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2022, 39(1):4-9.doi:10.11836/JEOM21343

短期森林疗养活动对年轻健康个体部分身心健康指标的影响


1. 北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系,北京 100191 ;
2. 北京市林业碳汇工作办公室,北京 100013

收稿日期: 2021-08-01;  录用日期:2021-11-20;  发布日期: 2022-01-25

基金项目: 北京市科技计划项目(Z171100001417009);国家科技部十三五重点研发计划(2017YFC0702700)

通信作者: 邓芙蓉, Email: lotus321321@126.com  

作者简介: 李晨(1995—),男,硕士生;E-mail: lich95@foxmail.com

[背景] 森林疗养的健康效应得到了广泛认可,但既往研究多采用森林中行走的单一活动方式,缺乏对不同类型森林疗养活动疗愈效果的研究。

[目的] 探讨短期森林疗养对人群心肺健康、心理情绪和睡眠质量指标的影响,并进一步探究不同类型疗养活动的健康效应,以期为森林疗养的深入开展提供人群实证研究数据。

[方法] 采用自身前后对照的研究设计,于2018年8—9月间,以北京市郊区某国家森林公园为研究地点,以31名健康大学生为研究对象,探讨森林中停留3天2夜前后研究对象身心健康变化情况。研究期间每位研究对象均先后体验漫步疗法、静坐疗法配合五感体验(简称静坐疗法)以及作业疗法3种森林疗养活动,每种活动均持续约2 h。测量研究对象进入森林前后的血压、血氧饱和度(SpO2)、肺功能和呼出气一氧化氮(FeNO),分别采用简明心境状态量表和匹兹堡睡眠质量指数量表对研究对象的心理情绪和睡眠质量指标变化进行评估,并分析不同类型森林疗养活动对研究对象上述心肺健康和心理情绪指标的影响。采用混合效应模型分析短期森林疗养及不同类型森林疗养活动前后研究对象健康指标的改变。

[结果] 本次研究对象的平均年龄为(24.5±2.6)岁,平均体重指数为(20.7±1.7)kg·m−2。短期森林疗养后,研究对象心肺健康、心理情绪和睡眠质量均有所改善。研究对象的脉压差(PP)和FeNO分别下降3.02 mmHg和1.10 ppb,SpO2和呼气流量峰值(PEF)分别提高0.65%和0.50 L·s−1,负向情绪得分和睡眠质量量表总得分均呈明显的积极改变(均P<0.05)。不同疗养方式对不同健康指标的影响有所不同。漫步疗法对SpO2、肺功能和慌乱(CON)情绪指标呈明显的改善作用,其中SpO2提高0.48%,第1秒用力呼气量(FEV1)上升0.14 L,用力肺活量(FVC)上升0.12 L,CON指标降低0.97分(均P<0.05)。静坐疗法可以降低研究对象血压和紧张(TEN)情绪得分,其中收缩压(SBP)下降4.45 mmHg,PP下降4.19 mmHg,TEN指标下降0.84分(均P<0.05)。作业疗法后舒张压(DBP)小幅度上升(ΔDBP=2.44 mmHg,P=0.016),其他指标改变无统计学意义。

[结论] 短期森林疗养可有效改善年轻健康个体的心肺健康,舒缓心理情绪并提升睡眠质量,不同类型森林疗养活动具有不同的健康改善效果。

关键词: 森林疗养;  心肺健康;  心理情绪;  睡眠质量 

森林是城市生态系统中尤为关键的一部分,其不仅可以有效改善城市的空气质量,还可通过固碳释氧、调节小气候等多种生态功能来改善城市的综合环境条件。此外,森林中的植物,尤其是高大的乔木,还可以提供负离子和芬多精等有益健康的环境因子。有研究发现,在森林环境中进行短期活动后,研究对象心肺系统健康指标有效改善,体内炎症和氧化应激水平明显下降,且不良的心理情绪也得到一定程度缓解[1-2];另外,随着森林覆盖率的提高,所研究地区的中老年人群肥胖程度显著下降[3]

