林秋虹，林鴻生，盧澤彬，陳偉峰，蔡偉君，洪麗旋，林東妮，陳 耿

（揭陽市林業(yè)科技研究所，廣東 揭陽 522000）

空氣負(fù)離子是帶負(fù)電荷的單個(gè)氣體分子和氫離子團(tuán)［1］，其濃度水平是空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)。空氣負(fù)離子具有殺菌、降塵、清潔空氣的作用，是旅游區(qū)規(guī)劃和開發(fā)的重要依據(jù)［2-4］，也是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要指標(biāo)，是一種無形的、重要的森林旅游資源。森林生態(tài)系統(tǒng)以其特有的小氣候?yàn)榭諝庳?fù)離子的產(chǎn)生創(chuàng)造了良好環(huán)境。于2019—2020 年以廣東省揭陽市黃岐山森林公園（簡稱黃岐山）、大北山森林公園（簡稱大北山）、中德森林公園（簡稱中德）為監(jiān)測對(duì)象，研究空氣負(fù)離子及其與林分關(guān)系，為旅游開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 負(fù)離子監(jiān)測方法

使用COM-3200PROⅡ型負(fù)離子測量儀（日本COM-SYSTEM 公司），選擇晴天8：00—17：30 每小時(shí)測1 次。將儀器置于離地面1.5 m 處，與人體呼吸高度基本一致，每次測量東、西、南、北4 個(gè)方向數(shù)據(jù)，每個(gè)方向連續(xù)讀10 個(gè)數(shù)據(jù)，間隔5 min 讀1 次，取平均值。同時(shí)監(jiān)測正離子。監(jiān)測數(shù)據(jù)用Microsoft Excel處理。

1.2 負(fù)離子的日變化和年變化監(jiān)測

1）負(fù)離子的日變化監(jiān)測。選擇黃岐山森林公園、大北山森林公園、中德森林公園相對(duì)封閉、避風(fēng)的地點(diǎn)。黃岐山森林公園以東路西側(cè)山腰谷地、晚翠亭附近林分針闊混交林為主，連續(xù)測量3 d，每日8：00—17：30，每30 min 測1 次。

2）負(fù)離子年變化監(jiān)測。以4、8、10、1 月作為春、夏、秋、冬的代表時(shí)間，每個(gè)季節(jié)測量3 d，時(shí)間間隔相同。

1.3 林分與負(fù)離子關(guān)系監(jiān)測

在黃岐山森林公園、大北山森林公園、中德森林公園各選3 個(gè)代表性的林分作為監(jiān)測點(diǎn)，以基本完全郁閉（郁閉度0.7 以上）的純林或混交林為對(duì)象，每點(diǎn)測量3 次，3 次間隔時(shí)間一致。

1.4 負(fù)離子分布監(jiān)測

選擇4、8、10、1 月代表春、夏、秋、冬季，連續(xù)測量3 d，選擇水庫邊、松林（青年林）、山東圍路口、木荷林（世鏗亭）、侶云寺、玉皇宮為監(jiān)測點(diǎn)。

1.5 擴(kuò)展環(huán)境監(jiān)測

空氣負(fù)離子的分布與林分、地形、水流等關(guān)系密切，不同的環(huán)境條件不同，負(fù)離子濃度也不同。監(jiān)測揭陽市揭東區(qū)玉湖鎮(zhèn)坪上村不同環(huán)境條件節(jié)點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 日變化和年變化監(jiān)測

1）負(fù)離子的日變化監(jiān)測。黃岐山森林公園負(fù)離子日變化監(jiān)測結(jié)果見圖1。

圖1 負(fù)離子日變化

黃岐山空氣負(fù)離子濃度10：00—11：30 上升，11：30 有較明顯峰值，之后回落。12：00—13：00 回到波谷，13：00 達(dá)底部。14：30—16：30 有小峰值，17：30 后回落到平均值以下。這與王曉磊等［5］的研究結(jié)果相近。

比較不同林分的負(fù)離子濃度（表1）發(fā)現(xiàn)，負(fù)離子日變化隨林分的不同而不同，達(dá)到波峰、波谷的時(shí)間不同，除了林分自身產(chǎn)生負(fù)離子的影響外，可能受到空氣對(duì)流的影響。黃岐山晚翠亭針闊混交林環(huán)境相對(duì)封閉，負(fù)氧離子濃度主要受林分自身的影響。

