Patrick Planteur, Renate Bürger-Arndt und Martin G. Friedrich

Inhalt

1 Einleitung

In Anbetracht der gesetzlichen Verpflichtungen zur Erholungsvorsorge gemäß § 1 Abs. 4 Nr. 2 Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) ist es verwunderlich, dass dem landschaftlichen Erholungswert im Naturschutzrecht zwar viel Aufmerksamkeit geschenkt wird, es jedoch bis heute an adäquaten Operationalisierungen und fundierter praktischer Umsetzung mangelt. Der konkretere Zusammenhang zwischen natürlicher Landschaftsausstattung und zu beobachtenden Erholungswirkungen oder gar den resultierenden Gesundheitseffekten ist wissenschaftlich noch immer unzureichend und dispers erforscht. Insofern reduziert sich erholungs- und gesundheitsgerechte Landschaftsplanung notgedrungen meist auf die Berücksichtigung gesetzlicher Grenzwerte − z. B. für Lärmbelastungen oder Feinstaubemissionen − oder der wenig empirischen Landschaftsbildbewertungen.

Man ist sich weithin einig, dass die Landschaftswahrnehmung starken individuellen Schwankungen, subjektiven Empfindungen und kulturellen Prägungen unterliegt. Aufgrund der − scheinbar − fehlenden objektivierbaren Grundlage mangelt es der gegenwärtigen Planungspraxis an praktikablen Ansätzen, die auf fundierten wissenschaftlichen Erkenntnissen fußen und damit sowohl dem Druck öffentlicher Debatten als auch gesetzlich-behördlicher Prüfungen standhalten können. Landschaftliche Erholungswerte gelten als diffus, wenig rechtssicher und damit nicht einklagbar, was regelmäßig dazu führt, dass sie kaum diskutiert werden.

Dabei formulierte schon früh das Ehepaar Kaplan (Kaplan, Kaplan 1989)mögliche Bedingungen für eine allgemeine Naturerholung (attention restoration theory), die aber in den über drei Jahrzehnten seit ihrer Formulierung nicht physiologisch empirisch untermauert wurde. Auch Umweltpsychologinnen und -psychologen bemühten sich, möglichst objektivierbare Kriterien für Umweltwirkungen (z. B. Temperatur, Nebel, Reliefenergie) zu definieren (Hellpach 1965; Gehmacher 1973; Kruse 1974; Eisenhardt 2008; Hellbrück, Kals 2012). Auch der evolutionären Erkenntnistheorie nach kann die Wahrnehmung von Natur und Umwelt zumindest partiell objektivierbar sein. Demnach nimmt der Mensch physische Bestandteile und Strukturen seiner Umwelt als Sinnesreize wahr und antwortet darauf u. a. mit einem stammesgeschichtlich entwickelten und genetisch verankerten Reaktionsmuster (Riedl 1980: 230; Wöbse 2002). Dieses besteht aus nicht willentlich steuerbaren körperlichen Reaktionen. Auch die Landschaftsästhetik hat diesen Ansatz aufgegriffen und den Prozess der Wahrnehmung und Verarbeitung einer physischen Landschaftsausstattung um den stammesgeschichtlich entwickelten, „quasi-objektiven“ Erkenntnisreflex konzeptionell erweitert (Riedl 1980: 178; Böhme 1989: 11; Bürger-Arndt, Reeh 2006: 10; Roth 2018; Vollmer 2018). Zumindest dieser Teil der menschlichen Reaktion auf Landschaftsmerkmale könnte damit ebenso beschrieben, gemessen und wissenschaftlich kommuniziert werden wie die reine Objektebene der Dinge selbst.

Jedoch werden derlei Hypothesen in Planungsprozessen bis heute leider wenig beachtet und kaum noch ergänzt. Die mangelnde Objektivierbarkeit von Erholungswirkungen scheint eine grundlegende Überzeugung geworden zu sein, die nicht mehr hinterfragt wird. Das Ziel dieser Studie war es daher, die derzeitig vorherrschende Annahme ausschließlicher Subjektivität der Landschaftswahrnehmung zu hinterfragen und zu prüfen, inwieweit landschaftliche Erholung im Kontext von Wäldern objektivierbar ist. Dafür wurde ein neuartiger Messansatz angewendet und das Ziel verfolgt, die Wirkung von Videos aus Wäldern mithilfe von Herzfrequenzmessungen näher zu bestimmen. Im Detail sollte die Frage beantwortet werden, ob sich während des Betrachtens unterschiedlicher Wälder die Herzfrequenzen einer repräsentativen Stichprobe freiwilliger Testpersonen gleichen und falls ja, welche Waldtypen Erholung stärker fördern als andere.

