第二章 文獻回顧
第一節 自然環境恢復效益
第二章 文獻回顧
第一節 自然環境恢復效益
一、自然環境與都市環境定義
在自然環境恢復效益相關領域的研究中，自然環境指的是以植物、水體、砂土 或岩石等非人造物件為主體，且其中沒有或少有人工構造物的環境，以陸域的森 林、山岳、田園，及水域的湖泊、海濱等為典型，且常用人工化程度高的建築環境、
都市環境來與之進行對照比較（e.g. Herzog, Maguire, & Nebel, 2003; Laumann, Gärling, & Stormark, 2001; Purcell, Peron, & Berto, 2001）。前述的自然環境中，田野 雖然有大量植物存在，卻是由人之手刻意創造出的結果，以生態角度視之，或許會 認為並不那麼「自然」，但站在討論自然環境恢復效益的立場，田野、公園等受人 為介入的環境，同樣能給予人類接觸自然元素並獲得效益的機會，因而在此領域中 所指之自然環境不應僅限於全然只有自然元素且無人為介入之處所（Kaplan &
Kaplan, 1989）。Ulrich（1983）也以美國樣本群體的調查結果整理出民眾對自然視 覺環境的定義，指出自然視覺環境不僅限於荒野（wilderness），也包含田園、多樹 的公園、高爾夫球場等人造環境。一般而言，只要當中包含大量植被或水，且不存 在突出的建築、車輛或人為建設特徵，大眾就傾向回報該環境是自然的。
參照前述概念，本研究中使用的「自然環境」一詞所指涉之對象包括但不限於 極少人為干涉之野外環境，也囊括以自然風光為主體但有建築步道、圍欄等類型，
以及人為建立之高度綠化公園、庭園植樹、草坪等。而文獻回顧部分之「影音自然 環境」指的是透過影音工具於室內模擬之自然環境，除前述以土地利用區分之自然 環境分類外，也包括鳥鳴、水聲等自然音，及都市環境中的樹木、植栽等自然元素。
與之相對，都市環境則是指以人造建物為主體的環境，植物、天然水體等自然 成分較少或幾乎不存在，其視覺環境主要由建築物及道路所填滿，有時也包括大量
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人、車，聽覺環境則常有人聲、行車噪音、各式人造聲音等（Ulrich et al., 1991）。
二、影音自然環境恢復效益相關研究與指標
本章節所謂自然環境影音，指的是為模擬自然環境或其中自然成分，而透過 攝影、錄音等人工方式在室內重現之自然影像或聲音等刺激。許多研究者將自然 環境影音應用在恢復效益相關研究上，以下依生理、心理、注意力三大恢復效益 類型分類進行前人研究結果彙整，並解釋常用指標代表之意義。
(一) 生理效益相關研究
自然環境影音之於人類生理上的效益主要是降低生理喚起（arousal）。Ulrich
（1981）讓受試者觀看風景幻燈片，發現在觀看以水體或植物為主的自然景觀時，
與觀看都市景觀相比，大腦α 波振幅較大，表示大腦處在清醒但放鬆的狀態。Ulrich et al.（1991）也發現觀看包含樹林、溪流等自然風景的有聲影片，比觀看都市影片 更有助於讓皮膚電導、前額肌電值及脈搏傳導時間等生理指標從壓力中恢復到較 放鬆的狀態。江彥政與張俊彥（2009）播放錄像影片的研究結果也指出，受試者在 面對森林景觀時，大腦α 波振幅較大，心跳較慢，表現出比面對人工地盤時放鬆的 生理狀態。Alvarsson、Wiens 與 Nilsson（2010）研究環境音的影響，發現在進行壓 力性的心算任務使皮膚電導值升高後，相對暴露於大音量的交通噪音，聆聽噴泉加 上鳥鳴的中等音量自然音可讓皮膚電導數值較快恢復。van den Berg et al.（2015）
