林穎儀，張京紅，張亞杰，王式功，4*，王馨梓，張志薇

（1.成都信息工程大學大氣科學學院，高原大氣與環(huán)境四川省重點實驗室，四川 成都610225；2.海南省南海氣象防災減災重點實驗室，海南 ?？?70203；3.海南省氣候中心，海南 ?？?70203；4.遵義院士工作中心，氣候環(huán)境與醫(yī)療康養(yǎng)重點實驗室，貴州 遵義563000；5.江蘇省氣象科學研究所，江蘇 南京210009）

全球氣候異常變化對人類健康的影響越來越受到關注。據《2018年WHO健康和氣候變化調查報告》指出，到2050年，僅通過減少空氣污染和實現《巴黎協(xié)定》目標就能在全世界每年挽救約100萬人的生命。面對氣候異常變化造成的越來越頻繁的高溫熱浪、低溫嚴寒等極端天氣氣候事件，以及潮濕和霧霾等不舒適的氣候環(huán)境條件，對人類的生存和發(fā)展產生了諸多不利的影響。我國地域遼闊，南北跨度大，氣候類型多樣，為了冬避嚴寒、規(guī)避不利于生存的寒冷氣候環(huán)境條件，近些年來，每年“十一”過后，大批北方老年人開始飛往海南“貓冬”，特別是患有心腦血管疾病、氣管炎等慢性病的人群。因此，這種效仿候鳥、趨利避害的差異化旅居養(yǎng)生、健康養(yǎng)老的生活方式，被形象地稱之為“候鳥式旅居”，并逐漸成為我國老年人尋求健康養(yǎng)老的一種時尚。

根據聯合國人口司的預測，到2035年，中國老年人將高達28.5%，超過3.4億人；到2050年，將達35.1%，超過4.4億[1]。在此背景下，幸福養(yǎng)生和健康養(yǎng)老，逐漸受到政府、社會和民眾的廣泛關注，2019年7月國務院印發(fā)《國務院關于實施健康中國行動的意見》，2019年11月中共中央、國務院發(fā)布《國家積極應對人口老齡化中長期規(guī)劃》。眾所周知候鳥是人們對嚴冬“南飛”、春暖“北歸”的一類飛禽的總稱。候鳥不辭勞苦，目的是隨著季節(jié)變化而不斷轉換自己的生活地點，其追求最佳生活環(huán)境而遷徙的生存智慧值得人類借鑒。因此對候鳥遷徙地的氣候特征進行系統(tǒng)地分析，無疑可為人類候鳥式旅居提供很好的借鑒，但目前此方面的研究還鮮有報道?；诖?，本文以候鳥丹頂鶴遷徙為例，利用其遷徙沿途的氣象觀測數據，重點統(tǒng)計分析丹頂鶴繁殖地與越冬地的氣候變化與舒適特征，并結合區(qū)域性的氣候差異來詮釋候鳥式旅居的優(yōu)勢，由此闡明人類的候鳥式養(yǎng)生應該遵循的規(guī)律，為擇時、擇地選擇康養(yǎng)旅居目的地提供參考，同時，也為因地制宜發(fā)展康養(yǎng)旅游（居）產業(yè)、科學制定其發(fā)展規(guī)劃提供理論基礎和依據。

1 資料與方法

1.1 資料

為分析丹頂鶴遷徙過程中繁殖地與越冬地的氣候變化特征以及全國南北區(qū)域的旅居環(huán)境差異，本文采用來源于全國綜合氣象信息數據共享平臺1961—2018年547個氣象站點常規(guī)氣象觀測數據，包括20—20時日降水量（mm）、日平均氣溫（℃）、日平均風速（m/s）、日平均相對濕度（%）等氣象要素以及中國地圖（該數據是基于國家測繪地理信息局標準地圖服務網站下載的審圖號為GS（2020）4632號的標準地圖制作，地圖無修改）。

