趙仁林 張延龍 王茜 牛立新

植物對(duì)人類身心健康有著顯著影響，大自然與植物有助于改善人體的生理反應(yīng)[1]，同時(shí)與缺乏自然元素的環(huán)境相比，擁有自然元素的環(huán)境能夠更好地緩解壓力和精神疲勞[2]。自20世紀(jì)70年代以來，園藝療法在美國、日本等國家迅速發(fā)展，主要是借助醫(yī)療儀器及心理學(xué)方法，通過人體感官的刺激和園藝操作2個(gè)方面研究植物對(duì)人生理健康和心理健康的影響[3]。國內(nèi)外有關(guān)植物對(duì)人生理和心理影響的研究，主要集中在植物景觀、植物色彩、植物揮發(fā)物與人身心健康關(guān)系的研究以及對(duì)園藝活動(dòng)的綜合評(píng)價(jià)等方面。研究表明，城市綠地空間中森林景觀可有效降低人的舒張壓和心率，減少其消極情緒[4]；植物群落景觀較鋪裝廣場(chǎng)對(duì)人的身心放松有積極的促進(jìn)作用[5]；植物色彩（葉色、花色）能緩解人的壓力，提高其積極情緒狀態(tài)[6-9]；植物揮發(fā)物對(duì)人的身心健康能產(chǎn)生不同的影響[10-11]。有植物的室內(nèi)辦公環(huán)境更能使人情緒穩(wěn)定，對(duì)人的心理有積極影響[12-14]。擁有植物的環(huán)境能夠提高人對(duì)疼痛的忍受程度，并延長(zhǎng)疼痛的忍受時(shí)間[15]。此外，園藝操作活動(dòng)在唐代能使老人增強(qiáng)體質(zhì)、減弱挫折情緒，促進(jìn)心理健康[16]。這些研究都證明園藝對(duì)人的身心健康起到明顯的治療效果，自然環(huán)境或植物有助于人的生理和心理健康。

牡丹是一種重要的園林觀賞植物，觀賞牡丹在中國已經(jīng)有悠久的歷史。在唐代牡丹觀賞活動(dòng)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)鼎盛階段，“唯有牡丹真國色，花開時(shí)節(jié)動(dòng)京城”（劉禹錫《賞牡丹》），“三條九陌花時(shí)節(jié)，萬馬千車看牡丹”（徐凝《寄白司馬》），“花開花落二十日，一城之人皆若狂”（白居易《牡丹芳》）等詩句[17]，都是牡丹觀賞場(chǎng)面的真實(shí)寫照。牡丹觀賞活動(dòng)不僅對(duì)觀賞者的心理活動(dòng)，也對(duì)觀賞者本身的生理活動(dòng)有一定影響，但鮮見相關(guān)研究和報(bào)道。以牡丹為材料，以大學(xué)生群體作為觀花測(cè)試者，通過在不同觀賞時(shí)期，定量測(cè)定生理指標(biāo)和心理指標(biāo)，構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，從而揭示牡丹觀賞活動(dòng)對(duì)人生理和心理的影響，為牡丹園規(guī)劃建設(shè)和牡丹相關(guān)的園藝療法等提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地及材料

試驗(yàn)于2017年3月29日—4月25日在西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)牡丹園（N34.26°，E108.07°）進(jìn)行，牡丹園面積約7 000 m2，東西長(zhǎng)約215 m，南北長(zhǎng)約30 m。試驗(yàn)材料為牡丹，樹齡8～10年。按照牡丹物候期[18]分4個(gè)階段（展葉期、初花期、盛花期和末花期）開展牡丹園觀賞活動(dòng)的試驗(yàn)（圖1）。試驗(yàn)階段天氣溫和（無雨），4個(gè)時(shí)期的平均氣溫（22.7±1.6 ）℃；微風(fēng)，風(fēng)速（1.5±0.3 m/s）。

1.2 試驗(yàn)對(duì)象

本研究選擇來自西北農(nóng)林科技大學(xué)的色覺和嗅覺正常的30名不同專業(yè)的大學(xué)生[19]作為被試者，男女比例為1∶1，年齡介于20～24歲。實(shí)驗(yàn)開始前，采用健康基本信息表了解被試者的健康狀況。內(nèi)容主要包括：最近是否學(xué)習(xí)壓力大？是否經(jīng)常熬夜？之前7 h內(nèi)是否飲用咖啡或興奮性藥物？之前12 h是否飲酒？是否對(duì)花色、花粉過敏？是否高血壓或低血壓等。

