（生态学专业论文）上海市公园空气负离子浓度的时空格局及其影响因素.pdf

m d e p a r t m e n t ：e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e s u b j e c t ： m a 一i o r ： m a s t e r ： e c o l o g y u r b a ne c o l o g y 一， y i nj u n g u a n g s u p e r v i s o r ：p r o f d al i a n g j u n j u n e2 0 1 0 ，s h a n g h a i _ - _ _ 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文上海市公园空气负离子浓度的时空格局及其影响 因素，是在华东师范大学攻读谚4 博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的 研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已 经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作 了明确说明并表示谢意。 作者签名：掣 日期：知年，月? 口日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 上海市公园空气负离子浓度的时空格局及其影响因素系本人在华东师范大学攻 读学位期间在导师指导下完成自矧士博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华 东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主 管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论文的印刷版和电子版； 允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加 入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出 版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密学位论文毒， 于年月 日解密，解密后适用上述授权。 ( u2 不保密，适用上述授权。 导师签名 本人签名翼堡些 年月日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上 述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用 上述授权) 。 尹俊光硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 宋永昌教授华东师范大学主席 周秀佳教授上海中医药大学 由文辉教授华东师范大学 顾泳洁副教授华东师范大学 邓泓副教授华东师范大学 摘要 空气负离子被誉为空气的“维生素 和“生长素 ，前人的研究已发现，植物群落 具有增加空气负离子的作用，因此空气负离子浓度已成为衡量绿地生态服务价值的重要 指标。但空气负离子浓度是否受城市化梯度的影响目前缺乏全面系统的研究，因而本研 究在上海市城市化梯度不同区域选取了1 5 个公园，并在佘山森林公园( 东佘山) 设立 对照，通过2 0 0 9 年3 月2 0 1 0 年2 月一年逐月的定点观测，着力分析上海市城市化梯度 不同区域公园空气负离子浓度的时空格局，并进一步探讨了温湿度、风速、总悬浮颗粒 物( t s p ) 、周边人流量等因素对空气负离子浓度影响，主要结论如下： ( 1 ) 上海市城市化梯度各区域公园的空气负离子浓度显著低于半自然生态系统的 东佘山( p 冬季 的规律，最高月( 9 月) 林内和空地的均值分别达到9 9 0 _ _ 3 3 个c m 3 和7 1 2 3 6 个c m ) 。 ( 3 ) 通过偏相关分析，发现空气负离子浓度受气象、环境及人为活动影响。空气 负离子浓度与温度( 0 4 0 。