空氣負(fù)離子濃度影響因素研究

楊照　楊揚　甄偉

摘要：采用ITC-201A型智能便攜式空氣離子測試儀，于2011年7月對小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)金河口景區(qū)的空氣正、負(fù)離子濃度進(jìn)行了測量，分析空氣負(fù)氧離子濃度與植被類型和海拔高度的關(guān)系，結(jié)果表明：不同植被類型的顯著性為0.549，大于顯著水平0.05，對空氣負(fù)離子濃度的影響不顯著；海拔的顯著性為0.001，小子顯著水平0.05，對負(fù)離子濃度的影響顯著；植被類型和海拔的交互作用對負(fù)離子濃度的影響不顯著。關(guān)鍵詞：空氣負(fù)離子；植被類型；海拔高度

空氣負(fù)離子是空氣中帶負(fù)電荷的單個氣體分子及輕離子團(tuán)的總稱?？諝庳?fù)離子被公認(rèn)具有明顯的醫(yī)療保健作用，被譽(yù)為“空氣維生素和生長素”，是評價環(huán)境空氣清潔程度的重要指標(biāo)之一。森林以其特有的小氣候成為產(chǎn)生空氣負(fù)離子的上佳環(huán)境，隨著人們對環(huán)境質(zhì)量的要求，已經(jīng)認(rèn)識到森林中空氣負(fù)離子是一種無形、健康的森林旅游資源，因此，森林公園空氣負(fù)離子作用已成為是研究的熱點。同時，多項研究證明森林中空氣負(fù)離子濃度較高。研究森林環(huán)境中空氣負(fù)離子的分布狀況，有利于加強(qiáng)人們對利用森林開展保健的認(rèn)識，對進(jìn)一步開發(fā)森林旅游具有重要的現(xiàn)實意義。近些年來，各地針對森林環(huán)境中不同植物群落中的空氣負(fù)離子濃度水平差異研究也開始倍受重視。已有研究表明，空氣負(fù)離子濃度受植物密度、群落組成和種植方式的影響，林地不同群落類型對空氣負(fù)離子影響有很大差異。

1.研究目的與意義

本研究在對小五臺山國家級自然保護(hù)區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度觀測的基礎(chǔ)上，探求自然條件下不同植物群落結(jié)構(gòu)和海拔高度對空氣負(fù)離子濃度動態(tài)變化規(guī)律的影響程度，為進(jìn)一步定量化森林植被類型與空氣負(fù)離子水平的關(guān)系、合理開發(fā)空氣負(fù)離子資源提供依據(jù)，為科學(xué)地引導(dǎo)在此類風(fēng)景區(qū)戶外活動、指導(dǎo)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃提供有益的參考。

2.研究內(nèi)容與方法

2.1觀測區(qū)域

在金河口景區(qū)選擇3個典型區(qū)域，分別以記錄人員姓名首字母作為代號，分別為：L區(qū)、C區(qū)、S區(qū)。L區(qū)位于金河口景區(qū)外圍，海拔1300m，主要喬木為油松，生長茂盛。在油松林外圍選擇草本植物覆蓋區(qū)域、灌木覆蓋區(qū)域，并在油松林內(nèi)部選擇5個觀測點。C區(qū)位于景區(qū)內(nèi)部遺址附近，海拔1350m，旁邊有山溪，下游有瀑布，主要喬木為油松和樺樹，同樣選擇草本覆蓋區(qū)域、灌木覆蓋區(qū)域，并在油松林內(nèi)部選擇3個觀測點，此外，再在樺樹林和松樺混交林內(nèi)選擇2個點，共計7個點進(jìn)行觀測。S區(qū)位于景區(qū)內(nèi)部林校遺址附近，海拔1400m，主要喬木為松樺混交林，在林外選取草本覆蓋區(qū)域、灌木覆蓋區(qū)域，并在林內(nèi)選擇5個觀測點進(jìn)行觀測。測點生境如表1所示。

2.2觀測儀器

本次觀測采用ITC-201A型智能便攜式空氣離子測試儀。使用GPS對空氣離子觀測點進(jìn)行定位，并測量其海拔高度。

2.3觀測時間及觀測項目

在2011年7月19～21日進(jìn)行觀測，此時植物生長旺盛，水分豐沛，環(huán)境條件理想。每天8：00-17：00同時測定3個區(qū)域不同測點的負(fù)離子濃度，詳細(xì)記錄每個測點的環(huán)境條件并拍照。

2.4觀測方法

因為空氣中負(fù)離子在不斷產(chǎn)生，又不斷衰減，離子團(tuán)的大小也在不斷變化，儀器讀數(shù)的隨機(jī)性比較大，必須在穩(wěn)定的環(huán)境條件下進(jìn)行重復(fù)多次的讀數(shù)，計算取得平均值，才是比較準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。檢測時采用經(jīng)統(tǒng)一校對過的多臺儀器，多人同時同步測定，在每個觀測點站定后，兩臂平舉于身前，將儀器平托，避免晃動?？諝怆x子測定時，在每個觀測點相互垂直的4個方向分別觀測，待儀器穩(wěn)定后，每個方向取4個讀數(shù)，共16個讀數(shù)，取其平均值進(jìn)行分析。