Die Bestimmung der Erholungswirksamkeit über Herzfrequenzmessungen erlaubt es, den Einfluss subjektiver Faktoren (z. B. Vorlieben oder Vorurteile) näher zu prüfen: Wäre die Waldwahrnehmung ausschließlich subjektiv, so die Hypothese, dürften sich die Herzfrequenzen einer in Hinblick auf Alter, Herkunft und Geschlecht repräsentativen Stichprobe kaum gleichen. Würden hingegen gleichartige Herzreaktionen auftreten, würde dies auf einen objektivierbaren Erholungswert hindeuten.

Ähnliche Forschungsansätze, die die Messung neurophysiologischer Reaktionsunterschiede auf detaillierte Landschaftsausschnitte zum Ziel haben, sind kaum zu finden. Die Herzfrequenzvariabilität findet im Kontext von Landschaftsplanungen − falls überhaupt − in der Waldforschung (z. B. Waldbaden – Shinrin Yoku) Anwendung (Park et al. 2007, 2010; Hansen et al. 2017; Miyazaki 2018; Jo et al. 2019) oder wird lediglich dazu genutzt, generelle Unterschiede zwischen urbanen und nicht urbanen Umgebungen zu identifizieren (Lee et al. 2009; Kobayashi 2015). Forschungen, die die Wirkung einzelner Waldtypen auf organischer Ebene messen, sind auch im medizinischen Kontext neu. Aus diesem Grund gibt es kaum einen relevanten neurophysiologischen oder medizinischen Wissensstand, in dessen Kontext die folgende Studie eingebettet werden könnte.

Der vorliegende Beitrag basiert auf der Dissertation des Erstautors an der Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie der Universität Göttingen und enthält Auszüge aus der Publikation seiner Dissertation (Planteur 2022).

2 Vorgehen und Methoden

2.1 Messansatz

Es gehört zu unseren Erfahrungswerten, dass uns allein bei bestimmten Vorahnungen oder dem Erinnern an furchtbare Situationen „das Herz bis zum Halse schlägt“. Dabei unterliegt die Herzfrequenz verschiedenen Regulationsmechanismen des autonomen (kaum bewusst beeinflussbaren) Nervensystems.

Im einfach über die Körperoberfläche abzuleitenden Elektrokardiogramm (EKG) kann man die sog. RR-Abstände, d. h. die Abstände zwischen zwei positiven Ausschlägen (R-Zacken) im EKG, sehr genau messen. Der Parasympathikus, den man auch als „Ruhenerv“ bezeichnen kann, hat neben vielen anderen Effekten eine beruhigende Wirkung auf unser Herz. Ist er aktiv, deutet dies auf eine bereits stattgefundene Erholungsreaktion hin. Zustände innerer Ruhe entsprechen eher einer parasympathisch dominierten Regulationslage. Kommt es nun zu „Beunruhigungen“ (durch psychische, aber auch körperliche Belastung), nimmt zunehmend sein Gegenspieler − der Sympathikus − Einfluss in diesem sehr komplex abgestimmten Regelkreis.

Die Herzfrequenzvariabilität kann mit wissenschaftlich validierten Verfahren in speziell entwickelten Algorithmen mit untereinander gut vergleichbaren Ergebnissen erhoben werden (Schaffer, Ginsberg 2017). Die Bestimmung der RMSSD (root mean square of successive differences), von der sich ableiten lässt, wie stark Erholung in Folge der Aktivität des Parasympathikus im Körper momentan stattfindet, zeigt bereits während 60 Sekunden Messdauer valide Informationen bzgl. der Intensität des Parasympathikus (vgl. Task Force ESC, NASPE 1996; Salahuddin et al. 2007; Esco, Flatt 2014; Munoz et al. 2015). Die RMSSD wurde auch gewählt, da es gerade bei langsamem Herzschlag zu einer von der Atemfrequenz abhängigen Herzfrequenzschwankung kommt. Sie wird durch die Atemfrequenz der Testperson kaum  be-einflusst.

