攀西地區(qū)森林康養(yǎng)指數(shù)綜合分析

鄭自君 袁東升 房鵬 王建嬙 莫芳 朱家寧

(1 四川省涼山州氣象局，西昌 615000; 2 高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點實驗室，成都 610072; 3 成都信息工程大學(xué), 成都 610225)

引言

近年來，城市居民因節(jié)奏快、壓力大、生態(tài)環(huán)境惡化以及缺乏足夠的身體鍛煉等因素容易患上各種現(xiàn)代生理和心理疾病,據(jù)世衛(wèi)組織調(diào)查顯示，全球75%的人處于亞健康狀態(tài)；如何緩解這種亞健康狀態(tài)呢？森林具有較強的吐故納新功能，通過消減噪音、凈化空氣、固碳釋氧、釋放植物揮發(fā)物、提高空氣負氧離子濃度、調(diào)節(jié)局部小氣候等多種方式來改善綜合環(huán)境條件，利于患者康復(fù)療養(yǎng)、恢復(fù)健康[1]，森林中展開的活動也會對人的心理健康有一定的促進作用[2]，有助于長期處于較大壓力下的人們釋放壓力、排解不良情緒，對調(diào)節(jié)其個人的心理狀態(tài)具有積極作用[3-4]。森林康養(yǎng)是以人為本、以林為基、以養(yǎng)為要、以康為宿，目的是預(yù)防養(yǎng)生、休閑娛樂、保健康體，其覆蓋面較廣，適合人類不同群體[5]。

國外對森林康養(yǎng)的研究起源于19世紀中葉，多以大尺度的森林為研究對象，對實地樣方調(diào)查數(shù)據(jù)進行估測，主要評價森林固碳釋氧量、空氣污染物含量、紫外線輻射水平、空氣溫度調(diào)節(jié)、增加生物多樣性等[6]；而國內(nèi)研究則著重于評價空氣質(zhì)量、空氣負氧離子濃度、森林的固碳釋氧量、植物揮發(fā)物濃度、林內(nèi)小氣候舒適度等，綜合當前國內(nèi)學(xué)者對于森林康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)開發(fā)建設(shè)適宜性評價研究，圍繞的指標大體相似，以氣候、環(huán)境、資源、相關(guān)設(shè)施的條件等為主要指標，這對于康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)開發(fā)建設(shè)適宜性指標體系構(gòu)建具有一定的意義[7-16]，潘洋劉等[7-8]、李濟任等[9]分析研究提出多個準則層和指標層，對森林資源進行了較全面的綜合評價。

攀西地區(qū)氣候宜人，物產(chǎn)豐富，森林覆蓋率高，但尚未有人對其森林康養(yǎng)各指標進行綜合量化分析。本文研究分析攀西地區(qū)森林康養(yǎng)指標，探討康養(yǎng)指數(shù)，對攀西地區(qū)與國內(nèi)其它康養(yǎng)目的地進行優(yōu)勢對比分析，評價攀西地區(qū)的康養(yǎng)旅游優(yōu)勢，根據(jù)不同的康養(yǎng)對象推介最佳康養(yǎng)區(qū)域，為攀西地區(qū)康養(yǎng)基地的開發(fā)規(guī)劃提供必要的氣象科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域及方法

1.1 研究區(qū)概況

攀枝花市、涼山州合稱為攀西地區(qū)，位于四川省西南部(100.06°～103.88°E,26.08°～29.30°N)。

境內(nèi)山高谷深、盆地交錯分布，境域山脈河流基本呈南北走向。地勢以安寧河為中軸，向西北、東北逐漸增高。西北部海拔多在3000 m以上，東北部海拔多在2000 m以上，為次高區(qū)，中南部海拔多在2000 m 以下，其中最高峰為夏俄多季峰高達5958 m，東北部雷波縣境內(nèi)金沙江河谷最低海拔325 m，最大相對高差5633 m 。其森林覆蓋率高，生態(tài)環(huán)境好，歷史悠久，文化底蘊深厚，自然景觀多，旅游資源優(yōu)異，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品多樣豐富。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，干雨季分明，氣候溫和，年平均氣溫10～21 ℃。行政上包括22個縣、區(qū)，因攀枝花西區(qū)無國家級氣象觀測站點，所以將攀枝花西區(qū)和東區(qū)均以炳草崗國家氣象觀測站的資料為代表，在本文中簡稱攀枝花。

