福建省創(chuàng)建“中國天然氧吧”氣候生態(tài)資源評估研究*
——以壽寧縣為例

蔡嘉儀 李長順,2 宗 晨 林 艷 曾穎婷

(1.福建省氣象服務(wù)中心，福建 福州 350028；2.平潭綜合實驗區(qū)氣象局，福建 平潭 350400)

0 引言

為進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，“中國天然氧吧”創(chuàng)建活動于2016年正式啟動，通過評價旅游氣候及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，挖掘一批高質(zhì)量生態(tài)旅游氣候資源。作為中國氣象局國家氣候標(biāo)志首批品牌之一，“中國天然氧吧”的品牌價值和影響力日益凸顯[1]。近年來，中國氣象服務(wù)協(xié)會、中國氣象局公共氣象服務(wù)中心、國家衛(wèi)星氣象中心等多家單位合作，組織制定“中國天然氧吧”創(chuàng)建發(fā)展規(guī)劃，共同完善負(fù)氧離子監(jiān)測的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，該項活動目前已形成較為系統(tǒng)的組織管理體系和評價指標(biāo)體系。針對旅游氣候資源評價，國內(nèi)外也有許多學(xué)者在相關(guān)方面開展了大量研究。Mieczkowski[2]構(gòu)建了旅游氣候指數(shù)(Tourism Climate Index，TCI)，該指數(shù)綜合考慮影響旅游氣候適宜性的熱力條件、美學(xué)因素、自然狀況3個主要方面，并被發(fā)展和沿用至今[3-4]；郭潔等[5]利用氣候整編資料分析探討了四川旅游氣候資源的基本特點；吳普等[6]通過回歸分析等方法，分析了海南旅游客流量年內(nèi)變化與氣候的相關(guān)性分析；陳欣等[7]運用4個評價指數(shù)對百色市展開氣候資源評估。但是目前學(xué)術(shù)界在“中國天然氧吧”創(chuàng)建過程中，對縣域生態(tài)旅游資源評估的研究較少[8]，且近兩年相關(guān)評價工作實施細(xì)則、評價技術(shù)規(guī)范均有進(jìn)一步完善和改進(jìn)，對相關(guān)申報縣域的生態(tài)旅游資源等方面的評估更加嚴(yán)謹(jǐn)。本文結(jié)合2021年最新的中國天然氧吧評價要求，以福建省壽寧縣為例，開展氣候生態(tài)資源評價，以期為福建省及外省其他市(縣)申報工作提供技術(shù)支撐。

福建具有山海交融的自然資源特色，福建省氣象部門高度重視“中國天然氧吧”創(chuàng)建工作，結(jié)合“清新福建”旅游品牌形象，促進(jìn)全省生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙提升。壽寧縣地處福建省東北部，位于閩浙兩省交界、洞宮山脈東麓，素有“兩省門戶，五縣通衢”之稱。本文利用負(fù)氧離子和地面氣象觀測資料等，根據(jù)2021年發(fā)布的《中國天然氧吧數(shù)據(jù)監(jiān)測與處理規(guī)范》、《中國天然氧吧評價技術(shù)規(guī)范》等，科學(xué)評價壽寧縣創(chuàng)建“中國天然氧吧”的基礎(chǔ)條件和整體情況，為壽寧縣合理開發(fā)利用本地優(yōu)質(zhì)生態(tài)氣候旅游資源，開展康養(yǎng)生態(tài)旅游，成功創(chuàng)建“中國天然氧吧”等方面提供科學(xué)依據(jù)，同時為后續(xù)其他地區(qū)創(chuàng)建活動的展開提供參考依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

地面氣象觀測數(shù)據(jù)由福建省氣象信息中心提供，使用的氣象數(shù)據(jù)為近30年(1991—2020年)壽寧縣國家基本氣象站氣象觀測資料，包括氣溫、相對濕度、日照時數(shù)等；大氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)來自壽寧縣生態(tài)環(huán)境局提供的《壽寧縣2017—2020年空氣質(zhì)量監(jiān)測情況報告》，其中壽寧縣空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點共2個，分別位于壽寧縣氣象局、壽寧縣黨校，均為省控城市空氣評價點，監(jiān)測要素包括AQI、SO2、NO2、CO、O3、可吸入顆粒物(PM10)和細(xì)顆粒物(PM2.5)7項主要監(jiān)測指標(biāo)，研究結(jié)果為兩站點均值；地表水質(zhì)狀況源于壽寧縣水利局提供的2020年監(jiān)測數(shù)據(jù)。森林覆蓋率、旅游資源情況分別源自壽寧縣林業(yè)局、壽寧縣文旅局提供的統(tǒng)計年報。

