張京紅，張明潔，張亞杰，楊 靜

（1.海南省氣候中心，?？?570203; 2.海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?570203）

諸多生理疾病和心理疾病的發(fā)生都與氣候條件密切相關(guān)。優(yōu)越的氣候環(huán)境，可以加快病癥康復(fù)、療養(yǎng)身心，還能通過(guò)積極刺激性氣候訓(xùn)練，增強(qiáng)自身機(jī)能韌性，提高人體免疫力[1-2]。氣候康養(yǎng)是指以特定的氣候條件為依托，使人體從有害的氣候環(huán)境中轉(zhuǎn)移到有益的氣候環(huán)境，接受新的氣候刺激，并配套相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)，從而使機(jī)體功能向好的方向轉(zhuǎn)化，提高對(duì)疾病的抵抗力，達(dá)到治療的目的[3]。中國(guó)的氣候康養(yǎng)服務(wù)起步較晚，1985年王衍文等[4]首次研究了影響心肌梗塞的氣象因子，并根據(jù)逐日天氣形勢(shì)圖來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)，隨后許多機(jī)構(gòu)開(kāi)展了氣象因子對(duì)疾病的影響研究，發(fā)現(xiàn)與人體健康密切相關(guān)的氣候要素主要包括氣溫、相對(duì)濕度、氣壓、日照及負(fù)氧離子等[5]，如氣溫對(duì)體溫調(diào)節(jié)、關(guān)節(jié)性疾病等有重要影響，適宜人體康養(yǎng)的氣溫在18～26 ℃[6]；相對(duì)濕度在氣溫異常時(shí)對(duì)人體熱平衡和溫?zé)岣杏休^大的影響，適宜康養(yǎng)的相對(duì)濕度在55%～75%之間[7]；氣壓的變化會(huì)引起人體內(nèi)肺泡氧分壓及動(dòng)脈血氧飽和度的變化，適度的低氧環(huán)境可改善呼吸機(jī)能，輔助治療高血壓、糖尿病、心臟病等慢性病[8-10]；陽(yáng)光輻射能夠起到促進(jìn)生長(zhǎng)和殺菌消毒的作用[11-12]；負(fù)氧離子能夠改善呼吸功能、心臟功能，增大肺活量，被稱(chēng)作“長(zhǎng)壽素”和“空氣維生素”[13]。由此可見(jiàn)，適宜的氣候環(huán)境能夠調(diào)節(jié)和改善人體健康狀況。盧山等[14]基于“黃金分割法”的人體舒適度指數(shù)，在云南省麗江市、貴州省習(xí)水市和錦屏縣3個(gè)旅游城市構(gòu)建了體感溫度計(jì)算公式并進(jìn)行等級(jí)劃分，探究其氣候康養(yǎng)效應(yīng)。徐靜等[15]通過(guò)調(diào)整計(jì)算氣候舒適度指數(shù)，分析秦皇島地區(qū)的氣候舒適度變化趨勢(shì)，為到秦皇島康養(yǎng)的群體提供生活和出游氣象服務(wù)指導(dǎo)。朱保美等[16]采用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、穿衣指數(shù)和綜合舒適度指數(shù)對(duì)比分析了青島和濟(jì)南的氣候舒適度差異?？讱J欽等[17]采用通用熱氣候指數(shù)(UTCI) 對(duì)我國(guó)氣候舒適度時(shí)空變化進(jìn)行了分析。綜上所述，以往的研究大多單純地分析氣候條件對(duì)人體健康，而氣象要素之外的氣候康養(yǎng)影響要素研究相對(duì)不足。

海南具有獨(dú)特的氣候、生態(tài)、清潔空氣等資源優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)資源的氣候康養(yǎng)作用如何，如何綜合評(píng)估各市縣氣候康養(yǎng)條件，哪個(gè)月份、哪些市縣的康養(yǎng)氣候條件最佳，其在全國(guó)的地位和優(yōu)勢(shì)如何，是亟需分析的科學(xué)問(wèn)題。本研究在考慮氣候條件、空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等與氣候康養(yǎng)密切相關(guān)的自然環(huán)境資源條件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建氣候康養(yǎng)指數(shù)，開(kāi)展海南省康養(yǎng)氣候條件評(píng)估及其與國(guó)內(nèi)主要城市康養(yǎng)氣候條件的對(duì)比分析研究，得出海南最佳康養(yǎng)地和康養(yǎng)旅居時(shí)間，為來(lái)海南進(jìn)行氣候康養(yǎng)的人群提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 海南省 2016—2019年18 個(gè)國(guó)家氣象站和北京、太原、長(zhǎng)春、哈爾濱、上海、杭州、黃山、福州、青島、鄭州、長(zhǎng)沙、廣州、深圳、珠海、南寧、北海、重慶、攀枝花、貴陽(yáng)、昆明、西雙版納、西安、蘭州等國(guó)內(nèi)23個(gè)主要城市國(guó)家氣象站逐日氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括平均氣溫、最低氣溫、平均風(fēng)速、相對(duì)濕度等要素，來(lái)自海南省氣象局和國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心；海南省18個(gè)市縣2016—2019年逐月環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)，來(lái)源于海南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站發(fā)布的海南省環(huán)境空氣質(zhì)量月報(bào)；歸一化植被指數(shù)（NDVI）來(lái)源于美國(guó)航空航天局（NASA，http://reverb.echo.nasa.gov）提供的MOD13Q1數(shù)據(jù)，時(shí)間尺度為2016年1月至2019年12月，時(shí)間分辨率為16 d，空間分辨率為250 m。通過(guò)Modis Reprojection Tools軟件對(duì)MOD13Q1數(shù)據(jù)進(jìn)行投影和格式轉(zhuǎn)換[18]，然后采用最大合成法（MVC）得到月平均NDVI數(shù)據(jù)[19]。

