Processing math: 100%
  • 中文核心期刊
  • CSCD来源期刊
  • 中国科技核心期刊
  • CA、CABI、ZR收录期刊

公园不同植物配置群落空气负离子变化特征

冯燕珠, 陈旭, 高欢欢, 郭傲, 郑国华

冯燕珠, 陈旭, 高欢欢, 郭傲, 郑国华. 公园不同植物配置群落空气负离子变化特征[J]. 福建农业学报, 2019, 34(1): 95-103. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.014
引用本文: 冯燕珠, 陈旭, 高欢欢, 郭傲, 郑国华. 公园不同植物配置群落空气负离子变化特征[J]. 福建农业学报, 2019, 34(1): 95-103. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.014
FENG Yan-zhu, CHEN Xu, GAO Huan-huan, GUO Ao, ZHENG Guo-hua. Atmospheric Negative Ion Concentration at Parks Configured with Different Plants[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(1): 95-103. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.014
Citation: FENG Yan-zhu, CHEN Xu, GAO Huan-huan, GUO Ao, ZHENG Guo-hua. Atmospheric Negative Ion Concentration at Parks Configured with Different Plants[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(1): 95-103. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.014

公园不同植物配置群落空气负离子变化特征

基金项目: 

国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”项目 2016YFE0127200

详细信息
    作者简介:

    冯燕珠(1991-), 女, 硕士, 研究方向:园艺(E-mail:505700048@qq.com)

    通讯作者:

    郑国华(1965-), 男, 博士, 教授, 研究方向:果树生理及分子生物(E-mail:fafuzgh@126.com)

  • 中图分类号: S716

Atmospheric Negative Ion Concentration at Parks Configured with Different Plants

  • 摘要:
      目的  分析公园内不同植物配置类型负离子浓度变化特征,为营造利于人们身心健康的活动场所提供理论依据。
      方法  以福州市闽江公园南园为研究样地进行了1周年(2017年9月至2018年8月)的定点检测,选择30个样点,凝练成8个植物配置类型和1个对照点(CK)。研究不同植物配置类型负离子浓度日、逐日、月和季节的变化特征,应用森林空气离子指数法进行分析及评价。
      结果  (1)负离子浓度日变化大都呈Ⅴ/U字型曲线波动,不同植物配置类型之间的负离子日平均总浓度比较:常绿阔叶林 > 落叶阔叶林 > 竹林 > 混交林 > 棕榈林 > 草地 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 对照点;(2)不同植物配置负离子浓度逐日变化均受外界气象因素影响较大,负离子浓度会因气象因子的变化,产生较大的波动;(3)负离子浓度月变化曲线均呈现U字型趋势,不同植物配置类型之间负离子年平均总浓度比较:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 混交林 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 草地 > 对照点;(4)同一植物配置类型不同季节负离子浓度在秋季最高,其次是夏季,春季和冬季负离子浓度相近;(5)不同植物配置类型空气质量排序由高到低为:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 混交林 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 草地 > 对照。
      结论  在日变化过程中,一天在7:00~9:00为负离子浓度最高时段,常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、混交林、竹林群落空气负离子浓度均在3 000个·cm-3以上,空气质量评价指数属于优等,是户外活动最佳时间段和最佳的活动场所。
    Abstract:
      Objective  Concentration of negative ions in atmosphere at parks configured with different plants was studied with a public health concern.
      Method  The South Arena at Minjiang Park in Fuzhou was selected for a year-long, fixed-point monitoring from September 2017 till August 2018 at 30 sampling locations, where 8 types of plants, along with one as control, were configured. The diurnal concentration as well as the daily, monthly, seasonal variations on both positive and negative ion concentrations in the atmosphere at the surroundings of the various plantations were collected for the analysis and evaluation using the forest air ion index method.
      Result  (1) The diurnal variation curves on negative ion concentration generally showed a Ⅴ or U shape, and the averaged magnitudes ranked evergreen broad-leaved forest > deciduous broad-leaved forest > bamboo forest > mixed forest > palm grove > lawn > evergreen coniferous forest > bushes > control. (2) Weather conditions significantly affected the daily variations on negative ion concentration associated with plant configuration. (3) On a monthly basis, the negative ion concentration varied in a U shape curve. Whereas, the annual averages relating to the plant type decreased in the order of bamboo forest > deciduous broad-leaved forest > evergreen broad-leaved forest > palm grove > mixed forest > evergreen coniferous forest > bushes > lawn > control. (4) With respect to the seasons, the negative ion concentration at a specific plant community was the highest in autumn followed by summer, while no significant difference in spring and winter. (5) The air quality at different plant communities ranked in the order of bamboo forest > deciduous broad-leaved forest > evergreen broad-leaved forest > palm grove > mixed forest > evergreen coniferous forest > bushes > lawn > control.
      Conclusion  Negative ion concentration in the air at park was the highest between 7:00 a.m. and 9:00 a.m. in a day, which would be the most desirable times for outdoor activities. During that period, the areas planted with evergreen broad-leaved, deciduous broad-leaved or evergreen coniferous trees as well as the mixed and bamboo forests were having greater than 3 000 negative ions·cm-3 with an excellent air quality evaluation index.
  • 【研究意义】公园作为城市的重要组成部分,是改善城市绿化环境,平衡人为建设活动与生态环境保护的重要桥梁。公园绿地产生的负离子,具有净化空气、抑菌、调节城市小气候的功能。研究表明,空气负离子浓度在10 000个·cm-3以上,对于提高人体免疫力、调节人体机能平衡有着显著的效果,被称为“空气长寿素和蓝色维他命”[1]。【前人研究进展】已有学者对不同生态用地负离子浓度变化以及负离子浓度影响因素进行研究[2-5]。【本研究切入点】现有报道关于不同植物配置类型的负离子浓度时空动态变化特征研究较少。【拟解决的关键问题】本研究通过分析公园内不同植物配置类型负离子浓度变化,对日后城市公园的规划设计与建设、优化空气质量、营造优美公园环境提供理论指导,同时为人们选择合适时间段和适宜植物群落进行户外活动提供理论依据。

