吕江鱼，李 杨，薛卫鹏，刘 明，张 萍

（1.陕西省林业调查规划院，西安 710082；2.周至县老县城自然保护区，陕西周至 710400）

1889年，德国科学家Elster和Geita第一次发现了空气负离子的存在。1902 年Aschkinass和Caspari肯定了负离子具有重要的生物学意义。经过多年研究，负离子在净化空气［1］、人体保健、防病治病［2－5］等方面效果显著，其浓度水平已成为评价区域空气清洁程度的重要指标之一。目前，国内偏重于环境监测，主要针对森林游憩区［6－7］、城市不同功能区［8－10］、城区森林或特定植被［11－13］进行测定和描述研究。陕西省林业资源丰富，境内森林公园数量众多，但相关负离子的监测和评估工作开展有限。因此，在森林公园和生态旅游建设快速推进和人们环保意识、健康意识日益增强的前提下，探讨森林公园空气负离子的科学监测和评估对指导森林公园建设规划具有重要意义。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

陕西省凤凰岭森林公园位于安康市西北40 km 处，主景区距汉阴县城11km、汉中市160 km、西安市250 km。公园规划面积4 169.5 hm2，地理位置介于东经108°20′50″～108°35′43″，北纬32°46′06″～32°54′19″之间，共有4个景区，分别为大木坝景区、铁瓦殿景区、龙寨沟景区、龙岗园林景区。园内山势高峻挺拔，平均海拔1 200 m，主峰铁瓦殿海拔2 128.3m，为全县群峰之冠。园内溪流清澈，潭瀑跌宕，主要溪流有卞家河、芦峪沟、余家沟、玉家沟、大茅坝河、黄龙河、东沟河、冷峪河等。其中大茅坝河在森林公园中的流域面积和流长最大。森林公园气候为北亚热带湿润季风气候，温和舒适，雨量丰沛，光照充足，四季分明。年平均气温15.1 ℃，一月平均气温3 ℃，极端最低气温－10.1 ℃，七月平均气温26.7 ℃，极端最高气温40.1 ℃。年≥0 ℃积温5540.9 ℃，≥10 ℃积温4710.2 ℃。年均降水量765～930 mm，最大年降水量1 451.1 mm，最少年降水量543.6mm。

1.2 监测方法

根据凤凰岭森林公园主要植被类型和景观，设置观测样地或样点，数量为阔叶林21个、针叶林2个、针阔混交林6个、灌木林2个、竹林4个、草地1个、瀑布1个、溪流9条，样地或样点数共46个；每个样地按东西南北不同方位设置4个观测点。

2013年7月5日—8月6日逐日观测（大风等恶劣天及阴雨天除外），每日6：00—18：00每2 h观测1 次，每次每个观测点读数4 次，取平均值。用COM－3200PRO 型正负离子监测仪测定空气负离子浓度，观测高度为人体呼吸线高度（距地面1.5m 处）。

每个样地观测空气负离子浓度的同时，观测PM2.5浓度、温度、湿度、海拔，PM2.5 浓度、温度、湿度分别每10 min 测定1 次，每次监测1 min，重复3次；使用仪器为CW－HAT200高精度手持式PM2.5速测仪和劳伦斯（K）GPS。

1.3 数据整理与分析

数据取算术平均数，用Spss 13.0 分析软件进行数据整理与差异性分析；采用典范对应分析（canonical correspondence analysis，CCA）［14－15］分析不同景区观测样地相似度及其与环境因子的关系。排序中环境因子包括负离子浓度、PM2.5浓度、海拔、湿度、温度和地类，景区共4 个。CCA 排序采用国际通用软件CANOCO4.5 完成。

2 结果与分析

2.1 森林公园内不同类型植被空气负离子含量

从表1可以看出，凤凰岭森林公园不同植被种类空气负离子平均浓度为752.0～1 487.0个·cm－3，竹林＞针阔混交林＞阔叶林＞针叶林、草地＞灌木林，差异显著（p＜0.05），草地与针叶林之间差异不显著（p＞0.05）。这些不同绿地空气负氧离子含量都高于城市交通线、车站及商业区空气负离子含量200～300个·cm－3［14］，说明森林对空气有较强的净化功能。

表1 不同地类负离子浓度监测值

2.2 森林公园不同地类空气负离子含量

从表1 看出，远远瀑布空气负离子含量（19 999.0个·cm－3）显著高于溪流（11 187.0个·cm－3）（p＜0.05），二者都远远高于不同类型植被（p＜0.05）。

2.3 不同景区与环境因子的CCA 分析

观测样地的景区分布和环境因子进行关联分析表明（图1），海拔、负离子浓度及地类是决定监测样地聚类的前三位关键因素。CCA 排序图中第一排序轴相关系数较高的是负离子浓度（r＝0.9245），说明负离子是监测样地环境特征的代表因素。不同环境因素中，与负离子浓度相关性最高的是温度和地类，这是因为温度和地类决定了地区的空气对流强度，从而影响到负离子的累积程度。本研究中，海拔、PM2.5 及湿度与负离子浓度表现为不相关。其中湿度与负离子浓度相关性分析结果与预计相反，可能由于景区普遍湿度较高，大于负离子浓度相应的湿度敏感性阀值，从而表现为湿度对负离子浓度影响较小。

图1 CCA 排序图

比较各环境因素，除正常海拔同温度、湿度负相关外，景区的PM2.5同湿度和温度正相关，且与湿度绝对正相关，同以城市为背景的研究结论相同；但PM2.5与海拔负相关，即与气压正相关，这与城市的情况不同，原因是景区内植被较好，产生PM2.5的诱因少，PM2.5随海拔变化不明显，因此并未表现出同城市一样的和气压负相关［16］。

3 结论

（1）凤凰岭森林公园具有较高的空气负离子水平，不同植被种类空气负离子平均浓度为752.0～1 487.0个·cm－3，竹林＞针阔混交林＞阔叶林＞针叶林、草地＞灌木林，它们都显著低于瀑布（19 999.0 个·cm－3）和溪流（11 187.0 个·cm－3）。

（2）PM2.5浓度、海拔、湿度、温度和地类等因素中，负离子浓度相关性最高的是温度和地类。

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