1.2 研究方法

1.2.1 氣候康養(yǎng)指數(shù)的構(gòu)建 從氣候環(huán)境康養(yǎng)角度出發(fā)，綜合考慮氣候條件、空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等方面的影響，選取人體舒適度指數(shù)、環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)、歸一化植被指數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用加權(quán)指數(shù)求和的方法構(gòu)建了氣候康養(yǎng)指數(shù)（CRI）：

式中，HBI為人類(lèi)生物學(xué)家提出的城市人體舒適度指數(shù)[20]，該指數(shù)反映了人體對(duì)空氣的溫度、濕度、風(fēng)等氣象要素的感受，提示人們根據(jù)氣象因子來(lái)調(diào)節(jié)生理，適應(yīng)環(huán)境以及防范冷熱突變。本研究利用該指數(shù)代表某地的氣候條件。AQCI為描述城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合狀況的環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)，無(wú)量綱，其值隨著污染程度的加重而增大[21]。本研究利用該指數(shù)評(píng)價(jià)某地環(huán)境空氣質(zhì)量。NDVI為歸一化植被指數(shù)，是目前評(píng)估植被狀況最有效的參數(shù)之一[22]，能夠反映出植物冠層的背景影響，范圍為-1～1?？捎肗DVI判斷植物生長(zhǎng)狀態(tài)，值越大，表明植物長(zhǎng)勢(shì)越好。植被的狀況決定著生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，本研究利用NDVI代表某地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。a、b、c為各項(xiàng)指數(shù)的權(quán)重，在咨詢相關(guān)專(zhuān)家的基礎(chǔ)上，采用層次分析法獲得，各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重均為1/3。

1.2.2 指標(biāo)值的歸一化處理方法 為了消除各個(gè)指標(biāo)量綱不統(tǒng)一給計(jì)算帶來(lái)的不利影響，在不同指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)之前，需對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化處理方法。

式中，Xi為無(wú)量綱化處理后第i個(gè)指標(biāo)的均一化值，xmax和xmin分別為該指標(biāo)的最大值和最小值。經(jīng)過(guò)上述處理后，Xi范圍為0～1。

2 結(jié)果與分析

2.1 全國(guó) 41 個(gè)城市康養(yǎng)氣候條件對(duì)比

2.1.1 月康養(yǎng)氣候條件對(duì)比分析 根據(jù) 1.2中氣候康養(yǎng)指數(shù)的研究方法，計(jì)算2016—2019年逐月的 HBI、AQCI、NDVI和 CRI，得到海南?。ㄈ吵猓?8個(gè)市縣和長(zhǎng)春、北京、杭州、福州、廣州、西雙版納國(guó)內(nèi)23個(gè)主要城市逐月的氣候康養(yǎng)指數(shù)并進(jìn)行了排名（圖1）。從圖1可見(jiàn)，在41個(gè)城市的排名中，海南省18個(gè)市縣的氣候康養(yǎng)指數(shù)排名在12個(gè)月中均處于前列。1-3月和12月，海南省18個(gè)市縣均排在前20位，說(shuō)明1月和12月在絕佳的人體舒適度、空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境下，海南全省康養(yǎng)氣候條件優(yōu)于全國(guó)其他城市，十分適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)。4月海南有16個(gè)市縣排在前20位。5月海南有11個(gè)市縣排在前20位，5月海南中部和北部的大部分市縣人體舒適度、空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)越，康養(yǎng)氣候條件仍優(yōu)于全國(guó)大部分城市，此時(shí)隨著氣溫升高，位于華東、華南和西南地區(qū)的部分城市人體舒適度水平提高，也適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)。6、7、8月海南有8、13、11個(gè)市縣排在前20位，夏季到來(lái)，大部分城市人體舒適度水平、空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提高，全國(guó)從東北、華北、華東到西南地區(qū)，均有城市氣候康養(yǎng)指數(shù)排在前20位，這些城市的康養(yǎng)氣候條件也優(yōu)于其他城市，適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)。9月海南有10個(gè)市縣排在前20位，主要為中部及西部沿海的市縣，全國(guó)從東北、華北、華東到西南地區(qū)，仍有部分城市氣候康養(yǎng)指數(shù)排在前20位，這些城市也適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)。10月海南有13個(gè)市縣排在前20位，隨著秋季的到來(lái)，東北地區(qū)的城市的人體舒適度、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，氣候康養(yǎng)指數(shù)排名相對(duì)靠后，不再適合開(kāi)展氣候康養(yǎng)活動(dòng)。11月海南有17個(gè)市縣排在前20位，說(shuō)明隨著冬季的到來(lái)，海南熱帶氣候條件優(yōu)越性得到充分體現(xiàn)，人體舒適度、空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境均優(yōu)于全國(guó)其他城市，全省各市縣康養(yǎng)氣候條件優(yōu)于其他城市。

