不同配置空间类型负离子水平监测与评价
高利伟 王茜 上通讯作者
北京市园林绿化科学研究院 北京市门头沟区林业工作站(北京市门头沟区林业调查队)
森林空气负离子指的是森林环境中富含的带有负电荷的微小粒子。这些负离子的产生主要源自于森林中的生物活动和自然过程,通常是由于树木和植被的生长活动,以及湍流、阳光和水分等自然过程而产生的。这些活动会使空气中的氧气或水分子失去电子,从而形成负电荷,并散布在森林空气中。负离子在森林空气中丰富存在,其数量通常受到环境因素的影响,如树种、气候、地形等。森林空气中负离子的浓度通常比城市或人工环境中要高,这是因为森林环境更加原生态,受到人为污染较少的影响。研究表明,森林空气负离子对人类健康和情绪有积极的影响。首先,负离子可以帮助清除空气中的微尘、花粉、细菌等有害物质,改善空气质量,减少呼吸道疾病的发生。其次,负离子还被认为有助于调节人体内的生物节律,促进新陈代谢和睡眠质量。这些负离子对人类健康和情绪具有积极影响,包括改善心情、减轻压力、提高注意力和免疫力等,同时,负离子还能够提高人的注意力和专注力,改善心情,减轻压力和焦虑,增强免疫系统功能,缓解疲劳和疼痛感。
1 春季空气负离子

4-6 春季空气负离子浓度非参数检验分析结

* p<0.05 ** p<0.01
由图 4-6 可见,在北京市西山国家森林公园环境中,春季空气负离子浓度在各时间点由高到低的排序为:7:00-8:00(平均992 个/cm3)>17:00-18:00(平均 647 个/cm3)>9:00-10:00(平均 626 个/cm3)>15:00-16:00(平均 529 个/cm3)>11:00-12:00(平均 477 个/cm3)>13:00-14:00(平均 477 个/cm3)。空气负离子浓度日变化曲线成谷形,早上的空气负离子浓度最高,接近中午时开始下降,晚上又稍有上升,空气负离子浓度由高到低的排序为早上>中午 > 晚上。
春季空气负离子浓度在不同森林群落结构样地中由高到低的排序为:阔叶林(平均663个/cm3) >针阔混交林(5:5) (平均648个/cm3) >针阔混交林(7:3) (平均 585个/ cm3)>针叶林(平均 622个/cm3) >牡丹园(灌草) (平均 536 个/cm3)>对照组(平均 350 个/cm3)。总体趋势表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草。
根据正态性检验结果,数据不满足正态分布,因此使用非参数性检验,对比所有样地与对照组的差异,非参数检验结果表明,样地阔叶林与样地针阔混交林(5:5)对比对照组具有显著性差异。牡丹园(灌草)、针阔混交林(7:3)、针叶林样地间空气负离子平均浓度没有显著差异。
2 夏季空气负离子

表 4-7 夏季空气负离子浓度非参数检验分析结果

* p<0.05 ** p<0.01
由图 4-7 可见,在北京市西山国家森林公园环境中, 夏季空气负离子浓度在各时间点由高到低的排序为 7:00-8:00(平均2236 个/cm3)>9:00-10:00(平均 1706 个/cm3)>17:00-18:00(平均 1704 ↑/cm3) >11:00-12:00(平均 1171 个/cm3)>13:00-14:00(平均 1029 个/cm3) >15:00-16:00(平均 544 个/cm3)。空气负离子浓度日变化曲线成谷形,早上的空气负离子浓度最高,接近中午时开始下降,晚上又稍有上升,空气负离子浓度由高到低的排序为早上>中午>晚上。
夏季空气负离子浓度在不同森林群落结构样地中由高到低的排序为:阔叶林(平均 2221 个/cm3) > 针阔混交林(5:5) (平均1587 ↑/(rm3)> 针阔混交林(7:3) (平均 1231 个
针叶林(平均 1170 ⋅/cm3)> 牡丹园(灌草) (平均 781 个/cm3) > 对照组(平均 665 个/cm3)。总体趋势表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草。
根据正态性检验结果,数据不满足正态分布,因此使用非参数性检验,对比所有样地与对照组的差异,非参数检验结果表明,样地阔叶林、样地针阔混交林(5:5)和样地针阔混交林(7:3)对比对照组具有显著性差异。牡丹园(灌草)、针叶林样地间空气负离子平均浓度对比对照组没有显著差异。
3 秋季空气负离子