Durch die Bestimmung der RMSSD ergab sich ein valides Modell, um − abgeleitet von der parasympathischen Aktivität − die Beruhigung und Erholung auf körperlicher Ebene messen zu können. Ob Unterschiede in der Wirksamkeit verschiedener Wälder vorhanden und auch neurophysiologisch darstellbar sind, war zum Zeitpunkt des Versuchsbeginns unbe-kannt.

2.2 Versuchsaufbau und Datenaufzeichnung

Aufgrund der hohen Sensibilität der Herzfrequenzvariabilität auf z. B. Umwelteinflüsse wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Sonnenstand sind unmittelbare Geländemessungen leider schwer zu kontrollieren (fehlende Stationarität) und damit nur bedingt empfehlenswert, wenn vergleichbare Ergebnisse erzielt werden sollen. Um unter kontrollierten Bedingungen die Reaktionen des autonomen Nervensystems auf einzelne Sinnesreize aus Wäldern zu messen, wurde daher ein Indoor-Video-Testsystem entworfen. Hierbei wurde die Herzfrequenzvariabilität simultan zum gezeigten Videomaterial aufgezeichnet.

Die Aufzeichnung der autonomen Reaktionen erfolgte in einer einheitlichen, kontrollierten Testanordnung: Es wurden vier Sitzgelegenheiten inkl. seitlichem Sichtschutz nebeneinander platziert, Blickkontakt mit anderen Testpersonen war somit nur durch ein deutliches Nachvornelehnen möglich. Alle Testpersonen trugen Stereokopfhörer und hatten ausschließlich freies Sichtfeld auf eine Leinwand, auf der Szenen über einen Beamer projiziert wurden. Der Aufbau war mobil und wurde an unterschiedlichen Orten in Deutschland installiert (vgl. Abb. 1).

Es wurde ein von der Körperoberfläche abgeleitetes EKG mittels Polar-H10-Brustgurtsensoren aufgezeichnet. Die Validität der Datenaufzeichnung dieser Sensoren wurde bereits mehrfach bestätigt und liefert für die zu beantwortende Fragestellung mit handelsüblichen Elektrokardiogramm(EKG)-Geräten vergleichbare Ergebnisse (vgl. Gamelin et al. 2006; Nunan et al. 2008; Giles, Draper 2018; Pere et al. 2018). Das Datenmaterial eines jeden Polar-Sensors wurde per Bluetooth 4.0 an ein eigenes mobiles Endgerät übertragen und dort mittels des Programms Acentas HR Monitor 1.6 gespeichert. Das Datenmaterial wurde zeitgleich zum jeweils gezeigten Video aufgezeichnet, sodass eine spätere Zuordnung mittels einer separat geführten zeitlichen Dokumentation möglich war. Im Anschluss daran wurden die erhobenen ASCII-Daten in das Analyseprogramm Kubios HRV Standard 3.3.0 geladen. Entstandene Artefakte (z. B. durch willkürliche Muskelbewegungen der Testpersonen) wurden durch in die Software implementierte Artefakt-Korrekturalgorithmen korrigiert.

2.3 Testpersonen

Diese Messungen wurden an 37 freiwilligen Testpersonen aus Deutschland im Alter zwischen 15 und 80 Jahren vorgenommen (Durchschnitt: 41,6 Jahre). Das Geschlechterverhältnis war ausgeglichen.

2.4 Testmaterial

Terminologisch wurde unterschieden zwischen „Videos“ (100 Sekunden lang) und „Messblöcken“ (bestehend aus drei thematisch ähnlichen Videos; erster Messblock: geschlossene Waldtypen, vgl. Abb. 2, 3 und 4; zweiter Messblock: offene Waldtypen, vgl. Abb. 5, 6 und 7; für einen Überblick über alle Messblöcke siehe Abb. 8). Es wurden insgesamt sechs Videos mit einer Länge von jeweils 100 s in den Tests verwendet. Ein Video bestand aus zehn einzelnen Szenen von je 10 s Länge. Das Videomaterial dieser Studie hatte damit eine Gesamtlänge von 10 min.