表1 不同林分負(fù)離子濃度日變化 （單位：個(gè)/cm3）

2）負(fù)離子的年變化監(jiān)測。黃岐山針闊混交林負(fù)離子年變化見圖2。負(fù)離子濃度夏季最高，其次是秋季、冬季，春季較低。其他地方不同林分負(fù)離子情況和黃岐山針闊混交林相近。

圖2 針闊混交林負(fù)離子年變化

2.2 林分與負(fù)離子關(guān)系監(jiān)測

林分因子和負(fù)離子監(jiān)測結(jié)果見表2?？諝庳?fù)離子系數(shù)p=n-/（n- +n+），n+、n-分別為空氣正、負(fù)離子濃度；單極系數(shù)q=n+/n-；安培空氣離子評(píng)價(jià)系數(shù)CI=n-/（1 000q）；森林空氣離子評(píng)價(jià)指數(shù)FCI=n-/1 000p。

表2 林分因子和負(fù)離子監(jiān)測結(jié)果

林分空氣負(fù)離子潔凈度用安培空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)評(píng)價(jià)，等級(jí)劃分見表3。

表3 空氣等級(jí)和CI關(guān)系

比較大北山、黃岐山、中德同一區(qū)域不同林分的空氣負(fù)離子情況，評(píng)價(jià)空氣情況。大北山空氣等級(jí)木荷林優(yōu)于大頭茶林優(yōu)于福建柏。大北山的3 個(gè)林分木荷林負(fù)離子濃度高，CI也高，達(dá)到1.36，屬最清潔，大頭茶CI達(dá)到0.63，屬中等清潔，福建柏負(fù)離子和空氣潔凈度最低，CI只有0.28，屬輕污染。原因是木荷林和大頭茶林生長較為旺盛，光合作用較強(qiáng)，產(chǎn)生的負(fù)離子多；福建柏則生長較為緩慢，光合作用較弱，產(chǎn)生的負(fù)離子少。

黃岐山空氣針闊混交林優(yōu)于木荷林優(yōu)于松林。黃岐山負(fù)離子針闊混交林負(fù)離子濃度高，其次是木荷林，松林低，空氣質(zhì)量也同樣，均達(dá)到最清潔（混交林CI為1.89、木荷CI為1.21）和清潔（松林為0.83）水平，說明黃岐山森林公園空氣質(zhì)量好。

大北山和黃岐山的監(jiān)測都是闊葉林負(fù)離子水平高于針葉林，這與孟祥江等［6］的研究結(jié)果相似。

中德空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，桉樹林優(yōu)于米老排林優(yōu)于柚木林。中德3 個(gè)林分負(fù)離子桉樹林高，柚木林和米老排林接近，三者均處于偏低水平，柚木林為清潔級(jí)別，米老排林、桉樹林都為允許級(jí)別。柚木林和米老排林正離子濃度大幅低于桉樹林，可能是周邊揚(yáng)塵和工業(yè)園污染較大。

比較不同地域負(fù)離子濃度，黃岐山大于大北山大于中德，同是木荷林，負(fù)離子濃度黃岐山大于大北山，可能與海拔有關(guān)。一般認(rèn)為負(fù)離子與海拔呈負(fù)相關(guān)。監(jiān)測結(jié)果也是低海拔的黃岐山木荷林負(fù)離子濃度大于高海拔的大北山木荷林。按區(qū)域比較空氣等級(jí)，黃岐山（CI為1.3）最優(yōu)，大北山（CI為0.63）次之，中德（CI為0.51）最差，中德處于車輛來往頻繁的泥土路和沙石場附近，加上有工業(yè)園的污染，空氣質(zhì)量相對(duì)較差。

2.3 林分空氣離子對(duì)人體健康的評(píng)價(jià)

用FCI可評(píng)價(jià)林分對(duì)人體健康的作用［7］，黃岐山的3 個(gè)林分、大北山木荷林FCI大于0.5，屬于清潔空氣，其中，黃岐山木荷林和混交林林FCI大于0.5且負(fù)離子大于1 000 個(gè)/cm3，達(dá)到對(duì)人體有益的標(biāo)準(zhǔn)；中德3 個(gè)林分和大北山2 個(gè)林分FCI未達(dá)到0.5，空氣質(zhì)量偏低。

