攀西地区森林康养指数综合分析

郑自君 袁东升 房鹏 王建嫱 莫芳 朱家宁

(1 四川省凉山州气象局，西昌 615000; 2 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，成都 610072; 3 成都信息工程大学, 成都 610225)

引言

近年来，城市居民因节奏快、压力大、生态环境恶化以及缺乏足够的身体锻炼等因素容易患上各种现代生理和心理疾病,据世卫组织调查显示，全球75%的人处于亚健康状态；如何缓解这种亚健康状态呢？森林具有较强的吐故纳新功能，通过消减噪音、净化空气、固碳释氧、释放植物挥发物、提高空气负氧离子浓度、调节局部小气候等多种方式来改善综合环境条件，利于患者康复疗养、恢复健康[1]，森林中展开的活动也会对人的心理健康有一定的促进作用[2]，有助于长期处于较大压力下的人们释放压力、排解不良情绪，对调节其个人的心理状态具有积极作用[3-4]。森林康养是以人为本、以林为基、以养为要、以康为宿，目的是预防养生、休闲娱乐、保健康体，其覆盖面较广，适合人类不同群体[5]。

国外对森林康养的研究起源于19世纪中叶，多以大尺度的森林为研究对象，对实地样方调查数据进行估测，主要评价森林固碳释氧量、空气污染物含量、紫外线辐射水平、空气温度调节、增加生物多样性等[6]；而国内研究则着重于评价空气质量、空气负氧离子浓度、森林的固碳释氧量、植物挥发物浓度、林内小气候舒适度等，综合当前国内学者对于森林康养产业开发建设适宜性评价研究，围绕的指标大体相似，以气候、环境、资源、相关设施的条件等为主要指标，这对于康养产业开发建设适宜性指标体系构建具有一定的意义[7-16]，潘洋刘等[7-8]、李济任等[9]分析研究提出多个准则层和指标层，对森林资源进行了较全面的综合评价。

攀西地区气候宜人，物产丰富，森林覆盖率高，但尚未有人对其森林康养各指标进行综合量化分析。本文研究分析攀西地区森林康养指标，探讨康养指数，对攀西地区与国内其它康养目的地进行优势对比分析，评价攀西地区的康养旅游优势，根据不同的康养对象推介最佳康养区域，为攀西地区康养基地的开发规划提供必要的气象科学依据。

1 研究区域及方法

1.1 研究区概况

攀枝花市、凉山州合称为攀西地区，位于四川省西南部(100.06°～103.88°E,26.08°～29.30°N)。

境内山高谷深、盆地交错分布，境域山脉河流基本呈南北走向。地势以安宁河为中轴，向西北、东北逐渐增高。西北部海拔多在3000 m以上，东北部海拔多在2000 m以上，为次高区，中南部海拔多在2000 m 以下，其中最高峰为夏俄多季峰高达5958 m，东北部雷波县境内金沙江河谷最低海拔325 m，最大相对高差5633 m 。其森林覆盖率高，生态环境好，历史悠久，文化底蕴深厚，自然景观多，旅游资源优异，优质农产品多样丰富。属亚热带季风气候，干雨季分明，气候温和，年平均气温10～21 ℃。行政上包括22个县、区，因攀枝花西区无国家级气象观测站点，所以将攀枝花西区和东区均以炳草岗国家气象观测站的资料为代表，在本文中简称攀枝花。

1.2 数据来源与研究方法

利用1971—2019年攀西地区21个国家级气象观测站(攀枝花、盐边、米易、仁和、西昌、木里、盐源、德昌、会理、会东、宁南、普格、布拖、金阳、昭觉、喜德、冕宁、越西、甘洛、美姑、雷波)温度、湿度等气象数据、2014—2019年空气质量指数、2019年更新的各地海拔高度和森林覆盖率等资料，采用文献研究法、专家打分法、层次分析法分析了森林康养指标,设计并计算了各地康养指数。根据GB3095-2012环境空气质量标准、GB/T27963-2011人居环境气候舒适度评价,T/CMSA0008-2018养生气候类型划分，给出攀西地区康养指标的评价标准。

2 攀西森林康养指标综合评价体系

2.1 康养指标选取

应用文献研究法，通过查阅法律法规，参考潘洋刘等、李济任等、李秀云等相关文献[7-10]，结合攀西森林康养基地建设实际发展情况，制定攀西森林康养评价指标体系初稿，然后向专家咨询并发放调查问卷，随后收集他们对森林康养评价指标的构成及其重要性的判断意见。问卷内容为各指标对森林康养的重要程度，分数为1～10，其中1为最不重要，10为最重要，通过电子邮件的方式共发放80份问卷，收回有效问卷72份。依据目标层(攀西森林康养评价指标)构成要素和指标体系中各项指标的隶属关系，使用层次分析法，对评价指标进行级别划分，得到指标体系的阶梯结构。通过归纳总结，参考专家打分结果，最终确定2项准则层、6项一级指标层和29项具体指标(二级指标层)(表1)。

