Planning for Health: Complexity of Environmental Health and Planning Responses

Liu Zhengying, Yang Dongfeng

Abstract Chinarsquo;s rapid urbanization has led to increasing environmental health problems, which poses great challenges to urban sustainable development. In order to explore the scientific issue of planning for health, this paper firstly analyzes the challenges of spatial planning caused by environmental complexity in terms of health risk, environmental impact, and residentsrsquo; behavior. And then it puts forward an analytic framework that includes three basic modules, i.e., theoretical model, regional health risk identification, and planning performance assessment, thereby finally proposing six spatial planning strategies according to the objectives of health protection, health promotion, and health equity, on the basis of the actual situation of health risk exposure, environmental friendliness, and the aging level in different cities of China.

Keywords environmental health; complexity; spatial planning

The impact of urbanization on environmental health is of vital importance, given that urban areas provide more choices and opportunities for people meanwhile with a number of environmental and health risks aggregated. Faced with the increasingly serious health challenges in an urbanized world, the World Health Organization (shortened as WHO hereinafter) set the theme of World Health Day 2010 as “Urbanization and Health.” In process of rapid urbanization in China, the threat of environmental health is even more serious, considering the fact that less than 1% of Chinarsquo;s 500 largest cities meet the air quality standards recommended by the WHO and there are seven cities on the worldrsquo;s most-polluted list located in China (Asian Development Bank, 2012). As a strategic and local-based spatial policy tool, urban planning should play an irreplaceable role in environmental health governance in urban areas. By means of effective spatial planning intervention, environmental health risks can be controlled from the fountainhead, thus realizing radical improvement of residentsrsquo; life quality and effective reduction of social and economic burden caused by diseases. How to take action on planning for health has become a real problem to be solved urgently in the field of domestic urban planning and has drawn much attention (Ding and Cai, 2013; Tan, Guo, and Jiang, 2010). However, at the theoretical level, it is not entirely clear how the urban environment affects health outcomes and how to make responses to generate health benefits; at a practical level, how to shape a healthy urban environment through spatial planning has always been a difficult issue to be solved, the fundamental reason of which is that the complexity of environmental health is far beyond the capacity of existing planning theory to explain, and it is more difficult to be properly solved with traditional spatial planning tools. Therefore, it is necessary to systematically examine a series of fundamental challenges in spatial planning from the perspective of the complexity of environmental health. Based on the above, the author firstly discusses the new challenges faced by spatial planning from different perspectives such as risk, space, and the individual in regard to the complexity of environmental health, and then, it summarizes the experiences and lessons of the international Health Cities movement and attempts and then puts forward an analytical framework and action strategies of spatial planning for health.

1. Fundamental challenges of the complexity of environmental health to spatial planning

The complexity of environmental health in urban areas lies in the fact that population health not only refers to keeping away from diseases, but also refers to overall physical and mental health, which is closely related to the quality of individual life. The urban environment refers not only to the physical structure and spatial organization form of buildings and infrastructures, but also covers the social, economic, natural, and other background conditions in which various activities take place, involving various material and non-material factors at different spatial scales. In the complicated system of urban environment, the population health depends on interaction and feedback mechanisms among many environmental factors. In view of this, it is very difficult to predict the health outcomes of spatial planning and the occurrence of unforeseen consequences has become quite common, which poses a serious challenge to the implementation of spatial planning towards residential health. Although a full understanding of the complexities of environmental health requires identification and assessment of all those environmental factors that may have a potential impact on health, this paper focuses on the relationship between environmental health and spatial planning, from the perspectives of health risk, environmental impact, and residentsrsquo; behavior to analyze the fundamental challenges posed by the complexity of environmental health to spatial planning.

