臧慧鋒, 裴秀苗, 劉俸霞, 侯俊峰
1.山西省夏縣氣象局,山西 運(yùn)城 044499;2.山西省運(yùn)城市氣象局,山西 運(yùn)城 044099;3.重慶市萬盛經(jīng)開區(qū)氣象局,重慶 萬盛 400800
生態(tài)環(huán)境是指在一定的空間范圍內(nèi),各類生物與它周邊的環(huán)境所構(gòu)成的統(tǒng)一整體,它們相互影響、相互制約,達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的相對(duì)平衡狀態(tài)[1].旅游是一種出于休閑和體驗(yàn)?zāi)康牡漠惖鼗顒?dòng)[2].氣候是自然環(huán)境的重要組成部分,也是影響旅游活動(dòng)的重要環(huán)境因子[3].不同的氣候條件可以形成不同的自然景觀和旅游環(huán)境,它可以是開展旅游活動(dòng)的有利因子,也可以成為旅游活動(dòng)的障礙.氣候舒適度是人們無需借助任何消寒、避暑措施就能保證生理過程正常進(jìn)行的氣候條件,是否舒適是根據(jù)一定條件下皮膚的溫度、出汗量、熱感和人體調(diào)節(jié)系統(tǒng)所承受的負(fù)荷來確定的,主要受最高、最低氣溫,相對(duì)濕度,日照時(shí)數(shù)和風(fēng)力大小等因素制約[4].對(duì)旅游地的氣候進(jìn)行評(píng)價(jià),一方面可以作為旅游規(guī)劃設(shè)計(jì)的參考依據(jù),合理利用旅游氣候資源,另一方面也可以為旅游者提供服務(wù).
夏縣地處晉、陜、豫三省交界處的金三角地帶,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯;橫跨中條山及運(yùn)城盆地,東部為山地,中部為邊山臺(tái)地,西部為裂陷盆地;地勢(shì)東高西低,分為山地、丘陵和平川3個(gè)區(qū)域.夏縣旅游資源豐富,近年來形成了以泗交、瑤池溫泉和太寬河自然保護(hù)區(qū)為主的生態(tài)旅游線和以司馬溫公祠、宇達(dá)工藝雕塑園、堆云洞為主的人文旅游線.過去,這些景點(diǎn)開發(fā)主要依托景區(qū)自身的旅游價(jià)值、區(qū)位優(yōu)勢(shì)和大力宣傳,并未從生態(tài)旅游氣候資源這個(gè)角度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).因此,開展旅游氣候資源評(píng)價(jià),對(duì)借助黃河三角洲的區(qū)位優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展夏縣旅游業(yè),促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義.
已有學(xué)者對(duì)旅游氣候進(jìn)行了諸多研究,提出了一些評(píng)價(jià)方法與指標(biāo).主要研究有旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)[5-8]、旅游氣候資源特征[9-12]、旅游氣候適宜性研究[13-15]和旅游環(huán)境舒適度評(píng)價(jià)[16-17]等.然而,已有研究多以旅游氣候資源為主要研究對(duì)象,而同時(shí)從生態(tài)環(huán)境與旅游氣候資源的角度,評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)生態(tài)旅游氣候資源的研究相對(duì)較少.本研究開展夏縣生態(tài)旅游氣候資源的評(píng)價(jià)分析,擬為大力發(fā)展夏縣旅游業(yè)提供技術(shù)支撐.
本研究采用的資料包含:①夏縣國(guó)家氣象觀測(cè)站1981-2018年氣象觀測(cè)資料,該資料來自CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù),所有數(shù)據(jù)均經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量控制,包括極值檢驗(yàn)、時(shí)間一致性檢驗(yàn)和各要素間的協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)等,對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和超出當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)W范圍的奇異數(shù)據(jù)予以剔除,并通過空間插值法進(jìn)行合理填補(bǔ).氣候背景所使用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為國(guó)家氣候中心公布的1981-2010年的整編數(shù)據(jù)集.區(qū)域氣象數(shù)據(jù)為夏縣境內(nèi)區(qū)域自動(dòng)站2018年1月1日-2018年12月31日觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì).②由夏縣林業(yè)局、生態(tài)環(huán)境局、水利局、文化和旅游局提供的森林、環(huán)境、地表水和生物等資源數(shù)據(jù).③負(fù)氧離子數(shù)據(jù)是泗交鎮(zhèn)王家河村和祁家河鄉(xiāng)金樓山兩套負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)儀2018年1月1日-2018年12月31日的逐小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù).