1.2 方法

1.2.1候鳥的選取

丹頂鶴在候鳥中屬于壽命較長的一種候鳥，其壽命可達50～60 a[2]，并且丹頂鶴在中國境內的繁殖地與越冬地的數量較其他候鳥多，有關鶴類的早期研究也多側重于丹頂鶴。因此，本文選取主要在江蘇鹽城濱海濕地越冬[3]的西部丹頂鶴種群為研究對象，通過分析丹頂鶴遷徙過程中越冬地、繁殖地的氣候變化特征，揭秘候鳥遷徙的生活智慧，為更科學的候鳥式旅居康養(yǎng)提供借鑒。

表1通過查找相關文獻以及國家級自然保護區(qū)珍稀動植物記錄，整理、統(tǒng)計了丹頂鶴春季、秋季遷徙的具體地點及時間。丹頂鶴在東北繁殖地的最適宜棲息時間為5—9月，這一結果與東北地區(qū)丹頂鶴的生物學和生態(tài)學特征相吻合。

表1 丹頂鶴遷徙停歇點與時間

1.2.2氣候季節(jié)劃分

根據中國氣象行業(yè)標準（QX/T152-2012）氣候季節(jié)劃分方法（表2）。

表2 氣候季節(jié)劃分標準

1.2.3溫濕指數

根據中華人民共和國國家標準（GB/T27963-2011）人居環(huán)境氣候舒適度評價，溫濕指數I計算公式為：

式中，I為溫濕指數，保留一位小數；T為某一評價時段平均溫度，單位：℃；RH為某一評價時段平均空氣相對濕度，單位：%。

根據溫濕指數氣候舒適度可劃分為5個等級：寒冷、冷、舒適、熱和悶熱（表3）。

表3 溫濕指數等級劃分標準

1.2.4基于黃金分割法的人體舒適度計算

人體對舒適程度的要求相對于丹頂鶴更為嚴格，除了氣溫、相對濕度，還應該考慮風速等其他要素。因此，本文利用基于“黃金分割率”的體感溫度計算人體舒適度[4]，該舒適度綜合了氣溫、濕度、風速、降水等氣象要素，并訂正了緯度、月份、海拔等影響因子帶來的差異，是目前較為全面、誤差最少的人體舒適度計算方法，科學客觀地反映不同區(qū)域的人體舒適度，為“候鳥式”旅居提供科學的參考依據。根據相應舒適度等級來劃分舒適域與氣候因素類型（表4）。其中，廣義舒適域作出適當的拓展，包含：微熱、舒適、涼爽、涼4個等級。

表4 氣候舒適度等級劃分標準

人體最佳舒適溫度計算公式：

體感溫度計算數學表達式：

當Ta≥Ts時，

當Ta

式中，A=36.75×（1-0.618）≈14，Tg（℃）為體感溫度，Ts（℃）為人體最佳舒適溫度；V（m/s）為平均風速；RH（%）為相對濕度；RHs（%）為最適相對濕度，其中，無降水時，RHs=0.5；有降水時，RHs=0.618；φ為緯度；M為月份；H（m）為海拔高度。其中，Dt=22.7-Ts表示某地的實際最佳舒適溫度與理論最舒適值的偏差。

2 結果與分析

2.1 丹頂鶴棲息地氣象要素特征對比

通過統(tǒng)計丹頂鶴遷徙沿途的氣溫與濕度得出，丹頂鶴一年四季生存的氣溫范圍均＞0℃，基本在2～22.5℃。2月底溫度回升至4℃左右，丹頂鶴開始離開越冬地開展春季的遷徙，最后在春分（3月下旬初）前到達向海、扎龍等國家自然保護區(qū)進行繁殖，此時氣溫在3℃左右。到秋分（9月下旬初）之后，氣溫降至13℃左右，丹頂鶴便成群結隊地開始陸續(xù)飛離繁殖地，最終在小雪（11月下旬初）前抵達越冬地江蘇鹽城國家自然保護區(qū)，當地氣溫在13℃左右。丹頂鶴一年四季生存的相對濕度范圍在35%以上，當環(huán)境相對濕度降低到60%左右時，丹頂鶴便開始遷徙到適宜自身生存的棲息地。