• 1. Risk complexity: multiple risks

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     中文译文：

     为健康规划：环境健康的复杂性和规划对策

     摘要 中国快速的城市化进程导致了日益严重的环境健康问题，这给城市可持续发展带来了巨大挑战。为了探讨健康规划的科学问题，本文首先从健康风险、环境影响和居民行为等方面分析了环境复杂性对空间规划的挑战。提出了包括理论模型、区域健康风险识别和规划绩效评估三个基本模块的分析框架，最后根据我国不同城市健康风险暴露、环境友好、老龄化水平的实际情况，提出了健康保障、健康促进、健康公平等六大空间规划策略。

     关键词 环境健康；复杂性；空间规划

     城市化对环境健康的影响至关重要，因为城市地区为人们提供了更多的选择和机会，同时又累积了许多环境和健康风险。面对城市化世界日益严峻的健康挑战，世界卫生组织将2010年世界卫生日的主题定为“城市化与健康”。在中国快速的城市化进程中，考虑到中国500个最大的城市中只有不到1％符合世界卫生组织建议的空气质量标准，并且世界上污染最严重的城市有七个在中国（亚洲开发银行，2012）。城市规划作为一种战略性的，基于地方的空间政策工具，应在城市地区的环境卫生治理中发挥不可替代的作用。通过有效的空间规划干预，可以从源头控制环境健康风险，从而从根本上改善居民的生活质量，有效减轻疾病带来的社会经济负担。如何在健康规划中采取行动，已经成为国内城市规划领域亟待解决的一个现实问题，并引起了人们的广泛关注（Ding和Cai，2013； Tan，Guo和Jiang，2010）。但是，从理论上讲，尚不清楚城市环境如何影响健康结果以及如何做出反应以产生健康益处；在实践中，如何通过空间规划来塑造健康的城市环境一直是一个亟待解决的问题，其根本原因是环境卫生的复杂性远远超出了现有规划理论的解释能力，并且传统的空间规划工具很难正确解决。因此，有必要从环境卫生的复杂性角度系统地研究空间规划中的一系列基本挑战。在此基础上，作者首先从环境风险的复杂性，风险，空间，个体等不同角度探讨了空间规划面临的新挑战，然后总结了国际卫生的经验教训。城市运动与尝试，然后提出了健康空间规划的分析框架和行动策略。

     1. 环境健康的复杂性对空间规划的根本挑战

     城市地区环境健康的复杂性在于，居民健康不仅指远离疾病，而且还指总体身心健康，这与个人生活质量密切相关。城市环境不仅是指建筑物和基础设施的物理结构和空间组织形式，而且还包括发生各种活动的社会，经济，自然和其他背景条件，其中涉及各种物质和非物质因素空间尺度。在复杂的城市环境系统中，人口健康取决于许多环境因素之间的相互作用和反馈机制。鉴于此，很难预测空间规划的健康结果，不可预见的后果的发生已变得非常普遍，这对实施面向居民健康的空间规划构成了严峻挑战。尽管全面了解环境卫生的复杂性，需要识别和评估所有可能对健康产生潜在影响的环境因素，但本文将从健康风险，环境影响以及居民行为的角度着眼于环境健康与空间规划之间的关系，以分析环境健康的复杂性对空间规划带来的根本挑战。

     1.1 风险复杂性：公共健康的多种风险和多种诱因

     在快速的经济发展、工业化和城市化进程中，中国城市居民在不同程度上面临着慢性病，精神病，意外伤害和传染病等各种健康风险。这些健康风险的发生通常受到多种诱因的影响，其中自然环境，建筑环境以及社会和经济因素的共同作用共同决定着人们的健康状况。此外，这些健康风险的发生通常与基于反馈的非线性环境机制有关，其中不同的健康风险通常基于源自不同环境因素或相同环境因素的各自功能途径，以及因果关系变量之间不是孤立的，即一个特定的变量可能是原因或结果。

     慢性病的形成主要受城市居民不良生活方式的影响，这与城市环境质量有关。首先，城市环境中的水质，空气质量，噪声，热岛效应等直接影响居民生活的基本卫生条件，并与各种慢性疾病密切相关。其次，快餐供应网络在城市环境中的广泛普及，再加上土壤污染导致获取健康食品的困难，也是居民过量摄入脂肪和超重的重要原因之一。另外，由于城市土地利用方式，公共交通系统和地形特征等因素的相互作用，城市环境对居民的生活方式产生了深远的影响，影响了城市居民的日常体育活动水平。进一步影响居民遭受各种慢性病的风险。一些研究人员发现，城市和社区的设计可以影响城市居民的通勤选择或休闲活动，日常步行可以减少肥胖，糖尿病和心血管疾病的发生率。

