校园绿地与儿童学业成就及幸福感的关系:基于挪威全国性人群的研究

《Environmental Research》:School greenness and children’s academic achievement and well-being: A population-wide study from Norway

【字体: 时间:2026年04月01日 来源:Environmental Research 7.7

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  学校及其周边邻近环境是儿童学习与发展的关键场所。尽管越来越多的证据表明学校周边绿地可能支持学生的认知表现与幸福感,但邻里特征在这些关系中的调控作用尚不充分明确。本研究检验了学校周边绿地与学校层面学业成就及幸福感之间的关联,并考察这些关联是否因邻里社会经济地位(

  
学校及其周边邻近环境是儿童学习与发展的关键场所。尽管越来越多的证据表明学校周边绿地可能支持学生的认知表现与幸福感,但邻里特征在这些关系中的调控作用尚不充分明确。本研究检验了学校周边绿地与学校层面学业成就及幸福感之间的关联,并考察这些关联是否因邻里社会经济地位(SES)及城市化程度而异。研究人员将全国行政学校数据与2,745所小学及初中的地理空间绿地测量数据相联结,涵盖超过636,000名学生。结局测量包括学业成就及幸福感指标,这些指标与基于200米缓冲区及学校招生区域提取的NDVI(归一化植被指数)值、招生区域社会经济地位及人口密度相联结。关联性分析采用线性混合效应模型(linear mixed-effects models)。协变量选择由有向无环图(DAG)指导。总体而言,周边绿地与学业成就及幸福感结局之间仅显示微弱或无直接关联。然而,社会经济地位与城市化程度调节了这些学校层面的关系。绿地可预测低社会经济地位邻里的数学学业成就提升,但在高社会经济地位邻里无此效应。就幸福感结局而言,周边绿地在紧凑型城市学校中显现保护作用,较高的NDVI与较少的欺凌行为及更高的学校幸福感相关。这些发现强调,学校绿地的分析必须考虑邻里社会经济背景与城市化程度,因为这些因素在 school 层面(学校层面)至关重要地塑造了关联的方向与强度。
本研究发表于《Environmental Research》,旨在探讨学校周边绿地与儿童学业成就及幸福感之间的复杂关系,并特别关注社会经济地位与城市化程度的调节作用。

研究背景方面,学校作为儿童认知、社会与情感发展的关键环境,其周边物理环境已被提出可作为学生结局的可调控决定因素。日益增长的研究表明,绿地暴露可能支持注意力恢复、压力缓解与社会互动,从而对学习与幸福产生下游效益。然而,现有文献存在明显局限:多数研究地理范围局限于特定城市或地区,缺乏可推广性;绿地测量方法在空间尺度与缓冲区大小上存在显著异质性;社会经济地位与城市化程度的调节效应鲜有同时考察或统计效力不足;许多研究未能充分控制可能混淆绿地暴露与学生结局的关键学校层面及环境特征;此外,多数研究仅关注学业结局,对学生自报幸福感关注较少。

为应对这些局限,研究人员开展了这项全国性横断面研究,将全国行政学校数据与高分辨率地理空间信息相结合,涵盖2,745所学校及约636,000名学生,整合环境、社会经济与教育数据于多空间尺度,检验学校周边绿地与学生结局的关联是否在社会与地理语境中存在差异。

研究得出的核心结论包括:学校周边绿地与学业成就及幸福感之间总体上仅存在微弱或无直接关联;但社会经济地位与城市化程度显著调节了这些关系——绿地对低社会经济地位邻里的数学学业成就具有预测作用,在紧凑型城市学校中,较高绿地水平与较少欺凌行为及更高学校幸福感相关;而在农村地区,较高绿地水平与课间同伴融入度降低相关。这些发现表明绿地并非普遍有益,其效应高度依赖于社会经济与地理语境,支持环境正义视角下"绿地作为情境缓冲资源而非普遍增强剂"的观点。

该研究的重要意义在于:首次以全国性样本同时检验社会经济地位与城市化程度对学校绿地效应的调节作用,为制定针对性的、情境敏感的校园绿化策略提供了实证依据,强调在校园环境改善中需将环境干预与教育及社会目标相结合。