根據吳建平等[5]的研究發(fā)現，在溫度≤15℃，丹頂鶴求偶、交配、筑巢的時間分配較多。而丹頂鶴孵化與育雛的時間更多選擇在溫度＞15℃的時候。從圖1a可知，丹頂鶴在繁殖期內，其越冬地（江蘇鹽城國家自然保護區(qū)）的日均氣溫大部分＞15℃，甚至＞25℃，這樣的高溫不利于產卵和優(yōu)生，因此丹頂鶴遷往氣溫相對較低、舒適的北方進行產卵繁殖。從圖1b可知，在越冬期內，丹頂鶴繁殖地冬季氣溫均＜0℃，已經超出丹頂鶴能夠適應的溫度范圍，因此丹頂鶴選擇氣溫在0℃以上較為舒適的江蘇鹽城國家自然保護區(qū)作為越冬地，實現冬避嚴寒、夏避酷暑、追求舒適的生存理念，值得人類借鑒。

丹頂鶴繁殖地相對濕度的年際變化有由低向高的變化趨勢（圖1c）。已有研究[6]顯示，丹頂鶴的求偶及交配均發(fā)生在清晨或傍晚天氣較涼爽的時間段，此時相對濕度較高；丹頂鶴在雨天的孵化時間占比也較大。所以丹頂鶴繁殖地相對濕度呈現由低向高的變化，更有利于丹頂鶴的求偶、交配、孵化繁殖。丹頂鶴所選擇的越冬地江蘇鹽城國家自然保護區(qū)，其越冬期間的相對濕度要比同期其繁殖地的相對濕度高許多（圖1d）。由此可見，除了氣溫為主導因素外，相對濕度（其與降水量密切相關）也是影響丹頂鶴棲息地的一個關鍵因素。綜合得出，相對濕度在60%左右是丹頂鶴開始遷徙的一個臨界值，關于人體最佳舒適度的研究也表明，相對濕度為65%左右也是人體感覺比較舒適的，過高或過低的相對濕度也會引起人體的不良反應[7-8]。丹頂鶴根據環(huán)境氣候變化而遷徙的規(guī)律對人類的“候鳥式”旅居具有重要的參考價值與研究意義。

圖1 1980—2018年丹頂鶴同一時期不同棲息地氣溫（單位：℃）、相對濕度（單位：%）對比

相關研究也表明，不管是溫度升高還是降低，一旦到達對人體產生不舒適感的程度，人體就會出現應激反應，進而增加各種疾病的發(fā)病率與死亡率[9-10]。當然，人體自身也具有一定的適應能力，不同氣候區(qū)的居民由于長期適應的結果，導致其最佳舒適溫度會隨緯度或海拔高度而產生一定的變化，常言道：“一方水土養(yǎng)一方人”，所以應該遵循這一規(guī)律，恰當地擇時、擇地進行候鳥式旅居康養(yǎng)。

環(huán)境氣溫和相對濕度是主導或促使丹頂鶴棲息地隨季節(jié)而變化的重要因素。利用丹頂鶴遷徙的主要影響因素，即氣溫和相對濕度計算其棲息地的溫濕指數。目前不少文獻從溫濕指數研究某地的舒適程度[11-12]，溫濕指數在研究人居環(huán)境氣候舒適度具有一定的科學性，因此可作為研究指標進一步探討丹頂鶴的遷徙規(guī)律與“候鳥式”旅居的氣候康養(yǎng)內涵的潛在關系。