    闽江公园南园依闽江而建,地处福建省福州市区,北临闽江,南靠邻金山大道,东起金山大桥(N26°03′27.61″、E119°15′58.81″),西至洪山桥(N26°04′25.00″、E119°15′01.54″)。闽江公园南园长约为2.86 km,面积约为27.5 hm2。南园总体地势呈现东西狭长,南边高,往北边逐渐倾斜向下的形态。园内植物种类以亚热带区系为主要特征,多为人工种植,部分植物为原生植物。园内植物配置类型手法多样,结构层次丰富。树种以常绿阔叶树种为主,针叶树种为辅,棕榈类树种配植。开花类乔木占乔木数量总比例40%左右,色叶树种极少,花叶类灌木种类较多。植物资源较丰富,品种多,营造了具有南方特色的园林景观。

    在闽江公园南园选择样点,选择30个群落,以群落内建群种或上层优势种来划分植被类型,凝练成8个植物配置类型(每种植物配置类型所设置样点在3~4个,共27个植物群落)和3个对照(CK)。样点基本情况见表 1,样点平面分布见图 1

    表  1  样点基本情况
    Table  1.  Conditions of sampling points
    样点
    Sample
    配置类型
    Configuration type
    植物种类
    Plant species
    平均高度
    Average height/m
    平均胸径
    ADBH
    /cm
    郁闭度/盖度
    (草地及灌木丛)
    CN/C/%
    冠层位置Crown position 垂直结构
    Vertical structure
    ≥10 m 6~10 m 2~6 m < 2 m
    Q1 常绿阔叶林 香樟+龙眼-红背桂-草 7±1.0 27±3 72 √√ √√ MPC
    Q2 印度橡胶榕+龙眼-龙船花+黄金榕+鸭跖草-麦冬 12±1.5 30±5 68 √√ √√ MPC
    Q3 羊蹄甲-红背桂 16±0.8 35±5 83 TS
    Q4 小叶榕-灰莉 14±1.1 120 88 TS
    Q5 落叶阔叶林 番石榴-麦冬 7±1.3 16±3 85 TG
    Q6 大叶紫薇-麦冬 5±0.8 15±5 80 TG
    Q7 木棉-毛杜鹃+黄金榕 14±0.4 54±5 58 √√ TS
    Q8 常绿针叶林 南洋杉-海桐+龙船花+希美丽-麦冬 11±4.3 27±10 63 √√ MPC
    Q9 南洋杉-草 10±1.8 24±10 81 TG
    Q10 南洋杉-桂花+夹竹桃-鸭跖草-草 12±1.1 28±10 86 √√ MPC
    Q11 南洋杉-麦冬 11±3.8 24±10 81 TG
    Q12 混交林 美丽异木棉+羊蹄甲-桂花+龙船花-草 7±0.9 25±12 57 √√ √√ MPC
    Q13 木棉+南洋杉+龙眼+香樟+番石榴+黄槐+小叶紫薇-灰莉+米兰-草 13±1.3 30±15 64 √√ √√ √√ MPC
    Q14 小叶榕+蒲葵-毛杜鹃+假连翘-草 7±2.5 80±45 79 √√ √√ MPC
    Q15 大王椰子+小叶榕+木棉+凤凰木-石榴+桂花+腊梅-草 5±3.3 75±35 56 √√ √√ MPC
    Q16 棕榈林 大王椰子-黄金榕+红绒球-草 7±1.4 20±5 35 MPC
    Q17 蒲葵-棕竹 12±0.5 28±7 80 TS
    Q18 蒲葵+苏铁-黄金榕+扶桑+红花继木+毛杜鹃-草 5±1.3 75±25 83 √√ MPC
    Q19 竹林 粉单竹-麦冬 13±0.9 20±3 73 G
    Q20 泰竹-蜘蛛兰 14±0.5 20±5 78 G
    Q21 佛肚竹-黄金假连翘 16±0.4 19±4 65 SG
    Q22 灌木丛 花叶扶桑 1.3±0.3 10±3 97 S
    Q23 黄金榕+朱蕉+红花继木+米兰+山茶花+红叶石楠-草 1±0.3 8±2 81 √√ SG
    Q24 灌木丛 黄金榕+双荚决明+龙舌兰+希美丽-草 2.5±0.8 11±3 75 √√ SG
    Q25 草地 草地 0.2±0.1 100 G
    Q26 草地 0.3±0.1 100 G
    Q27 草地 0.2±0.1 100 G
    Q28 对照点 空地 CK
    Q29 空地 CK
    Q30 空地 CK
    注:√群落主要种冠层位置;√√不同种冠层重叠;MPC:乔灌草复层植物群落;TS:乔灌植物群落;TG:乔草植物群落;SG:灌草植物群落;S:灌木丛群落;G:草地被植物群落;CK:对照[8]
    Note:√Crown position of main species; √√Crown position of different species; MPC:Multilayer plant community;TS:Tree-shrub plant community;TG:Tree-grass community;SG:Shrub-grass community;S:Shrub Community;G:Grass community;CK:Control[8].
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    图  1  闽江公园南园样点平面分布
    Figure  1.  Map of sampling points in South Arena at Minjiang Park

