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城市是现代人类社会赖以生存的基础,然而空气污染和城市热岛等城市问题严重威胁居民的身心健康,城市森林由于其具有改善空气环境和促进人体健康的功能而备受关注。基于城市森林康养因子与居民利用其康养功能进行休闲体力活动二者间的时空关联研究缺乏,本研究以西安都市圈为研究区域,选择城市森林资源丰富且具有代表性的3座城市(大规模城市-西安市、中规模城市-宝鸡市、小规模城市-杨陵区)中不同区域(城市核心区、过渡区、边缘区)的9处典型片状城市森林(城市公园)为研究对象,在城市森林调查和主要康养因子指标实测的基础上,进行城市森林康养因子与居民休闲体力活动的时空变化及耦合关系研究,阐明了在不同时间和空间尺度下城市森林主要康养因子与居民休闲体力活动间的关联,对城市居民休闲体力活动指导和居民健康质量改善提供了理论基础和实践依据。研究取得成果如下:(1)基于不同的时间和空间尺度实测得到了西安都市圈城市森林主要康养因子的时空变化规律。城市森林林内空气负离子(NAI)浓度季节变化显著,夏季最高(平均799个/cm~3),秋季(560个/cm~3)和春季(544个/cm~3)次之,冬季(329个/cm~3)最低。林内空气负离子浓度有明显的日变化规律,整体呈单谷变化趋势,上午8:00-12:00为的下降期,中午13:00为全天最低值,下午14:00-17:00为上升期。城市森林林内空气负离子浓度在空间上变化显著,中等规模城市浓度最高(平均648个/cm~3),小规模城市次之(550个/cm~3),大规模城市最低(476个/cm~3),城市边缘区浓度最高,城市过渡区次之,城市核心区最低。城市森林林内PM2.5浓度季节变化显著,冬季最高(平均106.2μg/m~3),春季(42.0μg/m~3)和秋季(34.1μg/m~3)次之,夏季(21.0μg/m~3)最低。林内PM2.5浓度日变化在春、夏、秋三个季节表现相同,均呈现缓慢上升的趋势。冬季林内PM2.5浓度因城市规模不同和森林在城市中的位置不同而表现不同,在大、中规模城市,冬季PM2.5浓度呈单峰变化趋势,上午8:00-14:00为上升期,至14:00达到全天最高值,下午14:00-17:00为下降期,在小规模城市中,冬季8:00-17:00期间PM2.5浓度均在不断上升。城市森林林内PM2.5浓度在空间上变化显著,在大规模城市浓度最高(平均57.5μg/m~3),小规模城市次之(49.1μg/m~3),中等规模城最低市(45.8μg/m~3),城市核心区最高,过渡区次之,边缘区最低。城市森林林内热通用气候指数(UTCI)季节变化显著,夏季最高(平均31.2℃)、春季次之(21.2℃)、秋季第三(15.9℃),冬季最低(6.2℃)。林内热通用气候指数有明显的日变化规律,整体呈单峰变化趋势,上午8:00-12:00为上升期,中午13:00为全天最高值,下午14:00-17:00为下降期。城市森林林内热通用气候指数在空间上变化显著,大规模城市最高(平均19.9℃),中等规模城市次之(19.5℃),小规模城市最低(16.4℃),在城市核心区最高,过渡区次之,边缘区最低。在城市森林林内主要康养因子的关系方面,PM2.5浓度与空气负离子浓度呈显著负相关关系,热通用气候指数与空气负离子浓度呈显著负相关关系,热通用气候指数与PM2.5浓度呈正相关关系。(2)基于不同的时间和空间尺度实测得到了西安都市圈城市森林休闲体力活动(LPA)的时空变化规律。参与城市森林休闲体力活动的女性累计人次(55.56%)高于男性(44.43%),城市规模越大参与休闲体力活动性别差异越小。成年人(44.91%)和老年人(38.92%)是休闲体力活动的主要人群。在全部人群中,进行中等强度休闲体力活动的占比最大(30.7%),低强度(27.5%)次之,随后是静态活动(21.3%),高强度活动(20.5%)最少,城市规模越大进行静态活动的比例越高,春、夏、秋三个季节进行高强度休闲体力活动的人群比例高于冬季。室外体育活动区(47.5%)和中心广场(32.8%)是城市森林环境中进行休闲体力活动的主要空间场所。城市森林休闲体力活动累计人次季节变化明显,由高到低依次是春季、秋季、夏季和冬季。休闲体力活动主要集中于上午9:00-10:00和下午15:00-16:00时段进行。城市森林所在的城市规模越大,休闲体力活动累计人次越高,大规模城市最高(75.76%),中等规模城市次之(15.24%),小规模城市最少(9.00%)。越靠近城市核心,休闲体力活动累计人次越高。(3)阐明了西安都市圈城市森林主要康养因子与居民休闲体力活动的关联性。城市森林林内空气负离子浓度与休闲体力活动具有较强的关联性(关联度ri=0.685),各季节中关联度夏季最高(0.736),秋季(0.713)和春季(0.675)次之,冬季最低(0.617)。林内PM2.5浓度与休闲体力活动具有较强的关联性(关联度ri=0.657),各季节中关联度冬季最高(0.803),春季(0.650)和秋季(0.632)次之,夏季最低(0.544)。林内热通用气候指数与休闲体力活动具有较弱的关联性(关联度ri=0.630),各季节中关联度冬季最高(0.763),春季(0.628)和秋季(0.572)次之,夏季最低(0.556)。基于城市森林主要康养因子与居民休闲体力活动关联性及合理性评估,夏季建议以热通用气候指数为主要参考指标制定城市居民休闲体力活动计划,春季和秋季建议以空气负氧离子浓度为主要参考指标,冬季建议以PM2.5浓度为主要参考指标。