石门国家森林公园负离子浓度动态变化及评价

分类：论文范文 发表时间：2019-11-11 09:58

　　摘要：为给城市森林公园利用森林生态旅游、森林浴、森林健康疗养实现生态与经济协调发展提供科学支撑，2018年旱季和2019年雨季，对石门国家森林公园花海(草本群落)、湖心岛(近水体)、竹林、竹阔混交林、国际森林浴场(常绿阔叶林)5种生境空气负氧离子进行监测和评估​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。结果表明：石门国家森林公园康养基地负离子浓度雨季>旱季，旱季负离子浓度排序为森林浴场>湖心岛>竹阔混交林>花海>竹林，雨季为森林浴场>竹阔混交林>竹林>湖心岛>花海，林分和水分是影响空气负离子浓度的重要因子​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。

　　关键词：森林公园;负离子;保健功能;评估

　　国内对空气负离子浓度的监测始于1980年[6~7]。李安伯等[8]认为海边的空气负氧离子浓度>森林>矿泉性质疗养院。陈锡林等[9]的研究结果表明，森林负离子浓度大于城镇。吴楚材等[10~11]监测结果表明，马尾松纯林中负氧离子浓度可达1 200~2 000个/cm3。苏树权[12]的研究则表明不同植物搭配结构的负离子浓度由大到小排序为乔灌草混合林、乔灌混合林、单层乔木、乔草混合、灌草混合、单层灌木、单层草被。但至今对华南地区城市森林公园空气质量研究不足，尤其是负离子的探究。因此在广州市石门国家森林公园开展负离子浓度时空变化规律及空气质量评估研究，可为城市森林公园净化大气机制提供基础数据，也为促进森林生态旅游、森林浴、森林健康疗养，实现生态与经济协调发展的新兴产业途径[13~14]提供科学依据。

　　1研究区概况

　　石门国家森林公园位于广州市从化区东北部(23°36′50″N ~23°39′20″N，113°46′16″E~113°49′17″E)，东面与南昆山自然保护区相连，西是从化温泉风景区，北与广州陈禾洞省级自然保护区、流溪河国家森林公园相望，总面积2 636 hm2，森林覆盖率达98.9%。属亚热带季风气候区，雨量充沛，年平均降雨量约2 000 mm，集中在4—9月，占全年降水的80% 以上，冬暖夏凉，具有明显的山地气候特征，年均气温为 21℃，夏季比广州市区的温度低6~8℃，年气候舒适度达200天以上。森林公园土壤条件良好，温湿疏松，随海拔分布着山地红壤、山地赤红壤、山地黄壤、山地草甸土等。公园生物多样性高，已知有维管植物1 090种，蕨类植物106种，裸子植物976 种[15]。

　　2研究方法

　　2.1观测点选择

　　通过查阅石门国家森林公园相关资料并结合实地踏查筛选后，确定5种典型生境类型为监测样地，分别是花海(草本群落)、湖心岛(靠近水体)、竹林、竹阔混交林、国际森林浴场(常绿阔叶林)。各样地面积为20 m×20 m，且坡度较缓，适合开展森林游憩活动，每块样地采用对角线法设置3个观测点，作为3个重复(表1)。

　　2.2观测方法

　　通过分析对比广州市近年来的气象资料，根据历年来的降雨量与降雨频率，划分旱季和雨季作为广州市的典型天气，跟踪记录天气预报并在监测日记录天气实况，经筛选后将天气实况与要选择的天气类型相符的观测数据作为典型天气的代表数据。旱季和雨季的观测时间分别为2018年11—12月和2019年6—7月，各选择5天典型天气，旱季选择“连续晴天”，雨季选择“雨后晴天”。

　　3分析与评价

　　3.1不同监测点空气负离子时空动态变化

　　经监测，石门国家森林公园康养基地平均负离子浓度为3 667个/cm3，雨季(3 930个/cm3)大于旱季(3 404个/cm3)，且存在差异(P<0.05)。负离子旱雨季变化主要原因有：1)植物在茂盛期与生长期光电效应强烈，尖端放电以及产生芬多精类物质与促进负离子形成有关;2)雨季(6—7月)温度高、降雨量大，多雷电天气，分子运动速度加快，相互之间碰撞几率增大，氧气被电离的能力加强，负氧离子增多，负离子浓度升高;3)在旱季，森林公园内静风频率相对较高，大气层稳定，容易出现逆温现象，这样有碍于污染物的扩散，使得负离子浓度降低。

　　3.2不同监测点空气负离子日变化规律

　　在旱季，各监测点整体上表现出的规律是早上负离子浓度均有增加，中午浓度下降，下午再次增加(图2)。森林浴场负离子浓度日变化呈“M”型曲线，在9:00达到最大值11 292个/cm3，11:00出现最小值为4 797个/cm3，日较差为6 495个/cm3;湖心岛负离子浓度日变化呈“U”型曲线，在12:00出现最小值为1 622个/cm3，最大值出现在17:00，为6 108个/cm3，日较差为4 486个/cm3;竹阔混交林负离子浓度日变化呈正弦曲线变化，最大值在16:00，为5 078个/cm3，最小值在11:00，为2 414个/cm3，日较差为2 664个/cm3;花海负离子浓度日变化呈波动多峰曲线，最大值在17:00，为2 610个/cm3，最小值在9:00，为1 057个/cm3，日较差为1 553个/cm3;竹林负离子浓度日变化呈波动增长曲线，增长趋势平缓，最大值在18:00，为2 560个/cm3，最小值在8:00，为481个/cm3，日较差为2 079个/cm3。旱季不同监测点之间日较差排序为森林浴场>湖心岛>竹阔混交林>竹林>花海。花海的日较差最小主要是因为植被以草本为主，产生负离子浓度低，游客活动频繁降低负离子存活率。

　　4结果与讨论

　　石门国家森林公园康养基地旱季和雨季负离子平均浓度为3 667个/cm3，雨季>旱季，各监测点负离子浓度较高，均在1 000个/cm3以上，说明该区域负离子浓度适合康养保健。

　　旱季石门国家森林公园负离子浓度排序为森林浴场>湖心岛>竹阔混交林>花海>竹林，雨季为森林浴场>竹阔混交林>竹林>湖心岛>花海。森林浴场负离子浓度远高于其他监测点主要是植被结构的多样性，石门森林公园温度和湿度都适合大部分植物雨季和旱季生长，植物与太阳辐射发生光合作用(光化学过程)，为空气电离水分(光电效应)产生负离子提供途径。

　　森林浴场在景区正常开放时间负离子等级均达到最高级别，空气清新、有利健康，可以改善神经衰弱、失眠，通畅心脑血管，降低血液粘稠度，提高人体免疫力[17]​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。旱季和雨季，石门国家森林公园休闲旅游路线推荐为森林浴场-竹阔混交林-竹林-花海-湖心岛，均可达到享受负离子的目的。

　　[1] 耿精忠. 环境与健康回顾与展望[M]. 北京：华夏出版社，1993.

　　[2] 童永彭，张佳林，叶舜华. 大气颗粒物致毒效应的研究进展[J]. 环境与职业医学，2003，20(3)：245-249.

　　[3] 王荣新. 北京九龙山侧柏栓皮栎林两种净化大气功能研究[D]. 北京：中国林业科学研究院，2016.

　　[4] 李江荣，王瑞红，任毅华. 森林环境中空气负离子水平监测尺度的研究[J]. 吉林农业，2016(16)：110-111.

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