    于2017年9月至2018年8月,采用TKEC-900+和KEC-990空气离子测定器,选择微风、气象稳定的晴天在闽江公园南园内同步测定不同植物群落空气正、负离子浓度。

    (1) 日变化:在7:00~18:00时间段,对每个样点进行1次·h-1正、负离子浓度日变化观测,时间为6 d(在2017年10月和2018年7月内分别取3 d)。

    (2) 逐日变化:逐日不间断地在每日8:00~10:00时间段,对每个样点进行正、负离子浓度逐日变化观测,时间为31 d(2017年10月)。

    (3) 月变化:在8:00~10:00时间段,对每个样点进行正、负离子浓度月变化观测,时间为每月5、10、15、20、25、30日(2017年9月至2018年8月,根据天气的变化可做稍微调整)。

    (4) 季节变化:2017年9、10、11月为秋天;2017年12月、2018年1、2月为冬天;2018年3、4、5月为春天;2018年6、7、8月为夏天。按照季节划分,取3个月的月变化平均值代表该季节的正、负离子浓度值。

    样地面积为10 m×10 m,取样点东、西、南、北及中心点共5个观测点并在1.5 m高度进行测定。测取5个正、负离子浓度波峰值,以其平均值作为样点的测验值。计算同一植物配置不同结构样点测验值的平均值,代表该植物配置正、负离子日变化、逐日变化、月变化、季节变化浓度值。

    评价方法选用潘剑彬[6]和石强[7]稍作修改的森林空气负离子评价指数法。设定4个空气质量级别,以1 000个·cm-3作为负离子等级梯度值来划分(表 2)。

    p=n/(n+n+)FCI=n/1000p
    表  2  城市绿地空气负离子分级及评价指数标准
    Table  2.  Standard grades and evaluation indices on atmosphere negative ion concentration of urban green lands
    等级
    Grade
    n-
    /(个·cm-3)
    FCI 空气质量
    Air quality
    > 3000 > 2.5
    3000~2000 2.5-1.5
    2000~1000 1.5-0.5
    < 1000 < 0.5
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    式中,p为空气负离子系数,n+n-为正、负离子浓度,FCI为森林空气离子评价指数,1 000个·cm-3为人体生物学效应最低负离子浓度。

    图 2可见,各植物配置类型负离子浓度日变化呈Ⅴ/U字型波动,7:00~8:00,负离子浓度缓慢上升,8:00达峰值,8:00之后有较大幅度下降,只有常绿阔叶林负离子浓度波谷出现在11点,其他植物配置类型负离子浓度波谷均在13:00~14:00。7:00~8:00,负离子浓度缓慢上升,可能是光照度的增大,光合作用增强,负离子浓度升高[9]。8:00点后负离子浓度逐渐下降可能是温度升高,植物气孔关闭,光合作用受到抑制,负离子浓度随之降低。在14:00~18:00负离子浓度缓慢上升,可能是因温度降低,湿度增大,光合作用恢复正常,负离子浓度回升。各植物配置类型傍晚的负离子浓度值均小于早晨的负离子浓度值。其中常绿阔叶林、落叶阔叶林、混交林、竹林负离子浓度日变化在1 100~3 800个·cm-3浮动,差异较小;常绿针叶林负离子浓度日变化在600~2 800个·cm-3浮动,棕榈林负离子浓度日变化在1 400~2 800个·cm-3浮动;灌木丛、草地负离子浓度日变化在1 100~1 800个·cm-3浮动,差异较小。灌木丛和草地的负离子浓度处于较低浓度值上浮动,原因可能是观测高度在1.5 m。而灌木丛、草地所释放的负离子往上漂浮高度有限,并且群落郁闭度低,通透度高,负离子易漂移消散,导致了负离子浓度较低。

