杨照　杨扬　甄伟

摘要：采用ITC-201A型智能便携式空气离子测试仪，于2011年7月对小五台山国家级自然保护区金河口景区的空气正、负离子浓度进行了测量，分析空气负氧离子浓度与植被类型和海拔高度的关系，结果表明：不同植被类型的显著性为0.549，大于显著水平0.05，对空气负离子浓度的影响不显著；海拔的显著性为0.001，小子显著水平0.05，对负离子浓度的影响显著；植被类型和海拔的交互作用对负离子浓度的影响不显著。关键词：空气负离子；植被类型；海拔高度

空气负离子是空气中带负电荷的单个气体分子及轻离子团的总称。空气负离子被公认具有明显的医疗保健作用，被誉为“空气维生素和生长素”，是评价环境空气清洁程度的重要指标之一。森林以其特有的小气候成为产生空气负离子的上佳环境，随着人们对环境质量的要求，已经认识到森林中空气负离子是一种无形、健康的森林旅游资源，因此，森林公园空气负离子作用已成为是研究的热点。同时，多项研究证明森林中空气负离子浓度较高。研究森林环境中空气负离子的分布状况，有利于加强人们对利用森林开展保健的认识，对进一步开发森林旅游具有重要的现实意义。近些年来，各地针对森林环境中不同植物群落中的空气负离子浓度水平差异研究也开始倍受重视。已有研究表明，空气负离子浓度受植物密度、群落组成和种植方式的影响，林地不同群落类型对空气负离子影响有很大差异。

1.研究目的与意义

本研究在对小五台山国家级自然保护区空气负氧离子浓度观测的基础上，探求自然条件下不同植物群落结构和海拔高度对空气负离子浓度动态变化规律的影响程度，为进一步定量化森林植被类型与空气负离子水平的关系、合理开发空气负离子资源提供依据，为科学地引导在此类风景区户外活动、指导环境建设规划提供有益的参考。

2.研究内容与方法

2.1观测区域

在金河口景区选择3个典型区域，分别以记录人员姓名首字母作为代号，分别为：L区、C区、S区。L区位于金河口景区外围，海拔1300m，主要乔木为油松，生长茂盛。在油松林外围选择草本植物覆盖区域、灌木覆盖区域，并在油松林内部选择5个观测点。C区位于景区内部遗址附近，海拔1350m，旁边有山溪，下游有瀑布，主要乔木为油松和桦树，同样选择草本覆盖区域、灌木覆盖区域，并在油松林内部选择3个观测点，此外，再在桦树林和松桦混交林内选择2个点，共计7个点进行观测。S区位于景区内部林校遗址附近，海拔1400m，主要乔木为松桦混交林，在林外选取草本覆盖区域、灌木覆盖区域，并在林内选择5个观测点进行观测。测点生境如表1所示。

2.2观测仪器

本次观测采用ITC-201A型智能便携式空气离子测试仪。使用GPS对空气离子观测点进行定位，并测量其海拔高度。

2.3观测时间及观测项目

在2011年7月19～21日进行观测，此时植物生长旺盛，水分丰沛，环境条件理想。每天8：00-17：00同时测定3个区域不同测点的负离子浓度，详细记录每个测点的环境条件并拍照。

2.4观测方法

因为空气中负离子在不断产生，又不断衰减，离子团的大小也在不断变化，仪器读数的随机性比较大，必须在稳定的环境条件下进行重复多次的读数，计算取得平均值，才是比较准确的检测结果。检测时采用经统一校对过的多台仪器，多人同时同步测定，在每个观测点站定后，两臂平举于身前，将仪器平托，避免晃动。空气离子测定时，在每个观测点相互垂直的4个方向分别观测，待仪器稳定后，每个方向取4个读数，共16个读数，取其平均值进行分析。

2.5数据处理

利用统计分析软件SPSS13.0进行数据处理和分析。

3.结果与分析

3.1不同植被类型、不同海拔空气负离子浓度变化规律

根据2011年7月19～21日每天8：00～17：00测定的金河口景区不同植被类型、海拔空气负离子浓度变化情况如表2所示。

对调查数据进行方差分析，结果见表3。

从表3可以看出，不同植被类型的显著性为0.549，大于显著水平0.05，因此，认为植被类型对空气负离子浓度的影响不显著；海拔的显著性为0.001，小于显著水平0.05，因此，认为海拔对负离子浓度的影响显著；植被类型和海拔的交互作用显著性为0.959，大于显著水平0.05，因此，二者的交互作用对负离子浓度的影响不显著。

3.2不同植被类型空气负离子浓度变化规律

不同植被类型进行多重比较，其结果如表4所示。

从表4中可以看出，草地、灌木和林地直接的显著性均大于0.05，说明它们两两之间没有显著差异。

3.3不同海拔空气负离子浓度变化规律

不同海拔高度进行多重比较，结果见表5。

从表5中可以看出，海拔1300m和1350m之间的显著性为0.064，大于0.05，说明它们之间差异不显著，其余的2组的显著性都小于0.05，说明它们之间存在显著差异。

4.结论与讨论

4.1结论

植被类型对空气负离子浓度的影响一般不显著，而负离子与海拔高度呈现显著相关，二者的交互作用对负离子浓度的影响不显著。

4.2讨论

高铭聪在西径山研究结果，对于负离子浓度日均值而言，香椿一紫楠群落明显高于其他群落，且空气质量评价指数也远高于其他群落，原因在于该群落不仅郁闭度极高，而且处于山谷之间，有山泉流经，温度较低，而相对湿度较高，这样的环境条件决定了该群落較高的负离子水平；而所有群落中，竹林群落负离子日均值最低，且空气质量评价指数也明显低于其他群落，是6个参试群落中唯一处于B级（一般清洁）的群落。从已有的研究结果来看，有阔叶混交群落比竹子群落负离子浓度高的报道。由于阔叶群落叶面积指数较大，生物量较高，郁闭度较大，群落和外部的空气交流也闭塞很多，植物通过光合作用、气体交换等方式能够产生较高浓度、较高质量的空气负离子。而竹林群落往往结构较单调，缺少灌木层而导致通透性比较好，和群落外部的空气交流比较容易。人民广场的空气质量评价指数高于入口广场，这是因为入口广场虽然处在自然环境中，但附带有停车场及大面积的硬质广场，绿化以草坪为主，较人民广场相对完整的群落结构而言，郁闭度太低。但本研究结果植被类型对空气负离子浓度的影响一般不显著。姚成胜等对湖南岳麓山周边地区空气负离子含量进行测定，发现空气负离子含量和空气清洁度先随海拔高度升高而增加，到150m左右达到最大，然后又逐渐降低，发生明显垂直变化。徐星生等对婺源县空气负离子分布规律进行了监测研究，发现海拔高度660～680m白龙瀑与海拔高度580～600m大龙瀑负离子浓度分别高出海拔高度81.5m月亮湾8.26万个/cm³和1.42万个/cm³。但徐星生研究不但海拔不同，环境也有很大差别，不能很好说明海拔高度对负离子浓度影响问题。尤其对于海拔1000m以上空气负离子变化规律未见报道。东台景区空气负离子浓度和海拔有相关，呈显著负相关。海拔2200m以上随高度上升空气负离子浓度迅速下降。因为这里已经没有树木，为大面积高山草甸，空气清洁，但负离子浓度较低。海拔超过2000m空气负离子浓度变化规律和影响因子还有待于进一步研究。