呂江魚，李 楊，薛衛(wèi)鵬，劉 明，張 萍

（1.陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，西安 710082；2.周至縣老縣城自然保護區(qū)，陜西周至 710400）

1889年，德國科學(xué)家Elster和Geita第一次發(fā)現(xiàn)了空氣負(fù)離子的存在。1902 年Aschkinass和Caspari肯定了負(fù)離子具有重要的生物學(xué)意義。經(jīng)過多年研究，負(fù)離子在凈化空氣［1］、人體保健、防病治?。?－5］等方面效果顯著，其濃度水平已成為評價區(qū)域空氣清潔程度的重要指標(biāo)之一。目前，國內(nèi)偏重于環(huán)境監(jiān)測，主要針對森林游憩區(qū)［6－7］、城市不同功能區(qū)［8－10］、城區(qū)森林或特定植被［11－13］進行測定和描述研究。陜西省林業(yè)資源豐富，境內(nèi)森林公園數(shù)量眾多，但相關(guān)負(fù)離子的監(jiān)測和評估工作開展有限。因此，在森林公園和生態(tài)旅游建設(shè)快速推進和人們環(huán)保意識、健康意識日益增強的前提下，探討森林公園空氣負(fù)離子的科學(xué)監(jiān)測和評估對指導(dǎo)森林公園建設(shè)規(guī)劃具有重要意義。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

陜西省鳳凰嶺森林公園位于安康市西北40 km 處，主景區(qū)距漢陰縣城11km、漢中市160 km、西安市250 km。公園規(guī)劃面積4 169.5 hm2，地理位置介于東經(jīng)108°20′50″～108°35′43″，北緯32°46′06″～32°54′19″之間，共有4個景區(qū)，分別為大木壩景區(qū)、鐵瓦殿景區(qū)、龍寨溝景區(qū)、龍崗園林景區(qū)。園內(nèi)山勢高峻挺拔，平均海拔1 200 m，主峰鐵瓦殿海拔2 128.3m，為全縣群峰之冠。園內(nèi)溪流清澈，潭瀑跌宕，主要溪流有卞家河、蘆峪溝、余家溝、玉家溝、大茅壩河、黃龍河、東溝河、冷峪河等。其中大茅壩河在森林公園中的流域面積和流長最大。森林公園氣候為北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，溫和舒適，雨量豐沛，光照充足，四季分明。年平均氣溫15.1 ℃，一月平均氣溫3 ℃，極端最低氣溫－10.1 ℃，七月平均氣溫26.7 ℃，極端最高氣溫40.1 ℃。年≥0 ℃積溫5540.9 ℃，≥10 ℃積溫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 監(jiān)測方法

根據(jù)鳳凰嶺森林公園主要植被類型和景觀，設(shè)置觀測樣地或樣點，數(shù)量為闊葉林21個、針葉林2個、針闊混交林6個、灌木林2個、竹林4個、草地1個、瀑布1個、溪流9條，樣地或樣點數(shù)共46個；每個樣地按東西南北不同方位設(shè)置4個觀測點。

2013年7月5日—8月6日逐日觀測（大風(fēng)等惡劣天及陰雨天除外），每日6：00—18：00每2 h觀測1 次，每次每個觀測點讀數(shù)4 次，取平均值。用COM－3200PRO 型正負(fù)離子監(jiān)測儀測定空氣負(fù)離子濃度，觀測高度為人體呼吸線高度（距地面1.5m 處）。

每個樣地觀測空氣負(fù)離子濃度的同時，觀測PM2.5濃度、溫度、濕度、海拔，PM2.5 濃度、溫度、濕度分別每10 min 測定1 次，每次監(jiān)測1 min，重復(fù)3次；使用儀器為CW－HAT200高精度手持式PM2.5速測儀和勞倫斯（K）GPS。

