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生态环境是指在一定的空间范围内, 各类生物与它周边的环境所构成的统一的整体.各类生物与周边的环境相互影响、相互制约, 达到一个稳定的相对平衡状态.生态环境是人类社会生存发展的基础, 气候也是影响生态环境的重要因素, 在生态文明建设总体布局中发挥着基础性科技保障作用.党的十八大以来, 以习近平生态文明思想为指导, 气象工作者开展了许多生态环境和旅游资源与气候条件相关的分析评估.吴普等[1]从气候变化方面对研究了游客数量对旅游业的影响, 并提出了相应的对策.张涛等[2-3]研究了气候变化对旅游舒适度的影响.陶生才等[4-9]利用温湿指数、风效指数、人体舒适度指数等不同的指数对各地的旅游气候资源进行了分析评估.郭洁等[10]从旅游气候资源的区划方面进行了分析.
云阳县位于三峡库区腹地, 因其"四时多云, 山水之阳"而得名, 长江自西向东穿过县境.云阳县岭谷地貌明显, 以山地地貌为主, 境内海拔高差达1 600多米, 地形呈现出南北高, 中部底, 由南北部向中间倾斜, 具有山高、谷深、坡陡, 群山巍峨等特点.为了进一步促进云阳县的生态气候旅游发展, 本研究利用云阳县1957-2018年的气象观测资料和2018年的空气负氧离子、环境空气质量和水质监测等资料, 对云阳县的生态气候资源、空气质量和水资源状态进行分析, 为云阳县深度挖掘生态气候旅游资源, 成功创建"中国天然氧吧", 积极融入"重庆三峡国家气象公园"建设提供科学依据[11].
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本研究所使用的资料是云阳县1957-2018年的气象观测数据, 气候背景所使用的统计数据为国家气候中心公布的1981-2010年的整编数据集.负氧离子数据是云阳县林业局提供的云阳县七曜山自然保护区和龙脊岭公园2018年1月1日-2018年12月31日的逐小时观测数据.空气质量数据是云阳县生态环境局提供的2017和2018年的监测数据.
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本研究利用最新的国标——《人居环境气候舒适度评价》(GB/T 27963-2011)中采用的温湿指数[12]来评估云阳县的人居环境气候舒适度.
温湿指数I:
式中: I为某一评价时段的温湿指数(保留1位小数); T为该时段平均气温(℃); RH为该时段平均相对湿度(%).温湿指数的等级划分标准如表 1所示.
采用度假气候指数[13]来分析云阳的适游期状况.度假气候指数是在温湿指数基础上进行了改进, 不仅考虑了人体舒适度, 还考虑了云的观赏性和降雨、风等物理属性.其构成如表 2所示, 评分方案和等级划分如表 3和表 4所示.
度假气候指数HCI:
式中: Te为有效温度(℃); Ta为日最高气温(℃); RH为日平均相对湿度(%); A为云量(%); R为降水量(mm); V为风速(km/h).
1.1. 资料
1.2. 方法
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云阳县地处亚热带湿润季风气候区, 四季分明, 降水充沛, 但时空分布不均.具有春早不稳定, 初夏雨量丰沛, 盛夏炎热伏旱, 华西秋雨特征明显, 冬季温和少雨, 无霜期长等特征.云阳县位于三峡库区腹地, 立体气候特征显著.云阳县1981-2010年的30年气候统计数据表明: 云阳县年平均温度为18.4℃, 年平均累积降雨量为1 105.6 mm, 年平均日照总时数1 367.6 h, 年平均风速1.7 m/s, 年平均相对湿度74.4%.
图 1是1957-2018年云阳县的温湿指数年际变化.从图中可以看出, 云阳县历年温湿指数变化范围在17.1~18.7之间, 均在舒适范围之内.从温湿指数的逐日变化来看(图 2), 云阳县人居环境为舒适的时期主要在4月中旬至6月和9-10月这两个时间段, 平均舒适天数在138 d, 约占全年天数的37%.即春季、初夏和秋季是云阳人居环境最舒适的时期.
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根据云阳县1981-2010年的气候平均数据, 计算得到云阳县逐月度假气候指数(表 5).由表 5可知, 云阳县全年度假气候指数处于适宜及以上等级, 全年均适宜出游.从指数来看, 4-10月达到了"很适宜"等级, 8月和9月达到"特别适宜"等级.这跟云阳的气候、环境以及旅游特点非常吻合.4-6月, 正是春天, 满山的花朵开得最艳; 7-8月, 虽偶有连晴高温, 但云阳森林植被茂盛, 空气清新, 天空中万里无云, 呈现蓝天白云般的美景, 是非常适宜出游; 9月, 云阳夏季的晴热高温天气基本结束, 但华西秋雨季还未到来, 一场雨过后, 空气非常清新, 桂花飘香, 香气沁人心脾, 正是一年中最美好的季节.