考慮夏縣的地理位置及其氣候特征等綜合因素,采用《人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)》(GB/T 27963-2011)中的溫濕指數(shù)[18]作為本研究的氣候舒適度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(表1).溫濕指數(shù)的計(jì)算公式為:
表1 氣候舒適度(溫濕指數(shù))等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
I=T-0.55×(1-HR)×(T-14.4)
(1)
式中:I為某一評(píng)價(jià)時(shí)段的溫濕指數(shù),保留1位小數(shù);T為該時(shí)段平均氣溫(℃);HR為該時(shí)段的平均相對(duì)濕度(%).
采用2013年最新提出的度假氣候指數(shù)(holiday climate index,HCI)來分析夏縣適游期狀況.有關(guān)度假氣候指數(shù)(IHC)的計(jì)算方法以及其旅游適宜度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下.
IHC由3個(gè)因子按照不同比例構(gòu)成(表2),它們分別是:熱舒適因子T,占40%,表示人體對(duì)溫度高低的感覺,通過日最高氣溫和日平均相對(duì)濕度根據(jù)(2)式獲得的有效溫度(TE,即環(huán)境溫度經(jīng)過濕度訂正后的人體實(shí)感溫度)來表征;審美因子A,通過云量的多寡來表征,占20%;物理因子P,通過降水量(R)和風(fēng)速(V)來表征,占40%.最終經(jīng)查表3獲得各分因子分值,再經(jīng)計(jì)算得出IHC,其值處于0~100之間,對(duì)應(yīng)的旅游氣候分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表4,計(jì)算公式為:
表2 度假氣候指數(shù)(IHC)的構(gòu)成
表3 度假氣候指數(shù)(IHC)評(píng)分方案
表4 IHC旅游氣候分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
2.1.1 生物資源
夏縣生物資源豐富,動(dòng)植物種類繁多.國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)物有金錢豹、原麝、金雕和東方白鸛4種,國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)物有25種,如:大天鵝、紅腹錦雞、勺雞、燕隼等,夏縣是紅腹錦雞在山西省的唯一分布區(qū).植被類型包括針葉林、針闊混交林、落葉闊葉林、落葉闊葉灌叢、灌草叢、草叢和草甸7種,重點(diǎn)保護(hù)的珍稀植物有領(lǐng)春木、青檀、四照花、水杉、山白樹、猬實(shí)、泡花樹和異葉榕等.
2.1.2 地表水資源
夏縣地表水豐富,地表水資源約為1.2億m3/a,可利用的地表水約為4 931.7萬m3,全縣河流總長(zhǎng)209 km,總流量1.2億m3,共有較大河流27條,可分為黃河支流水系、姚暹渠水系和涑水河水系三大水系,各河道地表水水量豐沛、水質(zhì)良好.
2.1.3 森林資源
夏縣境內(nèi)森林覆蓋率51.03%,林木蓄積量超過300萬m3,植被覆蓋率達(dá)到60.2%.泗交山區(qū)森林覆蓋率達(dá)85%以上,泗交生態(tài)景區(qū)被譽(yù)為“天然氧吧”和“森林公園”.行政區(qū)劃跨泗交鎮(zhèn)和祁家河鄉(xiāng)的太寬河自然保護(hù)區(qū),面積24 276.7 hm2,森林覆蓋率高達(dá)88.7%,是中條山植物資源最為豐富、天然櫟林分布最為集中和質(zhì)量最好的區(qū)域,是我國(guó)暖溫帶落葉闊葉林典型分布區(qū)之一,域內(nèi)生物多樣性豐富,具有重要的科研和保護(hù)價(jià)值,被列入國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),山林茂密,環(huán)境清幽,宛如森林氧吧.
空氣中負(fù)氧離子含量是空氣質(zhì)量好壞的標(biāo)志之一,負(fù)氧離子能夠有效去除空氣中的顆粒污染物而達(dá)到空氣凈化的目的,同時(shí)也對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)和心腦血管系統(tǒng)疾病有一定的改善作用[19].負(fù)氧離子濃度水平已經(jīng)成為評(píng)價(jià)地方空氣清潔度的重要指標(biāo)[20].
從2018年夏縣負(fù)氧離子濃度統(tǒng)計(jì)(表5)可以看出,夏縣地區(qū)月平均負(fù)氧離子濃度在915~1 785個(gè)/cm3之間,年平均負(fù)氧離子濃度為1 316個(gè)/cm3,達(dá)到《空氣負(fù)(氧)離子濃度觀測(cè)技術(shù)規(guī)范》(LY/T2586-2016)空氣清新標(biāo)準(zhǔn),滿足世界衛(wèi)生組織界定的清新空氣的標(biāo)準(zhǔn)(1 000~1 500個(gè)/cm3),對(duì)人體健康極為有利.