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

利用1971—2019年攀西地區(qū)21個國家級氣象觀測站(攀枝花、鹽邊、米易、仁和、西昌、木里、鹽源、德昌、會理、會東、寧南、普格、布拖、金陽、昭覺、喜德、冕寧、越西、甘洛、美姑、雷波)溫度、濕度等氣象數(shù)據(jù)、2014—2019年空氣質(zhì)量指數(shù)、2019年更新的各地海拔高度和森林覆蓋率等資料，采用文獻研究法、專家打分法、層次分析法分析了森林康養(yǎng)指標,設(shè)計并計算了各地康養(yǎng)指數(shù)。根據(jù)GB3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標準、GB/T27963-2011人居環(huán)境氣候舒適度評價,T/CMSA0008-2018養(yǎng)生氣候類型劃分，給出攀西地區(qū)康養(yǎng)指標的評價標準。

2 攀西森林康養(yǎng)指標綜合評價體系

2.1 康養(yǎng)指標選取

應(yīng)用文獻研究法，通過查閱法律法規(guī)，參考潘洋劉等、李濟任等、李秀云等相關(guān)文獻[7-10]，結(jié)合攀西森林康養(yǎng)基地建設(shè)實際發(fā)展情況，制定攀西森林康養(yǎng)評價指標體系初稿，然后向?qū)＜易稍儾l(fā)放調(diào)查問卷，隨后收集他們對森林康養(yǎng)評價指標的構(gòu)成及其重要性的判斷意見。問卷內(nèi)容為各指標對森林康養(yǎng)的重要程度，分數(shù)為1～10，其中1為最不重要，10為最重要，通過電子郵件的方式共發(fā)放80份問卷，收回有效問卷72份。依據(jù)目標層(攀西森林康養(yǎng)評價指標)構(gòu)成要素和指標體系中各項指標的隸屬關(guān)系，使用層次分析法，對評價指標進行級別劃分，得到指標體系的階梯結(jié)構(gòu)。通過歸納總結(jié)，參考專家打分結(jié)果，最終確定2項準則層、6項一級指標層和29項具體指標(二級指標層)(表1)。

表1 攀西森林康養(yǎng)評價指標

為便于計算、比較和區(qū)劃，在計算康養(yǎng)指數(shù)時參考專家對各指標打分結(jié)果的重要程度，并考慮獲取數(shù)據(jù)資料的難易程度及其客觀性，因氣象資料準確性高、代表性強，故重點選取與氣候密切相關(guān)的要素，最終選擇溫度、濕度、空氣質(zhì)量、海拔高度、綠化度等主要指標進行重點分析研究。

2.2 康養(yǎng)指標

(1) 溫度。指一個地區(qū)的年平均氣溫。據(jù)實驗，人體最適宜的溫度為18～24 ℃，溫度超過35 ℃，心率加快，血液循環(huán)加快，容易頭暈、令人昏昏欲睡。當室溫低于4 ℃時，人會感到寒冷，不易進入深度睡眠[16]。

(2)濕度。據(jù)科學(xué)試驗，人體最適宜的濕度在45%～65%之間，人體感覺舒適，可抑制病毒及細菌的滋生和傳播、增強人體免疫力，有利于人體健康；當濕度大于95%，人體會感到排汗受阻、呼吸困難、心煩意亂；若濕度過低則易引起出鼻血、嘴裂等癥狀[17]。

