王璐，秦安臣，張琪

(1.重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，重慶 402600；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與旅游學(xué)院，河北 保定 071001；3.北京第二外國語學(xué)院旅游科學(xué)學(xué)院，北京 100020)

0 引言

隨著工業(yè)化、城市化的迅猛發(fā)展，大氣環(huán)境質(zhì)量面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1-3]。大氣顆粒物作為造成霧霾天氣的主要因子，對公眾健康[4-7]、能見度[8]、交通安全[9]等產(chǎn)生嚴(yán)重危害，而中國的空氣污染已被看成對旅行者健康造成威脅的一個(gè)主要因素，中國旅行者高度關(guān)注出行目的地空氣質(zhì)量狀況[10]。

在我國旅游事業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，風(fēng)景區(qū)作為旅游業(yè)整個(gè)系統(tǒng)中重要的組成部分、游客出行的重要因素[11]。研究和分析其大氣顆粒物濃度變化特征，為游客出游提供數(shù)據(jù)參考，為保持和改善景區(qū)環(huán)境質(zhì)量以及提高風(fēng)景區(qū)管理水平提供科學(xué)依據(jù)具重要意義。

目前已有少數(shù)學(xué)者對風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物濃度變化展開研究，部分學(xué)者針對林分滯塵作用[12]、植物配置對降塵效果的影響[13-15]、大氣細(xì)顆粒物成分[16-18].等角度進(jìn)行研究。傅偉聰[18]針對百里杜鵑國家森林公園游憩地進(jìn)行了日變化監(jiān)測，論述了百里杜鵑林一日中各空氣指標(biāo)的變化趨勢，但未進(jìn)行多季節(jié)對比研究；盧丹青[19]等、王敏華等[20]、武智暉[21]分別針對樓臺(tái)觀風(fēng)景區(qū)、清源山風(fēng)景區(qū)和五臺(tái)山風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物展開研究，卻忽略了節(jié)假日旅游高峰期間及前后大氣顆粒物變化特征的討論。在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，縉云山為重慶環(huán)城近郊型風(fēng)景區(qū)，是居民、游客健康出行的主要場所。選擇縉云山作為西南地區(qū)環(huán)城山岳型風(fēng)景區(qū)典型研究地，重點(diǎn)研究縉云山節(jié)假日大氣顆粒物濃度變化，不僅能為縉云山的管理、游覽提供數(shù)據(jù)參考，對于西南地區(qū)城郊游憩型山體的構(gòu)建與管理提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

縉云山位于重慶市北碚區(qū)的嘉陵江溫塘峽畔，距離重慶市中心地帶約60 km，縉云山占地面積約為14 km2，被稱為“川東小峨眉”?？N云山景區(qū)被評為AAAA級的旅游景區(qū)，不僅是全國著名的風(fēng)景名勝區(qū)，還是該地區(qū)有名的佛教勝地[21]。近年來，由于北碚區(qū)城市化建設(shè)加快，交通、建筑等粉塵釋放源增多，縉云山旅游業(yè)日益興盛，縉云山的空氣質(zhì)量堪憂。[21]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)及大氣污染物(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3)濃度數(shù)據(jù)是通過 Python 網(wǎng)絡(luò)編程從中國環(huán)境監(jiān)測總站批量獲取的2017年縉云山監(jiān)測站點(diǎn)環(huán)境空氣質(zhì)量逐時(shí)數(shù)據(jù)，輔助氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)。縉云山環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)位于重慶市北碚區(qū)縉云山(東經(jīng) 106°17′-106°24′，北緯 29°41′-29°52′)上，海拔高度約 910 m，植被條件好，人口密度低，能很好的代表縉云山風(fēng)景區(qū)空氣質(zhì)量水平。該站點(diǎn)屬于國網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)，安裝有空氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，儀器全年連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測，24 h實(shí)時(shí)采樣、實(shí)時(shí)分析，監(jiān)測數(shù)據(jù)上報(bào)中國環(huán)境監(jiān)測總站，作為評價(jià)每日空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該監(jiān)測點(diǎn)作為重慶市主城區(qū)的清潔對照點(diǎn)，亦能反應(yīng)重慶市空氣質(zhì)量本底。

1.3 分析方法

根據(jù)2017年1月到2017年12月的縉云山風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用4種統(tǒng)計(jì)分析方法：

