基于GIS的鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度評估與區(qū)劃
——以重慶市長壽區(qū)為例

江 姣，田鳳國，方 麗，李 科，武 強，徐元照

(重慶市長壽區(qū)氣象局，重慶 401220)

0 引言

隨著生活質(zhì)量的提高,人們對旅游的需求日益增多,旅游舒適度的研究對旅游業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義,而氣象條件是影響人們出行體驗的重要因子。劉清春等[1]研究發(fā)現(xiàn)不同的氣象要素及組合對人體產(chǎn)生的生理影響不同，其中最重要的是氣溫、濕度、風(fēng)、降水，它們直接影響到人體與外界環(huán)境的熱量與水分交換。過冷或過熱都會導(dǎo)致人體血液循環(huán)以及新陳代謝失衡。國外有關(guān)舒適度的研究已有近50 a的歷史，早在1973年Oliver等[2]在裸露試驗的基礎(chǔ)上建立了風(fēng)寒指數(shù)表和舒適指數(shù)測評標(biāo)準(zhǔn)模型。1996年Terjung等[3]提出兩個生物氣象學(xué)指數(shù)，可對世界各地的氣候進行生物氣候?qū)W分類，第1類指數(shù)是舒適指數(shù)，第2類指數(shù)是風(fēng)效指數(shù)，并綜合考慮兩個指數(shù)的含義以衡量人們對氣候的體感舒適度，根據(jù)該指數(shù)可確定旅游區(qū)哪些季節(jié)適宜旅游，以及分析旅游氣候資源對旅游區(qū)價值的影響作用。同時，國內(nèi)許多學(xué)者在人體舒適度方面也做了諸多頗有成效的工作：李秋等[4]利用多年氣候統(tǒng)計資料，采用溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)指標(biāo)，對環(huán)渤海地區(qū)的氣候特點、人體舒適度及旅游氣象障礙等方面進行了對比分析和評價，采用兩個指數(shù)綜合評價氣候舒適度效果較好。姜繼蘭等[5]2018年對四川地區(qū)的旅游氣候舒適指數(shù)進行研究，討論了在特殊地形條件下氣象要素對氣候舒適度的影響，改善了單一指數(shù)評價氣候舒適度的方法，采用綜合評價風(fēng)效指數(shù)和溫濕指數(shù)的方法研究四川地區(qū)的氣候舒適度。截至目前，國內(nèi)外關(guān)于氣候舒適度的研究成果頗豐，但有關(guān)長壽地區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度的研究尚屬空白，且局地小氣候復(fù)雜多變，適用其他地區(qū)的氣候舒適度指數(shù)是否同樣適用于長壽？因此，對長壽本地進行舒適度指數(shù)研究顯得尤為必要。

長壽地處長江流域，重慶腹心，山地氣候特征明顯，鄉(xiāng)村旅游資源豐富，鄉(xiāng)村旅游業(yè)發(fā)展成為長壽經(jīng)濟的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和重要的經(jīng)濟增長點可行性較高。本文將基于地理信息系統(tǒng)平臺(ArcGIS)及數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析方法，以長壽區(qū)2016—2019年區(qū)域自動氣象站常規(guī)氣象觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)開展研究，選用ArcGIS軟件進行區(qū)劃圖制作，主要是由于其強大的空間插值功能，可獲取較為精確的數(shù)據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)

由于長壽區(qū)域站建設(shè)于2016年才逐步完善，故本文所用氣象資料為2016—2019年長壽國家基本氣象站和區(qū)域自動站的氣溫、氣壓、降水、相對濕度、平均風(fēng)速等觀測數(shù)據(jù)。由于長壽區(qū)域自動氣象站資料缺乏，故綜合考慮本地區(qū)域自動站和鄉(xiāng)村旅游景點分布情況后，選取5個代表站進行研究：長壽本站(南部)、海棠(北部)、龍河(中部)、西山(西部)、但渡(東南部)。