c ) 、湿度( 8 5 ) 正相关( p 0 0 5 ) ，与温度的日较差负相 关；t s p 对空气负离子浓度有显著的限制作用( p 0 0 5 ) ：空气负离子浓度与测定点周 边半径3 m 、5 m 内的人流量负相关( p 0 0 5 ) ；w h e t h e rp l a n t c o m m u n i t i e s e x i s to rn o tm a d em o r ee f f e c t st h a nt h eu r b a n i z a t i o ng r a d i e n t s ( 2 ) n os i g n i f i c a n tv a r i a n c e so fa i ra n i o nc o n c e n t r a t i o nw e r ef o u n d i nt h em o r n i n g , a f t e r n o o n a n de v e n i n go fo n ed a yi n t h i ss t u d y ；a no b v i o u sr e g u l a t i o no fs e a s o n a lv a r i a t i o nt h a tt h e a i ra n i o nc o n c e n t r a t i o ni ns u m m e rw a sh i g h e rt h a nt h a ti ns p r i n ga n da u t u m nb u tl o w e s ti n w i n t e rw a ss h o w e dn om a t t e ri nf o r e s t s ，o p e ns p a c e so rb e n e f i t s ( d i f f e r e n t i a l sb e t w e e n i n n e rf o r e s t sa n do p e ns p a c e s ) ，w i t hm e a nv a l u ei nf o r e s t sa n do p e ns p a c e sr e s p e c t i v e l y b e i n g9 9 0 _ _ 3 3i o n s e r a 3a n d7 1 2 + 3 6i o n s e r a 3i nt h em a x i m u mm o n t h ( s e p t e m b e r ) ( 3 ) a f t e rp a r t i a lc o r r e l a t i o na n a l y s i s ，t h ea i ra n i o nc o n c e n t r a t i o nw a sf o u n dt ob er e l a t e dw i t h m e t e o r o l o g y , e n v i r o n m e n ta n dh u m a na c t i v i t i e s t h ec o n c e n t r a t i o nw a sp o s i t i v ec o r r e l a t e d w i t ht e m p e r a t u r e ( 0 - 4 0 c ) a n dh u m i d i t y ( 0 0 5 ) b u tn e g a t i v ec o r r e l a t e dw i t h d a i l yr a n g eo ft e m p e r a t u r e ；s i g n i f i c a n t l yr e s t r i c t i v eb yt o t a ls u s p e n d e dp a r t i c l e s ( t s p ) q 0 0 5 ) ；n e g a t i v ec o r r e l a t e dw i t hp o p u l a t i o nf l o w si ns u r r o u n d i n gr a d i u s o f3 ma n d5 m f r o mm e a s u r ep o i n t s ，b u tp o s i t i v ec o r r e l a t e dw i t hd i s t a n c ef r o mm e a s u r ep o i n t st ot r a f f i c a r t e r i e s ( p 0 0 5 ) a c c o r d i n gt oa b o v ec o n c l u s i o n s ，p r o p o s a l sw e r er a i s e da sf o l l o w s ： ( 1 ) e s t a b l i s ho fp a r kg r e e ns p a c ew a se m p h a s i z e ds u g g e s t e di nl o wa i ra n i o nc o n c e n t r a t i o n r e g i o no fm e d i u m i n n e rr i n g , t h e r e f o r et om a k eu pf o rt h el a c ko fa i ra n i o na n df u r t h e r i