讓受試者在激發壓力前後觀看綠地或建築環境的照片，並以自律神經活動作為衡 量壓力與恢復情況的指標。其結果中，綠地影像雖未被證明對壓力反應有緩衝作 用，但被發現有助於促進副交感神經活動強度在經歷壓力後的上升恢復。但在 Song、Ikei 與 Miyazaki（2018）讓受試者在大螢幕上觀看森林與都市圖片的研究 中，則未發現影像種類對受試者自律神經指標有影響，雖然右前額葉的氧合血紅蛋 白濃度在觀看森林影像時較低，顯示森林影像較讓人放鬆平靜。
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(二) 生理指標
1. 心跳速率（Heart Rate, HR）
部分研究者使用心跳速率作為自然環境效益的測量指標，例如Ulrich（1981）、 Ottosson 與 Grahn（2005）。心跳速率為單位時間內心臟跳動之次數，一般以每分鐘 為單位計算。它可作為心理生理喚起程度的客觀指標，同時，較高的心跳速率往往 與焦慮或恐懼等強烈情緒有關（Ulrich, 1981），在給予壓力刺激的情況下可代表較 大的心理壓力（Meehan, Insko, Whitton, & Brooks, 2002）；但愉悅或恐懼等兩極化 的狀態都可能導致心跳增快，在刺激性質不明確的情況下，宜藉受試者心理面向主 觀報告來判斷心跳速率所顯示的意涵（江彥政、張俊彥，2009）。
2. 血壓（Blood Pressure, BP）
Parsons、Tassinary、Ulrich、Hebl 與 Grossman-Alexander（1998）、Kjellgren 與 Buhrkall（2010）等研究者使用血壓作為自然環境效益的測量指標。血壓是血液由 心臟送出時在動脈血管內產生之壓力，單位為毫米汞柱（mmHg），可分為收縮壓
（systolic blood pressure, SBP）與舒張壓（diastolic blood pressure, DBP）——收縮 壓為心臟收縮時產生之壓力，舒張壓則為心臟舒張時產生之壓力。當人產生強烈情 緒，例如焦慮、恐懼時，血壓會受交感神經影響而上升（林一真、申永順、廖天賜、
許晏琦，2010；Ulrich, 1981）。因血壓過高會導致罹患心血管疾病的機率增加，因 此自然環境恢復效益研究中常把血壓因壓力而上升後的降低回復視為重要的效益 指標。部分研究（e.g. Ulrich et al., 1991）選擇使用脈搏傳輸時間（pulse transit time, PTT）作為與血壓相關的量測指標，它量測的是血液自心臟到達測量部位的傳輸時 間長度，數值與收縮壓具高度相關性，血壓愈高則所需傳輸時間愈短。與傳統血壓 量測方式相比，它具有可連續測量，以及無須以壓脈帶綁縛手臂因此對人體的侵入 較小等優點（Ulrich et al., 1991）。
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3. 肌電圖（Electromyography, EMG）
肌電圖在部分自然環境恢復效益研究中作為生理指標使用（e.g. Ulrich et al., 1991; Parsons et al., 1998）。肌肉活動時會產生微弱的電流，儀器測得的肌電訊號強 弱反應肌肉活動程度的大小。許多研究者選擇測量前額肌電值，該處受中樞神經系 統控制的骨骼肌，會在負面情感刺激出現時增加活動，產生皺眉的表情，因而該處 測得之肌電值會因面對挑戰、壓力或放鬆而產生變化，通常在經歷壓力時增加，並 在恢復期間減少（嚴婉甄，2007；Korpela, Klemettilä, & Hietanen, 2002; Ulrich et al., 1991）。亦有從臉頰兩側顴骨肌肉量測者，因該處肌肉活動會產生微笑的表情，其 肌電值大小與正面情感刺激正向關聯，與前額肌電值相反（Korpela et al., 2002）。