2.4 負(fù)離子分布監(jiān)測

黃岐山森林公園負(fù)離子分布情況見表4。春季最高達(dá)4 820 個(gè)/cm3（侶云寺邊），平均846 個(gè)/cm3；夏季最高達(dá)5 240/cm3（西路純松林），平均1 101 個(gè)/cm3；秋季最高達(dá)6 800 個(gè)/cm3（木荷林），平均1 326個(gè)/cm3；冬季最高達(dá)3 470 個(gè)/cm3（晚翠亭旁針闊混交林），平均8 56 個(gè)/cm3。

春、夏、秋、冬正、負(fù)離子平均值對(duì)應(yīng)的空氣潔凈均達(dá)到清潔以上，為A、A、A、B，說明黃岐山空氣質(zhì)量好。

2.5 擴(kuò)展環(huán)境監(jiān)測

空氣負(fù)離子的分布與林分、地形、水流等關(guān)系密切，不同的環(huán)境條件不同，負(fù)離子濃度也不同。監(jiān)測揭陽市揭東區(qū)玉湖鎮(zhèn)坪上村不同環(huán)境節(jié)點(diǎn)的空氣負(fù)離子情況，結(jié)果見表5。

表5 坪上村空氣負(fù)離子濃度監(jiān)測情況 （單位：個(gè)/cm3）

九重坑瀑布（高差約9 m、寬2 m）負(fù)離子最高，泊水寨的天然林泉邊也高，木荷林高于松林，監(jiān)測結(jié)果與對(duì)森林公園的研究結(jié)果一致。天然林和流水的環(huán)境給人親近自然提供了很好的空間，人們又可吸收高濃度的負(fù)離子，是較好的森林游憩場所。

3 小結(jié)與討論

黃岐山森林公園空氣負(fù)離子總體達(dá)到清潔級(jí)以上水平，三條游憩線路節(jié)點(diǎn)各有不同；林分不同，空氣負(fù)離子濃度也不同，木荷林和針闊混交林相對(duì)較高，空氣離子達(dá)到對(duì)人體有益的標(biāo)準(zhǔn)；空氣負(fù)離子濃度日變化和年變化呈現(xiàn)出不同；瀑布負(fù)離子濃度最高，天然林結(jié)合流水是森林浴的理想場所。木荷林和針闊混交林的科學(xué)配植對(duì)營造生態(tài)、宜居、可持續(xù)發(fā)展的造林工作有指導(dǎo)作用。立體多層的結(jié)構(gòu)林分的空氣負(fù)離子濃度相對(duì)較高。

森林空氣負(fù)離子從產(chǎn)生、擴(kuò)散到消亡，是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，受諸多因素的影響，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的空氣負(fù)離子濃度變化不是固定的，而是動(dòng)態(tài)的，隨著時(shí)間的推移，測定情況與實(shí)際存在偏差，測定情況可以作為參考數(shù)值。

森林中空氣負(fù)離子的產(chǎn)生，主要來自植物的光合作用的光電效應(yīng)，在喬木林層內(nèi)易形成較高濃度的負(fù)離子。生長快的植物光合作用強(qiáng)，該林分負(fù)離子濃度高。在空氣對(duì)流的情況下，林冠和林層結(jié)構(gòu)對(duì)空氣負(fù)離子有滯留能力［7］。黃岐山木荷林和針闊混交林、大北山木荷林負(fù)離子相對(duì)較高，一是黃岐山針闊混交林和木荷林以及大北山木荷林，生長較快，能產(chǎn)生較多的負(fù)離子；二是郁閉度較高，且木荷林林冠濃密，密閉度好，對(duì)負(fù)離子有滯留作用。福建柏負(fù)離子濃度較低，一方面是生長緩慢，產(chǎn)生的負(fù)離子少；另一方面上層為錐形，負(fù)離子易發(fā)散，且是單層林，地被植物稀少，多為枯枝落葉為主，其腐爛過程不利于負(fù)離子產(chǎn)生。