图表 4-8 秋季空气负离子浓度非参数检验分析结

* p<0.05 ** p<0.01
由图 4-8 可见,在北京市西山国家森林公园环境中, 秋季空气负离子浓度在各时间点由高到低的排序为 7:00-8:00(平均1330 个/cm3)>17:00-18:00(平均 1067 个/cm3)>15:00-16:00(平均 816 个/cm3) >9:00-10:00(平均 812 个/cm3)>13:00-14:00(平均630 个/cm3) >11:00-12:00(平均 599 个/cm3)。空气负离子浓度日变化曲线成谷形,早上的空气负离子浓度最高,接近中午时开始下降,晚上又稍有上升,空气负离子浓度由高到低的排序为早上>中午>晚上。
秋季空气负离子浓度在不同森林群落结构样地中由高到低的排序为:阔叶林(平均 1228 个/cm3) >针阔混交林(5:5) (平均1085 个/cm3) >针叶林(平均 784 个/cm3) > 针阔混交林(7:3) (平均 648 个/ cm3)>牡丹园(灌草) (平均 632 个/cm3)>对照组(平均433 个/cm3)。总体趋势表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草。
根据正态性检验结果,数据不满足正态分布,因此使用非参数性检验,对比所有样地与对照组的差异,非参数检验结果表明,样地阔叶林、样地针阔混交林(5:5)和样地针阔混交林(7:3)对比对照组具有显著性差异。牡丹园(灌草)、针叶林样地间空气负离子平均浓度对比对照组没有显著差异。
4 三季度不同配置空间类型空气负离子差异

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图 4-10 不同群落配置模式空气负离子浓度总体分布规律图

表 4-9 三季度空气负离子浓度非参数检验分析结

在北京市西山国家森林公园环境中,空气负离子浓度在各季节由高到低的排序为:夏季(Summer,平均 1398 个/ cm3)>秋季(Autumn,平均 876 个/ cm3)>春季(Spring,平均 611 个/ cm3⋅ )。根据正态性检验结果,数据不满足正态分布,因此使用非参数性检验,对比所有样地与对照组的差异,非参数检验结果表明,三季度样地阔叶林、样地针阔混交林(5:5)和样地针阔混交林(7:3)、针叶林对比对照组都具有显著性差异。牡丹园(灌草)样地空气负离子平均浓度对比对照组没有显著差异。
在空气负离子浓度的日变化方面,春、夏、秋三个季节都表现出单谷变化的趋势。具体而言,空气负离子浓度在白天呈现先下降后上升的变化。时间上,上午 8:00-14:00 为城市森林各样地空气负离子浓度的下降期,中午 13:00-14:00 前后达到一天中的最低值,随后下午 14:00-18:00 空气负离子浓度开始上升。在季节变化方面,夏季各样地的空气负离子浓度最高,秋季次之,而春季浓度最低。
由图 4-9 可见,在北京市西山国家森林公园环境中, 三季空气负离子浓度在各时间点由高到低的排序为 7:00-8:00(平均1520 个/cm3)>17:00-18:00(平均 1139 个/cm3)>9:00-10:00(平均 1048 个/cm3) >15:00-16:00(平均 791 个/cm3)>11:00-12:00(平均 749 个/cm3) >11:00-12:00(平均 521 个/cm3)。空气负离子浓度日变化曲线成谷形,早上的空气负离子浓度最高,接近中午时开始下降,晚上又稍有上升,空气负离子浓度由高到低的排序为早上>中午>晚上。
三季空气负离子浓度在不同森林群落结构样地中由高到低的排序为:阔叶林(平均 1370 个/cm3) >针阔混交林(5:5) (平均1106 个/cm3) >针叶林(平均 858 个/cm3) > 针阔混交林(7:3) (平均 821 个/ cm3)>牡丹园(灌草) (平均 650 个/cm3)>对照组(平均482 个/cm3)。总体趋势表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草。
根据正态性检验结果,数据不满足正态分布,因此使用非参数性检验,对比所有样地与对照组的差异,非参数检验结果表明,样地阔叶林、样地针阔混交林(5:5)、针叶林和样地针阔混交林(7:3)对比对照组具有显著性差异。牡丹园(灌草)、针叶林样地间空气负离子平均浓度对比对照组没有显著差异。