Jede Szene wurde immer aus einer menschlichen Perspektive und in Normalgeschwindigkeit aufgenommen (kein Drohnenflug, keine Zeitlupe). Die dargestellten Inhalte stellten ausschließlich fußläufige Betrachtungswinkel dar (stehend, langsam drehend oder langsam laufend) und simulierten somit die tatsächliche visuelle und akustische Reizkulisse während sommerlicher Bedingungen. Der Fokus lag meist nicht auf einem übergeordneten Landschaftsbild, sondern auf einzelnen Vorgängen oder Strukturen, von denen Sinnesreize ausgehen. Dieser Fokus ermöglichte die exakte Bestimmung der für eine neurophysiologische Reaktion maßgeblichen Sinnesreize und macht eine Übertragung der Ergebnisse auf andere Landschaften Deutschlands möglich.

2.5 Statistisches Vorgehen

Die aufgezeichneten Daten wurden mittels SPSS Statistics 26 verarbeitet. Die in dieser Studie im Fokus stehenden Videos waren in ein größeres Testsystem mit weiteren Testmessungen eingebunden (vgl. Planteur 2022). Die Zeitreihen-Daten dieses größeren Testsystems wurden durch einfache Differenzenbildung trendbereinigt und stationarisiert. Die Differenzenbildung erfolgte personengebunden, wurde also für jede Testperson separat durchgeführt. Rechenbedingte fehlende Werte wurden nicht ersetzt. Im Anschluss wurde eine graphische Kontrolle auf Ausreißer mittels Box-Plots durchgeführt. Als signifikant werden im Folgenden Ergebnisse mit p ≤ 0,05 bezeichnet. Ergebnisse bis p ≤ 0,06 werden als teilsignifikant bezeichnet.

RMSSD-Messungen sind, wie in Abschnitt 2.1 beschrieben, nur gering artefaktanfällig und besitzen weitgehend übertragbare und somit unabhängige Ausprägungen ähnlicher Werte (vgl. Task Force ESC, NASPE 1996). Die RMSSD-Werte zweier gleichaltriger, gesunder Testpersonen können somit meist gut miteinander verglichen werden.

Schritt 1: Messblockanalysen

Die hier zu beantwortende Frage war: Sind innerhalb der sechs Videos (vgl. Abb. 8) im Nervensystem der Testpersonen Unterschiede messbar? Verglichen wurden hierbei die unveränderten RMSSD-Daten aller sechs Videos mittels Friedmann-Test auf Unterschiede in den zentralen Tendenzen und der Effektstärke (r) nach Cohen (1992). Das Ergebnis war hierbei entweder statistisch signifikant (die Reaktionen unterschieden sich voneinander) oder nicht signifikant (die Reaktionen unterschieden sich nicht voneinander). Letzteres würde darauf hindeuten, dass innerhalb der Präsentation aller sechs Videos keine für die weitere Betrachtung relevanten Nervensystemreaktionen enthalten waren. Im nächsten Schritt wurde ermittelt, ob sich durch paarweise Vergleiche der einzelnen Videos signifikante Unterschiede in den RMSSD-Reaktionen messen lassen. Dadurch war es möglich, relevante Nervensystemreaktionen auf einzelne Videopaare einzugrenzen.

Schritt 2: Ermittlung von Videos mit signifikanten Reaktionen der Testpersonen

Falls innerhalb der Messblöcke des ersten Schritts ein signifikanter Unterschied gemessen wurde, wurde die Ermittlung der RMSSD-Ausschlagsintensität der differenzgebildeten Werte je Video durchgeführt. Diese erfolgte zweiphasig und basiert auf einem eigens entwickelten Vergleichssystem, das die Ermittlung relevanter RMSSD-Reaktionen zum Ziel hat. Nach der einfachen Differenzenbildung gruppierten sich die einzelnen RMSSD-Werte um den Nullpunkt. Daher wurde in der ersten Phase jedes Video mithilfe des Mann-Whitney-U-Tests auf Unterschiede zu einer Dummy-Variablen (im Folgenden „Indikatorvariable“ genannt) mit der Ausprägung „Null“ überprüft. Dabei handelt es sich um eine Scheinvariable, die lediglich als Indikator für das Vorhandensein einer Ausprägung mit gewisser Stärke diente. Sofern hier der Unterschied statistisch signifikant ausfällt, bedeutet dies, dass die gemessenen RMSSD-Werte im Vergleich zu den Werten der Indikatorvariablen signifikant voneinander abweichen. Sobald ein Video also in diesem Sinne signifikant abweichende RMSSD-Werte enthielt, wurde es weiter betrachtet. Alle nicht signifikant zu „Null“ stehenden Videos wurden im Folgenden nicht weiter berücksichtigt.