鉴于森林环境特殊的疗养保健功能,我国自2013年起正式引入和开始了森林疗养实践,并衍生出不同类型森林疗养活动,如漫步疗法、作业疗法和冥想疗法等,以充分利用森林环境来改善疗养者的健康状况。但当前关于其健康效应的研究多采用短期森林步行的单一活动方式,且缺乏对不同类型森林疗养活动疗愈效果的探讨。为此,本研究拟采用自身前后对照的设计,探讨短期多种活动方式结合的森林疗养后人群心肺健康、心理情绪和睡眠质量指标的改善情况,并进一步探究不同类型疗养活动的健康效应,以期为人群选择适合的森林疗养活动提供依据,也为森林疗养的深入开展提供人群实证研究数据。

1   对象与方法

1.1   研究对象

本研究以北京市郊区某国家森林公园为研究地点,于2018年8—9月期间,招募健康大学生在森林中进行为期3天2夜的森林疗养活动。研究对象的纳入标准为:①年龄范围18~35岁的在校大学生或研究生;②身体健康且无心理精神疾病;③在北京市城区生活1年以上。排除标准为:①吸烟或被动吸烟者;②超重或肥胖者[体重指数(body mass index, BMI)≥24.0 kg·m−2][4];③存在可能影响健康指标测量或不建议进入森林环境的疾病或症状,如心律不齐、花粉症、鼻炎和咳嗽等。本次研究共纳入31名研究对象。研究正式开始前已获得北京大学伦理委员会批准(批号:IRB00001052-18064),所有研究对象参与研究前均已签署知情同意书。

1.2   研究人群分组和活动情况

为保证活动效果、便于研究者对研究对象的管理,将研究对象分为4批带入森林活动,每批8人左右,所有批次均为周一去森林、周三回学校;所有研究对象在森林疗养期间统一活动,均先后进行漫步疗法、静坐疗法配合五感(视、听、嗅、味、触)体验(下简称“静坐疗法”)以及作业疗法三种森林疗养活动,具体活动安排如图1所示。活动均由专业森林疗养师带领进行,每项活动持续约2 h。活动内容为:①漫步疗法,在坡度平缓的森林步道缓步行走;②静坐疗法,在疗养场地静坐,并在疗养师带领下分别体验森林环境给人带来的视觉、触觉、嗅觉、味觉和听觉体验;③作业疗法,在疗养师的带领下,利用森林环境中的自然物(松果、树叶等)进行手工创作。

图 1

研究对象研究期间活动安排

Figure1.

Activity arrangements of subjects during the study

1.3   健康指标测量

在纳入研究对象时,采用问卷调查其性别、年龄、身高、体重、吸烟饮酒习惯和疾病史等基本信息。健康指标分别于短期森林疗养前后(第1日和第3日上午8点全部研究开始前和全部研究结束后)及不同类型疗养活动前后测量(3种不同疗养活动开始前和结束后)。其中:短期森林疗养前后,研究对象分别进行血压、血氧饱和度(oxygen saturation, SpO2)、肺功能、呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide, FeNO)、心理情绪和睡眠质量6类指标的测量;不同类型疗养活动前后,研究对象仅测量血压、SpO2、肺功能和心理情绪4类指标。

采用上臂式电子血压计(HEM-7051,Omron,日本)测量研究对象收缩压(systolic blood pressure, SBP)和舒张压(diastolic blood pressure, DBP),并计算其脉压差(pulse pressure, PP);研究对象在测量前休息5 min或以上,至少测量2次且其间隔为1 min或以上,取误差小于5 mmHg的2次测量平均值纳入分析。采用指夹式血氧仪(PC-60C2,力康,中国)测量研究对象SpO2;研究对象需在测试过程中保持静止并避免手指抖动,将仪器读数稳定后的数值纳入研究。