1.3 數(shù)據(jù)整理與分析

數(shù)據(jù)取算術(shù)平均數(shù)，用Spss 13.0 分析軟件進行數(shù)據(jù)整理與差異性分析；采用典范對應(yīng)分析（canonical correspondence analysis，CCA）［14－15］分析不同景區(qū)觀測樣地相似度及其與環(huán)境因子的關(guān)系。排序中環(huán)境因子包括負(fù)離子濃度、PM2.5濃度、海拔、濕度、溫度和地類，景區(qū)共4 個。CCA 排序采用國際通用軟件CANOCO4.5 完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林公園內(nèi)不同類型植被空氣負(fù)離子含量

從表1可以看出，鳳凰嶺森林公園不同植被種類空氣負(fù)離子平均濃度為752.0～1 487.0個·cm－3，竹林＞針闊混交林＞闊葉林＞針葉林、草地＞灌木林，差異顯著（p＜0.05），草地與針葉林之間差異不顯著（p＞0.05）。這些不同綠地空氣負(fù)氧離子含量都高于城市交通線、車站及商業(yè)區(qū)空氣負(fù)離子含量200～300個·cm－3［14］，說明森林對空氣有較強的凈化功能。

表1 不同地類負(fù)離子濃度監(jiān)測值

2.2 森林公園不同地類空氣負(fù)離子含量

從表1 看出，遠遠瀑布空氣負(fù)離子含量（19 999.0個·cm－3）顯著高于溪流（11 187.0個·cm－3）（p＜0.05），二者都遠遠高于不同類型植被（p＜0.05）。

2.3 不同景區(qū)與環(huán)境因子的CCA 分析

觀測樣地的景區(qū)分布和環(huán)境因子進行關(guān)聯(lián)分析表明（圖1），海拔、負(fù)離子濃度及地類是決定監(jiān)測樣地聚類的前三位關(guān)鍵因素。CCA 排序圖中第一排序軸相關(guān)系數(shù)較高的是負(fù)離子濃度（r＝0.9245），說明負(fù)離子是監(jiān)測樣地環(huán)境特征的代表因素。不同環(huán)境因素中，與負(fù)離子濃度相關(guān)性最高的是溫度和地類，這是因為溫度和地類決定了地區(qū)的空氣對流強度，從而影響到負(fù)離子的累積程度。本研究中，海拔、PM2.5 及濕度與負(fù)離子濃度表現(xiàn)為不相關(guān)。其中濕度與負(fù)離子濃度相關(guān)性分析結(jié)果與預(yù)計相反，可能由于景區(qū)普遍濕度較高，大于負(fù)離子濃度相應(yīng)的濕度敏感性閥值，從而表現(xiàn)為濕度對負(fù)離子濃度影響較小。

圖1 CCA 排序圖

比較各環(huán)境因素，除正常海拔同溫度、濕度負(fù)相關(guān)外，景區(qū)的PM2.5同濕度和溫度正相關(guān)，且與濕度絕對正相關(guān)，同以城市為背景的研究結(jié)論相同；但PM2.5與海拔負(fù)相關(guān)，即與氣壓正相關(guān)，這與城市的情況不同，原因是景區(qū)內(nèi)植被較好，產(chǎn)生PM2.5的誘因少，PM2.5隨海拔變化不明顯，因此并未表現(xiàn)出同城市一樣的和氣壓負(fù)相關(guān)［16］。

3 結(jié)論

（1）鳳凰嶺森林公園具有較高的空氣負(fù)離子水平，不同植被種類空氣負(fù)離子平均濃度為752.0～1 487.0個·cm－3，竹林＞針闊混交林＞闊葉林＞針葉林、草地＞灌木林，它們都顯著低于瀑布（19 999.0 個·cm－3）和溪流（11 187.0 個·cm－3）。

（2）PM2.5濃度、海拔、濕度、溫度和地類等因素中，負(fù)離子濃度相關(guān)性最高的是溫度和地類。

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