表1 攀西森林康养评价指标

为便于计算、比较和区划，在计算康养指数时参考专家对各指标打分结果的重要程度，并考虑获取数据资料的难易程度及其客观性，因气象资料准确性高、代表性强，故重点选取与气候密切相关的要素，最终选择温度、湿度、空气质量、海拔高度、绿化度等主要指标进行重点分析研究。

2.2 康养指标

(1) 温度。指一个地区的年平均气温。据实验，人体最适宜的温度为18～24 ℃，温度超过35 ℃，心率加快，血液循环加快，容易头晕、令人昏昏欲睡。当室温低于4 ℃时，人会感到寒冷，不易进入深度睡眠[16]。

(2)湿度。据科学试验，人体最适宜的湿度在45%～65%之间，人体感觉舒适，可抑制病毒及细菌的滋生和传播、增强人体免疫力，有利于人体健康；当湿度大于95%，人体会感到排汗受阻、呼吸困难、心烦意乱；若湿度过低则易引起出鼻血、嘴裂等症状[17]。

(3)空气质量。用空气质量指数(Air Quality Index，AQI)表示，AQI是定量描述空气质量状况的无量纲指数。根据GB3095-2012国家环境空气质量标准,AQI为0～50时，空气基本无污染，人们可正常活动；AQI为51～100时，空气质量可接受，但某些污染物会对部分人的健康有些许影响；AQI为101～150时，空气轻度污染，一般人出现刺激反映；AQI为151～200时，为中度污染，对人的心脏、呼吸系统产生不良影响；AQI为201～300时，重度污染，人们普遍产生不良反应；AQI大于300时，严重污染，人们会有强烈的病症产生。

(4)海拔高度。据试验研究，最适宜人类生活的海拔高度为1000～1500 m[9]。当海拔达到1000 m时，人体心率将增加10%～20%，在合理范围内低强度加速心率，有利于促进人体新陈代谢，增加出汗量，加速脂肪燃烧。若过高则可能导致高原反应，过低则可能产生平原反应，给人体带来不适[18-20]。

(5)绿化度。通常用森林覆盖率来衡量一个地区的绿化度，指森林面积占土地面积的比重，反映一个地区森林资源的丰富程度及绿化程度。森林覆盖率能影响空气成分的含量，据研究表明，与空气负氧度和精气度呈正相关。空气中的氧分子结合了自由电子而形成的带负电荷的氧气离子叫负氧离子，它能够净化空气，抑制细菌滋生, 调节神经系统功能；加强新陈代谢；促进维生素在人体内的形成和储存；加速肝、肾、脑等组织的氧化进程，改善其功能；放松气管壁，改善呼吸系统功能；改善循环系统功能，起到医疗保健作用[3]。精气度是空气中含有的植物杀菌素(芬多精)含量。植物杀菌素是一种自然状态下从森林中植物组织或器官释放出的芳香气态有机物，其主要成分是芳香族碳水化合物萜烯。据研究，植物杀菌素对人的咳嗽、肺结核、神经官能症、冠心病、高血压、烫伤等疾病都具有一定的疗愈作用，尤其利于呼吸系统疾病的恢复[3-4]。

2.3 综合评价体系的构建

评价体系包含5个主要指标分别为温度、湿度、空气质量、海拔高度、绿化度，其评分标准参考旅游、医疗、环境检测等行业标准和部分相关研究成果的标准[13-29]，并根据攀西实际情况进行适当调整(表2)。

表2 攀西地区康养指数各指标评价标准

2.3.1 权重的确定

(1)专家打分。专家打分法是一种定性描述定量化方法，首先根据评价对象的具体要求选择若干评价指标，然后根据评价指标制定评价标准。本文选择主要在森林康养相关领域有深入研究的专家学者，通过电子邮件的方式向专家们发放问卷，集中专家的经验和意见。使用层次分析法，对专家打分的结果进行处理。表3为回收到的有效问卷中各指标的平均得分。从表中可知，温度和空气质量得分最高，说明这2项在森林康养中最为重要。

