吊罗山热带雨林雾天空气负离子含量分布特征及其与气象要素的关系

司婷婷，罗艳菊，黄宇，赵志忠，毕华，张振磊

（海南师范大学地理与旅游学院，海南海口571158）

空气负离子能净化森林空气，对人体具有多种生理保健功效，被视为宝贵的森林生态旅游资源，越来越受到人们的重视.研究表明，不同天气状况下，空气负离子浓度（英文Negative Air Ion Concentra⁃tion，缩写NAIC）存在显著差异[1].空气负离子浓度还与日照、云量和降雨等有关[2].

雾是一种常见的天气现象，然而，雾天空气负离子浓度分布特征及其相关影响因素的研究极少[3].在CNKI 数据中检索到的文献寥寥无几.有文献认为，雾可能使空气负离子浓度降低[4]，雾越浓，空气负离子浓度越低[5].德国学者Reiter 发现，当有大雾，能见度差时，空气负离子浓度明显降低，反之，雾小时，能见度高，空气负离子浓度也高[6].但是，关于不同等级雾条件下空气负离子浓度的变化情况，即空气负离子浓度随雾浓度的变化是如何发生变化的尚未有人进行研究.关于热带雨林中雾天空气负离子浓度的变化特征及其影响因素更是未有研究.本文旨以海南岛吊罗山热带雨林为例，探索热带雨林雾天空气负离子含量雾天的分布特征及其与气象要素（风速、气温）的关系，为热带雨林空气负离子资源的开发与利用，以及进一步研究提供科学依据.

1 研究区概况

吊罗山国家森林公园，位于海南省陵水县，总面积约38000 hm2.吊罗山是中国极为珍稀的原始热带雨林区之一，植物种群十分丰富，约3 500 多种，森林覆盖率达99%[7].属热带海洋季风气候，年均气温20.8 ℃[8]，年降雨量为1870～2760 mm.吊罗山夏、秋季节多雨，冬、春季节多雾[9]，山地雨林（海拔700～1200 m）内一年中雾天约206 d[10-11].

2 研究方法

2.1 监测地点

监测点设于吊罗山热带雨林内，地理坐标为18°43′11″N，109°52′00″E，海拔944 m.监测点及周围森林郁闭度85%～90%，附近主要乔木有吊罗山青冈（Cyclobalanopsis tiaoloshanica）、海南蕈树（Altingia obovata）、大萼木姜子（Litsea baviensis）、海南鹅掌柴（Schefflera hainanensis）、罗浮栲（Castanopsis fabri）、木荷（Schima superba）、琼南柿（Diospyros howii）、鸡毛松（Dacrycarpus imbricatus var.patulus）、陆均松（Dac⁃rydium pectinatum）等.

2.2 监测时间

2013年7 月—2014年6月，每个季度监测5～7 d，每天07：15—17：15 进行监测，每隔1 h 监测1 次，每天共11 次.统计所有有雾天气的空气负离子含量、气温和风速数据并进行分析.

2.3 测量仪器及方法

采用日本空气离子测试仪KEC-900对热带雨林中空气正、负离子进行测量，其量程为10 个/cm3～1.999,000×106个/cm3，选择M 档，最小测量为0.1×103个/cm3测量时，负离子测定仪置于距地面1.5 m 高处，每次取气5 min，取稳定的数据作为空气正、负离子的含量.同时，使用N962风速温湿度计测量风速、气温、相对湿度；参照中华人民共和国国家标准《雾的预报等级》（GB/T 27964-2011）能见度对雾的等级（强度）进行划分，运用Excel2007 进行数据初步处理，导入SPSS18.0进行统计分析.

3 研究结果与分析

3.1 晴天、有雾天气状况下空气负离子含量比较

晴天及不同等级雾条件下的空气负离子含量见表1.采用单因素方差分析比较热带雨林空气负离子含量在晴朗天气情况以及有雾天气状况下是否具有差异，结果列于表2.表2显示，F值为3.369，P＜0.01，说明差异显著.

