苏峪口国家森林公园环境整体舒适度评价

杜田恬，罗 红，卿明亮，刘建军

(1.西北农林科技大学风景园林艺术学院，陕西 杨凌 712100；2.西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌712100)

森林不仅具有固碳释氧、涵养水源等良好的生态功能，还因具有洁净的空气、富氧的环境以及丰富的植物精气等众多康健因子而对人体具有一定的康养作用[1]。正是基于对森林的认知以及现代社会中人类面临的种种压力和各种健康问题，德、日、韩等国家率先意识到引导人们“回归自然、走进森林”将有利于身心健康，从而促进人类的可持续发展。

在一系列森林康健因子中，最为基础的便是森林空气的洁净程度以及环境的舒适程度[2-3]。国内外均有学者分别进行过空气洁净程度[4-5]、气候舒适度[6-8]、声环境优劣[9-10]的研究与评价，但是对森林进行空气洁净度和环境舒适度评价的较少。本研究选取苏峪口国家森林公园作为研究对象，同时引入银川市这一城市环境作为对照，探究高温季节(7—9月)白天人为活动时间(8∶00—18∶00)内森林环境中不同区域的洁净度和舒适度的时空差异，并依照对各指标的分级、赋值进行环境整体舒适度的评价。此研究不仅可以更好地指导人们进行休闲康养活动，为康养旅游的规划设计提供参考；同时也为森林康养功能评价指标体系的建立提供借鉴。

1 研究区概况

苏峪口国家森林公园是生态型森林公园，位于贺兰山国家级自然保护区内，地处东经105°49′—106°41′、北纬38°19′—39°22′之间，海拔1350～3483 m。森林公园的总面积为9587 hm2，植被覆盖率达70%，拥有各种野生动植物资源898种。森林公园内的植被呈明显垂直分布：海拔1600～2000 m为山地疏林草原带，有灰榆(Ulmusglaucescens)林分布；海拔1900～2350 m为油松(Pinustabuliformis)纯林；海拔2350～3100 m为青海云杉(Piceacrassifolia)纯林。森林公园地处内陆，属于典型的大陆性气候，全年降水较少，降水主要集中在6—9月，占年降水的70%左右。一年四季寒暑分明，光照强烈，早晚温差较大。年均气温-0.8 ℃，极端最高温度25.2 ℃，极端最低温度-31 ℃。

苏峪口国家森林公园的黄金旅游季节为5—10月[11]，且游客游玩时间集中于9∶00—17∶00。目前森林公园的高峰期客流量为(4285±302) 人·d-1，而森林公园的旅游环境承载力是384.26万人·年-1，现在的客流量远小于生态旅游容量，公园具有非常巨大的发展潜力[12]。

2 研究方法

2.1 指标选取

空气的洁净度是最基本的健康环境因子。空气中的颗粒物污染是国内外许多城市空气的首要污染物，其浓度直接影响空气的洁净程度[13]。环境的舒适度是人体直接感知的重要因素。同时，环境的舒适度又包含了声环境和气候环境2个方面。其中，噪声的大小表征声环境的舒适与否。气候舒适度是指人们无需借助任何消寒避暑措施就能保证生理过程正常进行的气候条件[14-15]。气候条件越适宜，人体感觉越舒适。

基于此，本研究选取2个层次(空气洁净度和环境舒适度)、3个目标(环境空气质量指数、声环境舒适度和气候环境舒适度)、6个指标(PM 2.5浓度、PM 10浓度、噪声、温度、相对湿度、风速)进行休闲康养活动适宜程度的评价(表1)。

表1 休闲康养活动适宜程度评价指标

2.2 测定地点

依据森林公园内的植被分布，选择不同海拔的典型林分类型进行监测(兔儿坑青海云杉林、西沟油松林、西沟灰榆林)，选择松涛山庄停车广场作为森林公园内的对照，同时选择银川市火车站广场作为城市参照点(表2)。

表2 监测地点特征

表2(续)

2.3 实验数据获取

7—9月具有优良气候环境的森林公园备受游客青睐。因此本研究选取7—9月的8∶00—18∶00(白天人为活动的时间)进行实测与评价，用以反映典型季节下森林公园不同林分的整体环境舒适度。实验从2017年7—9月，每月选取3 d(典型天气，晴天或者多云)，每个地点进行3次重复监测。监测时间为8∶00—18∶00，每2 h测定1次，每次测量保持仪器高度为距离地面1.3～1.5 m。