壽寧縣域內(nèi)分布有銀山花田監(jiān)測站、下黨鄉(xiāng)監(jiān)測站兩個負(fù)氧離子監(jiān)測站點，兩站點建于2020年5月，監(jiān)測儀器均選取Huatron FR500負(fù)氧離子監(jiān)測儀，服務(wù)平臺為INFOServer-AEI環(huán)境指數(shù)預(yù)報服務(wù)平臺V1.0。其中，銀山花田監(jiān)測站屬一類區(qū)域(城市自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他特殊保護(hù)區(qū))；下黨鄉(xiāng)監(jiān)測站屬二類區(qū)域(城市居民居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū))。負(fù)氧離子監(jiān)測設(shè)備全天24小時不間斷工作，分鐘級自動采集空氣負(fù)氧離子濃度數(shù)據(jù)，每5分鐘將數(shù)據(jù)包傳輸至福建省氣象局清新指數(shù)綜合監(jiān)測中心站數(shù)據(jù)庫，由福建省氣象信息中心統(tǒng)一管理。研究選取兩站點2020年5月—2021年4月連續(xù)監(jiān)測的負(fù)氧離子濃度數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

負(fù)氧離子月均濃度值計算參照其他氣象觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制方法。先對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，對明顯異?；虺^允許變化范圍的數(shù)值進(jìn)行剔除，當(dāng)負(fù)氧離子濃度值長時間為0或10分鐘內(nèi)跳變超過5000的值判別為異常數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的可靠和真實。對質(zhì)量控制后的數(shù)據(jù)再采用算術(shù)平均值進(jìn)行月值統(tǒng)計。AQI計算依照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)(HJ633-2012)》；水質(zhì)分級按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》。氣候舒適期的計算為統(tǒng)計氣候舒適度達(dá)到較舒適及以上等級的累計月數(shù)，氣候舒適度綜合考慮溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)，具體計算及評價方法如下：

風(fēng)效指數(shù)K計算公式：

式中，K為風(fēng)效指數(shù)，取整數(shù)；T為月平均氣溫，單位為℃；V為月平均風(fēng)速，單位為m/s；S為月平均日照時數(shù)，單位為h/d。

溫濕指數(shù)I計算公式：

I=1.8T+32-0.55×(1-RH)×(1.8T-26)

式中，I為溫濕指數(shù)，保留1位小數(shù)；T為月平均氣溫，單位為℃；RH為月平均空氣相對濕度(%)。

對照人居環(huán)境舒適度等級劃分表(表1)，綜合考慮溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)的計算結(jié)果，評價壽寧縣逐月舒適度等級：當(dāng)月平均氣溫≤16℃且≥10℃時，采用風(fēng)效指數(shù)K來評價氣候舒適度；當(dāng)月平均氣溫>16℃時，采用溫濕指數(shù)I來評價氣候舒適度；當(dāng)月平均氣溫<10℃且月平均濕度≥85%時，采用溫濕指數(shù)I來評價氣候舒適度；當(dāng)月平均氣溫<10℃且月平均濕度<85%時，采用風(fēng)效指數(shù)K來評價氣候舒適度。

表1 氣候舒適度評價規(guī)則

2 氣候生態(tài)條件分析

2.1 氣候背景及適宜性分析

壽寧縣臨近東海，相距僅83km，深受海洋季風(fēng)影響，氣候具有明顯的海洋性特征；氣象要素垂直差異明顯，具有較典型的山地氣候。在氣候區(qū)劃上，壽寧縣屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。壽寧縣年平均氣溫15.3℃，最冷月(1月)平均氣溫5.5℃，最熱月(7月)平均氣溫24.6℃。由于地處高山地區(qū)，壽寧縣經(jīng)常為云霧所籠罩，濕度較大，年平均相對濕度為81.8%。壽寧縣常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南偏東風(fēng)，年平均風(fēng)速1.60m/s，縣域內(nèi)風(fēng)力分布的特點是：高山區(qū)大于河谷區(qū)，夏季大于冬季，白天大于夜間。壽寧縣年均日照時數(shù)1626小時。月平均日照時數(shù)以7月最多，達(dá)212小時。

