation5-2 改造后的典型眼动轨迹Schematic of typical eye movement trajectory after transformation5-3 环境暴露—注意—兴趣过程Schematic of “environmental exposure–attention–interest” process

3)兴趣。尽管上述区域更容易被注意到,但人们最感兴趣的区域是附属商业功能设施(X=7 552.34,S=5 584.20)、沿街建筑界面(X=6 878.48,S=5 657.29)、行 道 树(X=3 475.75,S=4 257.65)。同样归一化各个街道要素的环境暴露程度后,附属商业功能设施(X=69 570.32,S=54 345.34)依然是最感兴趣的区域(图5-3)。进一步考察改造前、后的兴趣差异发现:改造后,人们对机动车通行区(p<0.001)和步行通行区(p<0.001)兴趣显著提升了,但是对附属商业功能设施(p=0.003)、人行过街设施(p=0.001)、沿路地面绿化(p=0.005)的兴趣有所降低。这可能意味着,改造后对街的视野打开了,人们开始探索过街使用生活设施的途径。

4)行为。人们的生活设施使用行为决策结果显示,仅降低沿路地面绿化的遮挡程度,人们更愿意使用对街的生活服务设施(咖啡馆E、F、G、H)了,过街意愿从26.25%提升到了78.75%(图6)。配对t检验结果表明,同一被试在改造前后的决策结果存在显著差异(t=8.53,p<0.001)。而卡方检验表明,学生和居民两类人群的决策结果之间不存在差异(p=0.527)。

图6 实验1生活设施使用行为决策结果Schematic of the results of behavioral decision-making on the use of living facilities in Experiment 16-1 改造前、后的生活设施使用行为决策人数变化Changes in the number of behavioral decision makers on the use of living facilities before and after transformation6-2 生活设施使用行为决策选项Options for behavioral decisionmaking on the use of living facilities

为了进一步理解环境兴趣分布对行为决策的影响,并锁定影响行为的关键街道导控要素,将设施行为决策结果作为因变量,各个街道要素的总体眼动注视时间、改造情况作为自变量,建立二元逻辑回归模型。通过假设检验,所有自变量的回归模型统计都是显著的(p<0.001),而且拟合程度良好,说明对设施行为决策结果具有很好的解释性。

分析结果表明:降低绿化遮挡的改造措施,对于过街使用生活服务设施的影响非常大(OR=35.85,p<0.001)。

更重要的是,无论改造前后,对沿路地面绿化(OR=1.000 431,p=0.001)和行道树(OR=1.000 134,p=0.014)的兴趣显著影响了人们最终是否过街的行为选择①。当人们注视沿路地面绿化和行道树越久,越倾向于过街使用设施。而其他要素则没有对行为决策产生影响。

结合口头报告和眼动轨迹变化(图5-1、5-2)发现,改造前绿化带主要遮挡了对街的沿街建筑界面、附属商业功能设施、步行通行区等区域。视线遮挡减弱了人们对对街可进入性和优势条件的感知,例如可以休息的外摆空间(18/80,指80位被试中有18位在口头解释选择原因中明确指出该影响因素,后同)、空间宽敞(10/80)、氛围热闹(9/80)、店面大(9/80),等等。因此降低了健康行为——过街使用生活服务设施的决策意愿。

3.2.2 伴随生活设施使用的步行行为决策分析

考察改造前、后的平均总体注视时间,发现步行者的兴趣分布特征呈现出与生活设施行为决策类似的规律。改造后更多的被试愿意过街步行,过街意愿从35%提升到了85%,且同样关注沿路地面绿化(X=2 619.26,S=2 829.47)、沿 街 建 筑 界 面(X=2 592.41,S=3 213.33)、附属商业功能设施(X=2 471.52,S=2 647.05)等。逻辑回归分析结果显示,改造情况(OR=14.950 845,p<0.001)、沿路地面绿化(OR=1.000 162,p<0.01)对行为决策结果有显著影响,而行为类型(OR=0.579 933,p>0.05)则不显著影响结果。