m p r o v et h ee c o l o g i c a lb e n e f i t si np a r kg r e e ns p a c e i nt h er e g i o n ( 2 ) t r yt os t e e rc l e a ro fm a i nr o a d so rs e tv a c a n c ya r e a sd e s i g n i n gf o rt o u r i s t sa c t i v i t i e sf a r a w a yf r o mm a i nr o a d sr a t h e rt h a nc l o s et og a t e so fp a r k sn e a rr o a d sw h e nn e w l yb u i l to r r e c o n s t r u c t ；i n c r e a s et h ev e g e t a t i o nq u a n t i t ya r o u n dt o u r i s t a c t i v i t i e ss q u a r e st oi m p r o v e t h ea i ra n i o nc o n c e n t r a t i o n ，t h e r e f o r et oe n h a n c ee c o l o g i c a ls e r v i c ef u n c t i o n s ；o rs e t f o o t p a t h sa n da c t i v i t ya r e a si na r b o rf o r e s t st oi m p r o v et h ea i ra n i o nc o n c e n t r a t i o nw i t h a p p l i c a t i o no fp l a n tc o m m u n i t i e sf o rg u i d ev i s i t o r s ( 3 ) t a k i n ga c c o u n to ft h ee f f e c t sw h e t h e rp l a n tc o m m u n i t i e se x i s to rn o tm a ym a k eh i g h e r t h a nu r b a n i z a t i o ng r a d i e n t sm a ym a k e ，f u t u r es t u d yw a sm o r es u g g e s t e dt oe m p h a s i z eo n t h ei n f l u e n c ep l a n t sm a yh a v eu p o nt h ea i ra n i o nc o n c e n t r a t i o n k e yw o r d s ：u r b a n i z a t i o ng r a d i e n t s ；c i ；e c o l o g i c a lb e n e f i t s ；g r e e ns p a c e 1 前言 目录 l 1 1 研究背景1 1 2 国内外研究进展2 1 2 1 空气负离子的产生与功能2 1 2 2 不同区域空气负离子浓度分布水平3 1 2 3 不同植被条件下空气负离子分布水平3 1 2 4 空气负离子浓度的日变化。4 1 2 5 空气负离子浓度的季节变化5 1 2 6 影响空气负离子浓度的环境因素6 1 3 研究目的与意义9 2 研究方法。 2 。1 研究区域概况1 0 2 2 样地设置1 0 2 3 测量方法1 1 2 4 数据处理与分析1 3 3 结果 1 4 3 1 空气负离子浓度的空间格局1 4 3 1 1 不同群落类型的空气离子浓度特征1 4 3 1 2 城市化梯度上空气负离子浓度的分布格局1 4 3 2 空气负离子浓度的时间格局1 6 3 2 1 不同测量时段空气负离子浓度的差异1 6 3 2 2 空气负离子浓度的季节动态1 6 3 3 空气负离子浓度的影响因素2 0 3 3 1 空气负离子浓度与温湿度的关系2 0 3 3 2 空气负离子浓度与风速的关系2 1 3 3 3 空气离子浓度与总悬浮颗粒物的关系2 1 3 3 4 空气离子浓度与周边人流量的关系2 2 3 3 5 空气离子浓度与公园面积、年游客量和周边交通干道的关系2 2 3 3 6 空气负离子浓度影响因素在城市化梯度上的格局2 3 4 讨论 4 1 上海市公园空气负离子浓度空间格局的成因2 5 4 2 空气负离子浓度时间格局2 6 4 2 1 空气负离子浓度的日变化2 6 4 2 2 空气负离子浓度的季节动态2 7 4 3 空气负离子浓度与气象因子的关系的探讨2 7 4 3 1 气负离子浓度与温度2 7 4 3 2 气负离子浓度与湿度。