南平市延平区溪源峡谷森林公园负氧离子调查分析

饶秀俊

(福建林业职业技术学院，福建南平353000)

1 研究概况

空气中离子包括负离子和正离子，空气中带负电荷的离子称为负离子，空气中带正电的离子称为正离子，在一般情况下，由于收到雷电、宇宙射线、紫外线、地表放射性元素的辐射后产生电离而形成的。空气负离子对人体健康也有诸多好处，目前评价一个地方空气清洁程度的重要指标因素之一就是空气中负离子的浓度高低。根据研究人员对医学资料的研究证明，当负离子浓度达到10000 个/cm3以上时，可以有效地防治疾病，而负离子浓度值为700 个/cm3是人体对空气负离子浓度的生理最低需求。正因为空气中的负离子浓度与人类身体健康有密切的的关系，所以空气负离子浓度越高，越有利于人体健康。也正因为如此，空气中负离子浓度在森林旅游资源评价中被作为评价某一森林生态旅游区环境质量好坏的重要指标因素。

2 研究内容与研究方法

2.1 研究内容

结合旅游资源学、气象学、植物学、生态学等学科的相关理论，对延平区城市森林公园空气负离子浓度变化进行了研究分析，在分析监测结果的基础上，得出结论。具体内容如下：空气负离子研究综述。包括空气负离子的定义、作用，空气负离子产 生的原因，空气负离子监测方法，空气负离子的应用等;溪源峡谷森林公园空气负离子浓度时空变化规律；溪源峡谷森林公园空气单极系数时空变化规律；溪源峡谷森林公园空气清洁度时空变化规律。

2.2 研究方法

研究所采用的检测仪器是AIC1000负氧离子检测仪，是由美国AIC公司开发的生产的，具有操作简单，携带方便，适用范围广等相关优点，目前运用比较广泛。对于AIC1000负氧离子检测仪，它的工作环境要求主要有: 温度5～50 ℃，湿度 ≤95 %R.H (不凝结水)；空气流速：200 cm3/s；线性速度：40 cm/s；离子收集率：大于65%；输出电阻：5×1010 Ohms；动力范围：10～1999000 ions/cm3；测定检出时间：大约2 s；分辨率：10离子/cm3；精度：±25%；风扇速度：800 cc/s (线速度160 cm/秒)。

2.2.1 分析文献法。分析文献法是目前诸多研究人员普遍采用的研究方法之一。通过查阅大量的国内、国外的相关性期刊文献，为实验研究作准备工作，同时，对于负氧离子的科学研究提供理论参考和实验实践资料。

2.2.2 空气中负离子浓度测量方法。研究选择南平市延平区内具有代表性的地点-溪源峡谷森林公园作为监测地点，采用手持式的美国AIC-1000负氧离子检测仪，在每个月中旬选择2天的时间进行定时定点观测，每天从8:00～18:00每间隔2 h观测1次共6次，检测时以测点为中心，分别从围绕测点的东、东南、南、西南、西、西北、北、东北八个方向的读取8个负氧离子浓度值，和8个正离子浓度值，然后在分别计算的平均值即为该测点的正负离子在该时间点的观测值。

2.2.3 空气中负离子浓度以及空气质量的评价方法。关于负氧离子浓度的评价标准，在部分文献中出现的空气负离子评价指标一般主要包括有单极系数、空气质量评价系数； q和CI即是该评价方法的两个指标， 这里的q是表示单极系数，CI值表示的则是空气质量评价系数。

q=n+/ n-

式中：q表示单极系数，n+表示空气中的正离子数,n-表示空气中负离子数；

式中：CI表示空气质量评价系数，q表示单极系数，n-表示空气中负离子数。单极系数q值越小，说明空气中的负离子的比例越大。根据以上两种评价系数来评价各测点的空气清洁度。按空气质量评价指数可计算出空气质量等级标准如表1。

表1 空气质量等级标准

在森林中负氧离子浓度的医疗和保健上的分级标准：当森林中空气负氧离子的浓度达到一个什么样的值的时候才能发挥它的医疗保健作用呢？就目前来说，国内外还没有一个统一的标准可以作为依据，吴楚才等研究人员制定出来的森林环境中空气负氧离子浓度的分级标准。

表2 森林空气中负氧离子的分级标准

根据以上标准根据不同的负氧离子浓度对人体所产生的生物学效应，将(400个/cm3)为临界浓度，(400～1000个/cm3)为允许浓度，(1000个/cm3)为保健浓度3个范围。 当空气已受到一定程度的污染，极有可能环境中的负氧离子浓度低于临界浓度标准，对人的健康产生不利；而当浓度介于400～1000个/cm3之间时，空气对人体是既无害也无益，是属于允许的浓度范围内；当空气负氧离子呼吸区及医院或疗养院等应建在保健浓度以上的地方，才有可能取得满意的的保健疗养效果。

2.2.4 数据分析方法。 首先采用是分点、分时进行归纳和统计，求其平均值，再根据所计算的数据分项列表、有表格数据作散点图进行比较，分析溪源峡谷森林公园两测点的空气负氧离子浓度、正离子浓度的变化规律。

3 溪源峡谷景区概况

南平市溪源峡谷景区位于武夷山脉向东南方向延伸的支脉上，距离延平城区不足5 km，溪源峡谷的平均海拔高度有66～1200 m以上，年平均降雨量超过1700 mm，而年平均气温仅有19.3 ℃左右。良好的自然环境条件，使溪源景区拥有丰富的动植物。据国内外植物学家们不完全调查研究，溪源峡谷的野生维管束植物就有200多科，高等植物在1300个种类以上。