1.2 方法

本文采用W.H.Ter-jung[2]提出的兩個生物氣象學(xué)指數(shù)對長壽地區(qū)的氣候舒適度進行研究。第1個指數(shù)是溫濕指數(shù)，表示濕度訂正以后的溫度，溫濕指數(shù)通過溫度與濕度的綜合作用來反映人體與周圍環(huán)境的熱量交換。第2個指數(shù)是風(fēng)效指數(shù)，該指數(shù)是由風(fēng)冷力或風(fēng)寒指數(shù)WCI計算式演變而來的，即考慮了體表的散熱也考慮了太陽輻射后人體的增熱，反映了體表與周圍環(huán)境之間的熱交換(正值為吸熱，負(fù)值為散熱)。

根據(jù)表1和綜合舒適度模型(公式3)計算綜合舒適度指數(shù)，為計算方便，對2個指數(shù)進行無量綱化處理，字母A賦值100分，字母B賦值80分,以此類推。同時，采用克里金插值法得到其余區(qū)域自動站的綜合舒適度指數(shù)，由于綜合舒適度指數(shù)綜合評價了溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù),主要反映氣溫、氣壓、相對濕度、日照、風(fēng)速等氣象要素對人體舒適度產(chǎn)生的影響,所以綜合舒適度指數(shù)可大致等同于氣候舒適度指數(shù)，故采用綜合舒適度評價鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度。

表1 人體生理氣候評價指標(biāo)分級表

溫濕指數(shù)：

THI=(1.8t+32)-0.55(1-f)(1.8t-26)

(1)

式中：t為溫度(單位：℃)，f為相對濕度。

風(fēng)效指數(shù)：

K=-(10sqrt(V)+10.45-V)(33-t)+8.55S

(2)

式中：V為10 m高度處的平均風(fēng)速(單位：m/s),t為溫度(單位：℃)，S為日照時數(shù)(單位：h/d)。

綜合舒適度指數(shù)=0.7×溫濕指數(shù)+0.3×風(fēng)效指數(shù)[5]

(3)

氣候舒適度指數(shù)≈綜合舒適度指數(shù)

(4)

2 研究結(jié)果分析

2.1 長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候綜合舒適度評估

根據(jù)表1的人體生理氣候評價標(biāo)準(zhǔn)和綜合舒適度模型計算方法，可得長壽區(qū)各代表站逐月的綜合舒適度指數(shù)，如表2所示。

表2 長壽各代表站點綜合舒適度評分表

以表2為基礎(chǔ)，采用克里金插值計算法得到其余區(qū)域自動站的綜合舒適度評分，如表3所示。根據(jù)表1中的人體生理氣候評價標(biāo)準(zhǔn)，將鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度分為以下幾個等級：鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為100～80分(包含)為舒適，80～70分(包含)為較舒適，70～60(包含)為較不舒適，低于60分為不舒適。為提高鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度區(qū)劃的精細(xì)化水平，增加了較舒適等級，將非常舒適和舒適統(tǒng)一歸類為舒適。

2.2 長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度時空分布特征

根據(jù)表3長壽鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度評分以及舒適度閾值，結(jié)合長壽區(qū)地形情況(圖1)，利用ArcGIS的空間分析功能，對長壽鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度評分進行圖像分級，實現(xiàn)長壽鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度區(qū)劃，如圖2所示。

圖2 長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度區(qū)劃逐月變化

表3 長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度評分表

由圖1可以看到，所選5個代表站點較為均勻的分布于長壽全境，境內(nèi)山體走向與構(gòu)造行跡展布方向一致。背斜構(gòu)成條狀中低山嶺，向斜構(gòu)成寬緩開闊的槽谷丘陵。嶺谷相間，構(gòu)成平行嶺谷地貌景觀，為典型的梳狀褶皺地貌。長壽位于長江北岸，地勢順大巴山支脈由東北向西南呈階梯下降，東側(cè)黃草山，中部偏西為明月山(亦名西山，海拔500～1034 m)，西部邊緣銅鑼山(海拔500～600 m)將長壽全境切割為“三山夾兩槽”。

