白云山国家森林公园空气负氧离子分布特征

陈兵红，应俊辉，靳全锋，寿羚言，邓冈

(丽水职业技术学院，浙江 丽水 323000)

丽水白云山国家森林公园位于浙南山区、瓯江中游的丽水市北郊2.5 km处，以白云山为主的北部山区，于1992年12月建立，面积为2 848 hm2。森林蓄积量为29.7万m3，森林覆盖率达98.64%，山体秀丽，林木葱郁，物种多样，自然与人文景观交相辉映，集奇、秀、灵、古、珍于一体，空气负氧离子浓度高，被誉为“城区后花园”“市民会客厅”。

空气负氧离子能促进人体新陈代谢，提高免疫力，调节机能平衡，令人心旷神怡，被喻为空气维生素。空气负氧离子浓度受地理空间位置、人类活动、自然环境、植被覆盖等多方面的影响，因此，在不同条件下空气负氧离子的浓度会有显著差异。近年来，国内外学者对不同地区空气负氧离子的时空分布[1-6]、影响因子[7-10]等方面开展了一些研究。关于丽水白云山国家森林公园空气负氧离子的研究，少见报道。本文对丽水白云山国家森林公园空气负氧离子分布特征及其影响因素进行了客观分析，为丽水白云山国家森林公园林分结构优化、林旅融合发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2014年1月起，丽水白云山国家森林公园开始利用LED大屏幕空气负氧离子在线实时监测，以周为单位向社会发布。项目组判定公开发布的数据为研究的有效数据。项目组通过空气负氧离子检测仪(WST)监测验证，并获得研究需要的补充数据。

1.2 方法

根据气候资料统计上的规定，本研究以3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12—2月为冬季。相关性分析结果利用SPSS进行单因素Pearson相关性分析获得。

2 结果与分析

2.1 空间变化特征

2.1.1 水平空间

选取白云山国家森林公园入口、明珠山庄、狮子坛和樱园区域林木郁闭度、光照强度、温湿度等环境条件相一致的地块为监测点，手持空气负离子检测仪(WST)获取数据，以城区市控点为对照进行分析。从图1可以看出，白云山国家森林公园空气负氧离子浓度高于城区对照点，从入口处向里逐渐增大。入口处空气负氧离子浓度2 225 cm-3，远低于森林公园内部监测点浓度，达到一级标准，非常清新。

图1 白云山空气负氧离子浓度水平空间变化

2.1.2 垂直空间

以步云岭台阶为主线，自下而上，选取不同海拔高度台阶(凉亭)处为监测点，手持空气负氧离子检测仪(WST)获取数据进行分析。从图2可以看出，入口凉亭空气负氧离子浓度2 299 cm-3，随着海拔升高，空气负氧离子浓度逐渐增加，白云寺空气负氧离子浓度最高，达到3 296 cm-3。

图2 白云山空气负氧离子浓度垂直空间变化

2.1.3 生态空间

根据植被、水体、交通等分布，在景区内选取代表不同类型环境的测点，手持空气负氧离子检测仪(WST)进行监测分析。从图3可以看出，白云山国家森林公园空气负氧离子都存在以下规律：水环境>林水环境>林地环境>道路环境。

图3 白云山空气负氧离子浓度生态空间变化

2.2 时间变化特征

2.2.1 日变化特征

通过园区LED大屏幕空气负氧离子在线监测系统获取空气负氧离子一天24 h的浓度数据，连续采集7 d，统一时点取平均值，分析白云山国家森林公园空气负氧离子的日变化规律。从图4可以看出，空气负氧离子浓度日变化特征明显，每天20:00到凌晨6:00空气负氧离子浓度持续较高，最高浓度均值出现在20:11，达到2 538 cm-3；每天17:30—18:30负氧离子浓度相对较低，最低值出现在17:35，为1 306 cm-3。这与丽水市空气负氧离子日变化特征基本一致[11]。

图4 白云山空气负氧离子浓度日均变化曲线

2.2.2 月变化特征

通过丽水市环保网获取白云山国家森林公园2014—2016年空气负氧离子每周监测数据，以月为单位计算平均值，分析白云山国家森林公园空气负氧离子的月变化规律。从图5可以看出，白云山国家森林公园空气负氧离子浓度月均变化曲线呈现两个波峰，最高峰在8月，空气负氧离子浓度达到2 759 cm-3；第二高峰出现在10月，空气负氧离子浓度达到2 583 cm-3；空气负氧离子浓度最低出现在1月，为1 919 cm-3。

图5 白云山空气负氧离子浓度月均变化曲线

2.2.3 季节变化特征

对白云山国家森林公园2014—2016年空气负氧离子每周监测数据以季为单位计算平均值，分析白云山国家森林公园空气负氧离子的季节变化规律。从图6可以看出，白云山国家森林公园空气负氧离子浓度夏季最高，平均达2 557 cm-3；秋季次之，平均达2 459 cm-3；春季略高于冬季，平均达2 078 cm-3；冬季最低，平均达2 060 cm-3。

图6 白云山空气负氧离子浓度季节变化曲线

2.3 影响因素

2.3.1 温度

图7显示，温度与空气负氧离子之间呈负相关关系，空气负氧离子浓度随着温度的升高而降低。温度越高，空气负氧离子浓度越低。一元线性回归分析，t=-6.324，P=0.000，通过极显著性检验。对方程作F检验，F=49.462，P=0.000，通过极显著性检验。空气负氧离子与温度呈极显著负相关。

图7 白云山空气负氧离子浓度与温度的关系曲线

2.3.2 相对湿度

图8显示，相对湿度与空气负氧离子之间呈正相关关系，空气负氧离子浓度随着相对湿度的增大而升高。相对湿度越大，空气负氧离子浓度越高。一元线性回归分析，t=6.356，P=0.000，通过极显著性检验。对方程作F检验，F=42.122，P=0.000，通过极显著性检验。空气负氧离子与相对湿度呈极显著正相关。

图8 白云山空气负氧离子浓度与相对湿度的关系曲线

2.3.3 PM2.5

图9显示，PM2.5与空气负氧离子浓度之间呈负相关关系，空气负氧离子对PM2.5具有消减作用。一元线性回归分析，t=-8.438，P=0.000，通过极显著性检验。对方程作F检验，F=36.815，P=0.000，通过极显著性检验。空气负氧离子与PM2.5呈极显著负相关。

图9 空气负氧离子浓度与空气PM2.5的相关关系

3 小结

白云山国家森林公园空气负氧离子非常清新，平均浓度明显高于城区，达到一级标准。 白云山国家森林公园空气负氧离子浓度由外向里、自下而上逐渐升高；生态空间变化表现为水环境>林水环境>林地环境>道路环境；每天20:00到凌晨6:00空气负氧离子浓度持续较高；每天17:30—18:30负氧离子浓度相对较低。

白云山国家森林公园空气负氧离子浓度月均变化曲线呈现两个波峰，最高峰在8月，第二高峰出现在10月，最低出现在1月。从季节变化来看，空气负氧离子浓度夏季最高，秋季次之，冬季最低。据相关性分析结果，空气负氧离子浓度与温度、PM2.5呈负相关，与相对湿度呈正相关。

白云山国家森林公园空气负氧离子资源十分丰富，为森林康养产业发展奠定了坚实的基础。系统、全面地了解丽水市空气负离子资源，有助于更好地开发空气负离子旅游产品以及为全域旅游提供科学依据。