表5 2018年度夏縣負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 個(gè)/cm3
利用空氣質(zhì)量指數(shù)(air quality index,AQI)可以直觀地評(píng)價(jià)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況,并指導(dǎo)空氣污染的控制和管理.空氣質(zhì)量指數(shù)IAQ是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù),其數(shù)值越大,說明空氣污染狀況越嚴(yán)重,對(duì)人體健康的危害也就越大[21].2017年,夏縣的IAQ年均值為91,優(yōu)良天數(shù)為283 d,優(yōu)良率為77.5%,其中:空氣質(zhì)量為優(yōu)的有86 d(占23.6%)、為良的有197 d(占54.0%).2018年,夏縣的IAQ年均值為90,優(yōu)良天數(shù)為285 d,優(yōu)良率為78.1%,其中:空氣質(zhì)量為優(yōu)的有88 d(占24.1%)、為良的有197 d(占54.0%).總體而言,2017-2018年夏縣空氣質(zhì)量IAQ年均值均在100以下,空氣質(zhì)量良好.
從表6可以看出,2017-2018 年,夏縣各污染物年均濃度總體呈下降趨勢(shì),且差異較明顯.其中,NO2年均濃度符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)[22]一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),SO2年均濃度接近《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)[22]一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),PM2.5和PM10年均濃度總體呈下降趨勢(shì),表明夏縣空氣質(zhì)量逐年朝好的方向發(fā)展.
表6 2017-2018年各污染物年均濃度 μg/m3
夏縣生態(tài)環(huán)境優(yōu)美,旅游資源豐富,秀山密林、源頭活水、空氣優(yōu)良、生物多樣,是華北地區(qū)重要的生態(tài)屏障.
2.4.1 自然生態(tài)旅游資源
泗交生態(tài)景區(qū)山清水秀,林木茂盛,境內(nèi)有唐回漂流、架桑漂流、滑雪場(chǎng)和狩獵場(chǎng)等休閑旅游項(xiàng)目,有神奇洞、黑龍?zhí)?、蓮花臺(tái)和銀蝶泉等自然景觀,是理想的生態(tài)旅游、避暑度假勝地.中條山主峰金樓山和雙山黃河絕壁以優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境,獨(dú)特的觀賞體驗(yàn),為發(fā)展生態(tài)體驗(yàn)產(chǎn)品旅游打下了基礎(chǔ).太寬河谷群峰聳立,古木成林,構(gòu)建成以山、林、石、瀑、潭、洞等旅游資源為載體,以峽谷觀光、濱水游憩和生態(tài)回歸為主題的太寬河原生態(tài)休閑旅游區(qū).
2.4.2 人文生態(tài)旅游資源
夏縣擁有豐富獨(dú)特的人文生態(tài)旅游資源,其縣城依山傍水,擁有“華夏第一藥湯”之稱的溫泉地?zé)豳Y源,建成了集“湯、居、林、湖”于一體的城市生態(tài)溫泉休閑體驗(yàn)區(qū).夏縣還有享譽(yù)全國(guó)的司馬溫公祠,有被譽(yù)為“放大的盆景、濃縮的仙境”的堆云洞,有以傳統(tǒng)田園鄉(xiāng)村為背景、以忠義文化建設(shè)為重點(diǎn)的介子推文化園,有以萬頃葡萄種植為背景、以生態(tài)與酒文化體驗(yàn)為主要形式的格瑞特生態(tài)園等.以司馬光的治國(guó)文化、堆云洞的道教文化和介子推的忠義文化為根基,以生態(tài)與酒文化為點(diǎn)綴,讓游客在人文生態(tài)旅游中體味中華民族千百年來浩瀚歷史的興衰滄桑,透視禹都大地的歷史文化遺產(chǎn).
夏縣屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和,四季分明,雨量適宜,雨熱同季.由于境內(nèi)山高谷深,相對(duì)差較大,所以山地立體氣候特征明顯.