從壽寧縣各月風(fēng)效指數(shù)和溫濕指數(shù)的評價結(jié)果來看，壽寧縣1～4月、11～12月這6個月氣候舒適度評價等級為涼(較舒適)；6月、9月為暖(較舒適)，5月和10月為最舒適，7～8月為偏熱或暖偏熱(較不舒適)(表2)。壽寧縣1～6月和9～12月氣候舒適度評價等級為較為舒適或舒適，全年氣候舒適期長達(dá)10個月。此外，壽寧縣季節(jié)分布相對均勻，夏季最熱月平均氣溫在24.6℃，具備四季分明季節(jié)養(yǎng)生、避暑養(yǎng)生、富氧康養(yǎng)養(yǎng)生氣候資源，一年四季均適合出游，有利于發(fā)展“春之多彩，賞在壽寧；夏之清爽，住在壽寧；秋之豐收，吃住壽寧；冬之文旅，感悟壽寧”的四季游線。

表2 壽寧縣各月溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)及舒適度等級

2.2 負(fù)氧離子狀況分析

下黨鄉(xiāng)站負(fù)氧離子濃度年均值為2577個/cm3，氣候舒適期負(fù)氧離子濃度均值為2596個/cm3(表3)。從下黨鄉(xiāng)站負(fù)氧離子濃度的平均月變化可見(圖1)，11月最高，為3449個/cm3；監(jiān)測期間，負(fù)氧離子月平均濃度均在1000個/cm3以上，其中2020年5月、9月、10月，2021年1月、2月、3月負(fù)氧離子月平均濃度均在2000～3000個/cm3，2020年8月、11月、12月和2021年2月負(fù)氧離子月平均濃度均在3000個/cm3以上。整體而言，2020年8月～2021年2月負(fù)氧離子濃度較高，介于2411～3449個/cm3。銀山花田站負(fù)氧離子濃度的年均值為1680個/cm3，氣候舒適期負(fù)氧離子濃度均值為1633個/cm3(表3)。從銀山花田站負(fù)氧離子濃度的月變化可見(圖2)，4月最高，為2132個/cm3；監(jiān)測期間，負(fù)氧離子月平均濃度均在1000個/cm3以上。

圖1 下黨鄉(xiāng)站負(fù)氧離子濃度月變化

圖2 銀山花田站負(fù)氧離子濃度月變化

表3 負(fù)氧離子年均值 單位：個/cm3

綜合分析下黨鄉(xiāng)站和銀山花田站的負(fù)氧離子濃度可得，壽寧縣年平均負(fù)氧離子濃度值為2129個/cm3，氣候舒適期負(fù)氧離子濃度值為2114個/cm3。

2.3 環(huán)境空氣質(zhì)量評估分析

根據(jù)《壽寧縣2017—2020年空氣質(zhì)量監(jiān)測情況報告》，2017—2020年壽寧縣城區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測有效天數(shù)分別為348天、357天、365天和365天。其中，2017年全年總達(dá)標(biāo)天數(shù)331天，總達(dá)標(biāo)率為95.1%；2018年全年總達(dá)標(biāo)天數(shù)356天，總達(dá)標(biāo)率為99.7%；2019年全年總達(dá)標(biāo)天數(shù)364天，總達(dá)標(biāo)率為99.7%；2020年全年總達(dá)標(biāo)天數(shù)363天，總達(dá)標(biāo)率為99.5%。從監(jiān)測結(jié)果來看，2018年較2017年環(huán)境空氣質(zhì)量改善較為明顯，增加了25個達(dá)標(biāo)天數(shù)；2018—2020年，各年份空氣環(huán)境質(zhì)量與同期相比基本持平，一級達(dá)標(biāo)率穩(wěn)中有升。表4為壽寧縣達(dá)標(biāo)天數(shù)情況統(tǒng)計表，總達(dá)標(biāo)率代表有效監(jiān)測期間環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)占比，一級達(dá)標(biāo)對應(yīng)優(yōu)級，二級達(dá)標(biāo)對應(yīng)良好。

表4 壽寧縣達(dá)標(biāo)天數(shù)情況統(tǒng)計

2017—2020年壽寧縣城區(qū)年均AQI值分別為54.0、49.7、45.5、44.6，2017—2019年AQI值逐年降低，2020年AQI值與上年持平，近年整體呈下降趨勢。從AQI月均值變化情況看(圖3)，AQI月均值多數(shù)在50以下，環(huán)境空氣質(zhì)量處于優(yōu)級水平，月均值范圍為32～79。近年AQI低值主要出現(xiàn)在6～8月，2020年氣候舒適期(1～6月和9～12月)的AQI均值為46.3。