4. 皮膚電導反應（Skin Conductance Response, SCR）
又稱膚電反應（galvanic skin response, GSR），在部分自然環境恢復效益研究中 被作為生理指標（e.g. Ulrich et al., 1991; Valtchanov, Barton & Ellard, 2010）。皮膚電 導反映了由自主神經系統控制的汗腺活動狀況——當人需要面對挑戰、感到緊張 時，交感神經活動上升，使汗腺分泌較多的汗水，從而使皮膚表層的電阻降低、導 電性提升，貼於皮膚上的兩電極間能傳導的電流量亦隨之提升；因此，膚電值通常 在經歷壓力時增加，在恢復期間減少（林一真等，2010；Ulrich et al., 1991）。
5. 腦電圖（Electroencephalogram, EEG）
Ulrich（1981）、江彥政與張俊彥（2009）、廖健富（2014）將腦電圖中的 α 波 作為一項生理測量指標。人類腦神經細胞傳遞電訊號時會產生電位變化，透過儀器 偵測這些微小的電位變化並將之放大，以圖面記錄下來，即呈現波形的腦電圖，腦 部的電位變化也因此稱為腦波。腦波可依頻率分類，自然環境恢復效益的研究中最 常比較的是約8-12 Hz 的 α 波及約 13-30 Hz 的 β 波。α 波通常代表清醒且放鬆的狀 態，β 波通常代表清醒而緊張的狀態。腦波檢測結果的個體差異大，並無固定的常 態值可參考，僅能透過比較組間或前後測各頻率腦波的振幅強度差異，來推測受測
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者的意識狀態變化（林一真等，2010；洪聰敏，1998）。
6. 心率變異度（Heart rate variability, HRV）
心率變異度反映自律神經系統活動，在部分自然環境恢復效益研究中被作為 生理指標使用（e.g. Song et al., 2018; Tsunetsugu et al., 2013）。人體自律神經系統有 調節生理應激反應的作用（van den Berg et al., 2015），並可下分為交感神經系統與 副交感神經系統。交感神經系統的功能包括使人清醒而警覺、心跳與呼吸加速等，
以資應付緊急情況；反之副交感神經系統的功能則是使人進入較放鬆、舒緩的休息 狀態，可調控讓心跳及呼吸減緩、肌肉張力降低（黃勝宏、林榮輝、黃崇儒、洪聰 敏，2008）。自律神經的調控是各種影響心跳速率的因素中最重要的一種，也因此 可反過來透過心跳的變化推算出自律神經活性，心率變異度即屬於這樣非侵入性 的測量方式（Camm et al., 1996；陳淑如、蔡月霞、羅映琪、蔡宜珊、鄭綺，2005）。 其測量方式包括適用於長時間的「時域分析」與適用於短時間的「頻域分析」，後 者被使用於部分自然環境恢復效益的研究中。在頻域分析中，一段時間（通常是5 分鐘）內的心跳間期被轉換為頻譜，供心率變異分析使用。其中高頻（HF）頻域 約0.15-0.4 Hz，反應副交感神經活動，HF 愈高副交感神經調控強度愈高；低頻（LF）
部分約0.05-0.15 Hz，其代表之意義較有爭議，被認為主要正向反應交感神經活動，
或同時與交感與副交感神經兩者的活動有關，而低頻除以高頻之比值（LF∕HF）
被作為交感∕副交感神經平衡的指標，或交感神經活動程度的指標（Annerstedtet al., 2013; Camm et al., 1996；陳淑如等，2005）。壓力、焦慮與恐慌的情緒常伴隨著 較低的HF 功率與較高的 LF 功率或 LF∕HF 比值（Friedman & Thayer, 1998；黃勝 宏等，2008）。
除心率變異度外，亦有其他由心臟動作推估自律神經活動的指標，例如與副交
除心率變異度外，亦有其他由心臟動作推估自律神經活動的指標，例如與副交