(3)空氣質(zhì)量。用空氣質(zhì)量指數(shù)(Air Quality Index，AQI)表示，AQI是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。根據(jù)GB3095-2012國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準,AQI為0～50時，空氣基本無污染，人們可正?；顒?；AQI為51～100時，空氣質(zhì)量可接受，但某些污染物會對部分人的健康有些許影響；AQI為101～150時，空氣輕度污染，一般人出現(xiàn)刺激反映；AQI為151～200時，為中度污染，對人的心臟、呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響；AQI為201～300時，重度污染，人們普遍產(chǎn)生不良反應(yīng)；AQI大于300時，嚴重污染，人們會有強烈的病癥產(chǎn)生。

(4)海拔高度。據(jù)試驗研究，最適宜人類生活的海拔高度為1000～1500 m[9]。當海拔達到1000 m時，人體心率將增加10%～20%，在合理范圍內(nèi)低強度加速心率，有利于促進人體新陳代謝，增加出汗量，加速脂肪燃燒。若過高則可能導(dǎo)致高原反應(yīng)，過低則可能產(chǎn)生平原反應(yīng)，給人體帶來不適[18-20]。

(5)綠化度。通常用森林覆蓋率來衡量一個地區(qū)的綠化度，指森林面積占土地面積的比重，反映一個地區(qū)森林資源的豐富程度及綠化程度。森林覆蓋率能影響空氣成分的含量，據(jù)研究表明，與空氣負氧度和精氣度呈正相關(guān)。空氣中的氧分子結(jié)合了自由電子而形成的帶負電荷的氧氣離子叫負氧離子，它能夠凈化空氣，抑制細菌滋生, 調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能；加強新陳代謝；促進維生素在人體內(nèi)的形成和儲存；加速肝、腎、腦等組織的氧化進程，改善其功能；放松氣管壁，改善呼吸系統(tǒng)功能；改善循環(huán)系統(tǒng)功能，起到醫(yī)療保健作用[3]。精氣度是空氣中含有的植物殺菌素(芬多精)含量。植物殺菌素是一種自然狀態(tài)下從森林中植物組織或器官釋放出的芳香氣態(tài)有機物，其主要成分是芳香族碳水化合物萜烯。據(jù)研究，植物殺菌素對人的咳嗽、肺結(jié)核、神經(jīng)官能癥、冠心病、高血壓、燙傷等疾病都具有一定的療愈作用，尤其利于呼吸系統(tǒng)疾病的恢復(fù)[3-4]。

2.3 綜合評價體系的構(gòu)建

評價體系包含5個主要指標分別為溫度、濕度、空氣質(zhì)量、海拔高度、綠化度，其評分標準參考旅游、醫(yī)療、環(huán)境檢測等行業(yè)標準和部分相關(guān)研究成果的標準[13-29]，并根據(jù)攀西實際情況進行適當調(diào)整(表2)。

表2 攀西地區(qū)康養(yǎng)指數(shù)各指標評價標準

2.3.1 權(quán)重的確定

(1)專家打分。專家打分法是一種定性描述定量化方法，首先根據(jù)評價對象的具體要求選擇若干評價指標，然后根據(jù)評價指標制定評價標準。本文選擇主要在森林康養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域有深入研究的專家學(xué)者，通過電子郵件的方式向?qū)＜覀儼l(fā)放問卷，集中專家的經(jīng)驗和意見。使用層次分析法，對專家打分的結(jié)果進行處理。表3為回收到的有效問卷中各指標的平均得分。從表中可知，溫度和空氣質(zhì)量得分最高，說明這2項在森林康養(yǎng)中最為重要。

表3 專家對康養(yǎng)指數(shù)各指標的打分結(jié)果

(2)構(gòu)造成對比較矩陣。假設(shè)比較某一層n個因素C1,C2,…,Cn對上一層因素A的影響，每次2個因素，用Cij表示Ci和Cj對A的影響之比，全部比較結(jié)果構(gòu)成成對比較矩陣，也叫正互反矩陣[29],其標度方法見表4，根據(jù)專家打分結(jié)果得到溫度、濕度、空氣質(zhì)量、海拔高度、綠化度對森林康養(yǎng)指數(shù)影響的成對比較矩陣見表5。