采用肺功能仪(HI-105,CHEST,日本)测量研究对象第1秒用力呼气量(forced expiratory volume in the first second, FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity, FVC)和呼气流量峰值(peak expiratory flow, PEF);具体依据美国胸科协会/欧洲呼吸协会推荐的标准流程进行测定[5],最终取最大测量值纳入分析。采用FeNO测试仪(NIOX VERO®,Aerocrine AB Solna,瑞典)测量研究对象FeNO水平,具体依据其标准流程进行[6],并要求研究对象在测量前1 h避免进食、饮用饮料和体育锻炼,其检测结果以十亿分之一(part per billion, ppb)表示[7]

采用简明心境状态(Profile of Mood States, POMS)量表对研究对象的心理情绪状态进行评估,并采用匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index, PSQI)量表评估研究对象睡眠质量,以上两个量表的具体计算方法均根据既往文献进行[8-9],并采用克朗巴哈α(Cronbach's α)系数对量表结果的内部一致性进行验证。POMS量表可分为负向情绪[紧张(tension, TEN)、愤怒(anger, ANG)、疲劳(fatigue, FAT)、抑郁(depression, DEP)和慌乱(confusion, CON)]、正向情绪[精力(vigor, VIG)和自尊感(esteem-related affect, ERA)]和量表的情绪紊乱总值(total mood disturbance, TMD),其中负向情绪得分和TMD得分越高表示负向情绪越显著,正向情绪得分越高表示正向情绪越显著。 PSQI量表通过计算自评睡眠质量、入睡时间、睡眠时长、睡眠效率、睡眠障碍、催眠药物和日间功能障碍7个指标得分以及PSQI总分评估研究对象睡眠质量,量表得分越低说明睡眠质量越高。

1.4   统计学分析

采用EpiData 2.1和Excel 2016软件进行数据录入和整理,采用R 4.0.3软件进行数据分析。采用平均数±标准差( $\bar{x} \pm s$ )描述连续变量,采用样本量和构成比[n(%)]描述分类变量。采用混合效应模型对数据进行统计分析,具体如下:

$ Y_{it}=b_{{{{\text {0}}}}}+u_{i}+b_{{\text {1}}}x_{{\text {1}}}+\cdots b_{p}x_{p}+\beta{V_{\rm{exposure}}}+ε_{it} $

式中,Yit为研究对象it时间点的健康指标测量值,b0为模型总截距,ui为研究对象i的特异性随机截距,x1~xp为纳入模型中的协变量,b1~bp为对应x1~xp的回归系数, $\beta $ 是主要研究变量的回归系数,εit研究对象it时间点上的残差。主要研究变量 $V_{\rm{exposure}} $ 为不同研究阶段,即干预开始前设为“0”,干预结束后设为“1”,以分析短期森林疗养以及不同类型疗养活动干预前后研究对象健康指标的改变情况。将研究对象性别、年龄和BMI作为固定效应项纳入模型以控制混杂,将研究对象编号作为随机效应项纳入。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   研究对象的基本情况

本次共纳入31名研究对象,男女比例约1.4∶1;平均年龄为(24.5±2.6)岁,其范围为20~31岁;平均BMI为(20.7±1.7)kg·m−2,其范围为18.2~23.9 kg·m−2

2.2   短期森林疗养对研究对象健康指标的影响

2.2.1   心肺系统健康指标的改变

表1所示,研究对象进行森林疗养后,其心肺健康指标有所改善。与疗养前相比:心血管指标方面,PP下降3.02 mmHg(P=0.017),SpO2提高0.65%(P=0.002),SBP和DBP的变化没有统计学意义。呼吸系统指标方面,PEF上升0.50 L·s−1P=0.035),FeNO下降1.10 ppb(P=0.042),FEV1和FVC的改变均无统计学意义。

表1

研究对象进行短期森林疗养前后心肺健康指标的变化(n=31)

Table1.

Changes of cardiopulmonary health indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

2.2.2   心理情绪指标的改变情况

森林疗养前后两次POMS量表Cronbach's α系数分别为0.921和0.892,说明量表结果内部一致性好,结果可信。具体结果如图2所示,森林疗养后研究对象负向情绪有所缓解。其中,TEN、ANG、FAT、DEP和CON等负向情绪指标分别下降3.81、2.82、3.58、2.73和2.67分(P<0.05);POMS量表TMD得分下降14.47分(P<0.01)。而两项正向情绪指标得分的变化均未见统计学意义。

图 2

研究对象进行短期森林疗养前后心理情绪指标的变化(n=31)

Figure2.

