基于GIS的三明市森林康养基地气候舒适度分析

康海滨，李衣长，李仁忠，陈清惠，杨秀玲

(1.三明市气象局，福建 三明 365000； 2.三明市林业局，福建 三明 365000)

森林康养是以森林生态环境为基础，开展保健养生、康复疗养、健康养老的服务活动。我国森林康养研究始自20世纪80年代以生态为主题的森林旅游，2011年后着重森林环境因子的健康作用，2016年开始，森林康养基地建设及产业发展模式成为新的研究热点[1]。森林康养基地是开展森林康养活动的重要平台，对森林康养基地的研究集中在建设适宜性评价、空间分布特征及影响因素、类型与品牌建设等领域[2-4]。气候是一个地区大气的多年平均状况，主要气候要素包括光照、气温、降水等。经过长期探索研究和临床试验，气候的辅助治疗和康养作用逐渐被人们认同，温和湿润、空气清新等积极保护因素有利于病患的治疗康复，微冷、昼夜温差大、阵风、高日照、低气压等积极刺激因素有利于提高人体机能韧性和免疫系统恢复力[5]。相比森林旅游，森林康养侧重“养”，参与森林养生的群体在森林环境中居留的时间比森林旅游长[4]。康养目的地气候的舒适性自然会影响康养人群的出行选择，也影响到该群体对康养地的满意度评价。气候舒适度是评价健康人群在无需借助任何防寒、避暑装备和设施情况下对气候因子感觉适宜程度的气象指标。唐焰等[6]指出中国人居环境的气候适宜性呈由东南沿海向西北内陆递减的趋势，刘丽珺等[7]指出海拔高度适宜、植被覆盖较好、气候凉爽的区域气候非常舒适，诸多研究[6-9]表明利用地理信息系统技术(GIS)对气候要素空间化或者对舒适度模型空间化，可以比较精准地反映气候适宜性的区域差异。

三明市位于福建省中部，连接西北隅，境内以中低山及丘陵为主，北西部为武夷山脉，中部为玳瑁山脉，东南角依傍戴云山脉，河谷与盆地错落其间。地势总体上西南部高，北东部低，海拔最高1858 m，最低50 m。气候上属中亚热带季风气候，典型植被为亚热带常绿阔叶林，森林覆盖率达78.7%。2019年，三明市被确定为全国森林康养基地试点建设市。市委、市政府发文提出到2028年实现森林康养产业全域覆盖，围绕区域品牌化、基地差异化和产品定制化，因地制宜地打造一批特色精品[10]。目前，森林康养基地类型划分主要依据当地具有优势的动植物资源、水体、地貌、景观等要素[4，11]，结合气候舒适度的综合研究还鲜见报道。同时，三明市绝大多数森林康养基地还未安装区域气象自动站，无法直接获取基地气候资料。本文通过对三明市已有台站气候资料的空间化，以有效温度评价气候舒适度，提取森林康养基地的有效温度归入相应舒适度等级，分析适宜森林康养活动的月份，从气候舒适度角度划分全市森林康养基地类型，旨在为在“中国绿都·最氧三明”的康养群体提供气象服务指导，为三明市森林康养基地的开发与规划、品牌建设提供参考。

1 资料来源与分析方法

1.1 资料来源

三明市11个国家气象站和14个区域气象站2011—2019年的气温、相对湿度、风速月平均值数据以及25个站点的地理坐标数据来自三明市气象局；30 m分辨率数字高程数据(DEM)来自地理空间数据云网站；行政边界图来自地图选择器网站；森林康养基地名称、数量、地理坐标等信息来自三明市林业局。

1.2 方法

1.2.1 气候要素空间化 25个站点随机分为20个建模站和5个检验站(图1)。利用SPSS软件将建模站的多年月平均气温与站点经度、纬度、高程作逐步线性回归分析，回归公式(表1)均通过0.05显著性水平。利用ArcMap软件空间分析模块的栅格计算器，将经度、纬度、高程栅格图层代入回归公式，获得三明市1—12月均温趋势面。

图1 建模站和检验站分布

表1 建模站月均温与地理坐标逐步回归公式

将建模站的多年月平均相对湿度和月平均风速分别与站点经度、纬度、高程作逐步线性回归分析，结果大部分月份无法获得回归公式。改用反距离权重插值(IDW)、样条函数插值(Spline)、克里金插值(Kriging)等内插法获取这2个要素的趋势面[12]。建模站月均温公式推算拟合值与实测值之差为气温残差，插值获取月均温残差趋势面，残差趋势面与月均温趋势面叠加获得月均温订正趋势面[13]。

表2 3种常见空间插值方法的相对误差 %

表3 三明市有效温度的热感受程度分级

2 结果与分析

2.1 三明市全年气候舒适度概况

地形是影响三明市气候舒适度分布差异的重要因素。三明市1—12月气候舒适度分布(图2)可为选择康养地和新建康养基地提供参考。由图3可知，1月全市78.4%为冷区；21.6%为寒冷区，寒冷区主要分布在西北部武夷山东麓、中部玳瑁山、东部戴云山、北部龙栖山等地，这些区域普遍海拔较高，有些兼具高纬度。直到3月，冷区仍高达69.9%，凉爽区增加至30.0%，凉爽区主要分布在中部的沙溪流域和东部的尤溪流域。相对封闭的河谷有利于热量积聚。4月，凉爽区几乎遍及全域，三明市区和永安市区率先进入舒适等级。5月，80.3%区域为舒适区，是全年舒适区面积最广的月份。6—8月，温暖区分别占54.0%、42.8%、48.6%，热区分别占8.5%、47.2%、38.1%，7月、8月的热区占比远高于其它月份。在整个夏季，高海拔地区气候舒适，而河谷地区风力偏弱，天气闷热。9月，舒适区重新成为主导，占69.4%。10月，沙溪、尤溪和北部的金溪流域变为舒适区，凉爽区扩大至89.0%。直到11月，仍有近80%的凉爽区。12月，武夷山东麓、闽江源、龙栖山出现小片寒冷区，冷区迅速扩大至93.9%。12月—次年3月冷区占比均在60%以上，远高于其它月份。