由圖2可知，繁殖地除夏季（6—8月）處于舒適、冷的舒適范圍，全年基本處于寒冷的舒適等級，溫濕指數＜25。越冬地1—4月以及11—12月處于寒冷的舒適等級，5—10月處于舒適的范圍，其中7與8月達到熱的舒適等級，全年溫濕指數在0～27.5；在繁殖期間（4—9月），丹頂鶴所在的繁殖地主要以舒適為主，其次是冷。越冬期間（11月—次年2月），越冬地舒適等級處于寒冷中，溫濕指數在0～10，比同時期的繁殖地高，相對舒適。即丹頂鶴通過冬避嚴寒、夏避酷暑的遷徙活動，追求氣候相對舒適的生存環(huán)境繁殖、培育后代，這對于人們追求舒適的氣候康養(yǎng)環(huán)境具有十分重要的參考價值。

圖2 1980—2018年丹頂鶴棲息地溫濕指數對比

2.2 中國大陸旅居環(huán)境的氣候舒適度分布

主導丹頂鶴遷徙的因子是氣溫，因此以黑龍江為北方代表省份，海南為南方代表省份，分析我國南北兩地的氣溫差異，從而說明“候鳥式”旅居的基本內涵，最后利用人體舒適度進一步探析其內涵與價值。

從圖3a可知，在冬半年，海南島氣溫變化幅度不大，均在20℃左右；而黑龍江氣溫變化呈明顯倒的“V”形，最冷月在1月（日均氣溫-20℃左右）。兩地溫差可高達40℃。夏半年海南島氣溫較為穩(wěn)定（圖3b），日平均值在28℃左右；黑龍江氣溫變化呈先上升后下降的態(tài)勢，7—8月處于峰值期，均處于22.5℃以下的舒適狀態(tài)。兩地溫差較冬半年小，最大可達25℃，最小達7.5℃。

對比圖3a、3b可知，冬季黑龍江處于嚴寒的環(huán)境中，當地患有呼吸或循環(huán)系統(tǒng)等氣象敏感性疾病的人群、尤其是老年人群若留在當地過冬的話，就要忍受-20℃左右的嚴寒，很容易誘發(fā)其犯病[13]；若像候鳥那樣，選擇每年10月當地日均氣溫降至5℃左右、寒冷天氣來臨之前遷往舒適暖和的海南（當地日均氣溫降至25℃以下）進行氣候養(yǎng)生，并且在4月離開海南（當地日均氣溫升至25℃以上）、返回黑龍江（當地日均氣溫升至10℃左右），這與丹頂鶴秋季（10月）開始向南遷徙，春季向北遷徙4月到達繁殖地的時間相吻合。而夏季黑龍江平均氣溫在20℃左右、屬于避暑的舒適環(huán)境，若南方的老年人群選擇7月初前往黑龍江進行避暑養(yǎng)生旅居，就可規(guī)避盛夏酷暑的煎熬，這就是為什么越來越多的老年人逐漸認同“候鳥式旅居”的原因，相關研究也證實“候鳥式旅居”能緩解冬季多發(fā)疾病[14]。

圖3 1980—2018年海南省與黑龍江省冬半年（a）、夏半年（b）氣溫（單位：℃）變化對比

按氣象學中季節(jié)劃分法，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12—2月為冬季。如圖4所示，對比廣義舒適域日數，在夏季廣義舒適域以中國西南地區(qū)為主，華北和東北等地區(qū)較舒適；冬季避寒養(yǎng)生以海南島及東南沿海一帶為主。春、秋兩季廣義舒適域等級日數的空間分布基本相似（圖4a、4c），其大值區(qū)主要分布在云南和四川；春、夏、秋三季的最舒適旅居省份以云南為首，其次是四川、青海等地；冬季則以海南島、東南沿海一帶為最舒適旅居區(qū)，以海南為最舒適旅居地，其次是廣東、廣西等地。

圖4 不同季節(jié)中國大陸廣義舒適域等級日數的空間分布

2.3 季節(jié)性旅居地氣候特征

相對靜態(tài)的統(tǒng)計氣象學季節(jié)方法，以氣候滑動平均溫度（連續(xù)5 d氣溫的滑動平均）動態(tài)劃分的季節(jié)更符合當地的氣候季節(jié)特征，且與人體舒適度的關系更為密切，更具有實際意義。因此，將采用氣候季節(jié)劃分法對季節(jié)性旅居地進行季節(jié)劃分，并分析各地區(qū)的氣候特征以及舒適度特征。