    图  2  空气负离子浓度日变化曲线
    Figure  2.  Diurnal variations of atmosphere negative ion concentration

    图 3可见,逐日变化中,在上、下旬,负离子浓度值较低,波动幅度较为平稳。在中旬有雨,负离子浓度骤然上升,雨后因群落内的水汽含量处于高湿度且不易消散状态,导致负离子浓度也处于高浓度且缓慢下降状态。后因冷空气来袭,负离子浓度急剧下降。说明在逐日变化试验中,负离子浓度受天气影响较大。复层结构且郁闭度较大的植物群落,具有较强的蕴藏负离子和水分能力,冷空气降临时,相比其他群落,能保持较高负离子浓度值。

    图  3  空气负离子浓度逐日变化曲线
    Figure  3.  Daily variations of atmosphere negative ion concentration

    图 4可见,各植物配置类型负离子浓度均在9~10月达到峰值后急剧下降。在12月至次年5月期间,常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、混交林、棕榈林、竹林负离子呈低浓度、波浪线浮动状态,5月过后负离子浓度缓慢回升。灌木丛和草地负离子浓度在12月至次年6月期间,在较低浓度值上浮动,6~8月期间,灌木丛负离子浓度无回升趋势,继续呈现不稳定波动状态,草地负离子浓度回升幅度极小。

    图  4  空气负离子浓度月变化
    Figure  4.  Monthly variations of atmosphere negative ion concentration

    根据前人研究得知,植物叶片光合作用和群落内空气相对湿度增加时,均有利于负离子产生[10]。9~10月雨期频繁,降水量丰富,相对湿度较高,为负离子浓度达到峰值提供了最为合适的条件;当冬季来临,温、湿度有所下降,光照减弱,负离子浓度也会随之减少;2~3月,恰逢南方植物落叶期,植物光合作用相对减弱,但是随着温、湿度的缓慢回升,新叶的长出,负离子浓度有小幅度增加;6~8月,植物生长较为旺盛,但是温度过高,湿度相对较小,不利于负离子产生,因此负离子浓度上升幅度较小。

    图 5可见,各植物配置类型负离子浓度季节变化呈Ⅴ/L字型波动,负离子浓度均在秋季达到最大值;秋季至冬季期间,负离子浓度急剧下降到波谷,棕榈林和草地负离子浓度在春季降到最低值,其他植物配置类型负离子浓度在冬季降到最低值;其中竹林负离子浓度下降幅度最大,为80.39%。其次是落叶阔叶林,为79.94%。下降幅度最小的是混交林,为60.73%;冬季至春季期间,负离子浓度波动较小。春季到夏季期间,灌木丛和草地负离子浓度波动幅度较小,其他植物配置群落负离子浓度有着小幅度回升。

    图  5  负离子浓度季节变化
    Figure  5.  Seasonal variations of atmosphere negative ion concentration

    不同植物配置类型负离子日平均总浓度值由高到低排列为:常绿阔叶林 > 落叶阔叶林 > 竹林 > 混交林 > 棕榈林 > 草地 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 对照点。

    秋季:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 混交林 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 草地 > 对照点;冬季:棕榈林 > 混交林 > 竹林 > 常绿阔叶林 > 常绿针叶林 > 落叶阔叶林 > 灌木丛 > 草地 > 对照点;春季:常绿针叶林 > 混交林 > 竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 灌木丛 > 草地 > 对照点;夏季:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿针叶林 > 混交林 > 棕榈林 > 常绿阔叶林 > 草地 > 灌木丛 > 对照点。

    不同植物配置类型负离子年平均总浓度值排列为:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 混交林 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 草 > 对照点;不同植物配置类型空气质量排序由高到低:竹林 > 落叶阔叶林 > 常绿阔叶林 > 棕榈林 > 混交林 > 常绿针叶林 > 灌木丛 > 草 > 对照点。

    在相同气象条件下,比较分析同种植物配置类型不同植物群落负离子日平均、年平均总浓度得出,群落内乔木的种类对负离子浓度有影响,多种乔木结构群落负离子浓度比单种乔木结构群落负离子浓度高。在选择植物搭配时,选择多种不同类型的乔木组合,可提高群落内负离子浓度值。