图2 三明市1—12月气候舒适度分布

图3 三明市森林康养基地类型及分布

2.2 三明市森林康养基地全年气候舒适度概况

12月—次年2月，全市42个森林康养基地的气候舒适度均为寒冷或冷(表4)，不舒适明显，不适宜康养活动。3月出现接近半数的凉爽等级基地，较适宜康养活动。4月、10月、11月以凉爽等级基地为主，6月、9月以温暖等级基地为主，这5个月适宜康养活动。5月，舒适等级基地达到34个，另有8个基地是凉爽等级，该月份非常适宜康养活动。7月、8月，半数以上的基地为热等级，剩余基地为温暖和舒适等级，选择康养目的地时宜偏向后2类基地，7月、8月较适宜康养活动。

表4 三明市1—12月不同气候舒适度等级的森林康养基地数量

全市森林康养基地的舒适期从5月开始至10月结束，长6个月。各基地的舒适月数从1～4个月不等，舒适期4个月的基地有2个：尤溪侠天下和大田雾海茶人家；舒适期3个月的基地有6个：永安天斗、将乐龙栖山、宁化悠然南山、明溪夏坊、建宁闽江源、将乐余坊；舒适期2个月的有21个，如清流桂花园、泰宁金阳明星、沙县松柏岩等；舒适期1个月的基地有13个，如梅列清枫谷、三元格式栲、三元圆初等等。

2.3 三明市森林康养基地气候舒适度类型划分

为从气候舒适度角度推动全市森林康养基地向品牌化、特色化发展，以气候舒适度舒适月份作为参考，划分基地类型[15]。根据盛夏的7月或8月是否舒适，划分一类基地：夏季避暑舒适型和春秋温凉舒适型(表5)。夏季避暑舒适型只含1个亚型：避暑型(含7月或8月)。从9—10月，气候有较大变化，因此根据9月、10月的归属，将春秋温凉舒适型划分3个亚型：晚春型(不含9月或10月)、初夏初秋型(含9月)、晚秋型(含10月)。由此得避暑型基地5个、晚春型基地13个、初夏初秋型基地14个、晚秋型基地10个。4类基地在全市各县市区分布较均匀(图3)。9个县市拥有不少于2种类型的基地，其中沙县、大田、永安、宁化各有3种类型基地，将乐、尤溪囊括了4种类型森林康养基地。

表5 三明市森林康养基地类型

4类森林康养基地具有发展不同森林康养活动的气候条件。5月，三明市基本结束了冷性的早春雨，迎来梅雨，气温从4月起明显上升，晚春型基地不冷不热、不燥不晒，体感舒适惬意，适合疗养类康养活动。5—6月为雨季，此时期初夏初秋型基地气温日较差较小，空气清新，适合环境游赏类康养活动。6月下旬梅雨结束后天气炎热，台风也开始频繁活动，避暑型基地的极端高温较低、大风日数少、夜空晴朗，清凉舒适，适合休闲娱乐类、科普教育类康养活动。9月，冷空气开始活跃，气温日趋下降，降水量也逐月减小，此时期初夏初秋型基地酷暑消退，适合运动类、艺术创作类康养活动。10月，晚秋型基地热量仍较充足，气温变化和缓，秋高气爽，体感温和舒适，适合疗养类、膳食类康养活动。受全球气候变暖影响，三明气候热不舒适日数在夏季显著增多[16]，当前避暑型基地偏少，今后应加大对避暑型基地、项目和产品的开发设计，以满足人们在盛夏的康养需求。

3 结论与讨论

5月、6月、9月是三明市舒适区占比最高的3个月，气候舒适的森林康养基地数量也远多于其它月份。5月非常适宜森林康养活动，4月、6月、9月、10月、11月为适宜，3月、7月、8月为较适宜，1月、2月、12月为不适宜。全市基地舒适期为5—10月，长达6个月；单个基地中，尤溪侠天下、大田雾海茶人家的舒适期最长，达4个月。

全市森林康养基地划分为避暑型、晚春型、初夏初秋型、晚秋型4个类型。根据气候条件，4类基地可以向不同森林康养活动发展。避暑型基地数量偏少。将乐县、尤溪县在基地类型数量上具有优势。

本文以气候舒适月数定义的舒适期比较粗略，与实际气候舒适的时段存在一定差异。此外，森林康养活动有调节身心、矫治疾病、增强体质等不同类别，有的需要气候保护，有的需要积极的气候刺激，相应地其对气候舒适度等级的要求就有所不同。严格按照体感最舒适来划分森林康养基地类型过于笼统。今后应细分三明市森林康养基地的特色和康养类别，制定更具指导性和弹性的分类方案。