李博：新冠疫情背景下城市建成环境对公共健康的影响

近日，第十二届园冶高峰论坛分论坛之风景园林与碳达峰碳中和论坛以线上形式举行。中南大学建筑与艺术学院副院长李博作了题为《新冠疫情背景下城市建成环境对公共健康的影响》的演讲。他在演讲中提出，城市建成环境与新型冠状病毒肺炎疫情的传播和防控有着重要关系。他以湖北省黄冈市黄州区的案例研究为例，基于当地确诊病例数据，从社会经济、人工环境以及自然环境三方面选取18个要素，运用GIS空间分析法与多元线性回归分析法，建立建成环境对疫情的影响模型，探讨疫情防控对策。从社区尺度分析城市建成环境对新冠疫情爆发时期的传播特征的影响。

中南大学建筑与艺术学院副院长李博

新冠疫情是全社会都特别关注的一个话题。城市建成环境属性对于影响新发传染病的传播至关重要。因为相对于乡村，城市聚集了高密度和高流动性的人群，具有更高的流行病传染风险。

现有研究大多基于流行病学原理探究新冠肺炎疫情的时空演化特征与防控对策，从城市建成环境视角解析疫情传播风险影响因素的实证案例研究较少。我们试图从风景园林的角度分析城市建成环境对新冠疫情传播的影响。

目前宏观的尺度研究普遍认为，人口密度、人均GDP、人口迁移指数、出行强度以及与疫情爆发城市距离等因素影响了疫情的严重程度。中观尺度的研究认为，城市形态、城市通风、居住密度、土地利用、医疗卫生设施、交通市政基础设施和绿地公园等城市建成环境要素与疫情的发展息息相关。居民的社会经济特征也影响新冠疫情的传播风险。我们希望通过街道社区尺度的实证研究，验证以上要素与疫情传播有着重要的相关性。

湖北省黄冈市黄州区的案例研究

研究一: 通过 DBSCAN聚类算法，将确诊病例在空间上分为不同大小的聚类进行地理分析，然后通过结构方程模型，将社区内各类商业设施和医疗服务设施、交通基础设施3个大类和建筑密度、社区平均房价2个小类纳入SEM中；研究并分析COVID-19确诊病例聚类与相应的建成环境属性之间的关系，根据研究结果识别检测城市建成环境中的潜在风险，有针对性的提出预防和保护措施。

1、研究框架

通过构建结构方程模型证实COVID-19集群规模大小（集群中确诊人数）和代表商业活力、医疗服务能力以及每个COVID-19确诊集群周围的交通基础设施变量之间的关系，明确哪些具体指标会对COVID-19集群规模大小形成何种程度的影响，有助于改善相关的城市建成环境要素，进而提出相应的防疫策略，提升城市防疫的“韧性”。

2、模型构建

（1）构建SEM中的假设性概念框架

假定商业活力、医疗服务和交通基础设施是影响COVID-19确诊病例集聚群的重要因素。同时社区平均房价和建筑密度被认为是社会经济因素和空间属性相关的外生变量，其影响着内生变量和集群规模。

（2）基于密度的聚类算法

（3）结构方程建模

3、模拟过程

通过对黄州区主城区639个确诊病例的空间分布的异质性，通过DBSCAN的聚类分析，共鉴别出190个COVID-19个确诊病例聚类群。

基于上述模型分析发现，COVID-19疫情的集群规模直接受到商业活力的影响，同时，间接地受到医疗服务和交通基础设施的影响。

4、研究结果

商业活力中包含的两个指标，即市场数量和餐饮服务点数量，随着市场和餐饮服务点的增加，将进一步促进商业活力，间接扩大了周边地区疫情的聚集规模；交通基础设施包含公交站点的数量和道路 络的长度两个指标，完善的交通基础设施会带来更高的可达性，使商业更加繁荣，反过来也会导致COVID-19确诊病例聚集区域的周边人口流动的可能性增大；虽然医疗服务与COVID-19聚集规模之间的直接关系不显著，但诊所和药店数量的增加会提高区域内医疗服务水平，进而导致COVID-19疫情聚集规模的扩大；房价对社区医疗服务水平和商业繁荣程度会影响新冠肺炎疫情的聚集规模。居民行为在控制人及传播风险中具有较高的重要性，带来更多的社会交往，导致该区域面临更高的来自COVID-19潜在感染风险。