     城市环境影响心理健康的方式基本上有两种。一方面，城市环境的一些特征，例如住房条件、家庭拥挤程度、空气质量以及公寓大楼内的自然采光，直接影响着居民的心理健康。例如，大量研究证实，当居民的房屋存在结构缺陷，维护不良，噪音干扰和空气流通不良等问题时，他们更容易患上精神疾病（Evans等，2003； Evans，2003）。。另一方面，城市环境可以通过影响与心理疾病结果相关的心理过程来间接影响人们的心理健康。例如，生活密度越低，越有可能阻碍家庭之间社会支持关系的发展，而有限的社会支持关系反过来又会增加居民患精神疾病的风险（Evans，2003）。

     意外伤害是指由突发事故造成的人身伤害，其来源包括城市交通事故和城市犯罪。首先，面向交通的机动化城市空间形态增加了对车辆的依赖，以及不良的道路设计，可能导致交通事故和人员伤亡的增加。研究已经发现，交通事故率与交通量、交通速度、机动车道数量和路肩宽度成正相关。（Abdel-Aty and Radwan，2000）。此外，城市犯罪活动造成的人员伤亡人数也在增加。除了社会保障和安全教育等非物质因素的影响外，城市犯罪活动也与城市空间特征密切相关。例如，城市空间的不合理设计可能会减少街道上的行人数量，从而减少人际关系，并降低对城市犯罪进行自然社会监测的效果（Jacobs，1961）。

     传染病是由诸如微生物和寄生虫之类的病原体引起的，这些病原体是环境、人口和技术因素的综合结果。在环境方面，污水、固体废物和土壤污染为病原体的繁殖提供了理想的条件，城市建筑物的占用，基础设施的运营以及生产和生活排放是这些环境污染物的源头。在人口方面，低收入群体倾向于聚集在卫生条件差的城市居民区，通常无力负担用于改善基础设施（如污水处理系统）的过多费用，因此必须承担相对较大的传染病负担。在技术方面，现代临床医学疗法，如输液、器官移植和皮下注射，也为微生物变异提供了更多机会（McMichael，2004）。

     简而言之，城市中普遍存在多种健康风险，并且受到多源环境诱因相互作用的影响。这些多源环境触发因素的相互关系可能导致相互交织的功能，并产生不同的健康影响。因此，如果忽视城市健康问题的多种风险，或仅采用解决单个健康问题的空间干预措施，将难以获得预期的规划结果。此外，若对健康风险与环境激励措施之间复杂关系的缺乏深入了解，孤立地就某一特定环境因素或某一孤立影响链进行干预，也难以实现预期目标。

     1.2 空间复杂性：环境系统的层次结构和健康干预的跨尺度效应

     影响居民健康的潜在环境因素在空间分布方面具有分层特征，这意味着它们在城市、社区甚至人际关系中广泛分布。相应地，城市环境对居民的影响具有跨尺度的影响，这意味着内部连接被分层嵌套在不同空间尺度的社会，经济，自然和建筑环境之间，其中较高层次的环境因素可能不仅直接影响人口健康，而且还通过较低水平的环境因素间接影响居民的健康。

     在城市范围内，自然环境、体制环境和社会环境是影响人口健康的根源，自然环境包括地形、气候、水和地理区域内的其他因素，直接提供最基本的食物、水和新鲜空气，作为居民生存和健康的物质基础；制度环境包括历史条件、政治秩序、经济秩序、社会文化制度、人权状况、意识形态等，影响居民获得各种权利、信息和资源，是居民享受非物质商品和服务以及维持身心健康的制度基础。社会环境包括物质财富的分配、就业机会的分配、教育机会和政策影响，对不同居民群体的健康影响不同。

     在社区规模上，物质层面的建筑环境和非物质层面的社会环境会产生大量与健康相关的压力，并影响人口健康和社会行为，从而直接或间接地影响人口的健康。土地使用，道路交通，服务设施和建筑物等物理要素的规划和设计反映了建筑环境，这些要素决定了城市居民的生活，住房和工作条件。它还影响公众参与，日常旅行，社交互动等，并且是规划人员在健康方面实施空间干预的基本媒介。社区环境是资本，政策和教育共同作用的结果，这将影响可用资源的分配和社会网络的形成，从而影响城市居民的社会参与和社会保障。