3 1 4 3 3 气负离子浓度与风速3 2 4 4 空气负离子浓度与人为活动的关系探讨3 3 4 4 1 空气负离子浓度与空气污染物关系3 3 4 4 2 气负离子浓度与周边人流量3 5 5 结论、建议与展望 ：1 6 5 1 结论。3 6 5 2 建议。3 7 5 3 展望3 7 参考文献。 附录一研究技术路线图 附录二空气负离子浓度数据分月汇总表 附录三c 1 分月汇总表 后记。 3 9 4 4 4 5 4 9 华东师范大学2 0 1 0 届硕十毕业论文上海市公园卒气负离子浓度的时空格局及其影响因素 1 前言 1 1 研究背景 空气负离子被誉为空气的“维生素 和“生长素 ，具有降尘、抑菌功能，在净化 空气、人体保健、防病治病等方面效果显著。早在1 7 8 0 年，b e r t h o l o n 在其著作中即提 出了大气电离会对正常人及病人的健康产生影响( 李安伯，2 0 0 1 ) 。1 8 8 9 年德国科学家 e l s t e r 和g e i t a l 首先发现了空气负离子的存在，1 9 0 2 年a s c h k i n a s s 和c a s p a r i 等肯定了 空气负离子存在的生物学意义( 邵海荣等，2 0 0 5 ) ，1 9 7 6 年k r u e g e r 和r e e d 证实了空气 负离子的生物学作用( k r u e g e r & r e e d ，1 9 7 6 ) 之后，对空气离子的研究日渐增多。而后 大量研究证实，空气负离子的主要来自植物( 薛茂荣等，1 9 8 4 ：李安伯等，1 9 8 5 ，1 9 8 8 ： 吴楚材等，1 9 9 5 ，1 9 9 8 ，2 0 0 1 ；邵海荣等，2 0 0 0 ，2 0 0 5 ；王洪俊，2 0 0 3 ；蒙晋佳等，2 0 0 5 ) ， 此后，围绕空气负离子浓度与绿地的研究逐渐增多。 随着空气负离子对人体的益处被不断认识，空气负离子浓度日益成为重要的生态环 境指标。世界卫生组织就规定有：清新空气中负离子含量不应低于1 0 0 0 1 5 0 0 个c m ) ( 李 印颖，2 0 0 7 ) 。在我国，随着2 0 0 8 年森林生念系统服务功能评估规范( n 忸1 7 2 1 2 0 0 8 ) 中首次将空气负离子浓度列入计算生态系统服务功能的推荐目录，空气负离子的生态价 值得到了广泛的认可。 在城市中，空气负离子浓度与城市居民关系更为密切。随着城市化( u r b a n i z a t i o n ) 水平的不断提高，人口向城市地区集中、农村地区转变为城市，城市数目增多，城市人 口规模的不断扩大；同时也突出表现在城市人口比重增大，并同时具有产业集中、能源 结构改变、不透水地面增加、绿化减少等特点( 宋永昌等，2 0 0 0 ) 。 上海市作为中国的特大型城市，正在经历着快速城市化过程。在此过程中，上海市 的高人口密度的区域在扩大( 王桂新和魏星，2 0 0 6 ) ，城郊人口迅速增加( 俞路和张善 余，2 0 0 6 ) ；农业用地急剧减少，景观破碎化程度加剧( 李俊祥等，2 0 0 4 ) ；水环境( w a n g e t a l ，2 0 0 8 ) ；城市热岛效应显著( 葛向东和赵咏梅，1 9 9 9 ；漆梁波，2 0 0 4 ：曹爱丽等， 2 0 0 8 ；z h a n ge ta 1 ，2 0 1 0 ) 。同时最近的研究表明，随着上海市加大城市环境的治理力 度，虽然上海城市化的进程仍未减缓，但其环境恶化状况已经得到控制，并有所改善( 郑 辛酉等，2 0 0 7 ：w a n g e ta 1 ，2 0 0 8 ；z h a n ge ta 1 ，2 0 1 0 ) 。 但在这一背景下，上海市公园空气负离子浓度的时空格局如何，缺乏全面系统的研 究。因此对此展开调查研究，了解上海市公园空气负离子浓度的现状显得非常必要，同 时本研究可以作为今后在上海市公园绿地进行生态效益评估的背景资料。 华东师范大学2 0 1 0 届硕上毕业论文 上海市公园窄气负离了浓度的时窄格局及其影响冈素 1 2 国内外研究进展 1 2 1 空气负离子的产生与功能 空气中的气体分子由原子组成，原子由原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子 带负电荷。当空气分子受到外界条件，获得足够的能量时，原子核外围的电子脱离原子 核的束缚而跃出轨道变成自由电子，使失去电子的中性分子或原子变成带正电荷的离 子，中性分子或原子捕获逃逸出来的自由电子，则变成带负电荷的离子，这一形成带电 荷的正负离子的过程称为空气离子化( 林育纯，2 0 0 0 ) 。其中自由电子特别容易附着在 氧分子或水分子上，成为负离子，失去了电子的空气分子或原子则成为正离子( 周晓香， 2 0 0 2 ) 。