结论：商业活力和医疗与交通基础设施对聚集性感染的确诊病例数量有显著的直接和间接影响。建议当地公共卫生部门应在居民聚集概率高的地区和场所采取预防措施和有效干预措施。（详见论文：Li Bo, et al. Built environment and early infection of COVID-19 in urban districts: A case study of Huangzhou, Sustainable Cities and Society (2020), doi: https: //doi.org/10.1016/j. scs. 2020. 102685）

研究二：相比于以前的公共卫生事件，新冠肺炎疫情具有长期性和易复发性的传播特征，以往依靠封闭街区减少传播的空间管控措施，并不能满足疫情防控常态化的长远需要。只有厘清城市建成环境与疫情传播风险的影响机制，制定韧性防控对策，才能实现可持续的城市公共卫生安全。

研究二在剖析确诊病例的时空分布与城市建成环境要素的耦合关系上，从社会经济、人工环境以及自然环境三方面选取18个要素，运用GIS空间分析法和多元线性回归分析法，建立建成环境对疫情的影响模型，改善相关的城市建成环境要素，进而提出相应的防疫策略。

1、时空分布特征

确诊病例的空间分布存在明显的聚集性特征，说明疫情具有邻近空间易传染的特征。

研究区域的疫情发展呈现总体急升缓降和局部起伏跳跃态势，新增病例和原有病例的空间重叠性较高。

2、建成环境要素选择及数据处理

研究主要从社会经济因素、人工环境因素和自然环境因素三个方面厘清城市建成环境与新型冠状病毒肺炎传播的关系。采用多元线性回归分析方法，通过多个自变量的最优组合共同预测或估计因变量，基于此构建出环境影响新型冠状病毒肺炎传播的相关性模型。通过规划的手段进行疫情调控。

3、模拟过程

通多次回归，逐步删除不相关变量，排除多重共线性对模型的影响后，最后确定模型中协变量和自变量因素为：社会经济要素中的房价、人工环境要素中的土地利用混合度、道路密度、城市通风、医院密度、美发店密度、超市密度、农贸市场密度、公共厕所密度、文化设施用地距离、康体娱乐用地距离，自然环境要素中的公园绿地距离以及NDVI指数。

4、模型结果分析

模型结果显示，有8个自变量具有显著相关性，其他变量则无显著相关性。

道路密度越高，疫情越严重；城市建筑迎风面积密度能代表通风不畅清的程度；公共厕所高密度区域的疫情扩散风险高，医院密度影响疫情传播；美发店分布越密集的区域，疫情越严重；与文化设施用地的距离越近的地方疫情越严重；农贸市场密度呈现出较低的正相关；房价较低的区域，疫情相对严重；疫情分布与土地利用混合程度无明显关系，公园绿地和康体娱乐用地的分布对疫情扩散也无显著影响。

5、防控对策

将城市建成环境的疫情防控要求纳入国土空间规划体系，重点提升老旧小区的通风环境，完善社区道路布局、提升交通管控弹性，优化发热门诊医院和聚集性公共服务设施的布局。

结论：城市建成环境与新型冠状病毒肺炎疫情的传播和防控有重要关系。新冠肺炎确诊病例的空间分布具有明显的聚集性和邻近扩散性特征，其时间分布呈现总体急升缓降和局部起伏跳跃的特征。

人工环境因素和社会环境因素对疫情传播的影响较大，城市绿地和水系等自然环境因素与疫情的相关性并不显著。

目前我国已进入对外严防输入，对内严防扩散的长期化和常态化疫情防控阶段。改善相关的城市建成环境要素，及提升城市防疫的“韧性”，是适应疫情防控常态化和城市公共卫生安全保障长期化的新要求。（详见论文：李博,等. 城市建成环境对新冠肺炎疫情的影响与防控对策. 中外建筑 ,2021(12):2-7.）

研究三：户外体育活动可以促进公众健康，从个人可穿戴设备和其他开放数据源中提取数据，研究城市建成环境对户外步行体力活动的影响。利用湖南省长沙市的数据，采用多元线性回归进行分析。

研究发现：促进城市居民开展户外步行活动的最有效措施，是提供良好的城市人行道路、社区公园和广场等；而不是以往相关研究认为的增加商业服务点密度和城市公园等措施。（详见论文：Li Bo, et al. Analysis of Urban Built Environment Impacts on Outdoor Physical Activities—A Case Study in China.(2022) Front. Public Health. doi: 10.3389/ fpubh. 2022. 861456）