圖1 長壽區(qū)地形及站點分布概況

續(xù)表3 長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度評分表

從時間上看： 1月、2月、12月除了西山等高海拔山區(qū)偏冷外，全區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為較不舒適，但也可安排一些旅游項目。3月西山等高海拔山區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為較不舒適，新市街道鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為較舒適，其余地方均為舒適，非常適宜鄉(xiāng)村旅游。4月、10月全區(qū)舒適，非常適宜鄉(xiāng)村旅游。5月份長壽城區(qū)及偏南地方鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為舒適，萬順、長壽湖、但渡、鄰封等地偏熱較不舒適，其余地方鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為較舒適。6月西北部的萬順、長壽湖、但渡、鄰封等地均偏熱不舒適，其余地區(qū)較不舒適，可適當(dāng)安排旅游活動。7月、8月全區(qū)偏熱不舒適。9月西山等高海拔地區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為舒適，新市、葛蘭等地較舒適，其余地方較不舒適。11月，以新市、渡舟、鄰封、長壽湖及其以南的地方均舒適，其余地方較不舒適。

從空間上看：①長壽城區(qū)及附近春秋季非常適宜旅游活動，且城區(qū)及附近交通便利、配套設(shè)施良好。②西山等高海拔地區(qū)主要在冬季偏冷不舒適，4月、10月舒適，5月、9月、11月較舒適。夏季長壽全區(qū)炎熱不舒適，但西山等高海拔地區(qū)為全區(qū)最涼爽的地方，適合避暑納涼。③長壽偏北地區(qū)3月、4月、10月舒適，1月、5月舒適，6—9月不舒適， 2月、11月、12月較不舒適。偏北地區(qū)全年舒適期為5個月，夏季炎熱不舒適，秋末和冬季偏冷較不舒適。④長壽中部地區(qū)3月、4月、10月舒適，1月、5月、11月舒適，2月、6月、9月、12月較不舒適，全年舒適期長達6個月。

綜上所述，長壽全區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度的空間差異主要來自地于“三山夾兩槽”的地形差異。長壽區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適期(舒適期=舒適期+較舒適期)較長，全區(qū)各地鄉(xiāng)村旅游氣候舒適期為4～6個月，不舒適期為2～3個月，可見全年舒適期長，不舒適期短，全年適宜開展旅游活動的時間長達10個月，旅游氣候資源優(yōu)勢顯著。舒適期較長的地方主要分布在長壽城區(qū)及以南和長壽中部地區(qū)，這些地方的鄉(xiāng)村旅游景點可重點開發(fā)。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

①全區(qū)鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度的空間差異主要來自地于“三山夾兩槽”的地形差異。長壽地區(qū)除了夏季鄉(xiāng)村旅游氣候舒適度為不舒適外，其余大部分時候全區(qū)氣候舒適度較高。

②全區(qū)各地鄉(xiāng)村旅游氣候舒適期為4～6個月，不舒適期為2～3個月，可見全年舒適期長，不舒適期短，具有較強的鄉(xiāng)村旅游氣候資源優(yōu)勢。

③鄉(xiāng)村旅游氣候舒適期較長的區(qū)域主要分布在長壽城區(qū)及以南和長壽中部地區(qū)。

3.2 討論

①本文所采用的旅游氣候舒適度評價指標(biāo)為溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)統(tǒng)一分為9級的生理氣候評價指標(biāo)分級，并根據(jù)各等級人體感覺描述考慮是否適合才安排旅游。盡管如此，未來仍然有必要在兩個指標(biāo)分級的地域適用性上進行更加深入的研究考證。

②目前的研究主要是基于氣象站點的常規(guī)觀測資料，由于本地區(qū)域站建設(shè)于2016年才逐步趨于完善，因此資料長度不夠。雖然近幾年的數(shù)據(jù)也能夠代表一個年代際周期內(nèi)的氣候變化，但是如果有更長年限的氣象觀測資料，研究成果的置信度會更高。另一方面，本文研究的舒適期是以月為單位，若能采用日數(shù)據(jù)，則能夠得到更為精準(zhǔn)的舒適期。