根据大地测定学和地理物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离 子是o 刍( h 2 0 ) n 或o h 。( h 2 0 ) n 或c 0 4 - ( h 2 0 ) 2 ( 李安伯，1 9 8 8 ；钟林生，1 9 9 8 ；李印颖， 2 0 0 7 ：赵雄伟等，2 0 0 7 ) 。这些离子的电量只有一个电子的电量约1 6 1 0 d 9 库仑( 徐昭 晖，2 0 0 4 ；王珩，2 0 0 6 ) ，很容易将其周围的几个到十几个中性分子或原子吸附在一起， 形成带电荷的小分子团，称为小离子；小离子若遇上空气中的气溶胶，则容易被俘获， 则形成中离子；如果气溶胶粒径较大或重量较大，则形成大离子( 周晓香，2 0 0 2 ) 。李 安伯( 1 9 8 4 ) 认为：空气负离子就是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称。由于 小离子具有最大的生物活性，此后，中文中所说的空气负离子，如无特别说明，一般都 是指小离子( 赵雄伟等，2 0 0 7 ) 。 空气离子的寿命很短，只有几十秒至数分钟，通常一代空气离子的寿命最多只有几 分钟。在人口众多、工厂密集的城市、工矿区，空气离子的寿命更短，仅有几秒钟；在 林区、海滨、泽布周围，离子的寿命稍长；不同地区其环境中导致空气离子产生和消失 的条件不同，使空气离子浓度不断变化，但在一定地区离子浓度可基本达到动态平衡( 李 安伯，1 9 8 4 ) 。t a m m e t 等( 2 0 0 6 ) 在芬兰的h y y t i f i l a 的研究则说明，在该地区的森林中， 正负离子的寿命分别为1 3 0 秒和1 1 0 秒。 在空气离子化的过程中，雷电、紫外线、宇宙射线、地壳放射性元素辐射等是重要 因素( 王珩，2 0 0 6 ) 。不过，蒙晋佳等( 2 0 0 5 ) 经过研究指出植物的尖端放电是产生地 面上空气负离子的主要因素；并且很多研究事实( 薛茂荣等，1 9 8 4 ；邵海荣等，2 0 0 5 ； 都直接支持这一结论。 从负离子被人们所认识起，它的医疗保健作用就一直被关注。早在1 9 5 7 ，1 9 5 9 年 k r u e g e r ( 1 9 5 7 ) 和w i l s o n ( 1 9 5 8 ) 分别对空气负离子的医学生物学效应进行了观察， 发现空气负离子对疾病具有抑制、缓解、和辅助治疗作用。国内也有很多相关的报道( 汪 荫棠，1 9 8 2 ；王美才等，1 9 8 6 ；李安伯，1 9 8 8 ；俞尧荣等，1 9 8 8 ) 。此外空气负离子可 抑制细菌、病毒的生长( k r u e g e r & r e e d ，1 9 7 6 ；k o r u b l u e ，1 9 9 0 ；m i t c h e l l k i n g , 1 9 9 4 ) ， 2 华东师范大学2 0 1 0 届硕上毕业论文上海市公园空气负离子浓度的时窄格局及其影响因素 据此空气负离子也用于室内的消毒( 黄利明等，1 9 9 4 ：沈建中和甘宪，1 9 9 8 ) ，并已经 市场化，投入了商业应用( 张振军等，1 9 9 5 ) 。此外，空气负离子对于除尘也有明显作 用( 唐国慧等，1 9 9 4 ) 。 1 2 2 不同区域空气负离子浓度分布水平 我国的学者从2 0 世纪8 0 年代初起，就对空气离子在各种自然状况下的本底浓度调 查，作了大量的调查研究工作。 得到的主要结论有： ( 1 ) 海滨的空气负离子浓度高于森林高于矿泉疗养区( 李安伯等，1 9 8 5 ) 。 ( 2 ) 森林中空气负离子浓度高于城镇( 陈锡林等，1 9 8 6 ；周志勇等，1 9 9 6 ) ：在城 市各功能区中，空气负离子浓度，表现为公园游览区 生活居住区 商业交通繁忙区 工 业区( 毛辉青等，1 9 9 4 ) ，城市绿地 居住区 商业区 城市街道( 王洪俊，2 0 0 3 ) ( 3 ) 室内的负离子浓度则相当低，一般在3 0 0 个c m 3 以内( 吴佛运等，1 9 9 4 ：诸 元生等，1 9 9 7 ；邵海荣等，2 0 0 5 ) 类似的研究还有很多，如：李伟华等( 2 0 0 3 ) ，王珩( 2 0 0 6 ) ，韦朝领等( 2 0 0 6 ) ， 陈佳瀛等( 2 0 0 6 ) ，郭建平等( 2 0 0 7 ) 的研究等等。其研究的结论基本一致，大的区域 上看，空气负离子浓度为：风景区林区 城市绿地城郊 居住区文教区 商业区 城市道 路工业区室内，基本呈现出与人类活动强度呈负相关、与植被覆盖呈正相关的规律。 1 2 3 不同植被条件下空气负离子分布水平 在森林和绿地中，空气负离子浓度会大大提高，基于此，很多学者展开的大量的研 究。 