圖1 全國(guó) 41 個(gè)城市月氣候康養(yǎng)指數(shù)排名

2.1.2 四季康養(yǎng)氣候條件對(duì)比分析 由表1 可見(jiàn)，冬季海南省18個(gè)市縣全部排在前20位，春季和秋季分別有17和15個(gè)市縣排在前20位。夏季海南除東北部和西南部的個(gè)別市縣不適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)外，大部分市縣康養(yǎng)條件仍然優(yōu)于其他城市，適合進(jìn)行氣候康養(yǎng)，有10個(gè)市縣排在前20位。

表1 全國(guó) 41 個(gè)城市四季氣候康養(yǎng)指數(shù)排名

續(xù)表1

2.2 海南各市縣氣候康養(yǎng)條件分析 根據(jù)各月氣候康養(yǎng)指數(shù)，海南省全年各月康養(yǎng)氣候條件最優(yōu)的市縣分別為：1月的白沙、五指山、保亭、三亞；2月的五指山和保亭；3月的白沙、五指山和瓊中，氣候康養(yǎng)指數(shù)均小于0.100；4月的五指山和瓊中，氣候康養(yǎng)指數(shù)在0.101～0.150之間；5-7月的五指山、白沙和瓊中，氣候康養(yǎng)指數(shù)在0.151～0.200之間；8月的五指山、白沙、瓊中、屯昌和定安，氣候康養(yǎng)指數(shù)在0.151～0.200之間；9月的五指山，氣候康養(yǎng)指數(shù)小于0.100；10和11月的五指山、白沙，12月的五指山、白沙、保亭、三亞最優(yōu)，氣候康養(yǎng)指數(shù)均小于0.100。根據(jù)四季氣候康養(yǎng)指數(shù)，五指山、瓊中和白沙的氣候康養(yǎng)指數(shù)在春、夏、秋三季均排在全省前三名，保亭、五指山、白沙和三亞冬季的氣候康養(yǎng)指數(shù)排在全省前三名，瓊中冬季氣候康養(yǎng)指數(shù)排在全省第五?？傮w上，各市縣全年在人體舒適度、空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等方面均具有良好的條件，氣候康養(yǎng)指數(shù)均小于0.350，康養(yǎng)氣候條件優(yōu)良，適宜進(jìn)行氣候康養(yǎng)活動(dòng)。相對(duì)而言，中部地區(qū)的五指山、白沙、瓊中等康養(yǎng)氣候條件更優(yōu)。

3 討 論

本研究從氣候環(huán)境康養(yǎng)角度出發(fā)，不僅考慮了氣候條件對(duì)康養(yǎng)效應(yīng)的影響，還考慮了生態(tài)環(huán)境、空氣質(zhì)量等方面對(duì)氣候康養(yǎng)的影響，在此基礎(chǔ)上，采用加權(quán)求和的方法構(gòu)建了氣候康養(yǎng)指數(shù)，對(duì)全國(guó)41個(gè)城市的氣候康養(yǎng)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比分析。發(fā)現(xiàn)海南省18個(gè)市縣月、季、年的康養(yǎng)氣候條件均優(yōu)于全國(guó)其他城市，在夏季，也有其他個(gè)別城市適宜進(jìn)行氣候康養(yǎng)。其中，海南各市縣氣候康養(yǎng)條件以中部五指山、白沙、瓊中最好，其次為保亭、三亞。研究結(jié)果可為氣候康養(yǎng)評(píng)估提供技術(shù)支撐。然而，在評(píng)估生態(tài)環(huán)境、空氣質(zhì)量時(shí)，由于資料獲取的限制，選取的指標(biāo)還相對(duì)較為簡(jiǎn)單。例如，在目前僅選用歸一化指標(biāo)指數(shù)來(lái)評(píng)估生態(tài)環(huán)境，還可增加水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、氧平衡指標(biāo)、大氣相對(duì)含氧量指標(biāo)等來(lái)豐富對(duì)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)；在評(píng)估空氣質(zhì)量時(shí)還可增加空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)占比、花粉過(guò)敏指數(shù)、飄絮指數(shù)等指標(biāo)。此外，氣候康養(yǎng)指數(shù)僅從氣候、空氣質(zhì)量、生態(tài)等氣候康養(yǎng)自然資源出發(fā)，未考慮醫(yī)療、經(jīng)濟(jì)、交通、住宿、文化等生活經(jīng)濟(jì)因素的影響，在今后的研究中需進(jìn)一步完善。