    比较常绿针叶林不同群落负离子总浓度得出,乔灌草结构群落的植物量大,通透度较小,导致群落内的水汽不易蒸发,湿度保持较高水平,能够保持较高浓度的负离子。

    比较落叶阔叶林不同群落负离子总浓度值得出,郁闭度较大、通透性较低的群落,负离子浓度相对较高,在选择健身场所时,可选择郁闭度较大,通透性较低的群落。

    比较得出在夏季和秋季,不同植物配置类型空气质量日变化最优时间段,指导人们对不同植物配置类型选择合适的时间进行户外活动。棕榈林、灌木丛、草地负离子浓度日变化低于3 000个·cm-3,在所有植物配置类型里,不是最佳的选择。其他植物配置类型空气质量最优时间如表 3所示。

    表  3  不同植物配置类型空气质量日变化最优时间段
    Table  3.  Premium time in a day for quality air at areas planted with different types of trees
    [单位/(个·cm-3)]
    项目 常绿阔叶林
    Evergreen broad-leaved forest
    落叶阔叶林
    Deciduous broad-leaved forest
    常绿针叶林
    Evergreen coniferous forest
    混交林
    Mixed forest
    竹林
    Bamboo forest
    夏季负离子浓度
    Negative ion concentration in summer
    3100~3400 3200~3600 3200~3600 3200~4300 > 3000
    夏季最优时间
    Premium time in summer
    7:00~8:00 7:00~9:00 7:00~8:00 7:00~9:00 7:00
    空气质量评价指数
    Air quality evaluation index
    优等 优等 优等 优等 优等
    秋季负离子浓度
    Negative ion concentration in autumn
    3500~3800 3200~5900 > 3100 3700~4700 3100~3300
    秋季最优时间
    Premium time in autumn
    7:00~8:00 7:00~11:00/
    16:00~18:00
    8:00 7:00~9:00 7:00~8:00
    空气质量评价指数
    Air quality evaluation index
    优等 优等 优等 优等 优等
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    本研究得出负离子浓度日变化曲线呈现Ⅴ字型,上午和傍晚的负离子浓度较高,中午时间段负离子浓度最低。该结论与前人研究结果[11-14]一致。但是该结论与冯鹏飞[15]得出结果略有不同,冯鹏飞研究阔叶林负离子浓度日变化得出负离子浓度在14:00~15:00会达到一个小波峰。原因可能在于研究样地植被群落结构以及气象因子的不同,下午时段的负离子浓度变化趋势有差异。

    本研究的不同植物配置类型负离子浓度逐日变化,是前人研究负离子浓度变化特征的一个空白点。通过本研究可知,若无外界气象因素的影响,负离子浓度逐日变化会在一定范围内呈曲线波动,但是负离子浓度受气象因素影响较大,气象因子一旦发生变化,负离子浓度则会剧烈波动(如雨期,负离子浓度骤然增大;冷空气来袭,负离子浓度骤然下降)。因此设定负离子浓度月变化观测时间,平均安排在月内的上、中、下旬中,可提高负离子浓度月变化观测值的准确性。本研究得知雨期及雨期后,负离子浓度较高,空气质量达到最佳水平,与多数学者[15-17]得出的结论相同。毛成忠[18]通过研究负离子浓度与主要气象因子拟合试验得出,雨量与负离子拟合方程的显著性水平最高,由此可知,雨量对负离子浓度有着极强的影响。

    从李佳珊[19]、朱春阳[20]研究结果得知,负离子浓度月变化最大值出现在7~9月份,最小值出现在12月或者次年1月份。而本研究结果与之有出入,本研究得出负离子浓度月变化峰值出现在9月或10月份,最低值出现在12月至次年3月期间。吴楚材[10]、贺江华[21]、李培学[22]研究得出夏季负离子浓度最高,其次是秋季,而本研究得出,秋季负离子浓度最高,其次是夏季,春季和冬季负离子浓度值较低且相近。原因可能是9月和10月福州地区雨水较多,尽管测验时期避开了雨期,但是雨期的到来会影响群落内的空气湿度,短时间内空气湿气不易消散,从而有利于负离子产生。

    大量研究表明,多数学者对不同生境负离子浓度值进行研究,对于不同植物配置类型负离子日变化浓度比较,也都各持己见。其中刘新[23]、石彦军[13]都认为混交林负离子浓度最大,针叶林比阔叶林负离子浓度高。然而本研究得出阔叶林负离子日平均总浓度最高,且大于针叶林和混交林,该结论与多数研究结果[15, 24-25]相似。

    本研究认为负离子浓度最大的植物配置类型是竹林,最小是草地。与曾曙才[26]、秦俊[8]得出结论相似,秦俊认为竹类群落浓度较高,草坪浓度最低的原因是草坪叶面积指数较小,导致草坪释放负离子能力较小,而竹林因为“尖端效应”[27-28],具备较强的尖端放电能力,从而有利于负离子的释放。这些研究表明,竹林群落蕴藏着较高浓度的负离子,并且草地负离子浓度较低。人们在选择户外活动场所时,可优先选择竹林群落。