In der zweiten Phase wurde für die verbliebenen Videos, für die nun angenommen wurde, dass sie eine gewisse relevante Reaktion enthielten, die Stärke der Reaktion ermittelt. Hierzu wurde normativ eine Skala mit fünf Kategorien (Ausprägungsstufen) entwickelt. Jede Ausprägungsstufe steht für einen konkret festgelegten RMSSD-Wertebereich und damit für eine Erholungsintensität. Die Zuordnung eines Videos zu einer Ausprägungsstufe erfolgte ebenfalls mittels Mann-Whitney-U-Test. Hierzu wurden für die einzelnen Ausprägungsstufen Indikatorvariablen erstellt, die dem der Stufe jeweils zugeordneten Wertebereich entsprachen (z. B. für „sehr wenig beruhigend“ die Indikatorvariable mit dem Wert − 3). Die Zuordnung eines Videos zu einer Ausprägungsstufe der Skala erfolgte, wenn der Unterschied zwischen Indikatorvariable und den RMSSD-Werten eines Videos möglichst gering war (optimal p  ≥ 0,80). Wies ein Video im Ergebnis des Mann-Whitney-U-Tests keine hohe Übereinstimmung mit einer Indikatorvariablen/Ausprägungsstufe auf (p < 0,80), so erfolgte keine Zuordnung. Folgende Ausprägungsstufen wurden für die Skala gewählt:

●

stark beruhigend (RMSSD > 8,00),

●

beruhigend (RMSSD > 1,90 bis 8,00),

●

unspezifisch (RMSSD > – 1,90 bis 1,90),

●

wenig beruhigend (RMSSD > − 3,00 bis − 1,90),

●

sehr wenig beruhigend (RMSSD ≤ − 3,00).

Da die generelle Reaktionsfreudigkeit des RMSSD-Parameters im positiven Wertebereich stärker ist, wurde auch das Verhältnis zwischen negativen und positiven Skalenwerten zugunsten positiver Wertebereiche ausgelegt und somit nicht symmetrisch verteilt. Daher liegt die unterste Klassengrenze im negativen Wertebereich bei − 3,00 und die oberste Klassengrenze im positiven Wertebereich bei + 8,00. Die am Ende mit „signifikant“ bezeichneten Videos, sind also folgendermaßen charakterisiert:

1.

Sie waren Teil eines Messblocks, in dem signifikante RMSSD-Unterschiede gemessen wurden.

2.

Ihre RMSSD-Werte waren signifikant unterschiedlich zum Wert 0.

3.

Die RMSSD-Werte ließen sich mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 80 % exakt einer Ausprägungsstufe zuordnen.

3 Ergebnisse

3.1 Ergebnisse Schritt 1: Messblockanalysen

Die erste Frage lautete: Zeigen sich innerhalb der sechs Videos Unterschiede in Bezug auf die momentane Erholungslage (RMSSD)? Die Antwort hierauf ist ja: Die während der Betrachtung der Waldvideos aufgezeichneten parasympathischen Reaktionen unterschieden sich voneinander (Friedmann-Test auf Unterschiede in den zentralen Tendenzen). Es wurden signifikante Unterschiede der RMSSD-Werte innerhalb der betrachteten Videos gemessen (p = 0,001, n = 32). Es lag zudem ein starker Effekt nach Cohen (1992) vor (r = 3,55). Somit konnte bestätigt werden, dass innerhalb der sechs Videos die Erholung im autonomen Nervensystem variierte, ohne jedoch damit genau bestimmen zu können, auf welche einzelnen Videos dies zurückzuführen war.