(1)統(tǒng)計(jì)分析大氣顆粒物濃度和其它大氣污染物濃度年變化規(guī)律；

(2)分析風(fēng)景區(qū)內(nèi)大氣顆粒物逐月分時(shí)變化規(guī)律；

(3)統(tǒng)計(jì)周末、節(jié)假日、旅游節(jié)慶等旅游高峰期及前后變化規(guī)律；

(4)使用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析；Origin 8.0進(jìn)行圖像處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體環(huán)境質(zhì)量

2017年全年縉云山風(fēng)景區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率保持在90%以上(優(yōu)良率由“優(yōu)”和“良”的總小時(shí)數(shù)除以全年監(jiān)測有效小時(shí)數(shù)得出)，優(yōu)良率總體保持相對穩(wěn)定，其首要污染物為PM2.5。根據(jù)縉云山風(fēng)景區(qū)大氣污染物年平均濃度及其標(biāo)準(zhǔn)差、最小值、中位數(shù)、最大值(見表1)，可以看出縉云山年平均AQI指數(shù)為53.98，略微高于空氣環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，但處于二級標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，PM10與PM2.5年均濃度均低于現(xiàn)行國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)限制(PM10，70 μg/m3；PM2.5，35 μg/m3)。二氧化硫、二氧化氮、臭氧年均值分別為 9.34 μg/m3、18.70 μg/m3和78.31 μg/m3，均小于或接近一級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值(SO2，10 μg/m3；NO2，20 μg/m3；O3，100 μg/m3)，表明縉云山風(fēng)景區(qū)空氣質(zhì)量保持在較好的水平，總體上基本穩(wěn)定。

表1 縉云山大氣污染物濃度數(shù)據(jù)匯總表

2.2 大氣顆粒物逐月變化

大氣顆粒物濃度逐月變化規(guī)律如圖1所示。PM10總是大于PM2.5，并且兩者的變化趨勢基本一致。冬季大氣顆粒物濃度值最高，夏季濃度值最低，年變化規(guī)律呈春冬高，夏秋低的變化規(guī)律。進(jìn)一步觀察可知，大氣顆粒物濃度在9月份(PM10，29.80 μg/m3；PM2.5，17.97 μg/m3)和 10 月份(PM10，29.62 μg/m3；PM2.5，17.29 μg/m3)呈現(xiàn)出最低值，而于 1 月(PM10，78.30 μg/m3；PM2.5，107.57 μg/m3)出現(xiàn)最高值，季節(jié)變化為冬季＞春季＞秋季＞夏季，這一結(jié)果與趙冰清[12]和白瑩等[24]的觀測結(jié)果一致。具體到本研究的監(jiān)測點(diǎn)，首先是氣象方面的原因，5-9月為風(fēng)景區(qū)雨季，降雨天氣頻繁出現(xiàn)能夠?qū)е麓髿馕廴疚餄舛冉档?，而冬春季?jié)降雨量減少且多輻射霧，受霧的影響空氣污染加重[27]。7-8月為暑期縉云山避暑旅游高峰，風(fēng)景區(qū)受人為揚(yáng)塵影響較大導(dǎo)致大氣顆粒物濃度上升。另外，風(fēng)景區(qū)內(nèi)植物季節(jié)變化導(dǎo)致的植被覆蓋率不同造成季節(jié)性源區(qū)也是應(yīng)該考慮的因素。

圖1 縉云山大氣顆粒物月均濃度變化

2.3 大氣顆粒物濃度日變化特征分析

從圖2不同月份大氣顆粒物日變化特征來看，縉云山風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物(PM2.5，PM10)濃度存在明顯的日變化，日變化的整體趨勢為：晚上＞中午＞早上＞下午。與趙清冰等[12]的監(jiān)測結(jié)果：早上＞中午＞晚上不一致，導(dǎo)致此觀測結(jié)果有差異的原因是監(jiān)測點(diǎn)的植物覆蓋度、監(jiān)測年份、周期不同造成的監(jiān)測數(shù)據(jù)存在差異。PM2.5分時(shí)空氣濃度月變化規(guī)律差異較大，各月呈現(xiàn)的變化規(guī)律有明顯不一致，其中3-4月和10-11月出現(xiàn)明顯的中午晚上高，早上下午低的“雙峰型”，分別在13：00和22：00前后達(dá)到峰值。其余月份日變化均呈晚上高白天低的“單峰型”，在22：00前后達(dá)到峰值。PM10日變化整體變化較為一致，以呈“雙峰型”為主，僅在6月出現(xiàn)了明顯的“單峰型”。PM2.5的日變化幅度與PM10的變化較為接近，而PM2.5的分時(shí)變化幅度較小，趨勢較為平穩(wěn)；