也就是说,在步行和设施使用的决策中,沿路地面绿化都是重要的影响要素。结合口头报告可以解释为,街道底层绿化空间既在步行任务下充当着街道边界的作用,也在设施任务下作为界窗引导视线。因此保持其视线通透性,有助于促进步行和设施使用。

3.3 实验2

3.3.1 绿地游憩行为决策分析

1)环境暴露。在对街和进入视角中,行道树(X=267 822.95)在人视野中画面占比都是最高的,其次是沿街建筑界面(X=111 783.98)和机动车通行区(X=106 511.65)。

2)注意。各个街道要素的环境暴露程度归一化后,人们优先注意到了人行过街设施(X=5 247.86,S=34 448.83)、沿街建筑界面(X=1 556.91,S=9 972.14)。进一步进行配对t检验发现,相比于对街的眼动注视情况,在进入视角的场景中,人们对沿街建筑界面(p<0.01)的注意显著下降了。

3)兴趣。除了注意到的沿街建筑界面(X=3 236.42,S=3 408.90),人们对步行通行区(X=3 722.85,S=5 000.20)、行 道 树(X=3 263.88,S=4 278.66)产生了兴趣(图7)。同样控制环境暴露程度的影响后,对比步行通行区,附属休憩功能设施(X=88 615.65,S=113 001.18)和人行过街设施(X=82 090.53,S=134 824.45)尽管画面占比小,但也吸引了很多的兴趣。

图7 游憩行为决策中的环境暴露—注意—兴趣过程“Environmental exposure–attention–interest” process in behavioral decision-making on recreation7-1 开放型布局的典型眼动轨迹Schematic of typical eye movement trajectory in outward-oriented layout7-2 内向型布局的典型眼动轨迹Schematic of typical eye movement trajectory in inwardoriented layout7-3 环境暴露—注意—兴趣分析Schematic of the “environmental exposure–attention–interest” process

进一步考察了不同视角下的兴趣差异,发现相较于进入视角,人们在对街视角对附属休憩功能设施(p<0.001)的兴趣显著上升,而对步行通行区(p=0.033)、人行过街设施(p=0.033)、沿街建筑界面(p<0.001)和行道树(p=0.012)的兴趣显著下降了。也就是说,人们会对影响场地可达性判断的要素产生兴趣。这意味着,绿化布局的调整,不仅需要考虑人们的空间游憩体验,还需要考虑传递场地可达性感知。

4)行为。游憩的行为决策结果显示:如果被试已经进入绿地,他们并没那么喜欢在外向型绿地中进行乘凉等一系列休闲游憩活动(占比47.50%);但如果被试处在对街还没有进入的时候,这种偏好就反转了,他们会更愿意选择开放型绿地(占比68.75%)。对同一被试在2种视角下的决策结果进行配对t检验,发现其决策结果在统计上显著(t=3.49.p=0.001)。通过卡方检验证明,学生和居民之间的决策结果不存在差异(p=0.370)。

为了进一步锁定影响游憩行为决策结果的关键性街道要素并理解环境兴趣分布对行为决策的影响,对其进行二元逻辑回归分析。将游憩行为决策结果作为因变量,各个街道要素的总体眼动注视时间、视角类型作为自变量,建立二元逻辑回归模型。

结果显示,一方面控制了视角变量之后,人们对沿路地面绿化(OR=0.999 716,p=0.038)的注视越多,越愿意去开放型绿地。另一方面,相对于对街视角,进入视角选择开放型布局的可能性大大降低(OR=0.381 412,p=0.032)②。

结合口头报告和眼动数据,发现在对街视角下,人们对附属休憩功能设施这类画面占比不高的区域非常感兴趣,而开放型绿地布局增加了休憩设施的视觉可达性,鼓励人们进入绿地游憩。这是因为场地的可进入性较高,主要体现在视线开阔(16/80)、瞭望庇护安全感(10/80)、步行空间宽敞舒适(9/80)和方便的休息座椅(6/80)。而在进入视角,可进入性不再成为先决条件的时候,人们对绿地及其周边场地本身的品质更为关注,因此选择内向型布局的绿地显著上升了。