主要关键技术方法如下:研究样本为挪威全国2,745所小学及初中的学校层面聚合数据,对应2,345个学校招生区域,涵盖超过636,000名学生,数据来源于挪威官方行政与空间数据库。绿地暴露测量采用Sentinel-2多光谱卫星影像,在Google Earth Engine中计算2015至2025年多年度中位数NDVI(归一化植被指数),以200米缓冲区作为主要暴露测量(同时以100、400、600、800米缓冲区进行敏感性分析),并以学校招生区域NDVI作为补充。结局指标包括:学业成就(国家标准化测试的长期平均分,涵盖数学、阅读、英语,2015–2016至2024–2025学年)与幸福感指标(学生调查中的欺凌受害、学校幸福感、课间同伴融入度,2021–2022至2024–2025学年)。空气污染(NO?、PM??、PM?.?)采用 urban EMEP 模型100米分辨率浓度栅格,交通噪声采用挪威公共道路管理局的国家道路噪声预警图(L??? > 55 dB及> 65 dB区域)。邻里社会经济地位基于300×300米人口网格数据,以高等教育比例及低收入比例构建综合指数。城市化程度以招生区域人口密度划分为农村(<1,000人/km2)、城市(1,000–2,999人/km2)及紧凑型城市(≥3,000人/km2)三类。统计分析采用R软件线性混合效应模型,以市镇为随机截距,协变量选择由有向无环图(DAG)指导,纳入学校区域NDVI、社会经济地位、城市化程度、地理坐标作为最小充分调整集,学校资源变量(师生比、生均支出、学生数)及环境变量(空气污染、交通噪声)作为精度协变量,并多次诊断方差膨胀因子以确保低共线性。

研究结果部分按原文结构介绍如下:

描述性特征与双变量相关:描述性分析揭示农村、城市及紧凑型城市学校存在系统性语境差异。农村学校位于更高纬度,周边植被覆盖显著更高;城市及紧凑型城市地区空气污染水平显著更高。教师密度及学校支出在城市地区略高。学校层面学业表现在城市及紧凑型城市学校中略高,而幸福感指标的变化较小且不一致。学校周边NDVI与学校区域NDVI高度相关,NDVI与邻里社会经济地位呈负相关,较高社会经济地位与学业表现及较弱程度的较好幸福感指标相关。空气污染指标高度相互关联,并与周边绿地呈中等至强负相关。

学业成就结局的混合效应模型结果:邻里社会经济地位是所有学科中学校层面学业成就最强且最一致的预测因素。较高师生比与学校层面数学及阅读成绩正相关。学校支出与学业表现正相关。学校周边绿地(200米缓冲区NDVI)及学校区域NDVI与学业成就无直接或呈负相关。NDVI与邻里社会经济地位的交互作用对数学显著,简单斜率分析显示较高的绿地在低社会经济地位地区与数学表现正相关,在平均或高社会经济地位水平则无此关联。NDVI与城市化程度的交互作用不显著,表明NDVI与学业成就的关系在农村、城市及紧凑型城市学校间无系统性差异。

幸福感结局的混合效应模型结果:教师与学校特征是最一致的幸福感预测因素。学校周边绿地与学校区域NDVI与欺凌受害或学校幸福感无直接关联,但与课间同伴融入度存在小的负相关。然而,关联的方向与强度在社会与环境语境间系统性变化。NDVI与紧凑型城市化的交互作用在所有学校层面幸福感结局中均显著:在紧凑型城市学校中,较高绿地与较少欺凌受害及更高学校幸福感相关,课间同伴融入度亦有正相关趋势;相反,在农村地区,较高绿地与较高欺凌受害及较低学校幸福感相关(虽未达到统计显著),而课间同伴融入度的简单斜率为显著负。NDVI与社会经济地位的交互作用在所有幸福感结局中亦显著:在低及平均社会经济地位水平,绿地与欺凌或幸福感无显著关联;对于课间同伴融入度,较高绿地在低及平均社会经济地位水平与较低融入度相关,高社会经济地位水平则无此关联。