圖3 2017—2020年壽寧縣AQI月均值變化

根據(jù)《城市環(huán)境空氣質(zhì)量排名技術(shù)規(guī)定》(環(huán)辦監(jiān)測〔2018〕19號)，壽寧縣2017年城市空氣綜合指數(shù)為2.13，主要污染物為臭氧，位居全省58個縣級城市第16名，排名中上。近年來，通過多措并舉，壽寧縣環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)性改善，到2020年，壽寧縣城市空氣綜合指數(shù)為1.91，位居全省58個縣級城市第7名，排名靠前。2017—2020年，壽寧縣SO2、NO2、可吸入顆粒物(PM10)和細(xì)顆粒物(PM2.5)年均濃度以及CO和O3特定百分位數(shù)平均值均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)二級標(biāo)準(zhǔn)。壽寧縣主要污染物為臭氧，春夏時節(jié)，臭氧是典型的二次污染物，臭氧的前體物主要是氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)污染物，而這兩種污染物同樣也是二次細(xì)顆粒物的前體物，控制其前體物排放是治理的關(guān)鍵。根據(jù)近年1—12月氮氧化物等相關(guān)數(shù)據(jù)，其主要原因為春夏季受高溫和紫外輻射增強(qiáng)的影響，提高了大氣的氧化性，引起地表臭氧濃度的增加，又加速二次細(xì)顆粒物的生成，以及大氣的傳輸作用導(dǎo)致臭氧濃度的升高。具體空氣質(zhì)量評價情況見表5。

表5 2017—2020年壽寧縣城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量評價匯總表

2.4 植被覆蓋狀況及地表水質(zhì)評估分析

壽寧縣西北部為中山山地，最高峰山羊尖為閩東群峰之冠，東南部為中低山地，西南部為河谷臺地。2020年全縣活立木蓄積638.044萬m3，林地面積11.319萬公頃，森林面積10.456萬公頃。森林覆蓋率71.97%，較2015年增長1.3%，呈現(xiàn)上升勢頭。全縣掛牌保護(hù)古樹名木1066株，古樹群5個。目前壽寧縣實施鄉(xiāng)村振興綠化美化行動推進(jìn)新一輪鄉(xiāng)村綠化美化。

壽寧縣境內(nèi)主要溪流7條，大小支流1700多條，總歸為后溪水系、蟾溪水系和斜灘溪水系3條水系。壽寧縣地表水資源量20.89億m3，地下水資源量5.15億m3，水資源總量20.89億m3。省考斷面壽寧縣武曲水質(zhì)優(yōu)良，保持Ⅱ類水質(zhì)?！笆奈濉毙略鰢紨嗝嬗颜x橋斷面為壽寧縣與泰順縣交界斷面，水質(zhì)要求和監(jiān)測結(jié)果均為Ⅱ類。壽寧縣納入省考的小流域斷面共9個，斷面水質(zhì)年均值均達(dá)到優(yōu)良水質(zhì)。其中，修竹溪口、犀溪鎮(zhèn)下游、舉坂、西浦村、斜灘鎮(zhèn)秀溪、小溪村下游、托溪口、坪壩洋等8條小流域水質(zhì)年均值穩(wěn)定達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，后溪(賽江)口水質(zhì)年均值穩(wěn)定達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 旅游資源評估分析

壽寧縣公路密度居全省前列，主要公路有福壽高速公路、壽慶二級公路等，境內(nèi)交通方便，基本實現(xiàn)村村通硬化公路；廊橋國際大飯店、壽寧賓館等酒店業(yè)迅速發(fā)展，全縣床位數(shù)達(dá)3000多位，旅游接待能力不斷加強(qiáng)；成立了烹飪協(xié)會，推出“硒鋅盛宴”，打造旅游“一桌菜”；催生壽寧石、夢龍?zhí)账?、壽寧根雕和硒鋅產(chǎn)品、高山茶一系列農(nóng)副產(chǎn)品等旅游商品。壽寧縣擁有得天獨厚的生態(tài)旅游資源，以“清新福建·難忘下黨”為龍頭，加速夢龍?zhí)斐?、銀山花田等重點景區(qū)建設(shè)。中國美麗休閑鄉(xiāng)村——下黨村、西浦國家水利風(fēng)景區(qū)、楊梅洲峽谷國家森林公園、官臺山古銀硐國家地質(zhì)公園等一連串的“國”字號招牌，讓壽寧縣旅游資源聲名鵲起。