1.3 研究方法

1.3.1 生理指標(biāo)

本研究采用生物反饋測(cè)量法，選取了血壓（舒張壓，systolic blood pressure，簡(jiǎn)稱SBP；收縮壓，diastolic blood pressure，簡(jiǎn)稱DBP）、心率（heart rate，簡(jiǎn)稱HR）、指尖脈搏（fingertip pulse，簡(jiǎn)稱FP）和血氧飽和度（blood oxygen saturation，簡(jiǎn)稱SpO2）作為測(cè)量大學(xué)生生理變化的指標(biāo)。血壓和心率用歐姆龍血壓計(jì)（Omron，HEM-7136，日本）測(cè)定；指尖脈搏和血氧飽和度由指尖脈搏血氧檢測(cè)儀（Fingertip Pulse Oximeter，M70C）測(cè)定。

1）血壓。血壓是最常用的檢測(cè)心血管系統(tǒng)健康狀況的指標(biāo)，包括收縮壓和舒張壓，反映了人體自主神經(jīng)系統(tǒng)包括交感神經(jīng)系統(tǒng)（SNS）和副交感神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）的活性，一般來說，交感神經(jīng)系統(tǒng)與心率加快和血壓升高等有關(guān)，而副交感神經(jīng)系統(tǒng)與心率減慢和血壓降低等相關(guān)[20]。

2）心率。心率是每分鐘脈搏跳動(dòng)的次數(shù)。心率加快代表著人體緊張程度和生理喚醒長(zhǎng)度的增加。當(dāng)人體情緒緊張、受到疼痛刺激或進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，心率都會(huì)加快。

3）血氧飽和度。血氧飽和度是指血液中（血紅蛋白）實(shí)際結(jié)合的氧氣（氧含量）占血液中（血紅蛋白）所能結(jié)合氧氣最大量（氧含量）的百分比[21-22]，是反映呼吸循環(huán)功能的一個(gè)重要生理參數(shù)。在正常呼吸空氣狀態(tài)下，人正常血氧飽和度為96%～99%。

4）指尖脈搏。當(dāng)環(huán)境壓力對(duì)人產(chǎn)生一定的抑制作用時(shí)，神經(jīng)末梢的血液流量減少。情緒安定時(shí)，人體血管舒張，血液向末梢的流量增加。

1.3.2 心理指標(biāo)

1 各時(shí)期牡丹花形態(tài)特點(diǎn)Morphological characteristics of Paeonia suffruticosa flowers in different stages

采用心理測(cè)驗(yàn)法[23]，選擇了心境狀態(tài)量表（profile of mood states，簡(jiǎn)稱POMS）[24]和狀態(tài)特質(zhì)焦慮量表（State-Trait Anxiety Inventory，簡(jiǎn)稱STAI）來測(cè)定和評(píng)價(jià)大學(xué)生的心理指標(biāo)，分?jǐn)?shù)越高代表其焦慮程度越高，反之亦然[25]。STAI問卷包括20個(gè)問題，每個(gè)問題采用1～4計(jì)分。POMS問卷有23個(gè)問題組成，并分為4個(gè)維度：憤怒（irritability）、抑郁（depression）、活力（vigor）和疲勞（fatigue），每個(gè)問題采用1～5計(jì)分，每個(gè)維度分?jǐn)?shù)越高代表其情緒程度越高。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)分別在牡丹4個(gè)不同生長(zhǎng)時(shí)期進(jìn)行，即在展葉期（4月2—4日）、初花期（4月11—13日）、盛花期（4月17—19日）和末花期（4月23—25日），均在每天上午09：00—11：00之間完成。為了避免測(cè)量?jī)x器及外界各因素的影響，每個(gè)時(shí)期各重復(fù)3次。3月29—31日為試驗(yàn)準(zhǔn)備期。