表3 专家对康养指数各指标的打分结果

(2)构造成对比较矩阵。假设比较某一层n个因素C1,C2,…,Cn对上一层因素A的影响，每次2个因素，用Cij表示Ci和Cj对A的影响之比，全部比较结果构成成对比较矩阵，也叫正互反矩阵[29],其标度方法见表4，根据专家打分结果得到温度、湿度、空气质量、海拔高度、绿化度对森林康养指数影响的成对比较矩阵见表5。

表4 判断矩阵的标度方法

表5 森林康养指数A的比较矩阵

(3)计算权重值和最大特征根。通过解正互反矩阵的特征值，可以求得相应的特征向量，经归一化得出权重向量Q[29],最大特征根λmax=5.114008866。

(4)一致性检验。为度量判断的可靠程度，计算一致性度量指标CI:

(1)

(2)

其中，n为判断矩阵的阶数，即判断矩阵的指标个数;RI为通过大量数据测出来的随机一致性指标，见表6；CR为随机一致性比例。

表6 随机一致性指标

当n≤2时，判断矩阵总是完全一致的，CI=0；但当n>2时，当CR<0.1时，认为判断矩阵具有满意度一致性，计算所得的特征向量(即单权重值)是可靠的。

(5)求得权重向量。由一致性矩阵任一行或列向量作归一化得到权重向量Q，即康养指数各指标权重，见表7。从得出的权重可以看出：温度和空气质量占比最高，表明这2个指标在森林康养中最为重要，是人们选择康养地时首先考虑的因素，与专家打分的结果一致；其次是绿化度、湿度，重要程度最低的是海拔高度。

表7 康养指数各指标权重

2.3.2 康养指数公式

根据各指标权重系数，得到康养指数。

C=0.343XT+0.112XH+0.343XC+

0.054XAl+0.148XG

(3)

其中,XT、XH、XC、XAl、XG分别为温度、湿度、空气质量、海拔高度、绿化度的得分，0.343、0.112、0.343、0.054、0.148为各指标的权重。将攀西各地区的XT、XH、XC、XAl和XG带入上述公式得到各地区康养指数(满分10)。

3 攀西森林康养分区及优势对比分析评价

3.1 康养旅游区域划分及结果分析

统计攀西地区21个区县各康养指标的年平均值，见表8。从表8可知，攀西地区除昭觉、布拖、美姑、盐源温度略低外其余地区的温度、湿度都处在较舒适的范围内，适宜人类居住和活动，各地的AQI指数均小于55，表明空气污染物较少，空气质量较好，因温度和空气质量在森林康养各指标所占权重最高，这是攀西森林康养的主要优势；攀西多数区县海拔高度在1000～1500 m左右，十分适宜人类居住；几乎各地的森林覆盖率都达到了30%以上。

对照指标打分标准(表2)，根据攀西地区各指标的年平均值(表8)，用式(3)计算各区县康养指数及其综合评分见表9。本体系综合评价指标总分为100分，根据相关文献和标准[25]，将攀西各区县分为4类：<60为四级，不适宜森林康养基地建设地区；[60,70)为三级，基本适宜康养地区；[70,85)为二级，适宜康养地区；[85,100)为一级，最适宜康养地区。分级区划可以更好地规划、开发、利用各地资源。

表8 攀西各区县康养指标年平均值

由表9可以看出：攀西地区没有不适宜森林康养基地建设的地区，其中三级康养区域较少，包含4个区县：盐源、美姑、布拖、昭觉，主要分布在海拔2000 m以上的高寒山区；二级康养区域占多数且评分比较集中，包含10个区县：会理、会东、普格、冕宁、木里、甘洛、金阳、喜德、越西、雷波；一级康养区域得分很高，主要分布在安宁河谷沿线，环境十分优美，交通方便，非常适宜康养活动，包含7个区县：德昌、米易、宁南、攀枝花、盐边、西昌、仁和。

表9 攀西各区县康养指数综合评分

3.2 攀西康养分级区划

采用极差标准化方法对温度、湿度、绿化度、空气质量等各因子数据进行归一化处理后，运用反距离权重空间插值法、空间重分级、空间栅格计算、自然间断点分级等方法，得到各因子空间分析结果，经加权综合分析得到综合评分空间分布，基于上述综合评分的分类标准，得到攀西地区各区县康养分级区划(图1)，由图可知，红色部分为一级康养区域，面积最小，分布在攀枝花的东区、西区、仁和、盐边、米易和凉山的德昌、宁南、西昌、会理、会东、盐源和木里的河(江)谷地带或低海拔地区，是养老、病后康复和疾病疗养的首选之地[1]；绿色部分为三级康养区域，分布最广，主要为高度大于2000 m的高海拔山区；其余是黄色部分为二级康养区域，面积居中。