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空气中负离子含量是空气质量好坏的标志之一, 负氧离子能够有效去除空气中的颗粒污染物而达到空气净化的目的, 同时也对人体的呼吸系统、心脑血管系统疾病有一定的改善作用[14-16].云阳县境内共有2个负氧离子监测站点, 分别位于七曜山自然保护区(108°47′45″E, 30°46′18″N)和云阳新县城龙脊岭公园(108°42′2″E, 30°56′11″N).表 6是2018年1-12月七曜山自然保护区和龙脊岭公园的负氧离子含量统计.从表 6可以看出, 七曜山自然保护区的月平均负氧离子含量在1 713~1 890个/cm3之间, 最大日均含量达到7 684个/cm3, 从月均值可以算出, 七耀山自然保护区的负氧离子含量年均值为1 824个/cm3.龙脊岭公园负氧离子监测站2018年1-12月的月平均负氧离子含量在1 010~1 751个/cm3, 最大日均含量达到6 245个/cm3, 年均值为1 401个/cm3, 两地的监测值均超过了世界卫生组织界定的1 000~1 500个/cm3的清新空气的标准, 对人体健康极为有利.
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2018年云阳县AQI年均值为48.表 7是2017-2018年云阳县AQI指数统计表.从表 7中看出, AQI达标天数为348 d (有效监测天数是359 d), 其中: 空气质量为优的天数是195 d, 空气质量为良的天数是153 d, 优良率达到95.3%, 与2017年相比, 环境空气质量优良率上升7.4%.在污染天数方面, 2018年, 云阳县未出现重污染天气, 中轻度污染天数仅为11 d, 污染天数下降了22 d, 污染天数占比从9%下降为3%.
1) 主要污染物情况(PM2.5和PM10)
表 8是2017-2018年各污染物年均质量浓度统计表.根据国家生态环境部关于环境空气质量的标准[17](GB/T 3095-2012), 从表 8可以看出, 2018年, 云阳县PM2.5年均质量浓度为29 μg/m3, 低于国家二级标准年均质量浓度限值(35 μg/m3), PM10年均质量浓度为45 μg/m3, 低于国家二级标准年均质量浓度限值(70 μg/m3).与2017年相比, PM2.5年均质量浓度下降6 μg/m3, 下降幅度为17.1%, PM10年均质量浓度下降6 μg/m3, 下降幅度为11.8%.
2) 其他污染物情况(SO2, NO2, O3和CO)
2018年, 云阳县其他污染物的年均质量浓度均保持在较低的水平.SO2, NO2, O3, CO的年均质量浓度分别为10 μg/m3, 23 μg/m3, 63 μg/m3, 0.9 mg/m3, 全部低于国家一级标准限值(20 μg/m3, 40 μg/m3, 100 μg/m3, 4 mg/m3), 与2017年相比, 大多数污染物的年均质量浓度均呈下降趋势, 分别下降了-2 μg/m3, 2 μg/m3, 20 μg/m3, -0.1 mg/m3, 仅SO2和CO的年均质量浓度有小幅上升.总体来看, 云阳县的环境空气质量是非常优良的, 污染物质量浓度非常小且仍在持续变得更好.
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云阳县是重庆市七个森林资源大县之一, 目前有市级森林公园3个, 市级自然保护区1个, 县级自然保护区2个.云阳全县划定生态保护红线1 319 km2, 受保护地区总面积占全县幅员面积的34.4%, 森林面积达19.3万hm2, 建成了延绵670 km2的绿色生态屏障, 长江两岸森林覆盖率达72%以上, 位居全市第一, 呈现出"一江碧水、两岸青山"壮丽美景.随着气候、土质、海拔的差异, 云阳县主要分为北部中、低山亚热带常绿阔叶林带; 南部中、低山针阔叶混交林带; 中部平行岭谷针阔叶林带.据统计, 全县有乔木65科、254种, 竹类1科、13种, 经济林木有100多种.
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根据最新的水质质量标准--《地表水环境质量标准》[18](GB3838-2002), 对云阳县境内的军家坝、桐林沟、东阳子沟、九道水库、梅峰水库、甘子坪、洞溪河、农坝团滩、江口团滩、咸池水库、车家坝河、清溪沟、梅峰水源、五同岔等14个监测点的地表水进行定时定点采样监测.结果表明: 2018年1-12月, 所有监测点的水质达标率为100%, 常年维持在Ⅱ类水质.
2.1. 人居环境气候舒适度
2.2. 适游期分析
2.3. 负氧离子
2.4. 环境空气质量
2.5. 森林覆盖率
2.6. 地表水质
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本研究从人居环境舒适度、度假气候指数、负氧离子含量、环境空气质量、森林覆盖率和地表水质等6个方面分析了云阳县的总体生态环境质量, 得出以下结论:
云阳县年平均人居环境气候舒适度天数在138 d, 春季、初夏和秋季是云阳人居环境最舒适的时期.除极端天气之外, 云阳县全年均处于适游期, 最适宜的月份是9月.
云阳县空气负氧离子含量较高, 最高可超过6 000个/cm3, 远超世界卫生组织界定的清新空气的标准.
云阳县的空气质量非常好, AQI指数为48, 空气质量优良率达到95.3%.在污染天数方面, 全年无重污染天气, 中轻度污染天数仅为11 d, 污染天数下降了22 d, 空气中主要污染物含量均未超过国家二级限值, 且呈下降趋势.
云阳县的森林覆盖率和水质质量对保持良好的生态环境起到非常重要的作用.长江两岸森林覆盖率达72%以上, 位居全市第一; 所有地表水的水质监测点的达标率达100%, 常年维持在Ⅱ类水质.
总体来说, 云阳县立体气候特征明显, 生态环境质量较高, 适合向中国气象局申报创建"中国天然氧吧", 对云阳县大力发展全域旅游, 开展避暑养生、气候康养等方面的旅游资源开发提供非常好的基础条件.