    各植物配置类型负离子浓度日变化大都呈Ⅴ/U字型波动,但是各时间节点波段的波峰、波谷存在一定的差异性。在早上7:00~9:00,负离子浓度达到最大值,在11:00~15:00降到波谷;不同配置之间负离子浓度逐日变化均受外界气象因素影响较大,气象因子一旦发生变化,则负离子浓度波动较为明显(如雨期,负离子浓度骤然增大;冷空气来袭,负离子浓度骤然下降);各植物配置类型负离子浓度月变化在9月或者10月达到峰值,随后急剧下降。在1~5月期间,呈现低浓度曲线波动。5月过后,负离子浓度缓慢回升;各植物配置类型负离子浓度季节变化大致相同,秋季负离子浓度最高,其次是夏季,春季和冬季负离子浓度相近。

    根据本研究得出,在营造利于人们活动健身的保健型植物群落时,可多采用乔灌草垂直结构以及多乔结构,可多选用竹类、落叶阔叶乔木类以及常绿阔叶乔木类植物。注重植物群落的郁闭度及通透性,过于通透的植物群落,不利于负离子蕴藏;人们在选择健身活动场所时,可优先选择竹林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等植物群落。在选择活动时间时,可选择早上7:00~9:00;春、冬季的草地、灌木丛,是所有时间内植物配置类型中最差的选择。

  • 图  1   闽江公园南园样点平面分布

    Figure  1.   Map of sampling points in South Arena at Minjiang Park

    图  2   空气负离子浓度日变化曲线

    Figure  2.   Diurnal variations of atmosphere negative ion concentration

    图  3   空气负离子浓度逐日变化曲线

    Figure  3.   Daily variations of atmosphere negative ion concentration

    图  4   空气负离子浓度月变化

    Figure  4.   Monthly variations of atmosphere negative ion concentration

    图  5   负离子浓度季节变化

    Figure  5.   Seasonal variations of atmosphere negative ion concentration

    表  1   样点基本情况

    Table  1   Conditions of sampling points

    样点
    Sample
    配置类型
    Configuration type
    植物种类
    Plant species
    平均高度
    Average height/m
    平均胸径
    ADBH
    /cm
    郁闭度/盖度
    (草地及灌木丛)
    CN/C/%
    冠层位置Crown position 垂直结构
    Vertical structure
    ≥10 m 6~10 m 2~6 m < 2 m
    Q1 常绿阔叶林 香樟+龙眼-红背桂-草 7±1.0 27±3 72 √√ √√ MPC
    Q2 印度橡胶榕+龙眼-龙船花+黄金榕+鸭跖草-麦冬 12±1.5 30±5 68 √√ √√ MPC
    Q3 羊蹄甲-红背桂 16±0.8 35±5 83 TS
    Q4 小叶榕-灰莉 14±1.1 120 88 TS
    Q5 落叶阔叶林 番石榴-麦冬 7±1.3 16±3 85 TG
    Q6 大叶紫薇-麦冬 5±0.8 15±5 80 TG
    Q7 木棉-毛杜鹃+黄金榕 14±0.4 54±5 58 √√ TS
    Q8 常绿针叶林 南洋杉-海桐+龙船花+希美丽-麦冬 11±4.3 27±10 63 √√ MPC
    Q9 南洋杉-草 10±1.8 24±10 81 TG
    Q10 南洋杉-桂花+夹竹桃-鸭跖草-草 12±1.1 28±10 86 √√ MPC
    Q11 南洋杉-麦冬 11±3.8 24±10 81 TG
    Q12 混交林 美丽异木棉+羊蹄甲-桂花+龙船花-草 7±0.9 25±12 57 √√ √√ MPC
    Q13 木棉+南洋杉+龙眼+香樟+番石榴+黄槐+小叶紫薇-灰莉+米兰-草 13±1.3 30±15 64 √√ √√ √√ MPC
    Q14 小叶榕+蒲葵-毛杜鹃+假连翘-草 7±2.5 80±45 79 √√ √√ MPC
    Q15 大王椰子+小叶榕+木棉+凤凰木-石榴+桂花+腊梅-草 5±3.3 75±35 56 √√ √√ MPC
    Q16 棕榈林 大王椰子-黄金榕+红绒球-草 7±1.4 20±5 35 MPC
    Q17 蒲葵-棕竹 12±0.5 28±7 80 TS
    Q18 蒲葵+苏铁-黄金榕+扶桑+红花继木+毛杜鹃-草 5±1.3 75±25 83 √√ MPC
    Q19 竹林 粉单竹-麦冬 13±0.9 20±3 73 G
    Q20 泰竹-蜘蛛兰 14±0.5 20±5 78 G
    Q21 佛肚竹-黄金假连翘 16±0.4 19±4 65 SG
    Q22 灌木丛 花叶扶桑 1.3±0.3 10±3 97 S
    Q23 黄金榕+朱蕉+红花继木+米兰+山茶花+红叶石楠-草 1±0.3 8±2 81 √√ SG
    Q24 灌木丛 黄金榕+双荚决明+龙舌兰+希美丽-草 2.5±0.8 11±3 75 √√ SG
    Q25 草地 草地 0.2±0.1 100 G
    Q26 草地 0.3±0.1 100 G
    Q27 草地 0.2±0.1 100 G
    Q28 对照点 空地 CK
    Q29 空地 CK
    Q30 空地 CK
    注:√群落主要种冠层位置;√√不同种冠层重叠;MPC:乔灌草复层植物群落;TS:乔灌植物群落;TG:乔草植物群落;SG:灌草植物群落;S:灌木丛群落;G:草地被植物群落;CK:对照[8]
    Note:√Crown position of main species; √√Crown position of different species; MPC:Multilayer plant community;TS:Tree-shrub plant community;TG:Tree-grass community;SG:Shrub-grass community;S:Shrub Community;G:Grass community;CK:Control[8].
    下载: 导出CSV