Die zweite Frage lautete: Lassen sich durch Paarvergleiche zweier Videos ebenfalls signifikante Unterschiede messen? Die Antwort hierauf ist ebenfalls ja: Bei 7 von 14 durchgeführten paarweisen Vergleichen konnte ein signifikanter Unterschied gemessen werden (p ≤ 0,05). Im Detail unterschieden sich voneinander bspw. die Videos „Kiefernwald“ und „offener Gemischtlaubwald A“ sowie „offener Gemischtlaubwald B“ und „geschlossener Gemischtlaubwald“. Aber auch zwischen den Videos „Buchenwald“ und „Fichtenwald“ sowie zwischen den Videos „Fichtenwald“ und „Kiefernwald“ ergaben sich signifikante Unterschiede im Friedmann-Test.

Die bisherigen Ergebnisse beantworten bereits eine Frage dieser Studie: Das autonome Nervensystem reagierte allein auf Videos von Wäldern derart sensibel, dass die Reaktionsunterschiede messbar waren. Um die Hauptfrage der Studie zu untersuchen (gibt es probandenübergreifend starke Reaktionen/objektive Reaktionsmuster), wurde in einem zweiten Schritt das Vorhandensein von signifikanten (deutlich gleichgerichteten) Reaktionen in einzelnen Videos geprüft.

3.2 Ergebnisse Schritt 2: Ermittlung von Videos mit signifikanten Reaktionen

Die dritte Frage lautete: Gibt es in den beiden Messblöcken zu geschlossenen Waldtypen und offenen Waldtypen einzelne Videos mit starken Reaktionsausschlägen im Nervensystem? Dies kann ebenfalls bejaht werden: Im Ergebnis konnten drei Videos mit starken Reaktionsausschlägen ermittelt werden („Kiefernwald“, „Fichtenwald“ und „offener Gemischtlaubwald A“). Die Reaktionen fielen als signifikante Ausschläge im Mann-Whitney-U-Test deutlich auf. Das Video „Fichtenwald“ wies teilsignifikante Ergebnisse auf.

Kiefernwald − „sehr wenig beruhigend“: Das Video enthielt Kieferngehölze meist ähnlichen Alters. Der Betrachter wurde mit uniformen, z. T. eng stehenden grau-braunen Stämmen konfrontiert (vgl. Abb. 9). Geräusche (z. B. Vögel) waren nicht wahrnehmbar, Grüntöne fehlten oft. Die Szenen waren größtenteils wenig bewegt, Windbewegungen im Kronenraum waren kaum wahrnehmbar. Die Texturen ähnelten sich stark und enthielten wenig Vielfalt. Der Kronenraum öffnete sich deutlich, die Grasschichten waren auffallend trocken, z. T. war Sand gänzlich offenliegend sichtbar. Alle diese Aspekte lösten im Nervensystem der Testpersonen signifikante Reaktionen aus (p = 0,016, n = 35, r = 0,28). Mit etwa 84 % konnten die Reaktionen auf dieses Video auf der verwendeten Skala in die Ausprägungsstufe „sehr wenig beruhigend“ eingeordnet werden (p = 0,844 zur Indikatorvariablen mit RMSSD-Werten kleiner − 3,00). Die zugeordnete Ausprägungsstufe enthielt die schwächsten Reaktionen und stellte im Rahmen dieses Versuchsaufbaus den deutlichsten Hinweis auf fehlende Erholung auf Ebene des Nervensystems dar.

Fichtenwald – „beruhigend“: Dieses Video zeigte Fichtenforste, also Anpflanzungen von Reinbeständen unterschiedlichen Alters. Auffällig war die geringe Geräuschkulisse sowie der tendenziell abgedunkelte Charakter der einzelnen Szenen. Durch entfernt zu hörende Vögel in einem raumoffenen Gefüge entstand der Eindruck von Weite in einem ansonsten geschlossenen Waldkomplex (vgl. Abb. 10 ). Das Video wies keine Tonspitzen auf und war ruhig und bewegungsarm. Reaktionen auf diese Eindrücke waren teilsignifikant und im Nervensystem deutlich ablesbar (p = 0,056, n = 37, r = 0,22). Die Reaktionen auf dieses Video konnten auf der verwendeten Skala in die Ausprägungsstufe „beruhigend“ eingeordnet werden (p = 0,944 zur Indikatorvariablen mit RMSSD-Wertebereich > 1,90 – 8,00). Diese Ausprägungsstufe weist auf parasympathische Aktivität im Nervensystem hin und zeigt damit eine gewisse (moderate) Erholung an.