2.5數(shù)據(jù)處理

利用統(tǒng)計分析軟件SPSS13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

3.結(jié)果與分析

3.1不同植被類型、不同海拔空氣負(fù)離子濃度變化規(guī)律

根據(jù)2011年7月19～21日每天8：00～17：00測定的金河口景區(qū)不同植被類型、海拔空氣負(fù)離子濃度變化情況如表2所示。

對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

從表3可以看出，不同植被類型的顯著性為0.549，大于顯著水平0.05，因此，認(rèn)為植被類型對空氣負(fù)離子濃度的影響不顯著；海拔的顯著性為0.001，小于顯著水平0.05，因此，認(rèn)為海拔對負(fù)離子濃度的影響顯著；植被類型和海拔的交互作用顯著性為0.959，大于顯著水平0.05，因此，二者的交互作用對負(fù)離子濃度的影響不顯著。

3.2不同植被類型空氣負(fù)離子濃度變化規(guī)律

不同植被類型進(jìn)行多重比較，其結(jié)果如表4所示。

從表4中可以看出，草地、灌木和林地直接的顯著性均大于0.05，說明它們兩兩之間沒有顯著差異。

3.3不同海拔空氣負(fù)離子濃度變化規(guī)律

不同海拔高度進(jìn)行多重比較，結(jié)果見表5。

從表5中可以看出，海拔1300m和1350m之間的顯著性為0.064，大于0.05，說明它們之間差異不顯著，其余的2組的顯著性都小于0.05，說明它們之間存在顯著差異。

4.結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

植被類型對空氣負(fù)離子濃度的影響一般不顯著，而負(fù)離子與海拔高度呈現(xiàn)顯著相關(guān)，二者的交互作用對負(fù)離子濃度的影響不顯著。

4.2討論

高銘聰在西徑山研究結(jié)果，對于負(fù)離子濃度日均值而言，香椿一紫楠群落明顯高于其他群落，且空氣質(zhì)量評價指數(shù)也遠(yuǎn)高于其他群落，原因在于該群落不僅郁閉度極高，而且處于山谷之間，有山泉流經(jīng)，溫度較低，而相對濕度較高，這樣的環(huán)境條件決定了該群落較高的負(fù)離子水平；而所有群落中，竹林群落負(fù)離子日均值最低，且空氣質(zhì)量評價指數(shù)也明顯低于其他群落，是6個參試群落中唯一處于B級（一般清潔）的群落。從已有的研究結(jié)果來看，有闊葉混交群落比竹子群落負(fù)離子濃度高的報道。由于闊葉群落葉面積指數(shù)較大，生物量較高，郁閉度較大，群落和外部的空氣交流也閉塞很多，植物通過光合作用、氣體交換等方式能夠產(chǎn)生較高濃度、較高質(zhì)量的空氣負(fù)離子。而竹林群落往往結(jié)構(gòu)較單調(diào)，缺少灌木層而導(dǎo)致通透性比較好，和群落外部的空氣交流比較容易。人民廣場的空氣質(zhì)量評價指數(shù)高于入口廣場，這是因為入口廣場雖然處在自然環(huán)境中，但附帶有停車場及大面積的硬質(zhì)廣場，綠化以草坪為主，較人民廣場相對完整的群落結(jié)構(gòu)而言，郁閉度太低。但本研究結(jié)果植被類型對空氣負(fù)離子濃度的影響一般不顯著。姚成勝等對湖南岳麓山周邊地區(qū)空氣負(fù)離子含量進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)空氣負(fù)離子含量和空氣清潔度先隨海拔高度升高而增加，到150m左右達(dá)到最大，然后又逐漸降低，發(fā)生明顯垂直變化。徐星生等對婺源縣空氣負(fù)離子分布規(guī)律進(jìn)行了監(jiān)測研究，發(fā)現(xiàn)海拔高度660～680m白龍瀑與海拔高度580～600m大龍瀑負(fù)離子濃度分別高出海拔高度81.5m月亮灣8.26萬個/cm³和1.42萬個/cm³。但徐星生研究不但海拔不同，環(huán)境也有很大差別，不能很好說明海拔高度對負(fù)離子濃度影響問題。尤其對于海拔1000m以上空氣負(fù)離子變化規(guī)律未見報道。東臺景區(qū)空氣負(fù)離子濃度和海拔有相關(guān)，呈顯著負(fù)相關(guān)。海拔2200m以上隨高度上升空氣負(fù)離子濃度迅速下降。因為這里已經(jīng)沒有樹木，為大面積高山草甸，空氣清潔，但負(fù)離子濃度較低。海拔超過2000m空氣負(fù)離子濃度變化規(guī)律和影響因子還有待于進(jìn)一步研究。