Changes of emotional indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。排除缺失值后,疗养后样本量为30。*:P < 0.05;**:P < 0.01;(−)表示负向情绪;(+)表示正向情绪。A和B分别为POMS分指标和TMD得分。TEN:紧张;ANG:愤怒;FAT:疲劳;DEP:抑郁;CON:慌乱;VIG:精力;ERA:自尊感;TMD:情绪紊乱总值。 Mixed effects models are conducted, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted as covariates. After forest therapy, the sample size is 30 excluding missing values. *: P < 0.05; **: P < 0.01; (−): Negative emotion; (+): Positive emotion. A and B are component and TMD scores of POMS. TEN: Tension; ANG: Anger; FAT: Fatigue; DEP: Depression; CON: Confusion; VIG: Vigor; ERA: Esteem-related affect; TME: Total mood disturbance.

2.2.3   睡眠质量指标的改变情况

森林疗养前后两次PSQI量表Cronbach's α系数分别为0.777和0.790,说明量表结果内部一致性好,结果可信。研究结果提示,森林疗养后,研究对象的睡眠质量得到提升(图3)。其中,日间功能障碍指标得分下降0.65分(P=0.006);PSQI量表总得分降低1.13分(P=0.014)。其他部分指标均有下降,但其差异未见统计学意义。

图 3

研究对象进行短期森林疗养前后睡眠质量指标的变化(n=31)

Figure3.

Changes of sleep quality indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。*:P < 0.05;**:P < 0.01。A和B为PSQI分指标和总量表得分。 Mixed effects models are constructed, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted. *: P < 0.05; **: P < 0.01. A and B are component and total scores of PSQI.

2.3   不同类型森林疗养活动对研究对象部分身心健康指标的影响

本研究采用漫步疗法、静坐疗法和作业疗法这三类常见森林疗养活动,结果显示,不同疗养活动的健康影响不同(图4)。三次活动前后的PMOS量表Cronbach's α系数分别为0.841、0.771和0.918;0.807、0.798和0.857,说明量表结果内部一致性好,结果可信。其中,漫步疗法对SpO2、肺功能和CON情绪的影响较为明显,SpO2、FEV1和FVC指标分别提高0.48%、0.14 L和0.12 L(均P<0.05),CON指标得分降低0.97分(P=0.043)。静坐疗法对血压和TEN情绪的影响较为明显,SBP、PP和TEN指标分别降低4.45 mmHg、4.19 mmHg和0.84分(均P<0.05)。作业疗法后,除研究对象DBP有所升高外(ΔDBP=2.44 mmHg,P=0.016),未发现其他健康指标改变有统计学意义。

图 4

研究对象进行不同森林疗养活动前后各健康指标的变化(n=31)

Figure4.

Changes of health indicators before and after different forest therapies (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。SBP:收缩压;DBP:舒张压;PP:脉压差;SpO2:血氧饱和度;FEV1:第1秒用力呼气量;FVC:用力肺活量;PEF:呼气流量峰值;TEN:紧张;ANG:愤怒;FAT:疲劳;DEP:抑郁;CON:慌乱;VIG:精力;ERA:自尊感;TMD:情绪状态的总评分。图E中(+)表示正向情绪,(−)表示负向情绪。C和D:排除缺失值后漫步疗法后FEV1、FVC和PEF指标样本量为30。A~E分别为不同疗法下的血压、SpO2、FEV1和FVC、PEF及心理情绪指标得分改变情况。 Mixed effects models are constructed, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted as covariates. SBP: Systolic blood pressure; DBP: Diastolic blood pressure; PP: Pulse pressure; SpO2: Oxygen saturation; FEV1: Forced expiratory volume in the first second; FVC: Forced vital capacity; PEF: Peak expiratory flow; TEN: Tension; ANG: Anger; FAT: Fatigue; DEP: Depression; CON: Confusion; VIG: Vigor; ERA: Esteem-related affect; TME: Total mood disturbance. Fig. E: (−) Negative emotion; (+) Positive emotion. C and D: After walking therapy, the sample sizes of FEV1, FVC, and PEF are all 30 excluding missing values. A-E are the changes of blood pressure, SpO2, FEV1 and FVC, PEF and scores of emotional indicators under different therapy, respectively.