Offener Gemischtlaubwald A – „beruhigend“: In diesem Video waren singende Vögel ein prägender Charakter der Szenen, die zudem am ehesten bewegt waren. Der Fokus auf Öffnung des Waldraums, die im Hallenbuchenwald ihr anderes Extrem aufwies, beruhigte die Testpersonen. Die Gründe hierfür können in der allgemeinen Bewegung auch von Sträuchern am Boden oder aber an der generellen Vielfalt von Texturen, Farbtönen, Sichtweiten und Tönen gelegen haben. Dies führte zu einer signifikanten Reaktion im Nervensystem (p = 0,002, n = 34, r = 0,37). Mit p = 0,952 zur Indikatorvariablen mit Wertstufe 4,5 wurde die Ausprägungsstufe auf „beruhigend“ festgelegt (RMSSD-Wertebereich > 1,90 – 8,00). Warum durch das Nervensystem derlei Reize mit einem Ruheimpuls beantwortet wurden, lässt sich nicht mit Sicherheit bestimmen.

3.3 Ergebnisse Schritt 2: Waldvideos ohne signifikante Reaktionen

Neben den drei Videos mit deutlich probandenübergreifend gleicher Reaktion im Nervensystem, gab es auch Videos, bei denen die Testpersonen auf die dargebotenen Reize unterschiedlich reagierten und die Reaktionen nicht signifikant waren (p > 0,06). Es handelte sich um die Videos „geschlossener Gemischtlaubwald“, „Hallenbuchenwald“ und „offener Gemischtlaubwald B“. Die Gründe hierfür sind unklar. Eine mögliche Erklärung wäre, dass die Szenen dieser drei Videos mit verstärkt emotionalen oder rationalen Reaktionen beantwortet wurden. Waldängste sind möglicherweise ein genetisch fixiertes Reaktionsmuster unserer evolutionären Vergangenheit auf Räume, die unübersichtlich, geschlossen, dunkel und aufgrund der fehlenden Öffnung endlos wirken (vgl. Abb. 11). Heute wird Wäldern allerdings eine positive, erholsame und gesundheitsfördernde Wirkung zugesprochen. Ein derartiger Konflikt evolutionärer und rationaler bzw. emotionaler Prägung kann auch im Nervensystem zu divergierenden Reaktionen führen und die Messergebnisse erklären. Auch wäre es denkbar, dass in Bezug zu diesen Waldtypen unter den Testpersonen unterschiedliche Naturerfahrungen oder Affinitäten existierten. Aufgrund der fehlenden probandenübergreifend gleichen Reaktionen, kann derartigen Umwelten derzeit keine objektive Reizwirkung zugesprochen werden.

4 Diskussion

Der im Rahmen dieser Studie präsentierte Ansatz der Herzfrequenzvariabilitätsmessung wurde als diagnostisches Instrument bereits in anderen Studien (z. B. Schaffer, Ginsberg 2017) erfolgreich erprobt und validiert. In dieser Studie konnte belegt werden, dass allein das Betrachten von Videos aus Wäldern Veränderungen auslöst, die messbar sind, und dass diese Veränderungen z. T. probandenübergreifend gleich waren und somit auf objektive Reaktionsmuster hindeuten können. Es bleibt dennoch zu betonen, dass es sich bei der definierten RMSSD-Skala um normativ fixierte Wertebereiche handelt und dass diese durch nähere Analysen einer genaueren Einstufung bedürfen könnten. Die normativ gewählten Klassengrenzen der Ausprägungsstufen (von < − 3,00 bis > 8,00) können aber durchaus eine gewisse Übertragbarkeit auf andere differenzgebildete RMSSD-Zeitreihen besitzen.