表4 判斷矩陣的標度方法

表5 森林康養(yǎng)指數(shù)A的比較矩陣

(3)計算權(quán)重值和最大特征根。通過解正互反矩陣的特征值，可以求得相應(yīng)的特征向量，經(jīng)歸一化得出權(quán)重向量Q[29],最大特征根λmax=5.114008866。

(4)一致性檢驗。為度量判斷的可靠程度，計算一致性度量指標CI:

(1)

(2)

其中，n為判斷矩陣的階數(shù)，即判斷矩陣的指標個數(shù);RI為通過大量數(shù)據(jù)測出來的隨機一致性指標，見表6；CR為隨機一致性比例。

表6 隨機一致性指標

當n≤2時，判斷矩陣總是完全一致的，CI=0；但當n>2時，當CR<0.1時，認為判斷矩陣具有滿意度一致性，計算所得的特征向量(即單權(quán)重值)是可靠的。

(5)求得權(quán)重向量。由一致性矩陣任一行或列向量作歸一化得到權(quán)重向量Q，即康養(yǎng)指數(shù)各指標權(quán)重，見表7。從得出的權(quán)重可以看出：溫度和空氣質(zhì)量占比最高，表明這2個指標在森林康養(yǎng)中最為重要，是人們選擇康養(yǎng)地時首先考慮的因素，與專家打分的結(jié)果一致；其次是綠化度、濕度，重要程度最低的是海拔高度。

表7 康養(yǎng)指數(shù)各指標權(quán)重

2.3.2 康養(yǎng)指數(shù)公式

根據(jù)各指標權(quán)重系數(shù)，得到康養(yǎng)指數(shù)。

C=0.343XT+0.112XH+0.343XC+

0.054XAl+0.148XG

(3)

其中,XT、XH、XC、XAl、XG分別為溫度、濕度、空氣質(zhì)量、海拔高度、綠化度的得分，0.343、0.112、0.343、0.054、0.148為各指標的權(quán)重。將攀西各地區(qū)的XT、XH、XC、XAl和XG帶入上述公式得到各地區(qū)康養(yǎng)指數(shù)(滿分10)。

3 攀西森林康養(yǎng)分區(qū)及優(yōu)勢對比分析評價

3.1 康養(yǎng)旅游區(qū)域劃分及結(jié)果分析

統(tǒng)計攀西地區(qū)21個區(qū)縣各康養(yǎng)指標的年平均值，見表8。從表8可知，攀西地區(qū)除昭覺、布拖、美姑、鹽源溫度略低外其余地區(qū)的溫度、濕度都處在較舒適的范圍內(nèi)，適宜人類居住和活動，各地的AQI指數(shù)均小于55，表明空氣污染物較少，空氣質(zhì)量較好，因溫度和空氣質(zhì)量在森林康養(yǎng)各指標所占權(quán)重最高，這是攀西森林康養(yǎng)的主要優(yōu)勢；攀西多數(shù)區(qū)縣海拔高度在1000～1500 m左右，十分適宜人類居住；幾乎各地的森林覆蓋率都達到了30%以上。

對照指標打分標準(表2)，根據(jù)攀西地區(qū)各指標的年平均值(表8)，用式(3)計算各區(qū)縣康養(yǎng)指數(shù)及其綜合評分見表9。本體系綜合評價指標總分為100分，根據(jù)相關(guān)文獻和標準[25]，將攀西各區(qū)縣分為4類：<60為四級，不適宜森林康養(yǎng)基地建設(shè)地區(qū)；[60,70)為三級，基本適宜康養(yǎng)地區(qū)；[70,85)為二級，適宜康養(yǎng)地區(qū)；[85,100)為一級，最適宜康養(yǎng)地區(qū)。分級區(qū)劃可以更好地規(guī)劃、開發(fā)、利用各地資源。