以南北代表城市為例（表5），在東北，3個省會城市有明顯的四季劃分，大概可劃分為，春季從4月中旬后開始，到6月底前結束；夏季從6月底開始，至8月下旬截止；于8月下旬入秋，終止于10月中旬；冬季持續(xù)時間最長，從10月中下旬開始至次年4月中旬。其中沈陽春、夏季起始時間最早，哈爾濱最早進入秋、冬季，并且冬季持續(xù)時間最長，達200 d以上。四季中，秋季持續(xù)時間最短。這與南方的代表城市四季劃分明顯不同，?？凇⑷齺唽儆跓o冬區(qū)，長夏無冬，春秋相連，并且春秋兩季的時段與東北三省的冬季基本吻合。為了避開北方嚴寒漫長的冬季，人們可以在同時間段內前往正處于春秋季舒適溫暖的南方避寒。而由于南方夏季漫長炎熱，在同一時間北方正處于春、夏、秋季，并且北方夏季氣溫較低、涼爽舒適，人們可以前往涼爽宜人的北方避暑康養(yǎng)。

表5 氣候季節(jié)劃分

氣溫與相對濕度不僅是影響丹頂鶴遷徙的重要因素，也是影響人類居住地的主導因素，同時結合氣候舒適等級天數，從季節(jié)性旅居的氣候特征來說明季節(jié)性遷徙的最佳時間段。

由圖5a可知，東北3個城市氣溫變化十分明顯，最低氣溫可達-10℃以下，最高氣溫在25℃以下。人體最佳舒適溫度為22.5℃，東北三省6—8月的平均氣溫最為接近，相對其他月份較為舒適。冬半年東北3個省會城市氣溫較低，可低至-18.8℃，這對人體健康影響十分嚴重。而海南的?？谂c三亞全年平均氣溫變化幅度不大，各月平均氣溫在18～30℃，一年四季中既沒有酷暑也沒有嚴寒，這與康養(yǎng)旅居地的條件要求相吻合。5個城市在6—8月的平均氣溫差值最低，為4℃左右，而在冬半年的氣溫差值最高，可達37.5℃。

東北3個省會城市的相對濕度變化幅度大（圖5b），在45%～80%。變化趨勢一致，4月下降到最低值后上升，8月達到峰值后再次下降，10月沈陽與其他2個省會城市變化趨勢有異，哈爾濱與長春再次上升，而沈陽繼續(xù)下降趨于穩(wěn)定。海口與三亞各月平均相對濕度變化不大，在70%～90%，兩者的變化幅度不大，三亞的相對濕度呈現出先上升后下降的趨勢，而海口則先下降后上升。海南島的2個城市的相對濕度均比東北3省的省會城市高，其中5個城市之間差值最大出現在4月，最小出現在7—8月。

圖5 中國南北城市氣候對比

空氣質量也是影響氣候旅居環(huán)境的重要因素。如圖6所示，以三亞、海口作為南方空氣質量代表城市，哈爾濱、長春以及沈陽這3個東北三省的省會作為北方空氣質量代表城市。?？谂c三亞整體空氣質量指數明顯比東北三省的省會城市空氣質量指數低，即海南的空氣質量比東北地區(qū)空氣質量好。海口與三亞的空氣質量指數全年變化幅度較東北城市小，5個對比城市空氣質量指數最低值在6—8月，即夏季空氣質量較好，南方城市與北方城市空氣質量指數差值最小在6—8月。5個城市全年中，年底以及年初的空氣質量指數最高，即冬季空氣質量較差，對比發(fā)現南方城市在這個期間空氣質量指數明顯低于北方城市，即冬季南方城市空氣質量比北方城市好。