1.4.2 試驗(yàn)步驟

30名大學(xué)生在指定地點(diǎn)集合，試驗(yàn)開始前讓學(xué)生在院內(nèi)約400 m2的空?qǐng)龅兀o牡丹）自由活動(dòng)15 min，測(cè)定并記錄其前后生理和心理指標(biāo)值，作為本試驗(yàn)的對(duì)照組。該場(chǎng)地東西兩側(cè)進(jìn)行遮擋，受試者可見物為硬質(zhì)鋪裝、石桌、建筑物等。對(duì)照試驗(yàn)結(jié)束后，按預(yù)先的順序依次參加試驗(yàn)，在試驗(yàn)操作者的指導(dǎo)下進(jìn)入牡丹園觀看15 min，并測(cè)量其前后生理和心理指標(biāo)值。在觀看牡丹期間，每人行走距離約為300 m，可見范圍（清楚看到）牡丹花數(shù)量約為60～80朵，觀賞過程中可賞花色，嗅聞花香，觸摸牡丹花（不可隨意摘?。?；不允許看手機(jī)或中途離開。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 觀賞不同時(shí)期牡丹后大學(xué)生各生理指標(biāo)前后變化值Students’ physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

3 觀賞不同時(shí)期牡丹后男、女生各生理指標(biāo)前后變化值Male & female students' physiological changes (±SD) between pre- and post-stimulation after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

采用SPSS19.0（IMB SPSS Statistics）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用前后配對(duì)T檢驗(yàn)（Paired sample Test）來比較大學(xué)生在牡丹不同時(shí)期觀賞牡丹15 min前后的生理和心理指標(biāo)平均值變化。用方差分析來比較不同時(shí)期、不同性別間的生理和心理指標(biāo)值的變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 生理指標(biāo)變化分析

1）血壓。前后配對(duì)T檢驗(yàn)（Paired samples T test）的結(jié)果表明，不同時(shí)期牡丹園觀賞活動(dòng)對(duì)大學(xué)生的血壓產(chǎn)生了積極的影響。觀賞不同時(shí)期牡丹園后，各試驗(yàn)組大學(xué)生的收縮壓和舒張壓均呈下降趨勢(shì)（圖2），相比對(duì)照組，在4個(gè)時(shí)期中大學(xué)生的收縮壓下降均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），其中初花期下降量最大，為1.49 mmHg；展葉期和盛花期次之；末花期最小為0.97 mmHg。舒張壓的下降程度在各時(shí)期均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），方差分析結(jié)果表明舒張壓變化值在各時(shí)期間存在顯著差異性（P＜0.01），其中初花期大學(xué)生的舒張壓下降最大值為1.13 mmHg；展葉期和盛花期次之；末花期最小，為0.56 mmHg。由此可見，無論牡丹開花與否，牡丹觀賞活動(dòng)均可降低大學(xué)生的收縮壓和舒張壓，但在初花期降低最為明顯。這說明在牡丹開花時(shí)觀賞牡丹園較其他時(shí)期更能緩解大學(xué)生的緊張情緒，使之自主神經(jīng)興奮性降低。

2）心率。在不同時(shí)期進(jìn)行牡丹園觀賞活動(dòng)后，各試驗(yàn)組大學(xué)生的心率都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖3），方差分析結(jié)果表明心率變化值在各時(shí)期間存在顯著差異性（P＜0.01），且在盛花期心率下降程度達(dá)到了顯著水平（P＜0.01，其心率下降最大值為1.16搏/min；初花期和末花期次之；展葉期下降量最小。由此可知，觀賞開花時(shí)的牡丹，能緩解大學(xué)生的緊張情緒，使之身心放松。

3）血氧飽和度。所有試驗(yàn)組中，大學(xué)生的血氧飽和度均呈下降趨勢(shì)（圖2），但前后差異性不顯著（P＞0.05），變化值處于0.01%～0.04%之間。這說明在觀賞牡丹時(shí)人體血氧含量變化不大，且處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4）指尖脈搏。在各時(shí)期試驗(yàn)組中大學(xué)生的指尖脈搏均呈下降趨勢(shì)（圖2），與對(duì)照組相比，初花、盛花和末花3個(gè)時(shí)期大學(xué)生指尖脈搏下降程度達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），其中盛花期指尖脈搏下降值最大，為1.11搏/min；初花期和末花期次之，分別為0.84、0.78搏/min。展葉期大學(xué)生的指尖脈搏下降程度不明顯（P＞0.05），其下降值較其他時(shí)期最小，為0.45搏/min。這說明牡丹開花時(shí)，牡丹觀賞活動(dòng)對(duì)大學(xué)生血管舒張更有益，進(jìn)而使之情緒安定。