图1 攀西地区各区县康养分级区划

针对不同的区域提出不同的康养类型，按照康养对象的年龄、健康状况、活动需求等方面进行相应的区域匹配[1-4,18-20](表10)，有利于康养旅游资源的管理分配。

表10 森林康养分类

3.3 攀西康养优势

在攀西地区，德昌、米易、盐边、西昌等地冬暖夏凉，米易县河谷区甚至全年没有冬天，春季和秋季相连，从各地年平均温度得分来看，大部分区县得分均较高，适合避寒避暑，适合中老年人居住和养生。攀西属于干热河谷，安宁河流域春季湿度最小、夏季湿度最大，德昌、米易等地年均相对湿度一般在55%～65%之间，在这些地区体感舒适，有利于人体健康。攀西各地空气质量都较好，空气污染物常年较低，冕宁、木里等地空气质量最优，十分利于患呼吸系统疾病的患者休养。德昌、米易、盐边、冕宁等地的森林覆盖率超过60%，近乎全国平均森林覆盖率的3倍、四川平均森林覆盖率的2倍，是名副其实的森林氧吧[17]。

综合来看，攀西各区县综合评分均较高，气候和地理条件相对较好，森林资源较为丰富，环境空气质量较好，各类条件多属康养目的地中的上乘，是人们进行康养旅游活动的首选。

根据指数式(3)统计分析国内著名康养旅游城市贵阳、昆明、丽江、北海、三亚、杭州的康养指数综合评分情况(表11)，可以看出,除北海和三亚的湿度大和森林覆盖率较低以及丽江温度偏低和海拔较高等影响其得分外，其余各项得分均较高，各城市总体得分在71～78之间，均为适宜建设森林康养基地的地区，属二级区域，而在攀西地区却有得分在85以上的7个区县为康养一级区域，所以攀西地区的康养旅游优势明显。

表11 国内其他城市康养指数综合评分

4 结论与讨论

参照国家相关文件和行业规定确定森林康养指标的打分标准，运用文献研究法、层次分析法和专家打分法确定各指标在综合评价体系中的权重，其中温度和空气质量在综合评价体系指标中的占比最高；对各指标打分，进行加权计算，得到攀西地区森林康养指数。

(1)攀西地区空气污染物少，空气质量较好，绿化度较高，多数区县温度、湿度舒适，海拔高度处于人类最佳宜居高度，这是攀西森林康养的主要优势。

(2)攀西地区没有不适宜森林康养基地建设的区县，一级康养区域主要分布在安宁河沿线，环境优美，交通方便，非常适宜康养活动，包含7个区县：德昌、米易、宁南、攀枝花、盐边、西昌、仁和。

(3)由ArcGis软件分级区划可知，一级康养区域面积最小，分布在攀枝花的东区、西区、仁和、盐边、米易，凉山的德昌、宁南、西昌、会理、会东、盐源以及木里的河(江)谷地带或低海拔地区，是养老、病后康复和疾病疗养的首选之地；三级康养区域分布最广，主要为大于2000 m的高海拔山区，适宜青少年增强体质、放松心情，开展野营、采摘、森林探险等森林娱乐；其余为二级康养区域，面积居中，适宜亚健康的中年人群释放情绪、缓解压力、恢复身心健康。

(4)攀西各区县综合评分均较高，气候和地理条件相对较好，森林资源较为丰富，环境空气质量较好，各类条件多属康养目的地中的上乘，是人们进行康养旅游活动的首选。与国内其他著名康养旅游城市如昆明、三亚等地比较，攀西地区的康养旅游优势较为明显，为康养基地的开发规划提供必要的气象科学依据。

为保障攀西地区森林康养生态环境条件[30-32]，应对生态环境面临的问题进行治理，改善提高空气质量和绿化度，优化康养指数[33-34]，提出以下建议：①大气环境的治理。调整能源结构，减少污染物排放；倡导低碳生活，购买低碳环保用品，绿色出行；积极开发利用太阳能、风能等清洁能源，从源头上减少污染物的产生。②森林的保护。保护森林资源、恢复受损林地；加强森林管理，建立严格的森林生态保护区；加强森林景观和自然保护区的建设，植树造林、退耕还林，提高森林覆盖率；加强森林监测预警，预防森林火灾、病虫害。在主要森林健身休闲场所设立温度、湿度、空气负离子和植物精气等因子监测点，提升森林康养环境水平和质量。对具有康养价值的优质森林进行抚育、经营,形成“储备林”,选择适合发展森林康养的国有林场，形成“康养林”。