    表  2   城市绿地空气负离子分级及评价指数标准

    Table  2   Standard grades and evaluation indices on atmosphere negative ion concentration of urban green lands

    等级
    Grade
    n-
    /(个·cm-3)
    FCI 空气质量
    Air quality
    > 3000 > 2.5
    3000~2000 2.5-1.5
    2000~1000 1.5-0.5
    < 1000 < 0.5
    下载: 导出CSV

    表  3   不同植物配置类型空气质量日变化最优时间段

    Table  3   Premium time in a day for quality air at areas planted with different types of trees

    [单位/(个·cm-3)]
    项目 常绿阔叶林
    Evergreen broad-leaved forest
    落叶阔叶林
    Deciduous broad-leaved forest
    常绿针叶林
    Evergreen coniferous forest
    混交林
    Mixed forest
    竹林
    Bamboo forest
    夏季负离子浓度
    Negative ion concentration in summer
    3100~3400 3200~3600 3200~3600 3200~4300 > 3000
    夏季最优时间
    Premium time in summer
    7:00~8:00 7:00~9:00 7:00~8:00 7:00~9:00 7:00
    空气质量评价指数
    Air quality evaluation index
    优等 优等 优等 优等 优等
    秋季负离子浓度
    Negative ion concentration in autumn
    3500~3800 3200~5900 > 3100 3700~4700 3100~3300
    秋季最优时间
    Premium time in autumn
    7:00~8:00 7:00~11:00/
    16:00~18:00
    8:00 7:00~9:00 7:00~8:00
    空气质量评价指数
    Air quality evaluation index
    优等 优等 优等 优等 优等
    下载: 导出CSV
  • [1] 李印颖.植物与空气负离子关系的研究[D].西安: 西北农林科技大学, 2007. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10712-2007188187.htm

    LI Y Y.Study of relation of plants and air negative ions[D]. Xian: Northwest Agriculture and Forestry University, 2007.(in Chinese) http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10712-2007188187.htm

    [2] 曾曙才, 苏志尧, 陈北光.我国森林空气负离子研究进展[J].南京林业大学学报(自然科学版), 2006, 30(5): 107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.2006.05.026

    ZENG S C, SU Z Y, CHEN B G.Review on forest negative air ions in China[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition), 2006, 30(5): 107-111.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.2006.05.026

    [3] 王薇, 余庄.中国城市环境中空气负离子研究进展[J].生态环境学报, 2013(4): 705-711. DOI: 10.3969/j.issn.1674-5906.2013.04.025

    WANG W, YU Z.Research progress on negative air ions in urban environment in China[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2013(4): 705-711.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1674-5906.2013.04.025

    [4] 熊丽君, 韩少华, 唐浩, 等.空气负离子研究进展及影响因素分析[J].中国人口·资源与环境, 2011, 127(S1): 184-187. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK201102879022

    XIONG L J, HAN S H, TANG H, et al.The research progress and influencing factors of aero-anion[J]. China Population, Resources and Environment, 2011, 127(s1): 184-187.(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK201102879022

    [5] 张彩霞.空气负离子浓度影响因素研究进展[J].云南化工.2017, 44(12): 5-7. DOI: 10.3969/j.issn.1004-275X.2017.12.002

    ZHANG C X.Research progress on influencing factors of negative air ions concentration[J]. Yunnan Chemical Technology, 2017, 44(12): 5-7.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1004-275X.2017.12.002