2.4 数据处理

经过数据筛选，使用Excel对各样地各个时间段的监测数据进行计算。使用PM 2.5和PM 10浓度，进行空气洁净度的计算与评定[16-17]；使用噪声值来评价声环境的舒适度(表3)；本研究采用人体舒适度(公式1)，通过监测到的温度、相对湿度和风速进行气候环境舒适度的评价[18]，分级标准见表4。

(1)

式中：SSD为人体舒适度指数；t为平均气温(℃)；f为相对湿度(%)；v为平均风速(m·s-1)。

表3 声环境舒适度、空气洁净度分级及相关信息

3 结果与分析

3.1 气候环境舒适度时空分异

气候环境会显著影响人体的舒适度，本研究进行森林公园内外气候环境舒适度的实测与分析，结果表明：7月，青海云杉林的舒适度指数范围为62～72，在8∶00—10∶00最为舒适(58～70)，然后舒适度指数随时间先增加后降低最后又稍稍增加，舒适度指数集中在71～72之间(较舒适)。青海云杉林内的人体感觉在最舒适和偏暖较舒适的范围，说明即使在炎热的夏季，兔儿坑青海云杉林的舒适度也是非常适宜的，几乎没有高温闷热的不适感。灰榆林、油松林和松涛广场这3个监测点的舒适度指数的变化情况基本一致，舒适度指数随时间先增加后减少，人体的舒适度由偏暖较舒适(70～75)逐渐转变为偏热不舒适(75～79)，其中，油松林的12∶00—18∶00(79～82)，灰榆林的10∶00—16∶00(79～81)，松涛广场的12∶00和16∶00(70～80)这些时间段为炎热很不舒适(79～85)。说明即使在森林公园内，夏日的高温环境也依然存在。银川市的舒适度指数范围为92～102，远远超过酷热极不舒适的指数(85)，说明银川市的高温环境难以忍受，远超出人体的舒适度范围。通过对比发现，即使森林公园内部分地点和部分时间段的气候环境会处于炎热很不舒适的状态，但仍然要优于银川的城市气候环境(酷热、极不舒适)，更何况森林公园内的其它时间段都处于最舒适及较舒适的状态。

表4 人体舒适度指数范围与等级

8月，森林公园内各监测点的舒适度偶尔会出现“偏热不舒适”的状态(油松林的14∶00—18∶00)，其余都是处于最舒适或者偏暖较舒适的状态，而银川市是处于偏热不舒适和炎热很不舒适的状态，人体在森林公园内的舒适感会更好。

9月，青海云杉林的舒适度指数范围为53～71，此时由于较高的海拔及较为密集的林分，人体感觉从偏凉较舒适到最舒适到偏凉较舒适，在10∶00前和16∶00后，人体会感觉到比较凉爽，中午的时间段内感觉最为舒适。油松林(62～69)和灰榆林(64～68)测量时间段内的人体感觉均为最舒适状态。松涛广场的舒适度指数为64～71，人体感觉仅在12∶00左右处于偏暖较舒适状态，其余均为最舒适状态。

7—9月，森林公园内各样点的环境舒适度在大多时间段内都处于“最舒适”和“偏暖、较舒适”状态，只有油松林16∶00左右处于“偏热、不舒适”状态。而银川市处于“炎热、很不舒适”和“酷热、极不舒适”状态。7—9月，森林公园内的环境舒适度远优于银川市，更适合人群的出行活动(图1)。

图1 7—9月气候环境舒适度指数变化趋势图

3.2 声环境舒适度时空分异

灰榆林、油松林、青海云杉林噪音随时间变化均不明显，在40～50 dB浮动，噪音基本不会影响人体的休息和睡眠，声环境状况良好。松涛广场的噪音随时间先增大后减小，在12∶00左右达到最大值，并且10∶00—16∶00的噪音在50～60 dB之间。但松涛广场的噪音值整体仍处于较舒适的范围，不会引起人体的不适。

银川市的噪音整体最高，但银川市监测点处的噪音除个别时间段(12∶00和18∶00左右)的噪音值高于70 dB，会使人觉得较不舒适(干扰谈话，影响工作效率)外，其余时间段的噪音也均小于70 dB。

3.3 空气洁净度时空分异

7—9月，森林公园内和银川市各监测点的PM 2.5浓度均小于国家污染物浓度二级限值(75 μg·m-3)，空气状况良好。PM 10浓度的变化趋势与PM 2.5显著正相关，这与李广德等[19]的研究结果一致，依国家环境空气质量指数技术规定，得到各监测点的环境空气质量指数(AQI)。7—9月，森林公园内与银川市各监测点的环境空气质量均为优良状态(0～100)，一般不会引起人体不适。