3.1.1 氣候溫和
夏縣城區(qū)年平均氣溫為13.2 ℃.最冷月為1月,平均氣溫為-2.1 ℃;最熱月為7月,平均氣溫為26.8 ℃.2018年夏縣全域平均氣溫為10.4~15.8 ℃,平均最高氣溫為18.2~22.2 ℃,平均最低氣溫為4.8~10.3 ℃,最高氣溫、最低氣溫及平均氣溫均隨海拔高度的升高而降低,呈現(xiàn)出西北高、東南低的分布.年平均相對(duì)濕度為66%,各月相對(duì)濕度變化不大,均在58%~75%之間浮動(dòng),濕度適宜.年日照時(shí)數(shù)為2 320.2 h,年平均風(fēng)速為1.2 m/s.總體而言,夏縣全域氣候溫和,風(fēng)速適宜,日照充足,能給人們提供一個(gè)非常優(yōu)異的旅游氣候環(huán)境.
3.1.2 雨量適宜
夏縣城區(qū)年平均降水量為519.2 mm,降水集中在每年6-9月,7月降水量最多,為103.3 mm,8月次之,1月降水量最少,為5.2 mm(圖1).年平均降水日數(shù)為76.5 d,8月降水日數(shù)最多(10.1 d),1月降水日數(shù)最少(2.6 d).2018年夏縣全域降水量為510~650 mm,大部分地區(qū)降水量在550 mm以上,泗交鎮(zhèn)和祁家河鄉(xiāng)等東部山區(qū)降水量介于600~650 mm之間.總體而言,夏縣降水量適宜.適宜的降水不但可以滋養(yǎng)植物,還可以降溫除塵,使空氣變得更加清新怡人,同時(shí)也利于人們進(jìn)行旅游活動(dòng).
圖1 夏縣城區(qū)月平均降水量
3.1.3 四季分明
夏縣春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)和冬季(12月-翌年2月)的平均氣溫分別為14.4,25.6,12.9,-0.3 ℃(圖2).春季與夏季、夏季與秋季、秋季與冬季的平均氣溫分別相差11.2,12.7,13.2 ℃,夏季和冬季平均氣溫差為25.9℃,可讓人明顯感受春夏秋冬四季輪回的氣溫轉(zhuǎn)變.從平均降水量來看,降水主要發(fā)生在夏季,秋季和春季次之,冬季最少,春季、夏季、秋季、冬季的平均降水量分別為98.2,257.6,145.4,18.0 mm,冬季平均降水量只占到夏季的7.0%,季節(jié)差異十分明顯.總體而言,夏縣四季分明.
圖2 夏縣四季平均氣溫及平均降水量
3.1.4 雨熱同季
夏縣降水與溫度在時(shí)間尺度上的配置非常優(yōu)越.從年平均降水量及年平均氣溫來看,年內(nèi)氣溫與降水量的分配基本呈同步變化態(tài)勢(shì),氣溫高值期同時(shí)也是雨量充沛期.1-7月,隨著氣溫的上升,降水量也呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),7月達(dá)到氣溫和降水量最高值,7月之后,氣溫開始下降,平均降水量也呈現(xiàn)出下降趨勢(shì).
3.2.1 城區(qū)氣候舒適度分析
基于夏縣城區(qū)氣候舒適度月變化圖(圖3),可以看出,夏縣城區(qū)氣候舒適度月變化呈單峰分布特征,7月前氣候舒適度隨時(shí)間上升,7月之后隨之下降,這與月氣溫變化一致.就各月氣候舒適度變化而言,1-3月氣候舒適度等級(jí)為1級(jí),介于1.5~11.0之間,體感寒冷,1月氣候舒適度值為1.5,體感最冷;4月起氣候舒適度等級(jí)上升,由寒冷轉(zhuǎn)為冷;5-9月氣候舒適度等級(jí)為3級(jí),介于19.1~24.8之間,體感最為舒適;10-12月氣候舒適度等級(jí)下降,體感由舒適轉(zhuǎn)為寒冷,介于2.3~13.6之間.全年無熱及悶熱不舒適感覺.總而言之,5-9月夏縣城區(qū)氣候舒適度總體舒適,舒適期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月,7月體感最為舒適.
圖3 夏縣城區(qū)氣候舒適度月變化
3.2.2 區(qū)域氣候舒適度分析
比較夏縣城區(qū)與太寬河自然保護(hù)區(qū)的氣候舒適度發(fā)現(xiàn)(表7),夏縣城區(qū)和太寬河自然保護(hù)區(qū)的氣候舒適期均長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月,集中出現(xiàn)在5-9月,年均氣候舒適度在17.9~25.3之間,均處于3級(jí)舒適范疇,說明5-9月夏縣全域氣候總體舒適,其中7月體感最為舒適,夏縣城區(qū)和太寬河自然保護(hù)區(qū)的氣候舒適度分別為25.3和24.4.