尽管在设计师的经验中,红线范围内的空间体验设计是首要的,但是以上证据证实,视角的转换带来了截然不同的健康行为决策结果,而场地的可进入性成为人们的先决判断条件。因此红线范围外的健康行为引导也应受到更多的重视。

3.3.2 伴随绿地游憩的步行行为决策分析

考察2种视角下的平均总体注视时间,发现步行者的兴趣分布,呈现和绿地游憩行为决策类似的规律。对街视角下,被试倾向于在开放型绿地中步行(占比75.00%),而且同样关注沿街建筑界面(X=4 055.29,S=4 141.02)和附属休憩功能设施(X=2 189.15,S=2 600.50)。逻辑回归分析结果显示,行为类型对决策结果的影响在0.05水平内不显著。

也就是说,无论游憩还是步行,方便的休憩设施、界面的围合感和安全感都是首要考量的因素,其次是宽敞舒适的步行空间以及林荫空间感受。而开放性绿地布局在对街视野上更容易引导人们关注到首要的关键信息,因此更受被试的青睐。

4 结论

4.1 研究结论与建议

围绕“如何合理布局生活型街道的绿化,以平衡健康行为和自然暴露”这一核心问题,结合三道街这一具体街道,得出以下结论。

1)降低绿化遮挡策略在保障高绿视率水平的前提下,显著促进了设施使用意愿(从26.25%到78.75%)和步行意愿(从35%到85%)。沿路地面绿化和行道树是显著影响行为决策的街道要素。在环境暴露—注意—兴趣的过程中,人们会主动地从空间中搜索与行为任务相关的信息,而绿化遮挡阻碍了人们对这些行为任务目标要素的兴趣产生,从而影响最终的行为决策。

2)调整绿化布局策略同样促进了绿地游憩意愿(从47.50%到68.75%)和步行意愿(从25%到75%)。沿路地面绿化是显著影响活动决策的街道要素。在环境暴露—注意—兴趣的过程中,人们总会对方便的休憩设施、带来围合感和安全感的沿街建筑界面产生浓厚兴趣,而林荫空间感受是次要的。因此当内向型绿地的沿路地面绿化遮挡了这些信息时,尽管具有更高绿视率(33.41%),但它在对街视角的步行意愿(25%)和绿地游憩意愿(31.25%)会降低。同样地,步行行为决策也支持以上行为和眼动证据。

那么街道绿化布置应当遵循哪些准则?笔者提出2点建议。1)街道增绿时,不能单一考虑绿视率的高低,应谨慎考量绿化设计与活动之间的关系,尤其要避免底层灌木对活动关键区域造成视线遮挡。绿化带设计需要构建街道窗口,即通过控制林冠分枝点修剪高度来设置必要的“留白区”,方便展露沿街建筑界面、附属商业功能设施等关键要素。2)从街道实际健康效益的角度考虑,不仅应考虑空间本身的健康感受效益,还必须考虑健康活动频率的重要性。绿化设计需要平衡绿视率与场地布局可进入性,从而提升步行和游憩行为的发生可能。

4.2 研究局限性及展望

本研究结合眼追踪工具与行为干预阶梯,针对典型街道使用场景进行具身循证研究。既支持了活动影响要素的精准测度和机制探索,又推动了街道绿化在活动促进视角下的微更新,兼具研究与实践创新价值。

但是作为单案例的循证设计研究,对其他类型街道的改造实践价值仍然有限。一方面未来需要补充更丰富的街道样本,另一方面仍需进一步系统性论述生活型街道的健康行为。此外,场景照片桌面实验尽管能够满足循证研究所需的改造条件强控制,但无法模拟真实街道空间感受,未来需要补充头戴式眼动、VR等实验工具。

注释(Notes):

① 设施行为决策影响要素的二元逻辑回归分析表见OISD。

② 游憩行为决策影响要素的二元逻辑回归分析表见OISD。

图片来源(Sources of Figures):

图1~7由作者绘制,其中图2、3实景照片来自百度街景(2022-08-29)。

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