Die Ausprägungsstufen der RMSSD-Skala bilden lediglich die Spanne der innerhalb des Gesamtsettings gemessenen RMSSD-Reaktionen ab. Der RMSSD-Parameter schwankt in seiner Ausprägung physiologisch innerhalb fester Grenzen. Üblicherweise beträgt der Median dieses Wertes etwa 42 und die Spannweite, in der er gemessen wird, pendelt zwischen 19 und 75 in absoluten Werten (vgl. Nunan et al. 2010). In der Regel kommt es zudem mit zunehmendem Alter zu einer abnehmenden Reagibilität des RMSSD-Parameters (vgl. Stein et al. 2009). Da die durchgeführten Messungen im Altersdurchschnitt als repräsentativ betrachtet werden können, führt diese Variation jedoch nicht zu unerwünschten Nebeneffekten. Die Gesamtheit der Messungen enthielt die meist hohe Reagibilität junger Personengruppen und auch die abnehmende Reaktionsfreudigkeit älterer Personengruppen und stellt daher im Mittel repräsentative RMSSD-Reaktionen dar.

Da die zugrundeliegenden Messungen jedoch unter kontrollierten Laborbedingungen vorgenommen wurden, bei denen die Testpersonen mittels Videosequenzen mit visuellen und akustischen Charakteristika aus unterschiedlichen Landschaften konfrontiert wurden, ist noch zu prüfen, inwieweit die tatsächliche Geländeerfahrung den erhaltenen Ergebnissen entspricht oder von diesen abweicht. Zur weiteren Validierung der Ergebnisse kann es ebenfalls hilfreich sein, weitere physiologische Entspannungsparameter (wie z. B. Blutdruckmessungen) bei zukünftigen Untersuchungen an weiteren Testpersonen zu berücksichtigen.

5 Schlussfolgerungen

Ziel dieser Studie war es, die derzeitig vorherrschende Unterstellung ausschließlicher Subjektivität der Landschaftswahrnehmung grundsätzlich infrage zu stellen. Die Ergebnisse legen nahe, dass landschaftliche Erholung im Kontext von Wäldern entgegen der vorherrschenden Meinung zum Teil durchaus objektvierbar sein könnte. Erholungsrelevante Sinnesreize in Wäldern können mithilfe von Videos über die Herzfrequenz näher bestimmt werden. Durch Videos präsentierte Eindrücke aus Wäldern können zum Teil klar objektivierbare Reizkulissen enthalten, die in Menschen gleichermaßen erholungsrelevant wirksam werden. Beim Betrachten einiger Videos konnte die Erholungslage bei allen Testpersonen sowohl erhöht (offene, grüne, gemischte Laubwälder und ruhige Fichtenwälder) als auch herabgesetzt (homogene Kiefernwälder) werden. Andere Videos lösten wiederum keine signifikante Wirkung auf die Erholungslage aus (geschlossene Gemischtlaubwälder sowie Hallenbuchenwälder). Die Ergebnisse bestätigen, dass es grundsätzliche Unterschiede in der Ausstattung von Wäldern gibt, die für deren erholungsrelevante Wirkung auf den Menschen bedeutsam sind.

Es erscheint zielführend, zum Zwecke der Erholungsplanung, der medizinischen Prävention oder auch der Stadtplanung, Folgendes festzuhalten:

●

Videos aus Wäldern lösen neurophysiologisch unterschiedliche Reaktionen aus, die über die Herzfrequenzvariabilität gemessen werden können.

●

Erholung kann durch „Öffnung“ des Kronendaches gefördert werden. Ein offenes Kronendach führt zu wahrnehmbaren (Wind)-bewegungen und einer gehobenen natürlichen Geräuschkulisse, was einen beruhigenden Effekt hat.

●

Eine Störung der Erholung kann durch homogene Kiefernwälder ausgelöst werden.

●

Eine Berücksichtigung dieser Erkenntnisse kann im Rahmen planerischer Bewertungen (z. B. landschaftspflegerische Begleitpläne oder Umweltverträglichkeitsstudien) erfolgen und zur weiteren Validierung beitragen.

●

Neurophysiologisch hergeleitete Erholungswerte weisen objektivierbare Eigenschaften auf (numerisch fixierbar, physiologisch herleitbar, probandenübergreifend wirksam, organisch begründet).

●

Um die Frage zu beantworten, warum es zu diesen Reaktionen kam, sind weitere Forschungen in Form von Vergleichsmessungen nötig, die andere Landschaftsstrukturen (z. B. Offenland oder Gewässer) fokussieren.

6 Literatur

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