表7 夏縣區(qū)域氣候舒適度特征
夏縣各月的度假氣候指數(shù)(IHC)見表8.從表8中分析可得,夏縣1月到5月,IHC和溫度變化趨勢(shì)一致,趨于升高,4-5月溫度適宜,IHC介于80~89之間,且5月IHC達(dá)到一年之中最高;而6-8月隨著雨日、高溫日的增多,降雨對(duì)人們旅游出行、游覽觀光會(huì)產(chǎn)生不便,IHC指數(shù)比4-5月有所下降,但I(xiàn)HC仍介于70~79之間,說明夏縣仍是“避暑納涼”的好去處;9月隨著入秋,天氣逐漸轉(zhuǎn)涼爽,秋高氣爽的天氣對(duì)人們出行和身體健康均有利,IHC又有所升高;10-12月隨著天氣轉(zhuǎn)冷,IHC又逐步下降.
表8 1981-2018年夏縣各月度假氣候指數(shù)(IHC)
按度假旅游指數(shù)(IHC)的旅游適宜期評(píng)級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn),夏縣全年均適宜旅游出行.其中,有3個(gè)月(1,2,12月)為度假旅游的“適宜期”;有6個(gè)月(3,6,7,8,10,11月)為度假旅游的“很適宜期”;還有3個(gè)月(4,5,9月)為度假旅游的“特別適宜期”,尤其是5月,夏縣的雨量、光照、溫度、濕度和云量都非常適宜,與國(guó)內(nèi)的“五一”黃金假期也正好重合,是人們旅游度假的優(yōu)選之地.
綜合分析夏縣的氣候特點(diǎn)、氣候舒適度以及適游期可知,該地區(qū)4-10月旅游氣候資源相對(duì)最優(yōu),空氣中負(fù)氧離子含量相對(duì)較高,氣溫、風(fēng)速和濕度適宜,日照充足,且氣溫和降水在時(shí)間尺度上配合非常優(yōu)越.夏季高溫多雨的氣候條件為生態(tài)景區(qū)提供豐富的水分資源,最適宜開展山區(qū)避暑旅游以及漂流活動(dòng);春季陽(yáng)光明媚、萬物復(fù)蘇,秋季秋高氣爽、景色宜人,適合游覽司馬溫公祠、堆云洞和格瑞特生態(tài)園等一系列特色人文生態(tài)景觀,適逢開花季和紅葉季前后,還可以在太寬河自然保護(hù)區(qū)欣賞物候景觀;即使在最不適宜旅游的冬季,夏縣還有溫泉小鎮(zhèn)和泗交大型滑雪場(chǎng),一年四季能夠全時(shí)段滿足游客的旅游休閑需求.
本研究利用森林、環(huán)境、生物、旅游及氣象等資料,評(píng)價(jià)了夏縣的生態(tài)旅游氣候資源.
1)夏縣生態(tài)環(huán)境優(yōu)良,生態(tài)資源豐富.有多種國(guó)家一、二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)物以及重點(diǎn)保護(hù)的珍稀植物.地表水豐富,各河道地表水水量豐沛水質(zhì)良好.境內(nèi)森林資源豐富,具有重要的科研和保護(hù)價(jià)值,被列入國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū).
2)夏縣月平均負(fù)氧離子濃度在915~1 785個(gè)/cm3之間,年平均負(fù)氧離子濃度為1 316個(gè)/cm3,達(dá)到負(fù)氧離子濃度清新空氣標(biāo)準(zhǔn),對(duì)人體健康極為有利.
3)夏縣空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良.IAQ年均值為90,環(huán)境空氣優(yōu)良天數(shù)年均285 d,優(yōu)良率達(dá)78%.各污染物年均濃度總體呈下降趨勢(shì),空氣質(zhì)量逐年朝好的方向發(fā)展.
4)5-9月夏縣全域氣候舒適度總體舒適,舒適期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月,7月體感最為舒適.按度假旅游指數(shù)(IHC)標(biāo)準(zhǔn),夏縣全年適宜旅游出行.其中,4,5,9月為度假旅游的“特別適宜期”,尤其是5月,夏縣的雨量、光照、溫度、濕度和云量都非常適宜,與國(guó)內(nèi)的“五一”黃金假期也正好重合,是人們旅游度假的優(yōu)選之地.
夏縣地理位置優(yōu)越、氣候溫和濕潤(rùn)、日照時(shí)間充足、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、人文景觀豐富、空氣清新宜人、四季特色鮮明,并且融入休閑、養(yǎng)生的理念,實(shí)屬山清水秀、生態(tài)宜居旅游勝地.