圖2 不同月份大氣顆粒物濃度的日變化特征

進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，明顯的“雙峰型”日變化規(guī)律月份，在上下班高峰時(shí)段(7：00-9：00、17：00-19：00)2-3 h(9：00-11：00、20：00-21：00)后大氣顆粒物都出現(xiàn)明顯的高峰期，說明縉云山風(fēng)景區(qū)作為近郊型山岳風(fēng)景區(qū)受城區(qū)影響較大，逐步形成了“景城一體”的關(guān)系，但有2-3 h的滯后期。其主要原因是風(fēng)景區(qū)內(nèi)的車流量相對較少，而城區(qū)內(nèi)汽車尾氣帶來顆粒的積累需要一個(gè)過程。部分月份大氣顆粒物濃度呈“單峰型”，這一方面可能與風(fēng)景區(qū)內(nèi)氣候變化規(guī)律及旅游淡旺季有關(guān)；另一方面與風(fēng)景區(qū)內(nèi)植被在不同季節(jié)的滯塵作用密切相關(guān)。

2.4 特殊節(jié)假日大氣顆粒物濃度

節(jié)假日(春節(jié)、清明節(jié)、勞動(dòng)節(jié)、國慶節(jié))大氣顆粒物中PM2.5與PM10濃度以及節(jié)日與非節(jié)日濃度分析如圖3所示?？梢钥闯龉?jié)假日與非節(jié)假日期間的大氣顆粒物濃度偏差均為正，即存在明顯的“假日效應(yīng)”，春節(jié)大氣顆粒物濃度最高，其次是清明節(jié)、勞動(dòng)節(jié)、國慶節(jié)。節(jié)假日前期為假日大氣顆粒物濃度最高值，中期降低至最低值，假日結(jié)束前又開始回升。這與游客出行和返程高峰相吻合，證明游客對風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物影響較大。

為了進(jìn)一步印證假日效應(yīng)的存在，選取縉云山風(fēng)景區(qū)節(jié)假日大氣顆粒物濃度的分時(shí)變化進(jìn)行分析(圖4)，并比對圖2中的對應(yīng)月份日變化特征可以看出，節(jié)假日與非節(jié)假日期間大氣顆粒物濃度變化規(guī)律存在較大差異，非節(jié)假日分時(shí)變化較為平緩，而節(jié)假日分時(shí)變化波動(dòng)較大，且呈鋸齒狀波動(dòng)，說明游客出行返程以及風(fēng)景區(qū)游憩對縉云山大氣顆粒物產(chǎn)生了較大影響。

2.4.1 春節(jié)期間大氣顆粒物濃度

圖3 不同月份大氣顆粒物濃度的日變化特征

不同節(jié)假日高峰值的出現(xiàn)時(shí)刻也各有不同，春節(jié)大氣顆粒物濃度于節(jié)前一天24：00開始大幅升高，并顯示出一定的累積效應(yīng)，并在節(jié)日第一天晚上 24：00 到達(dá)峰值 (PM10，139.00 μg/m3；PM2.5，119.2 μg/m3)。這與每年的春節(jié)，當(dāng)?shù)鼐用穸紩?huì)在春節(jié)期間集中燃放煙花爆竹有關(guān)。煙花爆竹的燃放可導(dǎo)致近地面空氣中顆粒物濃度明顯上升[25-26]?？N云山風(fēng)景區(qū)屬于禁止燃放區(qū)域，所以春節(jié)期間夜晚短時(shí)間有較大幅度的上升主要受城區(qū)影響，這與劉姣姣等[27]提出的離主城煙花爆竹燃放點(diǎn)較遠(yuǎn)的縉云山背景測點(diǎn)顆粒物濃度則未出現(xiàn)明顯變化結(jié)果不一致，這一方面是因?yàn)樵撗芯勘O(jiān)測時(shí)間為2010-2014年，縉云山作為主城空氣對照點(diǎn)，早年污染較小的情況下受到的影響更小。另一方面原因是污染物擴(kuò)散需要一定時(shí)間，縉云山對照點(diǎn)遠(yuǎn)離城區(qū)有一定的滯后性，城區(qū)高峰期出現(xiàn)后一段時(shí)間縉云山監(jiān)測點(diǎn)大氣顆粒物濃度才會(huì)大幅升高，導(dǎo)致城區(qū)高峰期間對比縉云山監(jiān)測點(diǎn)并無明顯變化。