對(duì)試驗(yàn)前后男、女生各生理指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果如下。男、女生的各項(xiàng)生理指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)（圖3），男、女生的收縮壓和舒張壓在初花期下降較明顯（P＜0.05），下降值達(dá)到最大；其中男生收縮壓和舒張壓下降值分別為2.25mmHg和1.94 mmHg，女生收縮壓和舒張壓下降值分別為2.75 mmHg和2.10 mmHg。男、女生的心率與指尖脈搏在盛花期下降較明顯（P＜0.05）；男生心率和指尖脈搏下降值分別為1.64搏/min和1.76搏/min，女生心率和指尖脈搏下降值分別為1.80搏/min和1.98搏/min。方差分析結(jié)果表明收縮壓（P＜0.05）和舒張壓（P＜0.05）變化值在男、女生間有明顯差異，其最大差異值分別為0.50、0.16 mmHg。除血氧飽和度，女生的各項(xiàng)生理指標(biāo)較男生的下降明顯，說明女生在觀賞牡丹時(shí)比男生更為敏感，尤其在牡丹開花時(shí)，其觀賞前后人體血壓和心率明顯的降低，說明身體處于放松狀態(tài)。

4 觀賞不同時(shí)期牡丹后大學(xué)生STAI分?jǐn)?shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation students’ STAI scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

5 觀賞不同時(shí)期牡丹后男、女生STAI分?jǐn)?shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ STAI scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

6 觀賞不同時(shí)期牡丹后大學(xué)生POMS分?jǐn)?shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation students’ POMS scores (±SD) after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

7 觀賞不同時(shí)期牡丹男、女生POMS分?jǐn)?shù)的前后變化值The differences between pre- and post-stimulation male & female students’ POMS scores (±SD)after viewing Paeonia suffruticosa in different stages

在進(jìn)行以上數(shù)據(jù)分析前，對(duì)不同時(shí)期試驗(yàn)組的生理指標(biāo)前測(cè)值進(jìn)行方差分析。結(jié)果表明：收縮壓、舒張壓、心率、血氧飽和度和指尖脈搏的前測(cè)值在各時(shí)期間均無差異性（P＞0.05）；這說明觀看牡丹對(duì)大學(xué)生生理的影響不是前測(cè)差異造成的。

2.2 心理指標(biāo)變化分析

1）狀態(tài)特質(zhì)焦慮量表（STAI）。前后配對(duì)T檢驗(yàn)的結(jié)果表明，除對(duì)照組外，各時(shí)期大學(xué)生的焦慮值均呈下降趨勢(shì)（圖4），且焦慮值的下降程度均達(dá)到了顯著水平（P＜0.01），其中盛花期大學(xué)生焦慮值下降最明顯，下降值達(dá)到2.85；初花和末花期次之，展葉期下降不明顯。說明牡丹園觀賞活動(dòng)使大學(xué)生的焦慮程度下降，在牡丹開花時(shí)更為顯著。

試驗(yàn)前后，對(duì)男、女生焦慮狀態(tài)值進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)男、女生焦慮值在4個(gè)時(shí)期均明顯下降（圖5），其中在盛花期男、女生焦慮值下降最大，分別為2.87和2.59；在展葉期下降值最小。方差分析結(jié)果表明男、女生焦慮變化值在盛花期有差異性（P=0.01），且在初花期差異性更顯著，差異值為0.73。除對(duì)照組外，在各試驗(yàn)組中男生焦慮值的下降程度較女生更為明顯，但男、女之間無顯著差異（P＞0.05）。這說明牡丹園觀賞活動(dòng)可緩解大學(xué)生的焦慮程度，尤其在初花和盛花期，對(duì)男生焦慮狀態(tài)緩解效應(yīng)更為顯著。