表8 攀西各區(qū)縣康養(yǎng)指標年平均值

由表9可以看出：攀西地區(qū)沒有不適宜森林康養(yǎng)基地建設(shè)的地區(qū)，其中三級康養(yǎng)區(qū)域較少，包含4個區(qū)縣：鹽源、美姑、布拖、昭覺，主要分布在海拔2000 m以上的高寒山區(qū)；二級康養(yǎng)區(qū)域占多數(shù)且評分比較集中，包含10個區(qū)縣：會理、會東、普格、冕寧、木里、甘洛、金陽、喜德、越西、雷波；一級康養(yǎng)區(qū)域得分很高，主要分布在安寧河谷沿線，環(huán)境十分優(yōu)美，交通方便，非常適宜康養(yǎng)活動，包含7個區(qū)縣：德昌、米易、寧南、攀枝花、鹽邊、西昌、仁和。

表9 攀西各區(qū)縣康養(yǎng)指數(shù)綜合評分

3.2 攀西康養(yǎng)分級區(qū)劃

采用極差標準化方法對溫度、濕度、綠化度、空氣質(zhì)量等各因子數(shù)據(jù)進行歸一化處理后，運用反距離權(quán)重空間插值法、空間重分級、空間柵格計算、自然間斷點分級等方法，得到各因子空間分析結(jié)果，經(jīng)加權(quán)綜合分析得到綜合評分空間分布，基于上述綜合評分的分類標準，得到攀西地區(qū)各區(qū)縣康養(yǎng)分級區(qū)劃(圖1)，由圖可知，紅色部分為一級康養(yǎng)區(qū)域，面積最小，分布在攀枝花的東區(qū)、西區(qū)、仁和、鹽邊、米易和涼山的德昌、寧南、西昌、會理、會東、鹽源和木里的河(江)谷地帶或低海拔地區(qū)，是養(yǎng)老、病后康復(fù)和疾病療養(yǎng)的首選之地[1]；綠色部分為三級康養(yǎng)區(qū)域，分布最廣，主要為高度大于2000 m的高海拔山區(qū)；其余是黃色部分為二級康養(yǎng)區(qū)域，面積居中。

圖1 攀西地區(qū)各區(qū)縣康養(yǎng)分級區(qū)劃

針對不同的區(qū)域提出不同的康養(yǎng)類型，按照康養(yǎng)對象的年齡、健康狀況、活動需求等方面進行相應(yīng)的區(qū)域匹配[1-4,18-20](表10)，有利于康養(yǎng)旅游資源的管理分配。

表10 森林康養(yǎng)分類

3.3 攀西康養(yǎng)優(yōu)勢

在攀西地區(qū)，德昌、米易、鹽邊、西昌等地冬暖夏涼，米易縣河谷區(qū)甚至全年沒有冬天，春季和秋季相連，從各地年平均溫度得分來看，大部分區(qū)縣得分均較高，適合避寒避暑，適合中老年人居住和養(yǎng)生。攀西屬于干熱河谷，安寧河流域春季濕度最小、夏季濕度最大，德昌、米易等地年均相對濕度一般在55%～65%之間，在這些地區(qū)體感舒適，有利于人體健康。攀西各地空氣質(zhì)量都較好，空氣污染物常年較低，冕寧、木里等地空氣質(zhì)量最優(yōu)，十分利于患呼吸系統(tǒng)疾病的患者休養(yǎng)。德昌、米易、鹽邊、冕寧等地的森林覆蓋率超過60%，近乎全國平均森林覆蓋率的3倍、四川平均森林覆蓋率的2倍，是名副其實的森林氧吧[17]。

綜合來看，攀西各區(qū)縣綜合評分均較高，氣候和地理條件相對較好，森林資源較為豐富，環(huán)境空氣質(zhì)量較好，各類條件多屬康養(yǎng)目的地中的上乘，是人們進行康養(yǎng)旅游活動的首選。

根據(jù)指數(shù)式(3)統(tǒng)計分析國內(nèi)著名康養(yǎng)旅游城市貴陽、昆明、麗江、北海、三亞、杭州的康養(yǎng)指數(shù)綜合評分情況(表11)，可以看出,除北海和三亞的濕度大和森林覆蓋率較低以及麗江溫度偏低和海拔較高等影響其得分外，其余各項得分均較高，各城市總體得分在71～78之間，均為適宜建設(shè)森林康養(yǎng)基地的地區(qū)，屬二級區(qū)域，而在攀西地區(qū)卻有得分在85以上的7個區(qū)縣為康養(yǎng)一級區(qū)域，所以攀西地區(qū)的康養(yǎng)旅游優(yōu)勢明顯。