圖4 節(jié)假日期間大氣顆粒物日變化特征

2.4.2 清明節(jié)大氣顆粒物濃度

清明節(jié)前日大氣顆粒物濃度變化明顯，節(jié)中的PM2.5和 PM10平均值分別是 32.92 μg/m3、41.05 μg/m3(圖 3)，分別是節(jié)前/節(jié)后的 1.48、1.3 倍，大氣顆粒物濃度在節(jié)前一天迅速升高，節(jié)后一天又快速降低。清明節(jié)期間大氣顆粒物濃度日變化明顯，從凌晨 2：00 的 最 低 值 (PM10，19.12 μg/m3；PM2.5，55.2 μg/m3)逐漸攀升，17：00 開始達(dá)到峰值(PM10，42.67 μg/m3；PM2.5，52.86 μg/m3)并一直持續(xù)到23：00后逐漸回落，清明節(jié)三天全日出現(xiàn)了明顯的積累效應(yīng)。主要是由于清明節(jié)是我國的傳統(tǒng)節(jié)日，從2008年開始，每年的清明節(jié)有3天小長假，大部分市民習(xí)慣以燒紙、香燭焚燒、放鞭炮等方式寄托對已故親人的哀思，這些過程中會(huì)產(chǎn)生多種空氣污染物并且容易出現(xiàn)累計(jì)效應(yīng)[28]，而縉云山風(fēng)景區(qū)內(nèi)有多個(gè)公墓，且景區(qū)內(nèi)有多個(gè)寺廟，清明期間景區(qū)內(nèi)祭祀活動(dòng)頻繁，城區(qū)內(nèi)諸如燒紙、香燭焚燒等祭祀活動(dòng)較少，證明清明期間午后大氣顆粒物大幅上升污染源主要來自風(fēng)景區(qū)內(nèi)和周邊郊區(qū)。

2.4.3 勞動(dòng)節(jié)、國慶節(jié)大氣顆粒物濃度

勞動(dòng)節(jié)與非節(jié)假日變化趨勢較為接近但變化幅度更大，縉云山勞動(dòng)節(jié)前的PM2.5和PM10均濃度分別為 15.66 μg/m3和 11.00 μg/m3，而節(jié)中 PM2.5和 PM10平均值則分別上升至 41.00 μg/m3和21.33 μg/m3，節(jié)后 PM2.5和 PM10逐步回落至26.33 μg/m3和 17.00 μg/m3。這與縉云山游客出行、游憩以及返程規(guī)律基本一致。國慶節(jié)期間空氣質(zhì)量較好且整體變化較為平緩，節(jié)前一天大氣顆粒物濃度逐步上升至節(jié)中第二天出現(xiàn)峰值(PM10，47.12 μg/m3；PM2.5，32.21 μg/m3)，隨后逐步降低再至節(jié)后緩慢上升。國慶節(jié)期間日變化相較其他節(jié)日更為平緩，但自下午15：00-18：00出現(xiàn)高峰，比勞動(dòng)期間的高峰期提前2 h，結(jié)合中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的國慶節(jié)的降雨情況，這可能與國慶節(jié)期間連續(xù)降雨導(dǎo)致游客返程高峰提前有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