圖6 中國南北城市空氣質量指數對比

以?？谂c哈爾濱2個城市的各月舒適度等級天數為例（圖7），?？谧钍孢m月份是12月，其次是1月，11月—次年3月屬于廣義舒適域，而4—10月份皆處于熱不舒適區(qū)域，最熱的月份是6月。海口的舒適度等級主要為涼、涼爽、舒適、微熱、熱、炎熱以及酷熱。哈爾濱最舒適月份是9月，其次是5月；處于冷不舒適域與嚴寒域的時間段為11月—次年3月；7月處于熱不舒適域中。11月—次年3月，南方處于春秋季舒適溫暖的環(huán)境中，北方處于嚴寒的冬季，為了避寒，人們應該選擇溫暖的南方進行“候鳥式旅居”。相對于南方漫長且炎熱的夏季，該時段內北方春夏秋三季相連，氣候舒適宜人，更適合人們進行避暑養(yǎng)生。

圖7 中國南北城市逐月舒適度等級天數分布

因此，從科學的角度考慮，若以躲避嚴寒為前提，以追求舒適的養(yǎng)生環(huán)境為目的，北方患有呼吸和循環(huán)系統(tǒng)等慢性疾病的人群，尤其是老年人，冬季選擇前往我國南方溫暖舒適地區(qū)進行候鳥式旅居康養(yǎng)，可有效規(guī)避其呼吸和循環(huán)系統(tǒng)等疾病復發(fā)風險，或減輕其病情。若以躲避酷暑為前提，生活在酷熱的南方的人們可以選擇在夏季前往北方，享受清涼的夏季。

3 結論與討論

（1）丹頂鶴遷徙棲息環(huán)境的適宜氣溫為2～22.5℃，相對濕度范圍在45%～80%，當越冬地氣溫升溫到3℃（春季遷徙）、繁殖地氣溫降低到13℃（秋季遷徙）以及環(huán)境相對濕度降低到60%左右，是丹頂鶴開始遷徙的臨界值。環(huán)境氣溫和相對濕度是影響丹頂鶴遷徙的主要因素，其繁殖期對這兩個要素的要求更為嚴格。

（2）北方城市春季為4月中旬—6月，夏季為6月底—8月下旬，秋季于8月下旬—10月中旬，冬季持續(xù)時間最長，從10月中下旬開始至次年4月中旬。這與南方的代表城市四季劃分明顯不同，海口、三亞屬于無冬區(qū)，長夏無冬，春秋相連，并且春秋兩季的時段與東北三省的冬季基本吻合。東北各月氣溫與相對濕度變化幅度大，而海南常年溫暖濕潤，變化幅度小。

（3）11月—次年3月，南方處于春秋季舒適溫暖的環(huán)境中，北方處于嚴寒的冬季，為了避寒人們應該選擇溫暖的南方進行“候鳥式旅居”。相對于南方漫長且炎熱的夏季（4—10月），該時段內北方春夏秋三季相連，氣候舒適宜人，更適合人們進行避暑養(yǎng)生。

國內對探討候鳥遷徙及其對人類氣候養(yǎng)生參考價值方面的研究甚少報道。率先探索、揭示候鳥遷徙的氣候節(jié)律及氣象條件變化，并與人類氣候養(yǎng)生、旅居相結合，是本研究的主要創(chuàng)新。可為老年人養(yǎng)生、養(yǎng)老，科學“祛暑避寒”，以及相關氣象敏感性疾病患者后續(xù)的康復治療提供科學依據。

研究氣象條件與候鳥遷徙之間的關系是一門交叉學科，可收集的候鳥遷徙數據資料十分有限，實際候鳥的遷徙時間及路線復雜難定，本文選取平均狀況，略有誤差，所以在分析過程中會存在一定的局限性。候鳥丹頂鶴季節(jié)性遷徙的氣候養(yǎng)生行為啟示人們，恰當的候鳥式旅居可使人們冬避嚴寒、夏避酷暑，趨利避害、智慧養(yǎng)生。