吴楚材等( 1 9 9 8 ) 测得马尾松纯林内空气负离子浓度为1 2 0 0 2 0 0 0 个c m 3 ，认为空 气负离子浓度且与树龄、郁闭度、树高有显著相关性。蔡春菊等( 2 0 0 7 ) 在扬州市进行 的研究也有相同的结论。 苏树权( 2 0 0 2 ) 研究则表明，不同种植方式的林内负离子含量有显著差异，具体为： 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。王洪 俊( 2 0 0 3 ) 研究也表明：乔灌草复层结构绿地与乔灌、灌草以及草坪结构绿地的空气负 离子水平差异极显著；乔灌与灌草结构绿地无显著差异，与草坪存在极显著差异；灌草 结合与草坪无显著差异；除草坪外，均与对照空地存在极显著差异。得到类似结论的研 究还有不少，如：范亚民等( 2 0 0 5 ) ，李印颖等( 2 0 0 8 ) 的研究。不过，郭圣茂等( 2 0 0 6 ) 在南昌市内进行的研究则显示：乔木林内较灌木、草坪的负离子浓度高；而乔木单层或 乔灌草复层结构林内的空气负离子浓度无显著差异。 华东师范人学2 0 1 0 届硕士毕业论文上海市公园空气负离子浓度的时窄格局及其影响冈素 对此，王珩( 2 0 0 6 ) 的研究不仅表明不同结构绿地内负离子浓度有显著差异，具体 为：乔灌草结构 乔灌结构 乔草结构 灌草结构 草坪 不透水下垫面；并推断空气负离 子浓度与植被三维绿量之间存在显著的对数正相关关系。由该研究的结论，我们可以推 想空气负离子浓度可能直接与绿量而非群落结构有关。 尽管不同植被条件下空气负离子浓度水平的研究很多，也存在一些分歧，但基本一 致的观点是：乔灌草混合种植条件下空气负离子浓度大于纯林；草坪在所有植被类型中 增加空气负离子的能力最低。 一些学者还就针叶林与阔叶林林内空气负离子的分布规律展开了一些研究。吴楚材 等( 2 0 0 1 ) 研究则表明针叶林内的负离子含量要高于阔叶林内。季玉凯等( 2 0 0 7 ) 的研 究也有相似的结论。但邵海荣等( 2 0 0 5 ) 在北京地区进行的研究则认为这种效果在秋冬 季节较为明显而春夏季节并不显著。此外还有一些学者进一步对比了一些具体植物种对 空气负离子浓度增加作用的强弱，发现其中也存在显著性差异，如：吴际友( 2 0 0 3 ) 对 八种园林树种纯林内空气中的负离子水平进行研究，发现其负离子浓度差异显著，大小 顺序为：沉水樟( c i n n a m o m u mm i c r a n t h u m ) 罗汉松( p o d o c a r p u sm a c r o p h y u u ) 乐东拟 单性木兰( p a r a k m e r i al o t u n g e n s i s ) 木莲( m a n g l i e t i af o r d i a n a ) 南方木莲( m a n g l i e t i a c h i n g i i ) 金叶含笑( m i c h e l i af o v e o l a t a ) 乐昌含笑( m i c h e l i ac h a p e n s i ) 中国鹅掌秋 ( l i r i o d e n d r o nc h i n e n s e ) 。胡国长( 2 0 0 8 ) 的研究结果则表明不同植物种类的林内空气 负离子浓度值差异显著；但这些研究并未得到一个比较一致的见解，这可能与林地所处 的环境、树龄等并不一致有关。 1 2 4 空气负离子浓度的日变化 吴楚材等( 2 0 0 1 ) 对南岳衡山森林环境中空气负离子的r 变化研究发现：空气负离 子浓度午夜至早晨最高，存在2 个波峰分别是7 ：0 0 9 ：0 0 和2 2 ：0 0 2 4 ：0 0 ，随后开始下降， 至中午或下午最低，晚间则逐步升高。而王洪俊( 2 0 0 3 ) 在北华大学植物园内进行的研 究表明，空气负离子浓度一天内在5 ：0 0 。9 ：0 0 变化最为剧烈，调查的阔叶林和针阔混交 林分别在6 ：0 0 、1 7 ：0 0 、2 3 ：0 0 和8 ：0 0 、2 3 ：0 0 出现波峰，最大值分别出现在6 ：0 0 和2 3 ：0 0 ， 最低值分别出现在1 2 ：0 0 和1 6 ：0 0 出现。吴际友等( 2 0 0 3 ) 在沉水樟林分中发现7 ：0 0 9 ：0 0 和2 3 ：0 0 1 ：0 0 两个时段空气负离子出现峰值。 此外还有不少类似的研究( 季玉凯等，2 0 0 7 ；曾曙才等，2 0 0 7 ；穆丹和梁英辉，2 0 0 9 ) ， 总体而言，虽然具体波峰、波谷出现的时间并不相同，但大多数进行昼夜连续监测的研 究者比较一致的认为，夜间的空气负离子浓度要高于昼问。当然，也有个别例外，如邵 海荣等( 2 0 0 5 ) 在北京进行的研究结果表明，空气负离子浓度最大值出现在9 ：0 0 1 1 ：0 0 ， 次大值出现在4 ：0 0 - 5 ：0 0 ，最小值出现在2 3 ：0 0 前后。 