合肥大蜀山國家森林公園主要植物群落空氣清潔度評價研究*

張 功 陳思英 夏尚光 楊書運

1 安徽農業大學資源與環境學院 合肥 230036

2 安徽省科技研究開發中心 合肥 230082

3 安徽林業科學研究院 合肥 230031

負離子具有良好的保健和治療功效，被譽為“藍色維他命”和“空氣維生素”［1-2］，其含量是判斷空氣清潔程度的重要指標之一。隨著生態旅游業的迅速發展，景區空氣負離子含量越來越受到關注，其中森林公園空氣負離子濃度的時空變化、產生能力等相關研究已成為熱點。張榮健等對龍巖、張家界、西徑山等森林公園空氣負離子濃度及其時空變化的研究表明森林中具有高濃度的負離子指數［3-7］。吳際友等研究認為不同樹種群落中空氣負離子差異明顯［8］。邵海榮研究發現，針葉林與闊葉林的空氣負離子濃度與季節有關，其中針葉林中的空氣負離子年平均濃度高于闊葉林［9］。王洪俊研究則認為，人工針葉林和人工闊葉林的平均空氣負離子濃度只是出現峰值的時間不同，濃度并沒有顯著差異［10］。研究森林中空氣負離子的時空變化特征，對開發城市森林公園的游憩休閑功能、提高游客旅游休憩質量具有重要的現實意義［11］。本文將對大蜀山森林公園的空氣負離子資源進行探討，為促進合肥游憩功能區建設、提高景區的休憩服務功能、提高合肥城市人居環境質量提供科學依據。

1 研究區概況

大蜀山緊鄰合肥中心城區，面積566.7 hm2，海拔284 m，是合肥的最高點，也是全國唯一一座位于大城市市區的國家級森林公園。大蜀山屬亞熱帶濕潤性季風氣候，園區植被覆蓋率為92.3%，是合肥市聚集度最高的城市休閑場所。

2 研究內容和方法

2.1 測點分布及觀測方法

本研究選擇大蜀山雪松林、楊樹林和竹林3種代表性植物群落，于2012年4月6—8日的06∶00—18∶00，使用AC1000 便攜式空氣離子測定儀進行定點觀測。觀測中為消除風速與風向的潛在影響，每個植物群落設4 個觀測點，取平均值。

2.2 空氣質量的評價標準

對觀測結果采用安倍空氣離子評議系數(CI)進行分析［12］。該模型是常用的空氣清潔度判斷依據，其表達式為:

式中，CI 為空氣清潔度指數，q 為單極系數，n-為空氣中的負離子數，其中單極系數q 為空氣中正離子與負離子的比值，即q=n+/n-。

CI 是指空氣中負離子濃度接近自然界空氣離子化水平的程度，CI 值越大，空氣質量越好［10］。CI值指標把負離子作為空氣清潔度評價指標的同時也考慮了空氣中正、負離子比例，具有客觀可靠性，基于CI 值的空氣質量評價標準見表1。

表1 空氣質量評價標準

3 結果與分析

3.1 不同植物群落空氣負離子濃度的日變化

圖1 顯示了經觀測得到的不同植物群落負離子濃度日變化。楊樹林群落的空氣負離子濃度最高，6∶00—18∶00 時約為1 831 個/cm3;其次為竹林群落，平均約為1 498 個/cm3，雪松林群落最低，約為1 100個/cm3。以雪松林群落為參照，楊樹林群落的負離子產生能力高約66%，竹林群落的負離子產生能力高約36%。

圖1 大蜀山3種植物群落空氣負離子濃度的日變化

在日變化上，6∶00—18∶00 各群落的空氣負離子濃度均呈單峰型變化，最大值均出現在11∶00 前后;3種植物群落的最小值則出現在早晚的日出、日落前后。其中，雪松林和竹林6∶00 的空氣負離子濃度較18∶00 分別高10%和12%，最小值出現在18∶00前后;楊樹林則18∶00 的濃度較6∶00 高26%，最小值出現在06 ∶00 前后;但3種植物群落在6 ∶00 和18∶00的空氣負離子濃度差異小于一天中多數時段。在6∶00，雪松林、楊樹林、竹林的空氣負離子平均濃度分布為917 個/cm3、1 059 個/cm3和1 028 個/cm3，楊樹林、竹林比雪松林多15%和12%。3種植物群落之間的差異較小，表現出某種程度的同質化。在18∶00，雪松林、楊樹林、竹林的空氣負離子平均濃度分布為835 個/cm3、1 332 個/cm3和916 個/cm3，楊樹林、竹林比雪松林多60%和10%，竹林與雪松林高度趨同，楊樹林則表現出較為顯著的差異。在其他時段，楊樹林空氣負離子濃度與雪松林的差異均顯著大于6∶00，竹林各時段的空氣負離子濃度與雪松林的差異均顯著大于6∶00 和18∶00。

