建成环境与身体活动的全国性自然实验：基于智能手机大数据揭示城市可步行性对健康行为的影响

这篇开创性研究通过分析211万智能手机用户的步数数据，揭示建成环境（built environment）与身体活动（physical activity）的因果关系。研究发现城市可步行性（walkability）每提升1分，居民日均步数增加16.6步（P<10-10），其中中高强度活动（MVPA）显著增加。当可步行性提升49-80分时，居民每周MVPA增加约1小时，达标人口比例翻倍（21.5%→42.5%）。该研究为城市规划促进全民健康提供了循证依据。

建成环境与身体活动的科学关联

主要发现

通过分析2,112,288名参与者的智能手机数据，特别观察同一个体在不同环境中的活动变化，研究发现环境可步行性的提升会显著增加日常身体活动，为建成环境对身体健康的重要性提供了证据。

摘要

尽管身体活动对人类健康至关重要，但大多数人未能达到推荐标准。更具可步行性的建成环境有潜力提升全民活动水平。然而，先前关于建成环境与身体活动的研究结果不一，可能源于方法学局限，如小样本、过度依赖自我报告和横断面设计。本研究通过利用美国智能手机用户的大规模队列（N=2,112,288），评估了在7,447次搬迁中发生的248,266天客观测量的身体活动变化。分析发现，可步行性的增加（减少）与搬迁后身体活动的显著增加（减少）相关。例如，从可步行性较低（第25百分位）城市搬迁到较高（第75百分位）城市，平均每日步数增加1,100步。这些变化在不同性别、年龄和体重指数群体中均持续存在，且效果持续超过3个月。新增活动主要为中高强度身体活动（MVPA），这与多种健康益处相关。研究还报告了反对居住自选择混杂的证据。

主要结果

每日步数的可步行性效应

研究分析了5,424名使用Azumio Argus智能手机应用的参与者，他们在3年观察期内至少搬迁一次。这些参与者在1,609个美国城市间共搬迁7,447次，形成了一个全国性的自然实验。通过比较搬迁前后90天的客观测量身体活动，研究发现搬迁到更高可步行性城市（Walk Score增加49分及以上）与每日约增加1,100步相关，相当于每天多走11分钟。搬迁到可步行性更低的城市则呈现对称的减少效应。

评估潜在选择效应

研究发现搬迁到可步行性相似环境的参与者平均身体活动水平没有变化，且可步行性差异与身体活动变化的关系呈现点对称性。此外，这些增加在搬迁后3个月内持续存在。研究还发现，在不同气候条件的城市间搬迁（如从马里兰州的Ellicott市到纽约市），以及在不同季节和不同收入水平城市间搬迁，都观察到类似的效果。美国人口普查数据显示，77%-98%的搬迁者并非为了可步行性原因而搬迁，而是出于家庭、工作和住房相关原因。

可步行性效应的群体差异

研究发现更高的可步行性与所有年龄、性别、BMI和基线活动水平群体的每日步数增加显著相关，除了50岁以上女性群体（P=0.14）。这种差异可能与该群体面临的文化期望、家庭责任和安全问题等额外障碍有关。研究建议，针对这一群体，除了建成环境改变外，还需要多层次的干预措施。

中高强度身体活动的变化

研究发现搬迁到更高可步行性地点后增加的步数主要为MVPA，对应快走强度。估计可步行性大幅增加（49-80分）与每周MVPA增加约1小时相关。美国国家身体活动指南建议每周至少150分钟MVPA以获得最佳健康效益。对于可步行性增加48-80分的情况，研究发现达到MVPA指南的参与者比例从21.5%增加到42.5%，相对增加98%。

讨论与展望

研究存在一些局限性，如样本可能偏向较高社会经济地位和对健康感兴趣的人群，以及无法区分可步行性的具体要素。未来研究需要确定影响身体活动的关键环境特征，并厘清建成环境如何差异影响休闲、交通和工作相关的身体活动。随着智能手表等可穿戴设备的普及，未来将能更便捷地捕捉日常运动和步数。

这项全国性自然实验通过7,447次搬迁的前瞻性证据，揭示了建成环境对个体和群体层面身体活动水平的直接影响，展示了大规模数字数据集在循证政策中的效用。研究结果表明，设计更具活动友好性的建成环境可能对大规模人群的身体活动产生显著影响，是对个体行为改变干预措施的有力补充。然而，对50岁以上女性等特定亚群，可能需要辅以年龄和性别特定的干预措施。前瞻性设备收集证据的质量以及研究结果在不同城市、人口群体和搬迁相关可步行性差异中的一致性，凸显了城市建成环境在改善身体活动和健康方面的根本重要性。