     在人际关系上，压力、健康行为、社会融合和社会支持是宏观和中观环境因素的结果，也是影响居民生活质量的直接原因。具体而言，压力因素包括工作和居住条件、暴力犯罪、财产安全和环境毒素，这些与居民的身心健康密切相关。健康行为包括饮食习惯、体育锻炼和身体检查，其中不健康的行为是导致慢性疾病的重要诱因。社会融合和社会支持包括社会参与，社会网络和可用资源，其中缺乏社会支持的居民更容易遭受心理问题的困扰。

     综上所述，城市环境系统的层级特征和跨尺度效应，共同使城市环境与人口健康之间的关系复杂化。尽管一些学者提出了改善居民健康的动态社区策略，但他们致力于改善建筑环境中的微观要素（Kerr等，2012； Koohsari等，2013； Wineman等，2014），在相互嵌套的形态结构以及动态相互作用过程中，多层次环境因素对人口健康的大规模影响，仍然缺乏足够的关注。

     1.3 个体复杂性：行为差异和健康不平等

     很难通过整个城市居民的平均健康水平准确反映老年人和成年人的健康行为差异。此外，一些弱势群体面临的健康挑战常常被忽视，从而掩盖了不同群体之间的健康不平等现象。

     就居民在健康行为上的差异而言，老年人居住、使用和体验建筑环境的方式与上班族或其他成年人明显不同。作为城市空间中处境不利的使用者，老年人的日常活动（如步行，锻炼和其他户外娱乐活动）更可能受到许多因素的影响，例如土地使用、道路系统、社区内和社区附近的服务设施，严重依赖于安全，舒适和便利的环境的支持系统。例如，研究已经发现设施的可及性以及自行车道和步行道是否设计得人性化对老年人的步行产生更大的影响（Cao等，2010）。成人的步行旅行与密度和土地使用的混合程度有关（Cervera和Duncan，2003），而老年人的步行则更可能受到人行道、交通信号灯、邻里安全、步行路线等因素的影响（Wilcox等，2003； Booth等，2000； King等，2003）。可以推断出，老年人的健康活动比成人对环境特性（例如邻近性、连通性、安全性和舒适性）更敏感，这导致城市环境对两组人的活动产生不同的影响。此外，由于不同年龄段的生理和心理状况，需要不同的体育活动量和不同的方法来实现成年人和老年人的相同健康标准，因此需要不同的城市环境条件。此外，城市中的不同社会群体通常相对集中在具有不同流行病学特征的不同地区，从而导致居民之间的健康不平等。一般而言，处境不利的疾病和疾病往往集中在某些居民区，这使得人口的健康在很大程度上取决于他们在城市环境中的居住地。特别是在高度依赖车辆的城市空间中，充满环境风险，老年人和穷人通常面临严重的健康不平等。与上班族等主流人群相比，老年人和穷人的身体活动经常受到居住区内外复杂的时空条件的限制，从而导致肥胖和高血压的健康风险增加（WHO，2009） 。

     简而言之，居民健康行为的差异和健康不平等的空间格局通常会导致传统空间干预的规划失败，这些空间干预狭义地基于理性选择理论，即个人行为来自理性选择，以及具体的政策效果，可以通过决策来改变单个行动的成本和收益来实现。然而，最新研究表明，不同人的行为存在很大差异，他们的日常行为无法用理性人的思维方式来理解，因此基本原理（例如自动思维，社会思维和心理模型思维）等等也需要整合（世界银行，2014）。因此，规划干预措施还应该对人们决策和行为背后的心理和社会因素进行分析，这将是反复尝试，学习和调整的过程。

     基于以上所述，现有的空间规划范式需要解决环境卫生复杂性所带来的基本挑战：在风险复杂性的背景下，公共健康的多种风险和多源诱因，使得专注于单个健康问题和特定效果链难以取得理想效果；从空间复杂性的角度来看，城市环境系统的等级特征和健康影响的跨尺度效应将环境因素嵌入到嵌套形态结构和相互作用的动态过程的空间规划干预的各个层面。从个体复杂性的角度来看，居民的

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