3種植物群落空氣負離子濃度的日變化表明，常綠植物竹林和雪松的變化特點較為一致，在達到峰值后即同步降低，在14∶00 以后濃度差異逐漸減小，在16∶00—18∶00 區域接近，這一趨勢持續到次日早晨;落葉闊葉植物楊樹群落的空氣負離子濃度在達到峰值后，下降速率較為緩和，在18∶00 仍然保持較高的濃度，至次日早晨濃度才接近雪松和竹林的水平，顯示楊樹林的負離子濃度下降具有滯后性。從負離子的壽命考慮，3種植物群落在18∶00仍然保持較強的負離子產生能力，其中楊樹在該時段的負離子產生能力遠遠強于竹林和雪松林。

3種植物群落在不同時段的空氣負離子濃度差異表明，不同類型的植物群落負離子產生能力不同，落葉闊葉的楊樹林負離子產生能力遠強于常綠的竹林和雪松林，這可能是由于在4月份楊樹林處于抽葉期，葉片的生理活性旺盛，促進了負離子的產生;而竹林和雪松是常綠植物，在4月份新發葉片數量低于楊樹，使得負離子的產生能力略低于楊樹林。

3.2 不同植物群落的空氣清潔度

大蜀山森林公園空氣離子評議系數(圖2)表明，公園內空氣質量普遍達到A 級水平，空氣清潔度很高。楊樹林的空氣評議系數白天隨著時間變化表現出不均勻變化，在日出前后CI 值最低，在上午10 時左右達到峰值3.09，總體變化趨勢呈單峰型。雪松林的空氣評議系數是3 個觀測區中最低的，峰值僅為1.76，最低值為0.62。

圖2 大蜀山3種植物群落下空氣離子評議系數日變化

3 個植物群落的空氣質量評價系數整體變化趨勢與負離子濃度的變化趨勢基本相同，并且當空氣中負離子濃度穩定高于正離子濃度時，空氣質量評價系數最高，因而空氣清潔度最高。這表明空氣的清潔度與負離子濃度具有密切關系，其在一定程度上決定了空氣的清潔程度。

4 結論與討論

1)在春季，雪松林、楊樹林、竹林的平均空氣負離子濃度分別約為1 100 個/cm3、1 831 個/cm3和1 498 個/cm3，楊樹林群落的空氣負離子濃度顯著高于竹林和雪松林。

2)3種植物群落的負離子濃度日變化表明，不同植物群落之間的負離子產生能力與其生理活性密切相關。新葉發生量多、生理活性強的植物群落，其負離子產生能力也較強。春季楊樹林處于抽葉期，生理活性最強，負離子產生能力也遠高于雪松和竹林。

3)根據CI 指數評價指標體系，在研究期內，3種植物群落空氣清潔程度依次為楊樹林、竹林、雪松林。

此文僅為春季一個時段研究結果，其他季節結果如何尚待研究。

［1］宗美娟，王仁卿，趙坤.大氣環境中的負離子與人類健康［J］.山東林業科技，2004(2):32-35.

［2］厲月橋，畢擁國，黃秋嫻，等. 清西陵地區空氣負離子分布規律的研究［J］.河北農業大學學報，2008，31(3):46-50.

［3］張榮健.龍巖國家森林公園云頂茶園空氣負離子濃度的測定與評價［J］.福建林業科技，2005，32(4):86-89.

［4］吳楚材，鄭群明，鐘林生.森林游憩區空氣負離子水平的研究［J］.林業科學，2001，37(5):75-81.

［5］高銘聰，蔣文偉，金竹秀，等. 西徑山森林公園夏季空氣負離子日變化［J］.浙江農林大學學報，2011，28(4):667-673.

［6］吳楚材，黃藝，劉云國，等. 張家界國家森林公園環境質量評價［J］.中國園林，1994，10(3):32-38.

［7］羅艷菊，吳楚材，鄧金陽.基于游憩動機的游客游憩利用影響感知差異:以張家界國家森林公園為例［J］. 林業經濟問題，2007，27(1):58-61.

［8］吳際友，程政紅，龍應忠，等. 園林樹種林分中空氣負離子水平的變化［J］.南京林業大學學報，2003，27(4):78-80.

［9］邵海榮，賀慶棠，閻海平，等. 北京地區空氣負離子濃度時空變化特征的研究［J］.北京林業大學學報:自然科學版，2005，27(3):35-39.

［10］王洪俊.城市森林結構對空氣負離子水平的影響［J］. 南京林業大學學報:自然科學版，2004，28(5):96-98.

［11］吳楚材，鄭群明. 植物精氣研究［J］. 中國城市林業，2005，3(4):61-63.

［12］孔健健，林金明，張江山. 空氣負離子屬性評價模型的建立及應用［J］.環境科學導刊，2008，27(5):84-86.