3 綜合評價

壽寧縣生態(tài)規(guī)劃引領(lǐng)，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，資源稟賦獨特。綜上所述，壽寧縣創(chuàng)建“中國天然氧吧”的優(yōu)勢主要有以下幾個方面。

3.1 氣候宜人，堅持綠色發(fā)展之路

壽寧縣屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，夏無酷暑，被譽為福建夏季涼爽的避暑勝地。年平均氣溫15.3℃，年平均相對濕度為81.8%，年平均風(fēng)速1.6m/s，常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南偏東風(fēng)。全年氣候舒適月份長達(dá)10個月，氣候舒適宜人。森林覆蓋率達(dá)71.97%，森林蓄積量高。被列入國家重點生態(tài)功能區(qū)，類型為“水源涵養(yǎng)”。年均AQI指數(shù)44.6，環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)居全省前列，境內(nèi)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率100%。年均負(fù)氧離子濃度高達(dá)2129個/cm3，是天然的大氧吧。

3.2 文旅融合，打造鄉(xiāng)村振興樣板

壽寧縣生態(tài)稟賦獨特，文化底蘊豐厚。境內(nèi)有楊梅洲峽谷國家森林公園、官臺山古銀硐國家地質(zhì)公園等，難忘下黨、馮夢龍、古廊橋“三張文化名片”獨具魅力。為充分挖掘壽寧縣自然資源和人文資源優(yōu)勢，圍繞“村村有故事”的目標(biāo)，壽寧縣從全局和戰(zhàn)略的高度，堅持文旅融合，為山區(qū)縣域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展注入新的動力。以打造“下黨中國紅色旅游新地標(biāo)”為龍頭，聯(lián)動推進(jìn)紅色下黨、夢龍?zhí)斐亍y山花田、三峰公園等規(guī)劃建設(shè)，著力從景區(qū)打造和人文景觀充實上雙管齊下、綜合開發(fā)。發(fā)展紅色游、研學(xué)游、鄉(xiāng)村游、康養(yǎng)游，落實櫻花基地、廊橋文旅小鎮(zhèn)等主題鄉(xiāng)村游項目建設(shè)，打響“清新福建·難忘下黨”品牌，打造“八閩夏都”，形成全域發(fā)力的旅游格局。

3.3 環(huán)境優(yōu)質(zhì)，特色產(chǎn)業(yè)崛起

壽寧縣高山生態(tài)條件和120多萬畝的富硒富鋅土壤資源得天獨厚。圍繞“一鄉(xiāng)一業(yè)、一村一品”，因地制宜發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收。壽寧縣高山茶由量向質(zhì)跨越，生態(tài)硒鋅產(chǎn)業(yè)異軍突起，特色果林苗木產(chǎn)業(yè)持續(xù)培優(yōu)，“下鄉(xiāng)的味道”扶貧新模式引領(lǐng)小農(nóng)戶對接大市場。壽寧縣曾獲評“全國茶產(chǎn)業(yè)百強(qiáng)縣”“中國硒鋅綠谷”等稱號。

4 結(jié)論

根據(jù)最新的中國天然氧吧評價指標(biāo)，本研究從氣候背景及適宜性、負(fù)氧離子狀況、環(huán)境空氣質(zhì)量、植被覆蓋狀況及地表水質(zhì)、旅游資源等方面分析壽寧縣創(chuàng)建“中國天然氧吧”基礎(chǔ)條件，并從生態(tài)環(huán)境、文旅資源等方面進(jìn)行綜合評價。壽寧縣年均負(fù)氧離子濃度2129個/cm3，氣候舒適時長長達(dá)10個月；縣境內(nèi)碧水藍(lán)天綠意濃，境內(nèi)斷面水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為100%，年均AQI指數(shù)44.6，全年環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)占比99.5%，森林覆蓋率71.97%，符合“中國天然氧吧”創(chuàng)建要求。因此，必須充分發(fā)揮壽寧縣氣候資源優(yōu)勢，探究適合壽寧縣天然氧吧特點的發(fā)展模式，將這一潛在的生態(tài)資源轉(zhuǎn)化為氧吧經(jīng)濟(jì)，為助力地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展貢獻(xiàn)綠色力量。同時，本研究有利于規(guī)范和提升氧吧評價水平，進(jìn)一步推進(jìn)福建地區(qū)氧吧創(chuàng)建工作，并為創(chuàng)建活動指標(biāo)體系完善工作提供重要的參考依據(jù)。