华东师范大学2 0 1 0 届硕士毕业论文上海市公园空气负离子浓度的时窄格局及其影响因素 仅在昼间观测的研究者们的结论差异较大。 金梅( 2 0 0 5 ) 在对合肥市空气负离子测定后认为早晨负离子浓度最高，傍晚负离子 浓度最低。同样是在合肥进行的研究，韦朝领等在6 ：0 0 2 0 ：0 0 之间进行的研究( 2 0 0 6 ) 表明：空气负离子浓度的最大值尽管一般在在8 ：0 0 1 0 ：0 0 ，但居住区内夏、秋、冬三个 季节却在1 4 ：0 0 前后，最低值除商业区外其他在1 8 ：0 0 前后，与金梅的结论并不完全相 近。 徐昭晖( 2 0 0 4 ) 在黄山游客稀少的温泉竹林和光明顶了望哨松林下的昼间调查却表 明：负离子浓度为中午高，早晚低。与徐昭晖( 2 0 0 4 ) 的结果相反，吴甫成等( 2 0 0 6 ) 在岳麓山自然林内昼间的研究则表明，负离子浓度在9 ：0 0 1 0 ：0 0 和1 5 ：0 0 - 1 6 ：0 0 分别出 现峰值，胡国长( 2 0 0 8 ) 在南京紫金山，章志攀等( 2 0 0 8 ) 在天目山的昼间调查结果， 也均与之相仿。 在上海，陈佳瀛等( 2 0 0 6 ) 的昼间调查研究显示：负离子浓度有两个波峰分别在 7 ：0 0 8 ：0 0 和1 8 ：0 0 。1 9 ：0 0 ，最低值出现在1 4 ：0 0 前后。王珩的研究( 2 0 0 6 ) 表明：正离 子和负离子浓度的变化规律基本相似，波峰波谷相互交替；正离子浓度出现三个波峰， 分别为8 ：0 0 9 ：0 0 、1 2 ：0 0 1 3 ：0 0 和1 5 ：0 0 1 6 ：0 0 ，波谷出现在1 7 ：0 0 1 8 ：0 0 ；负离子浓度 出现两个波峰，分别为1 0 ：0 0 左右和1 5 ：0 0 1 6 ：0 0 ，波谷出现在9 ：0 0 左右和1 8 ：0 0 左右。 二者的结论并不一致，甚至有所矛盾。也同在上海，彭鹪在同一样地、四季分别进行了 日变化的研究( 2 0 0 8 ) ，结果表明，同一样点的空气正负离子浓度日变化趋势四季并不 相同，季节对于空气离子浓度的日变化有显著影响。 因此，综上所述，可以认为：空气负离子的日变化特征随季节、地区和天气条件等 因素不同而异，具体的波峰、波谷、最大值、最低值等变化规律并无一致性的规律( 曾 曙才等，2 0 0 7 ) 。 1 2 5 空气负离子浓度的季节变化 相比于日变化的研究，空气负离子浓度的季节变化研究较少，不过其结论却较为统 一。 陈锡林等( 1 9 8 6 ) 在大连，张福金等( 1 9 9 4 ) 在大连和丹东，周志勇等( 1 9 9 6 ) 在 杭州，吴楚材等( 2 0 0 1 ) 在衡山的研究结果均表明空气负离子夏季浓度最高，秋季浓度 高于春季，冬季最低。毛辉青等( 1 9 9 4 ) ，王洪俊( 2 0 0 3 ) ，王珩( 2 0 0 6 ) ，吴甫成等( 2 0 0 6 ) ， 彭鹩( 2 0 0 8 ) 也有相同或相近的结论。 徐昭晖( 2 0 0 4 ) 在黄山，邵海荣等( 2 0 0 5 ) 在北京，金梅( 2 0 0 5 ) 、韦朝领等( 2 0 0 6 ) 在合肥，章志攀等( 2 0 0 8 ) 在天目山进行的研究却表明：空气负离子浓度夏季最高，春 季次之，秋季再次，冬季最低。 s 华东师范大学2 0 1 0 届硕士毕业论文上海市公园卒气负离子浓度的时窄格局及其影响l 大1 素 只有个别例外，李飞等( 1 9 9 1 ) 在峨眉山的测定表明空气负离子浓度秋季最高夏季 最低。 综合各研究，可以基本一致的认为：空气负离子浓度以夏季最高，冬季最低，春秋 两季介于其间；不过具体每日的负离子浓度可能还与诸多因素有关，这一结论并不能用 于各个季节间单日空气负离子的浓度水平。 1 2 6 影响空气负离子浓度的环境因素 空气负离子浓度水平显著的受到诸多因素的影响。除了前述的植被影响，包括植被 类型、群落结构、植物种类、郁闭度、树龄、树高、三维绿量等之外，空气负离子浓度 水平还受到众多环境因素的影响。对此，学者们也展开了不少研究。 ( 1 ) 空气负离子浓度与距离植物距离的关系 由于空气离子寿命短，迁移能力低，因此距离植物的远近对空气负离子浓度有显著 影响。李印颖( 2 0 0 7 ) 在林冠和林下的对比研究表明，林下的空气负离子浓度较林冠内 低。彭鹪( 2 0 0 8 ) 对比林中心、林缘和林外l o m 处的空气负离子浓度，发现林中心与林 缘处空气负离子浓度无显著差异而与林外l o m 处差异显著。这说明离开植物体后，空气 负离子浓度会迅速降低。胡国长( 2 0 0 8 ) 研究了栎林内( 树高 2 0 m ) 0 5 9 5 m 高度的 空气负离子浓度状况表明，2 m 处浓度最低，2 m 以上随着高度的增高空气负离子浓度增 高，该结果也印证上述结论。