(1)對縉云山的研究結(jié)果顯示，風(fēng)景區(qū)內(nèi)整體大氣顆粒物濃度均低于II級排放標(biāo)準(zhǔn)。然而，自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)屬于環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)中的一類區(qū)[29]，對照本次測量數(shù)據(jù)表明，縉云山風(fēng)景區(qū)雖然空氣相較城市空氣質(zhì)量處于較好水平，但PM2.5和PM10分別超過一類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)21.7%和128%，縉云山風(fēng)景區(qū)空氣質(zhì)量仍需改善。且研究顯示，縉云山大氣顆粒物濃度變化存在顯著的季節(jié)變化規(guī)律，季節(jié)變化規(guī)律為冬季(PM10，101.14 μg/m3；PM2.5，71.22 μg/m3)＞ 春 季 (PM10，65.78 μg/m3；PM2.5，71.22 μg/m3)＞ 秋 季 (PM10，56.25 μg/m3；PM2.5，34.52 μg/m3)＞ 夏 季 (PM10，50.45 μg/m3；PM2.5，28.18 μg/m3)。

(2)縉云山風(fēng)景區(qū)作為典型的環(huán)城山岳型風(fēng)景區(qū)，與城區(qū)地域基本形成了“景城一體”的關(guān)系。監(jiān)測顯示，縉云山多個(gè)月份日變化出現(xiàn)典型的“雙峰型”特征，證明受城區(qū)大氣顆粒物影響較大，但高峰期滯后2-3 h，且在1-2月、5-9月和12月的PM2.5濃度以及6月的PM10濃度出現(xiàn)明顯“單峰型”日變化，證明縉云山由于森林植被覆蓋度高、氣候變化等原因?qū)Τ菂^(qū)擴(kuò)散污染物有一定削減、再分配等調(diào)控作用，縉云山風(fēng)景區(qū)依然是近郊避霾旅游的理想選擇。

(3)縉云山風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物變化存在明顯的“假日效應(yīng)”。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，春節(jié)、清明節(jié)、勞動(dòng)節(jié)、國慶節(jié)期間的大氣顆粒物濃度均大于非假期，相比節(jié)假日前后，PM10的增幅分別為5%、30%、95%、22%，PM2.5的增幅分別為 3%、48%、96%、33%，說明大氣顆粒物濃度與游客游覽活動(dòng)關(guān)系密切 。 污 染 程 度 春 節(jié) (PM10，60.43 μg/m3；PM2.5，46.71 μg/m3)＞清明節(jié)(PM10，32.92 μg/m3；PM2.5，41.05 μg/m3)＞勞動(dòng)節(jié)(PM10，27.67 μg/m3；PM2.5，18.44 μg/m3)＞國慶節(jié)(PM10，20.14 μg/m3；PM2.5，12 μg/m3)，不同節(jié)假日期間的日變化特征也明顯不同，春節(jié)和清明日變化幅度最大，主要原因分別是春節(jié)燃放煙花爆竹和清明祭祀燒紙焚香過程造成空氣污染加重。其中春節(jié)的污染源主要來自風(fēng)景區(qū)外部，清明節(jié)污染源來自景區(qū)內(nèi)部及周邊郊區(qū)。

3.2 討論

管理者在景區(qū)建設(shè)過程中，應(yīng)將大氣顆粒物實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)置入智慧旅游系統(tǒng)，為在游客高峰期和高顆粒物濃度期間控制游客量，保護(hù)風(fēng)景區(qū)環(huán)境提供依據(jù)。景區(qū)管理過程中應(yīng)呼吁社會(huì)進(jìn)一步限制煙花爆竹的燃放、在景區(qū)內(nèi)部寺廟、道觀、公墓等焚香燒紙頻繁區(qū)域倡導(dǎo)低碳環(huán)保的禮佛、拜神、祭祀活動(dòng)。景區(qū)引導(dǎo)旅客游覽過程中，提醒游客節(jié)假日期間最佳游覽期為假期中間日，盡量避免在高顆粒物濃度期間游覽景區(qū)。周邊居民日常在景區(qū)內(nèi)進(jìn)行晨練、爬山等休閑游憩活動(dòng)應(yīng)盡量選擇空氣質(zhì)量較高的時(shí)間段前往，避免峰值時(shí)間段。

因條件限制，僅對2017年1月-2017年12月縉云山國網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)分時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了監(jiān)測采集，然而影響風(fēng)景區(qū)大氣顆粒物濃度變化的影響因素很多，本次研究并未對森林植被、氣象條件、顆粒物排放源等進(jìn)行深入分析，也未針對游客游覽規(guī)律進(jìn)行多點(diǎn)長期監(jiān)測，今后還有待在該方面開展進(jìn)一步研究。