为探索生态旅游城市大气 PM2.5 浓度在旅游活动强度变化下的响应机制, 首先基于多重分形消除趋势波动分析法, 分别对张家界市大气 PM2.5 平均日浓度和旅游人数的时间序列进行了多重分形特征分析, 结果显示 PM2.5 和旅游人数的时间序列在演化过程中具有非线性、复杂的多重分形特征, 且 PM2.5 的多重分形特征强于旅游人数。进一步利用多重分形消除趋势交叉波动分析方法研究了 PM2.5 和旅游人数的交叉相关性, 发现二者之间不仅存在具有长期持续性的多重分形特征, 而且其相关性的多重分形特征受旅游活动强度变化影响明显, 表现为旅游旺季强于旅游淡季。最后, 运用后向轨迹模型分析了张家界市旅游淡旺季 PM2.5 污染物的空间来源, 发现张家界市大气 PM2.5 污染物主要源于局地污染源排放, 从侧面验证了旅游活动是张家界市大气 PM2.5 浓度的主要影响因素。

针对呼吸道系统疾病与大气 PM2.5、SO2 浓度序列的相关性特征, 应用多重分形消除趋势波动分析法 (MF-DCCA), 对张家界市永定区呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2.5、SO2 浓度序列进行了研究。结果发现该地区呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2.5、SO2 浓度的相关性具有长期持续特征和多重分形特征。随后对它们相关性多重分形特征的动力来源进行了分析, 通过随机重排和相位随机处理, 结果表明在不同时间尺度上的长期持续性影响是其主要动力来源。进一步研究发现该地区呼吸道系统疾病与大气 PM2.5、SO2 浓度序列的相关性在四个季节均具有长期持续性的多重分形特征, 且夏季多重分形特征相对强于其他季节。

为探索生态旅游城市张家界市大气 PM2.5、NO2 浓度与旅游活动及天气因素间的相关性, 运用多重分形去除趋势波动交叉分析法 (MFDCCA) 进行分析。首先验证了张家界市大气 PM2.5、NO2 浓度与旅游活动及天气因素间的交叉相关性和多重分形特征。然后通过对旅游淡旺季大气 PM2.5、NO2 浓度与旅游人数、平均气温及相对湿度的多重分形特征的详细分析, 发现在旅游淡季, 大气 PM2.5和NO2 浓度在相对湿度影响下波动范围更大, 且更倾向于出现较低浓度值; 而在旅游旺季, 大气 PM2.5 和 NO2 浓度在旅游活动影响下波动范围更大, 且更倾向于出现高浓度值。