3.4 环境整体舒适度时空分异

考虑到气候环境舒适度、声环境舒适度、空气洁净度对环境整体舒适度的影响及便于舒适时间段的划分，对评价目标指数赋予相应的值(表3、表4)，并规定，3个指数之和(S)处于不同的范围，环境整体舒适度不同：0≤S≤2时为舒适；3≤S≤4时为较舒适；5≤S≤6时为不舒适；S≥7时为极不舒适。

7—9月各监测点气候环境舒适度、声环境舒适度、空气洁净度及3指数和随时间分布情况见表5。由表5可知，青海云杉林在白天范围内均处于舒适范围；油松林在8∶00左右舒适，其余时间段较舒适；灰榆林在16∶00左右较舒适，其余时间段舒适；松涛广场在8∶00和18∶00左右舒适，其余时间段较舒适；而银川市在12∶00—14∶00为极不舒适，其余时间段也均处于不舒适的范围。这表明，在7—9月的白天时间段，森林公园内各样点的整体舒适度为舒适或较舒适状态，而银川市为不舒适或极不舒适。而森林公园和银川市的AQI相差不大，即本研究中导致森林和城市环境舒适度差异性的主要原因在于声环境和气候环境。

表5 7—9月各监测点气候环境舒适度、声环境舒适度、空气洁净度等级及3个指数之和

根据环境整体舒适度的分析结果，建议7—9月高温环境下，城市居民可前往森林公园进行避暑游憩，其中8∶00—18∶00的青海云杉林，8∶00左右的油松林、灰榆林及松涛广场环境为“舒适”，均最适宜开展森林康养游憩活动。10∶00—18∶00的油松林、灰榆林及松涛广场环境为“较舒适”，也可进行康养活动，但要注意适当的避暑防护。测量时间段内的银川市环境为“不舒适”或“极不舒适”，不适宜出行，更不适宜活动。

4 结论与讨论

苏峪口国家森林公园内不同地点的空气洁净程度和环境舒适程度存在一定的时空分异，但整体环境依然优于银川市。高温环境下，具有优良的空气质量、适宜的声环境以及相对较为舒适的气候环境的苏峪口国家森林公园无疑具有良好的适游性，洁净的空气以及舒适的环境也更有利于人体的健康。

7—9月，森林公园内和银川市各监测点的PM 2.5浓度均小于国家污染物浓度二级限值(75 μg·m-3)，空气状况良好。灰榆林、油松林、青海云杉林的声环境全天均处于优良状态；松涛广场10∶00—16∶00的噪音值会超出50 dB，干扰休息；银川市的噪音在上下班高峰期会超过70 dB，影响工作。7—9月，森林公园内各监测点的气候环境舒适度偶尔会出现“偏热、不舒适(75～79)”的状态(油松林的14∶00—18∶00)，其余均处于“最舒适(58～70)”或“偏暖、较舒适(70～75)”的状态，而银川市是处于“炎热、很不舒适(79～85)”和“酷热、极不舒适(85以上)”的状态，人体在森林公园内的舒适感会更优良。森林公园内各样点的整体舒适度为“舒适(0≤S≤2)”或“较舒适(3≤S≤4)”状态，而银川市为“不舒适(5≤S≤6)”或“极不舒适(S≥7)”。

森林环境的整体舒适度受到多因子的影响，本研究尽管综合考虑了空气洁净度和环境舒适度(包括声环境和气候环境)，但仍未能全面综合各种因子。此外，本研究用层次分析法来进行整体环境舒适度的评估，对每一具体指标采用了前人研究的分析方法，但其实采用的分析方法的不同会导致结果存在一定的差异。就气候环境舒适度而言，有温湿指数、风寒指数、着衣指数、体感温度模型、综合舒适度指标等评价分析方法。考虑到指数计算方法与时更新及本研究目标之一为服务于森林康养规划，本研究选用了2017年《贵州省森林康养基地规划技术规程》中所推荐的人体舒适度指数计算方法来表征。

本研究着眼于7—9月白天(8∶00—18∶00)的研究，尽管选取了森林旅游旺季人为活动较为集中和频繁的时间段来进行森林环境整体舒适度的研究，较为贴合实际需求，但缺乏长期的指标监测和更为深入的规律发现。若要考虑分析森林公园不同地点整体环境舒适度的年际变化及其规律，则可以进行全年不同季节整体环境舒适度的监测与评价。此外，本研究仅进行空气洁净度和环境舒适度2个最为基本的森林康健因素的研究，如果想要更为清晰明了地阐释苏峪口国家森林公园的适游度及对人体的康健作用，还需要对其他康建指标进行监测分析。