4 研究结果与分析

4.1 溪源峡谷布空气负离子时间分律

在2018年6月～2019年5月共一年的时间里将溪源峡谷的空气离子检测资料按天统计，归纳分析，得出当天的浓度；然后在其基础上按月统计，取其平均值，相应获得了对应月空气正、负离子浓度；以此类推，得到四季空气离子浓度的日变化情况分布规律：

图1 溪源峡谷测点不同季节负氧离子浓度变化图

溪源峡谷在不同季节一天的不同时刻的空气负离子浓度也不同。同时可以看出各条折线的变化幅度也有所不同，从这些折线中可以发现在不同的季节中空气中的负氧离子浓度的一个大致变化规律，也就是说，从以上图1可以看出，负氧离子浓度在不同季节当中，上午8∶00～11∶00之间浓度浓度相对比较高，而在下午中午11∶00～15∶00之间会降低到一个谷值，在一天当中浓度相对比较地，之后从15∶00开始又开始回升到了一个峰值，所以从日变化上来看，负氧离子的浓度是先下降然后再上升的发展趋势；再从图1当中，我们看到负氧离子浓度在四个季度当中，夏季的浓度明显高于其他的各季；在一年当中，负氧离子最高的时间是夏季的18∶00，最低的是秋季的12∶00；而在下午，冬季的负氧离子浓度呈小幅度的下降趋势，其他各季节都是呈上升的趋势。

表3 溪源峡谷测点不同季节空气中负离子浓度日变化 个·cm-3

根据表3和图2可知，在溪源峡谷测点一年的空气质量日变化中，相对其他各季节而言，夏季的空气质量评价系统很明显最高，同时，在夏季空气质量评价系数变化比较明显，特别是在15∶00至傍晚的18∶00，呈迅速增长的趋势，而相比较而言，秋季、冬季和春季的空气质量评价系数要比较平缓，起伏不大；在秋季空气质量评价系数最低，但是即使是秋季，最小的CI值还是要大于1的，由此我们可以得出，在溪源峡谷测点位置，一年中各个季节的空气质量评价系数都是最清洁的，空气的质量达到最优。

图2 溪源峡谷测点不同季节空气质量评价系数CI变化图

4.2 溪源峡谷中测点空气负离子月变化比较

将溪源峡谷的2018年6月～2019年的5月一年12个月的空气正负离子浓的度数据归纳统计，算出每天的平均值以及每个月的平均值，再计算出一年12个月的空气中正负离子的浓度值，以此为依据，分析空气中正负离子浓度、空气质量评价系数等变化的规律，如下：

从表4的数据可知，溪源峡谷测点负氧离子在6月浓度最高，最高值达到了22553个/ cm3。

最低值出现在1月和2月，浓度分别为2594 个/ cm3和3278个/ cm3，从图3可以看出，负氧离子浓度从6～8月，浓度值剧烈下降，而9月～11月又出现缓慢的下降趋势，在12月～第二年的2月负氧离子浓度变化趋势不明显，3～5月负氧离子浓度变化还是比较平缓，总体呈上升趋势；究其原因可能，福建南平市延平区在6月是雨季，雨水量比较大，而11月～来年的2月是冬季，这时候雨水量比较少，故才会出现此现象。

表4 溪源峡谷测点空气中离子浓度逐月变化

5 研究结论

通过延平区城市森林公园空气负离子监测与研究，发现研究区域的空气质量全年都为清洁。

延平区溪源峡谷负氧离子年平均浓度为5742 个/cm3，在溪源峡谷中空气负氧离子浓度平均最高值在夏季其浓度为17873 个/cm3，接着是秋季、春季和冬季；所以夏季跟春季是到溪源峡谷中避暑和度假是最合适的时间段。

延平区的溪源峡谷空气中负氧离子浓度存在着一定的日变化、月变化和季节变化的规律，在8∶00～10∶00负氧离子浓度最高，12∶00～14∶00负氧离子的浓度最低，到了16∶00负氧离子浓度逐渐上升到18 h左右达到一个最高值，但一般不会高于8∶00～10∶00的浓度值，所以，建议需要进行锻炼刺五加(Acanthopanaxsenticosus(Rupt.et Maxim.)Harms),五加科(Araliaceae)五加属(Acanthopanax),多年生灌木，具有较高的药用价值，为了适应市场对刺五加不同开发目对不同类型苗木的需求，提出刺五加多叶叶用型无性系选育试验研究[1]。

身体的城市居民，尽量选择在10∶00之前和16∶00之后开展文体锻炼，因为这两个时间段相对于10∶00～14∶00空气质量明显要清洁很多；同时夏季春季的空气负氧离子浓度相对于冬季和秋季而言也要大；在月变化中，5、6、7、8月的空气中负氧离子的浓度比其他月都要高，所以一年当中这几个月也非常适合多做一些户外活动；在季节的变化中，从溪源峡谷测点所调查的数据来看，溪源峡谷森林公园的负氧离子浓度夏季最高，负氧离子浓度最低的是冬季。

森林公园中负氧离子浓度与温度具有明显的负相关性。也就是说随着空气温度的升高，空气中的负氧离子浓度随之降低；反之则反之。在溪源峡谷测点监测的数据中我们发现，负氧离子浓度在一日变化当中，大致会随着温度的降低而升高，随着温度的升高而降低；在一天中，上午8∶00～14∶00，负氧离子的浓度在逐渐降低，而这个时间段温度却是在上升的。即空气中的负氧离子浓度会随着空气中的温度升高而下降。这是由于随着大气气温的不断升高，空气中的颗粒物数量也在不断增加，而空气中的颗粒物会吸附空气的负氧离子，增加的颗粒物会吸附更多大气中的负氧离子，从而导致大气中的负氧离子浓度的不断减少。