讨论部分总结如下:

学业成就结局的讨论:研究人员发现学校周边绿地与学业成就之间缺乏一般性、未调节的关联,社会经济地位始终是学业成就最一致的预测因素。研究结果强调社会经济地位是绿地与学业结局关系的核心情境调节因素,支持学校绿地在劣势情境中可发挥补偿性或保护性资源的观点。低社会经济地位邻里的学校似乎从周边绿地中获益最多,尤其体现在数学方面,而高社会经济地位地区的关联可忽略不计甚至为负。可能机制在于:低社会经济地位邻里儿童更可能经历较高压力、噪声暴露及有限的高质量游憩空间获取,而周边绿地可通过缓冲压力、促进生理调节及支持注意力恢复来促进学习;高社会经济地位邻里儿童通常已有更多高质量绿地、课外活动及丰富学习环境,额外绿地增量效益有限。这些发现与恢复性环境理论及环境正义视角一致,即绿地益处最大处为需求高而获取受限之处。

幸福感结局的讨论:研究未发现学校周边绿地与学生幸福感的一般性关联,学校与师资特征是最一致的幸福感相关因素。然而,城市化程度与经济社会背景是塑造绿地与学生幸福感关系的核心情境因素。在密集建设的紧凑型城市学校中,较多绿地与较少欺凌及更高幸福感相关,支持在获取最受限之处自然暴露的心理及社会效益被放大的观点。农村地区的模式则不一致,较高绿地与较低课间同伴融入度显著相关,可能原因在于:当绿地区丰富但结构性差或整合不足时,可能降低可见性与成人监督,限制包容性互动;在农村小型学校中,非结构化或隔离的绿地区域可能无意中强化社会排斥而非凝聚力。社会经济地位的平行调节模式显示,低社会经济地位邻里较高绿地与较低课间同伴融入度相关,提示在劣势情境中绿地可能不会自动转化为积极社会体验,质量差、监管不足或低质量的绿色空间可能降低可见性、制造非结构化或争议性空间、或加剧现有社会紧张。这些模式强调绿地不仅是潜在恢复性资源,也是社会情境,其效应依赖于安全性、监督及同伴关系的更广泛生态。

优势与局限的讨论:研究优势包括:全国范围覆盖2,745所学校及超过630,000名学生;整合高分辨率Sentinel-2 NDVI数据与行政学校及社会人口记录;在同一分析框架内结合学业与幸福感结局;采用含市镇随机截距的线性混合效应模型;以及明确检验社会经济地位与城市化程度的调节作用。局限包括:横断面设计无法确立时间顺序;NDVI指标仅捕获植被覆盖而非质量、可达性或社会可用性;学校层面聚合数据限制了个体变异性的洞察,存在生态学谬误风险;残余混杂无法排除;生态选择过程无法完全排除。

未来方向:建议未来研究超越静态NDVI测量,纳入绿质量与 affordance( affordance,环境所提供的功能可能性)指标;采用准实验及纵向设计;结合行为与体验数据;利用个体层面居住区位及通学流动数据以更精确量化绿地暴露;并考察非线性效应与情境特定阈值。

研究结论:该全国性研究提供了学校绿地与学生结局之间高度情境依赖性而非普遍性关系的证据。尽管周边绿地总体上与学业表现及幸福感仅显示有限直接关联,其效应在社会经济与地理语境中受到强烈调节,在低社会经济地位邻里及紧凑型城市学校中尤为有益——这些地区自然环境获取通常稀缺。这些发现表明绿地更少作为普遍增强剂,更多是情境缓冲资源,可能在环境及社会压力最大的地区支持学习与幸福感。同时,不同情境中关联的混合方向与强度意味着,仅有植被存在可能并不足够,绿地区如何整合、维护及在日常学校生活中被使用可能共同影响其作用。研究结果共同指向需要针对性的、情境敏感的绿化策略,使环境改善与教育及社会目标相协调。
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