随着城市化与城市居民生活方式变化，城市居民与自然环境的接触机会逐渐减少，因此，人们希望通过自然环境提高身心健康的可能日益减少。如今，城市发展通过多层次人工自然环境来恢复与保护城市的自然环境，增加居住环境周围的绿地、水体，以此提高城市居民居住的舒适度和满足感。我国对自然环境的精神恢复方面的研究与应用尚少，且城市规划与设计在自然环境对人的身心健康影响方面还未引起广泛的关注。然而，如何提高人的身体健康与缓解精神压力，业已成为城市自然环境研究与城市规划设计的一大课题。　　 本论文第一部分首先选取自然环境与城市环境照片。然后通过简化版感知恢复性量表对建筑学相关专业研究生的环境偏好与环境感知恢复性的满意度调查发现，人们对自然环境的偏好大于城市环境，具体表现在自然环境的“放松”、“自由”及“入迷”依次明显高于城市环境，其“有序”与“方向”最低，而城市环境的五个因素正相反。最后，从两种环境照片中筛选出具有恢复性环境和不具有恢复性环境的照片，用于本研究第二部分实验。　　 本论文第二部分，分析自然环境与城市环境对精神恢复是否具有差异。为了证实自然环境环境对人的精神恢复有积极作用，对处于精神疲劳或压力状态的建筑学相关专业研究生进行持续注意力反应测试，然后让他们观看自然环境、城市环境或几何图片，最后再测试他们的持续注意力表现。结果表明，只有自然环境才能在后期测试中提高对象的表现，且在标准观看时间和自己控制观看时间的情况下都能提高。　　 本论文采用实验分析方法，证实了人们的环境偏好，指出了影响自然环境精神恢复作用的主要因素，并证明了自然环境较城市环境精神恢复绩效有积极作用。结果与Kaplan的注意力恢复理论观点有序，藉此作者提出了城市自然环境建设应考虑的方面与建议。