此外，吴志湘等( 2 0 0 7 ) 在实验室进行的材料学控制实验 则显示，空气负离子的衰减距离仅2 0 c m 左右，这也可以从侧面印证上述结论。 ( 2 ) 附近水体对空气负离子浓度的影响 由于水在跌落、喷射、喷溅和冲击时，水滴高速运动，水分子截断后带正电荷，周 围空气带负电荷，加之水的喷溅等作用带走了空气中的灰尘，对空气起到清洁作用，在 清洁空气中负离子不断积累，从而使空气的负离子浓度增加，这就是l e n a r d 效应，又称 喷筒电效应或瀑布效应( 夏廉博，1 9 8 6 ) 。 吴楚材和黄绳纪( 1 9 9 5 ) 在对桃源洞国家森林公园内不同景点的空气离子状况进行 的测量时也发现尽管自然环境不同，各景点空气负离子浓度存在较大的差异，但瀑布、 山涧等附近的景点的观测值均在1 0 0 0 0 个c m 3 以上。 而后，众多研究均证实这一结论：动态水( 瀑布、喷泉、山涧等) 能明显增加水体 周围空气负离子浓度，并且就增加负离子浓度的效果而言，瀑布大于喷泉大于小溪( 吴 楚才等，2 0 0 1 ；厉曙光等，2 0 0 2 ；邵海荣等，2 0 0 5 ；郭圣茂等，2 0 0 6 ；季玉凯等，2 0 0 7 ； 曾曙才等，2 0 0 7 ) 。其中的一些学者( 吴楚才，2 0 0 1 ；郭圣茂等，2 0 0 6 ；曾曙才等，2 0 0 7 ) 进一步证实，距离动态水越近，空气负离子的增加效果越明显；厉曙光等( 2 0 0 2 ) 的研 6 华东师范大学2 0 1 0 届硕士毕业论文上海市公园窄气负离了浓度的时空格局及其影响因素 究则进一步说明喷泉的规模越大增加空气负离子浓度的效果越好。同时，已有研究( 吴 楚才等，2 0 0 1 ；邵海荣等，2 0 0 5 ；曾曙才等，2 0 0 7 ：季玉凯等，2 0 0 7 ) 还说明静态水( 池 塘、湖泊、水库等) 也能增加空气负离子，不过其效果则远低于动态水。与此同时，吴 楚才等( 2 0 0 1 ) 的研究还说明静态水也有类似动态水，距离越近则增加空气负离子浓度 越明显的效果；但曾曙才等( 2 0 0 7 ) 进行了类似的研究却没有发现这样的规律。季玉凯 等( 2 0 0 7 ) 的研究则表明：就水域面积而言，面积越大增加负离子浓度的效果越明显。 ( 3 ) 空气负离子浓度与温、湿度的关系 空气负离子与温湿度的关系目前进行了不少研究，但各研究的结论各异，空气负离 子浓度与温、湿度之问的关系目前并不清晰。 吴楚材等( 2 0 0 1 ) 研究认为空气负离子浓度与温度呈显著的负相关，而与相对湿度 呈正相关关系。厉曙光等( 2 0 0 2 ) ，陈佳瀛等( 2 0 0 6 ) ，季玉凯等( 2 0 0 7 ) ，章志攀等( 2 0 0 8 ) ， 胡国长( 2 0 0 8 ) ，穆丹和梁英辉( 2 0 0 9 ) 的研究均有相同或相近的结论。与此相反，陈 锡林等( 1 9 8 6 ) ，叶彩华等( 2 0 0 0 ) 在各自所在区域内的研究则表明空气负离子浓度与 相对湿度呈负相关关系。 韦朝领等( 2 0 0 6 ) 的研究则认为空气负离子浓度与相对湿度呈正相关，而与温度关 系不明显。而王层林( 2 0 0 3 ) 的研究则与此相反，认为空气负离子与相对湿度成显著负 相关，而与温度相关性不显著。 王洪俊( 2 0 0 3 ) 的研究表明，一天内空气负离子浓度与温度呈显著负相关而与相对 湿度无显著关系；同时就全年看空气负离子浓度与温度显著正相关，与相对湿度仍无显 著关系。 彭鹪( 2 0 0 8 ) 基于一年定点观测的研究表明，空气负离子与温度和相对湿度均呈正 相关；徐猛等( 2 0 0 8 ) 在广州帽峰山长达2 4 个月的定点观测也得到相同的结论；王继梅 等( 2 0 0 4 ) 通过实验室控制实验得出的也是相同结论。 但段炳奇( 2 0 0 7 ) 分析后认为同均空气负离子浓度与同均相对湿度呈对数正相关， 而与温度则在不同温度范围关系各异。 ( 4 ) 空气负离子浓度与其他因素的关系 除上述三点外，不少学者对影响空气负离子浓度的其他因素，如：天气、风速、海 拔、太阳辐射、悬浮颗粒物等，展开了多方面的研究。 就空气负离子浓度与天气情况的关系而言，范亚民等( 2 0 0 5 ) ，吴甫成等( 2 0 0 6 ) ， 曾曙才等( 2 0 0 7 ) 的研究均认为晴天较阴天的空气负离子浓度高；徐猛等( 2 0 0 8 ) 的研 究也有相同结论，认为各种天气情况下空气负离子浓度依次为：雨 晴 阴；而王层林 华东师范大学2 0 1 0 届硕士毕业论文上海市公园空气负离子浓度的时空格局及j 影响因素 ( 2 0 0 3 ) 的研究则进一步认为，在非雨日，空气负离子的浓度与太阳辐射的日总量呈显 著正相关。不过郭圣茂等( 2 0 0 6 ) 的研究则认为各种天气情况下空气负离子浓度依次为： 雪 雨