表11 國內(nèi)其他城市康養(yǎng)指數(shù)綜合評分

4 結(jié)論與討論

參照國家相關(guān)文件和行業(yè)規(guī)定確定森林康養(yǎng)指標的打分標準，運用文獻研究法、層次分析法和專家打分法確定各指標在綜合評價體系中的權(quán)重，其中溫度和空氣質(zhì)量在綜合評價體系指標中的占比最高；對各指標打分，進行加權(quán)計算，得到攀西地區(qū)森林康養(yǎng)指數(shù)。

(1)攀西地區(qū)空氣污染物少，空氣質(zhì)量較好，綠化度較高，多數(shù)區(qū)縣溫度、濕度舒適，海拔高度處于人類最佳宜居高度，這是攀西森林康養(yǎng)的主要優(yōu)勢。

(2)攀西地區(qū)沒有不適宜森林康養(yǎng)基地建設(shè)的區(qū)縣，一級康養(yǎng)區(qū)域主要分布在安寧河沿線，環(huán)境優(yōu)美，交通方便，非常適宜康養(yǎng)活動，包含7個區(qū)縣：德昌、米易、寧南、攀枝花、鹽邊、西昌、仁和。

(3)由ArcGis軟件分級區(qū)劃可知，一級康養(yǎng)區(qū)域面積最小，分布在攀枝花的東區(qū)、西區(qū)、仁和、鹽邊、米易，涼山的德昌、寧南、西昌、會理、會東、鹽源以及木里的河(江)谷地帶或低海拔地區(qū)，是養(yǎng)老、病后康復(fù)和疾病療養(yǎng)的首選之地；三級康養(yǎng)區(qū)域分布最廣，主要為大于2000 m的高海拔山區(qū)，適宜青少年增強體質(zhì)、放松心情，開展野營、采摘、森林探險等森林娛樂；其余為二級康養(yǎng)區(qū)域，面積居中，適宜亞健康的中年人群釋放情緒、緩解壓力、恢復(fù)身心健康。

(4)攀西各區(qū)縣綜合評分均較高，氣候和地理條件相對較好，森林資源較為豐富，環(huán)境空氣質(zhì)量較好，各類條件多屬康養(yǎng)目的地中的上乘，是人們進行康養(yǎng)旅游活動的首選。與國內(nèi)其他著名康養(yǎng)旅游城市如昆明、三亞等地比較，攀西地區(qū)的康養(yǎng)旅游優(yōu)勢較為明顯，為康養(yǎng)基地的開發(fā)規(guī)劃提供必要的氣象科學(xué)依據(jù)。

為保障攀西地區(qū)森林康養(yǎng)生態(tài)環(huán)境條件[30-32]，應(yīng)對生態(tài)環(huán)境面臨的問題進行治理，改善提高空氣質(zhì)量和綠化度，優(yōu)化康養(yǎng)指數(shù)[33-34]，提出以下建議：①大氣環(huán)境的治理。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少污染物排放；倡導(dǎo)低碳生活，購買低碳環(huán)保用品，綠色出行；積極開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能等清潔能源，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生。②森林的保護。保護森林資源、恢復(fù)受損林地；加強森林管理，建立嚴格的森林生態(tài)保護區(qū)；加強森林景觀和自然保護區(qū)的建設(shè)，植樹造林、退耕還林，提高森林覆蓋率；加強森林監(jiān)測預(yù)警，預(yù)防森林火災(zāi)、病蟲害。在主要森林健身休閑場所設(shè)立溫度、濕度、空氣負離子和植物精氣等因子監(jiān)測點，提升森林康養(yǎng)環(huán)境水平和質(zhì)量。對具有康養(yǎng)價值的優(yōu)質(zhì)森林進行撫育、經(jīng)營,形成“儲備林”,選擇適合發(fā)展森林康養(yǎng)的國有林場，形成“康養(yǎng)林”。