【学术动态】气象因素影响下建筑环境与缺血型脑卒中发病风险的关系：以武汉市主城区为例 | 2022年第5期
本刊“学术动态（Planning Reviews）”栏目，推介国内外学术书籍和文献报告、关注国际研究动态和前沿热点、分享规划案例研究。本期“区域和城市空间发展”专栏，向大家推介一篇关于气象条件和建筑环境对健康影响的研究文献。
（专栏编辑：王兰，同济大学建筑与城市规划学院教授）
来源：LI Kun，WANG Lantao，FENG Maohui. Relationship between built environents and risks of ischemic stroke based on meteorological factors：a case study of Wuhan's main urban area[J]. Science of the Total Environment，2021，769：144331.
缺血性脑卒中是全球最常见的死亡原因之一，不同的气象条件和建成环境均会影响其发病率。该研究利用3547例住院患者数据，建立分布式滞后非线性模型以探究在气象因素影响下不同的城市建成环境类型对缺血型脑卒中发病风险的影响。
1. 背景介绍
脑卒中作为导致全球成年人死亡和残疾的最常见原因之一引起了研究者们的广泛关注。研究表明，城市建成环境会影响脑卒中发病率，如居住在建筑密度最高的地区在夏季死亡率最高，增加住宅绿地面积不仅可以有效降低中风发病率，还可以提高住院患者的存活率。此外，气候要素也与脑卒中发病率密切相关，不同类型的脑卒中受到气候条件的影响各不相同，其中，缺血性脑卒中更容易受气温、相对湿度、风速等因素的影响。同时因为气候要素对于健康影响的滞后效应，该研究应用分布式滞后非线性模型评估在不同气候条件下城市建成环境与居民缺血性脑卒中发病之间的关系。
2. 数据和方法
该研究选择武汉这一中国中部地区快速城市化的大型工业城市作为研究对象。气象数据从国家气象信息中心获得，选取了2013年1月1日到2018年12月31日的气温（℃）、相对湿度（%） 和风速（m/s） 等数据。空气污染物数据采集自武汉市生态环境局，包括氮氧化物、硫氧化物和可吸入颗粒物。缺血性脑卒中患者数据来自武汉最大的公立医院之一中南医院收集的上述同一时期内因缺血性脑卒中住院的人数，包括每位患者的住院日期和详细的家庭住址、疾病分类等信息。
该研究采用网格块（meshblock） 作为研究单元分析城市建成环境对缺血性脑卒中的影响，每个网格块平均面积约为0.2—3.0 km²，网格边界由主要道路、山脉、河流和湖泊等自然要素所界定，研究范围划分成326个网格块。建成环境数据包括平均建筑高度（m）、平均建筑密度、归一化植被指数和到水体的距离（km）等。其中，建筑物、道路和水体数据通过百度地图API获得；归一化植被指数来自资源与环境数据云平台2016年的1 km分辨率栅格数据；与水体的距离选择大于面积400 m2的湖泊和河流。以上数据都重采样到网格块尺度，并根据自然间断分类方法将各个指标分成四个级别以方便统计。
考虑气象对人类健康影响的时间滞后性，该研究建立分布式滞后非线性模型分析在不同气象条件影响下建成环境对脑卒中发病的影响。以缺血性脑卒中日入院人数作为因变量，人体舒适度（由气象数据计算得到）、空气污染浓度、日均湿度作为自变量，同时考虑工作日、周末、节假日和是否是热浪事件对结果的影响。在分布式滞后模型中，选择自然立方样条函数作为气象因子和延迟效应的连接函数。根据广义赤池信息准则，确定连接函数的自由度。在敏感性测试后，缺血性中风的最大延迟天数设置为7天。暴露后7天内气象因素变化对缺血性发病风险的影响由累积相对风险表示，置信区间为95%。斯皮尔曼相关系数检验结果表明四个变量之间的相关性，统计分析结果不会相互干扰。
3. 结果
研究结果表明，随着建筑高度和建筑密度的增加，低温导致的脑卒中发病率降低，而高温导致的发病率上升。平均建筑高度低于15 m的低—中层为主的地区低温导致的发病风险上升，而平均建筑高度超过15.0 m时，高温导致的发病风险上升。但是，建筑密度大于0.3的地区低温和高温导致的发病风险都最低。
植被和水体的影响和建筑相反，研究结果表明，植被的增多能够同时降低低温和高温导致的患病风险，同时中—低植被覆盖的地区的高温累积相对发病风险最低。临近水体的地区高温导致发病率上升，而远离水体的地区低温导致的发病率上升。距离水体中—近和中—远距离的地区受到低温和高温的影响都比较弱。
4. 讨论
低温和高温天气均会提高脑卒中的发病风险。相对而言，高温对于脑卒中发病的影响具有即时性，而低温的影响则具有滞后性，而且对于全域内的所有研究单元而言，低温造成发病风险不够显著，而只在部分地区显著。这可能是因为对于大部分人来说，冬季呆在室内因而较少受到影响。
低层低密度的地区低温造成的发病风险上升显著，这是因为这些地区一般都位于主城区的边缘，低层低密度的建筑形式不利于冬季防风，低温导致发病风险上升。而对于高层高密度的地区，热岛效应显著，高温风险剧烈，因而高温带来的发病风险也比较显著。但是高层高密度的地区因为建筑之间的距离较近、建筑阴影的投影面较大，一定程度上缓解了地表升温，也能够降低高温导致的发病风险。
植被覆盖对于缓解冷、热岛效应都具有重要作用，在夏季，植被覆盖率高的区域更加凉爽、舒适，而在冬季，植被可以防风御寒。因此植被能够同时有效地降低低温和高温导致的发病风险，研究发现，即使是在高层高密度的城市区域，植被的缓解作用仍然存在。对于水体而言，因为水的比热容大，所以在冬季，临近水体的区域温度较高，减少了寒冷和不适感；而在夏季，虽然水体温度较低，但是因为水体周边缺乏有效的遮阳，水体附近的湿度较大也降低了人体的热舒适性。所以表现为临近水体的地区高温导致发病率上升，而远离水体的地区低温导致的发病率上升。
该研究讨论了不同建成环境中高温和低温天气对于缺血性脑卒中发病风险的影响，研究也存在一些不足，患者数据仅来自一家医院，由于家庭和医院距离不同会导致就医选择的差异，结果可能存在偏差。同时，其他建筑环境和社会因素，如天空景观和街道连通性、性别、年龄和社会经济等因素没有纳入计算模型中。未来将考虑扩大数据的来源和范围开展更深入的研究。
5. 结论
该研究探讨了建筑高度、建筑密度、植被覆盖和与水体距离不同的条件下高温和低温天气对于缺血性脑卒中发病风险的影响。结果表明，低温和高温天气都会增加脑卒中的发病风险，高温的影响具有即时性，而低温的影响滞后性更强。从长期趋势来看，高温对于脑卒中发病风险的影响更加显著。不适宜的环境也会显著提高发病风险。低层低密度住区会放大低温的影响，而高层住区会使高温的影响加剧，但是高密度住区受到天气的影响不显著。植被对于缓解高温或者低温风险有着重要意义，而对于武汉这样气候湿润的城市，水体会放大高温的影响，同时减弱低温的影响。
这些发现可以帮助城市规划师因地制宜地制定针对中国中部大城市的气候适应战略，为降低缺血性脑卒中发病风险、建设健康安全的建筑环境提供有益的实践参考。
（供稿：许燕婷，同济大学建筑与城市规划学院博士研究生；高思航，同济大学建筑与城市规划学院博士研究生）
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