3   讨论

森林可为人群提供负离子、芬多精(即植物为保护其自身免受虫、菌等侵害而散发的挥发性物质)等对健康有益的环境因子,以及相对低噪声、低污染且更加舒适的局部环境。近年来,基于森林这一特殊环境而兴起的森林疗养项目,在国内受到了越来越多的重视,其健康效应也得到了广泛认可,并衍生出不同类型的疗养活动。

本次研究发现,进行短期多种活动方式相结合的森林疗养后,研究对象心血管健康、心理情绪和睡眠质量指标均明显改善。其中,PP下降3.02 mmHg(P=0.017),这与既往研究不完全一致,既往部分年龄偏低人群 [平均年龄分别为(21.2±0.9)和(46.0±8.7)岁] 的研究未发现其明显下降[10-11]。本次研究对象为健康青年人,虽然发现PP指标降低,但其幅度并不大,课题组另一项同地点、基于年龄较高人群 [平均年龄为(51.48±15.82)岁] 的研究中ΔPP=−5.91 mmHg[12]。这可能是由于年轻个体血压方面相对健康,且本次的研究对象均无心血管疾病,因此森林环境降低血压的幅度有限。本研究还发现SpO2指标在疗养后提高,这与既往研究结果相似[13],说明森林疗养对提高人体摄氧能力具有一定的积极作用。然而肺功能方面与既往研究有所不同,既往两项较高年龄[平均年龄分别为(51.48±15.82)、(70.19±4.66)岁]人群的研究发现,森林活动后研究对象肺功能指标明显提高[1214],而本研究仅发现PEF指标具有明显升高。这可能与不同研究的人群组成不同有关;另外,在森林中的活动方式、样本量、测量时机等也会对研究结果产生影响。本次FeNO指标呈现下降的改变(ΔFeNO=−1.10 ppb,P=0.042),说明森林疗养有可能会降低人群的呼吸道炎症水平。心理情绪方面,本次研究结果和既往结果相似,即森林活动后,研究对象不良心理情绪得到了有效缓解[101215]。最后,本次研究还发现,森林疗养对研究对象睡眠质量也具有一定的提高效果,这与既往研究一致[16]

本研究发现,不同类型森林疗养活动的健康效应存在差异。漫步疗法是本次研究中以运动为主的疗养活动,可明显提高肺功能指标。这可能是由于该疗法主要以轻缓运动为主,适度的运动锻炼会使人群肺功能指标有所提高[1417]。另外,漫步疗法后,研究对象的SpO2和CON情绪指标也均有明显改善,说明这类轻缓的森林运动方式,对人体携氧能力的提升和负向情绪的改善有一定积极意义。静坐疗法需要疗养者配合疗养师,在静坐过程中放松身心。本次研究证实,静坐疗法可以降低研究对象血压指标,这与既往研究结果相似,即通过该类放松身心的静坐体验后,研究对象的血压指标会明显下降[18]。另外,静坐疗法后研究对象的TEN分数也明显降低。综合上述结果说明,静坐疗法可通过疗养者身心的充分休息,降低其可能存在的应激状态,有效缓解生理和心理紧张。此外,本次研究未发现作业疗法对肺功能和情绪指标有明显影响,研究对象仅DBP指标存在小幅度上升(ΔDBP=2.44 mmHg,P=0.016)。这可能是由于作业疗法不同于上述其他活动,其缺乏持续运动或充分休息的过程,因此大多数健康指标无显著变化;而DBP指标的变化,可能与活动过程中相对活跃的气氛有关,并非具有明确的临床意义,但具体原因仍需深入研究。