2）心境狀態(tài)量表（POMS）。在所有試驗(yàn)中，大學(xué)生的憤怒、疲勞和抑郁值都呈下降趨勢(shì)，精力值均呈上升趨勢(shì)（圖6）。相對(duì)于對(duì)照組，憤怒值在盛花期較其他時(shí)期下降明顯（P＜0.05），且最大下降值為0.40；疲勞值在初花期和盛花期均比展葉期和末花期下降明顯，其中在盛花期下降值最大，為0.73。抑郁值在牡丹開花時(shí)下降較明顯（P＜0.05），其最大下降值為0.40。精力值在盛花期呈極顯著上升（P＜0.01，其最大上升值為0.69。方差分析結(jié)果表明憤怒（P＜0.01）、抑郁（P＜0.01）和精力（P＜0.01）變化值在4個(gè)時(shí)期之間差異顯著，疲勞變化值（P＞0.05）無顯著差異性。從總體來看，大學(xué)生的憤怒、疲勞和抑郁3個(gè)心理指標(biāo)值在盛花期較其他時(shí)期下降明顯，其精力值變化亦然。說明在牡丹盛花期，觀賞牡丹園活動(dòng)使大學(xué)生的憤怒、疲勞和抑郁等消極情緒得到了緩解，使其心情變得舒緩和愉悅。

試驗(yàn)后，對(duì)男、女生心境狀態(tài)變化進(jìn)行分析（圖7）。在開花期男、女生的憤怒、疲勞、抑郁和精力值比其他時(shí)期均有明顯的變化，且在盛花期變化最顯著，其中疲勞最大下降值為0.68；精力值最大升高值為0.89。方差分析結(jié)果表明憤怒（P＜0.01）、疲勞（P＜0.05）、抑郁（P＜0.05）和精力值（P＜0.01）變化值在男、女生之間存在明顯差異，且在盛花期差異性較大，最大差異值為0.20。此外，在各試驗(yàn)組中，男生各項(xiàng)心理指標(biāo)值變化較女生更明顯。這說明牡丹花對(duì)男、女生心理情緒都有積極的促進(jìn)作用，且對(duì)男生的影響較女生更明顯一些。

3 結(jié)論與討論

牡丹觀賞活動(dòng)主要是對(duì)人體的視覺、嗅覺、觸覺等感官產(chǎn)生刺激，進(jìn)而對(duì)人的生理和心理產(chǎn)生影響。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，不同時(shí)期觀看牡丹可使大學(xué)生的自主神經(jīng)系統(tǒng)興奮性下降，可減輕其煩躁情緒，使其心情變得平靜和舒緩，這與之前的研究發(fā)現(xiàn)[26]一致。這說明在牡丹花不同生長(zhǎng)時(shí)期，牡丹觀賞活動(dòng)均對(duì)大學(xué)生的身心健康有積極的促進(jìn)作用，但不同時(shí)期的促進(jìn)作用大小有一定差異，依次大小為：初花期、盛花期＞展葉期、末花期；此外，在不同時(shí)期觀賞牡丹后男、女生生理和心理指標(biāo)的變化趨勢(shì)大體一致，但在生理方面，女生的生理喚醒程度較男生明顯；在心理方面，男生的心理情緒變化較女生明顯。

通過綜合測(cè)定發(fā)現(xiàn)，雖然本實(shí)驗(yàn)得出牡丹觀賞活動(dòng)對(duì)大學(xué)生測(cè)試群體的生理和心理有明顯的影響，但是牡丹觀賞是一個(gè)極其綜合和復(fù)雜的活動(dòng)，作為牡丹本身就有花色、花型及其香味的不同，作為觀賞者又有不同人群之分，而觀賞活動(dòng)理論上可能有觀賞時(shí)間段（上午、中午和下午）和觀賞時(shí)間長(zhǎng)短的不同等。究竟這些不同因素對(duì)測(cè)試者又有哪些不同的影響呢？這需要我們?cè)诮窈笞龈钊氲难芯?，最終在理清牡丹與人身心健康關(guān)系的基礎(chǔ)上，能使牡丹在園林應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用，譬如在牡丹景觀環(huán)境設(shè)計(jì)（牡丹花壇、花境等的設(shè)計(jì)）中，可適當(dāng)合理地配置牡丹，營(yíng)造出具有康復(fù)性的環(huán)境氛圍。

另外，本試驗(yàn)在牡丹園進(jìn)行，且試驗(yàn)時(shí)期較長(zhǎng)。由于室外環(huán)境復(fù)雜，試驗(yàn)測(cè)量指標(biāo)可能易受到植物材料、天氣變化、周邊交通等客觀因素的影響；如何在室外復(fù)雜環(huán)境中更好地進(jìn)行人與牡丹關(guān)系的研究還需更深入的探討。

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