表1 晴朗天气及不同等级雾条件下的空气负离子含量Tab.1 NAIC under sunny and different fog conditions

表2 晴朗天气及有雾天气状况下热带雨林空气负离子含量的单因素方差分析Tab.2 ANVOA analysis of Diaoluoshan Rainforest NAIC under sunny and different fog conditions

综合LSD 事后检验结果（见表3）及表1 所列不同天气状况下的空气负离子含量平均值，可以发现，轻雾天气状况下，空气负离子含量最高，达到4.1×103个/cm3，且显著高于晴天（p＜0.001）；同时，轻雾天气状态下的空气负离子含量也显著高于大雾、浓雾、强浓雾、特强浓雾天气状况（p＜0.01）.晴天、大雾、浓雾、强浓雾、特强浓雾天气状况下的空气负离子含量介于1.6～2.0×103个/cm3，其间并无显著差异（p＞0.05）.随着大雾到特强浓雾雾的等级逐渐上升，雾浓度逐渐增大，空气负离子含量具有减少趋势（见图1），但其下降幅度并不显著，不具有统计学意义.

3.2 有雾条件下空气负离子含量与气象要素的关系

为了解雾条件下各气象要素对空气负离子含量的影响，以空气负离子含量为因变量（Y），以风速、气温为自变量（X1、X2），进行多元回归分析.结果表明（见表4），F=5.571（P＜0.01），模型成立.

表5 显示，有雾条件下影响空气负离子含量的气象要素是气温，气温对空气负离子含量具有显著的正向影响（t=2.558，P＜0.05），即随着气温的升高，空气负离子含量增多，反之减少.风速对空气负离子含量影响不显著（P＞0.05）.

表3 晴天及不同等级雾条件下的空气负离子含量LSD事后检验结果Tab.3 LSD Post Hoc Multiple Comparisons of NAIC under sunny and different fog conditions

图1 晴朗天气及有雾天气状况下空气负离子含量Fig.1 NAIC under sunny and different fog conditions

表4 有雾条件下空气负离子含量与相关气象要素的回归分析Tab.4 Regression of NAIC and meteorological elements under fog conditions

表5 有雾条件下空气负离子含量与相关气象要素的回归系数的显著性检验Tab.5 Significant test on regression coefficients of NAIC and meteorological elements under fog conditions

4 结论

1）轻雾条件下的空气负离子含量显著高于晴天天气状况.这可能是由于轻雾条件下空气相对湿度增加，更有利于空气负离子产生.

2）轻雾条件下的空气负离子含量显著高于其他雾等级条件下的空气负离子含量，且前者是后者的2倍多.这表明，轻雾条件下空气负离子含量较高.

尽管监测结果表明，随着雾强度增加到特强浓雾，空气负离子含量有降低趋势，但是下降幅度并不显著，不具有统计学意义.也就是，当雾强度从轻雾升至大雾时，空气负离子含量出现显著的大幅度下降，但随着雾强度从大雾增强至特强浓雾，空气负离子含量并无显著变化.这意味着，本研究结果并不完全支持王琨等人的“雾越浓，空气负离子浓度越低”的结论，以及德国学者Reiter“大雾时，空气负离子浓度明显降低，雾小时，空气负离子浓度也高[11]”的结论.这两个结论对于雾强度没有细分，结论过于宽泛.

3）在有雾条件下，影响热带雨林空气负离子含量的主要因素是气温，具体表现为随着气温的升高，空气负离子含量增多，反之减少.风速对雾天空气负离子含量的影响不显著.

[1]司婷婷,罗艳菊,赵志忠,等.吊罗山热带雨林空气负离子浓度与气象要素的关系[J].资源科学,2014,36(4):788-792.

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[3]毛亚昆,穆彪,张莉,等.生态旅游资源之空气负离子研究进展[J].贵州气象,2012,36(1):1-5.

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