本研究是目前较早探讨不同类型森林疗养活动对人群健康改善效果的研究,其结果可为人群自主选择和疗养师合理规划森林疗养活动提供依据,但仍存在一定的局限性。本次研究的样本量较小,且仅纳入健康大学生作为研究对象,这可能会使研究结果代表性和外推性受限;另外,本次研究未设置非森林环境作为对照。未来研究中,可在扩大样本量和增加其他环境对照的同时,继续对慢性病患者等敏感人群进行深入研究。

综上所述,短期森林疗养可有效改善年轻健康个体的心肺健康,舒缓心理情绪并提升睡眠质量,不同类型森林疗养活动具有不同的健康改善效果。

图 1

研究对象研究期间活动安排

Figure 1

Activity arrangements of subjects during the study

表1

研究对象进行短期森林疗养前后心肺健康指标的变化(n=31)

Table 1

Changes of cardiopulmonary health indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

图 2

研究对象进行短期森林疗养前后心理情绪指标的变化(n=31)

Figure 2

Changes of emotional indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。排除缺失值后,疗养后样本量为30。*:P < 0.05;**:P < 0.01;(−)表示负向情绪;(+)表示正向情绪。A和B分别为POMS分指标和TMD得分。TEN:紧张;ANG:愤怒;FAT:疲劳;DEP:抑郁;CON:慌乱;VIG:精力;ERA:自尊感;TMD:情绪紊乱总值。 Mixed effects models are conducted, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted as covariates. After forest therapy, the sample size is 30 excluding missing values. *: P < 0.05; **: P < 0.01; (−): Negative emotion; (+): Positive emotion. A and B are component and TMD scores of POMS. TEN: Tension; ANG: Anger; FAT: Fatigue; DEP: Depression; CON: Confusion; VIG: Vigor; ERA: Esteem-related affect; TME: Total mood disturbance.
图 3

研究对象进行短期森林疗养前后睡眠质量指标的变化(n=31)

Figure 3

Changes of sleep quality indicators before and after short-term forest therapy (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。*:P < 0.05;**:P < 0.01。A和B为PSQI分指标和总量表得分。 Mixed effects models are constructed, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted. *: P < 0.05; **: P < 0.01. A and B are component and total scores of PSQI.
图 4

研究对象进行不同森林疗养活动前后各健康指标的变化(n=31)

Figure 4

Changes of health indicators before and after different forest therapies (n=31)

采用混合效应模型进行分析,对研究对象性别、年龄和BMI进行控制。SBP:收缩压;DBP:舒张压;PP:脉压差;SpO2:血氧饱和度;FEV1:第1秒用力呼气量;FVC:用力肺活量;PEF:呼气流量峰值;TEN:紧张;ANG:愤怒;FAT:疲劳;DEP:抑郁;CON:慌乱;VIG:精力;ERA:自尊感;TMD:情绪状态的总评分。图E中(+)表示正向情绪,(−)表示负向情绪。C和D:排除缺失值后漫步疗法后FEV1、FVC和PEF指标样本量为30。A~E分别为不同疗法下的血压、SpO2、FEV1和FVC、PEF及心理情绪指标得分改变情况。 Mixed effects models are constructed, and sex, age, and BMI of subjects are adjusted as covariates. SBP: Systolic blood pressure; DBP: Diastolic blood pressure; PP: Pulse pressure; SpO2: Oxygen saturation; FEV1: Forced expiratory volume in the first second; FVC: Forced vital capacity; PEF: Peak expiratory flow; TEN: Tension; ANG: Anger; FAT: Fatigue; DEP: Depression; CON: Confusion; VIG: Vigor; ERA: Esteem-related affect; TME: Total mood disturbance. Fig. E: (−) Negative emotion; (+) Positive emotion. C and D: After walking therapy, the sample sizes of FEV1, FVC, and PEF are all 30 excluding missing values. A-E are the changes of blood pressure, SpO2, FEV1 and FVC, PEF and scores of emotional indicators under different therapy, respectively.

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[基金项目] 北京市科技计划项目(Z171100001417009);国家科技部十三五重点研发计划(2017YFC0702700)

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[收稿日期] 2021-08-01

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