    [6] 潘剑彬, 董丽.城市绿地空气负离子评价方法——以北京奥林匹克森林公园为例[J].生态学杂志, 2010, 29(9): 1881-1886. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stxzz201009031

    PAN J B, DONG L.Evaluation of air negative ions concentration in urban green space:A case study in Beijing Olympic Forest Park[J]. Chinese Journal of Ecology, 2010, 29(9):1881-1886.(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stxzz201009031

    [7] 石强, 舒惠芳, 钟林生, 等.森林游憩区空气负离子评价研究[J].林业科学, 2004, 40(1): 36-40. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx200401006

    SHI Q, SHU H F, ZHONG L S, et al.Research on evaluation of the aeroanion in forestry recreational areas[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(1): 36-40.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx200401006

    [8] 秦俊, 王丽勉, 高凯, 等.植物群落对空气负离子浓度影响的研究[J].华中农业大学学报, 2008, 27(2): 303-308. DOI: 10.3321/j.issn:1000-2421.2008.02.029

    QIN J, WANG L M, GAO K, et al.Improvement of negative air ions concentration by plant communities[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2008, 27(2): 303-308.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1000-2421.2008.02.029

    [9] 吴楚材, 郑群明, 钟林生.森林游憩区空气负离子水平的研究[J].林业科学, 2001, 37(5): 75-81. DOI: 10.3321/j.issn:1001-7488.2001.05.013

    WU C C, ZHENG Q M, ZHONG L S.A study of the aero-anion concentration in forest recreation area[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2001, 37(5): 75-81.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1001-7488.2001.05.013

    [10] 吴楚材, 黄绳纪.桃源洞国家森林公园的空气负离子含量及评价[J].中南林业科技大学学报, 1995(1): 9-12. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNLB501.001.htm

    WU C C, HUANG S J.Determination of the anion content in the air in Taoyuandong National Forest Park and evaluation of the air quality[J]. Journal of Central-South Forestry College, 1995(1): 9-12.(in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNLB501.001.htm

    [11] 陈梓茹, 杨小可, 傅伟聪, 等.龙岩国家森林公园冬季负离子浓度变化特征[J].江西农业大学学报, 2016, 38(6): 1119-1126. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxnydxxb201606016

    CHEN Z R, YANG X K, FU W C, et al.The variation characteristics of anion concentrations in Longyan National Forest Park in winter[J]. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2016, 38(6): 1119-1126.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxnydxxb201606016

    [12] 丁文慈, 赵由之.五指山市荣最岭空气负离子昼间变化特征[J].琼州学院学报, 2016, 23(5): 28-32. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qzdxxb201605006

    DING W C, ZHAO Y Z.Diurnal variation of negative air ions in Rongzui Mountain of Wuzhishan[J]. Journal of Hainan Tropical Ocean University, 2016, 23(5): 28-32.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qzdxxb201605006

    [13] 石彦军, 余树全, 郑庆林.6种植物群落夏季空气负离子动态及其与气象因子的关系[J].浙江农林大学学报, 2010, 27(2): 185-189. DOI: 10.3969/j.issn.2095-0756.2010.02.004

    SHI Y J, YU S Q, ZHENG Q L.Aero-anion ecological efficacy in six types of plant communities[J]. Journal of Zhejiang Forestry College, 2010, 27(2): 185-189.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.2095-0756.2010.02.004

    [14] 王磊, 万欣, 黄利斌, 等.南京城郊森林空气负离子动态变化研究[J].江苏林业科技, 2016, 43(6): 24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7380.2016.06.006

    WANG L, WAN X, HUANG L B, et al.Dynamic study on the negative air ions of urban outskirts' forest in Nanjing[J]. Journal of Jiangsu Forestry Science & Technology, 2016, 43(6): 24-28.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1001-7380.2016.06.006

    [15] 冯鹏飞, 于新文, 张旭.北京地区不同植被类型空气负离子浓度及其影响因素分析[J].生态环境学报, 2015, 24(5): 818-824. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/tryhj201505015

    FENG P F, YU X W, ZHANG X.Variations in negative air ion concentrations associated with different vegetation types and influencing factors in Beijing[J]. Ecology and Environmental Sciences , 2015, 24(5): 818-824.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/tryhj201505015

    [16] 罗艳菊, 黄元羚, 司婷婷, 等.不同天气状况下吊罗山热带雨林空气正负离子含量比较[J].西北师范大学学报(自然科学版), 2017(4): 98-100. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbsfdxxb201704020

    LUO Y J, HUANG Y L, SI T T, et al.Comparison of positive and negative air ion concentration in Diaoluoshan rainforest under different weather conditions[J]. Journal of Northwest Normal University (Natural Science), 2017(4): 98-100.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbsfdxxb201704020

    [17] 杨照, 杨扬, 甄伟.小五台山自然保护区空气负离子浓度日变化规律研究[J].现代园艺, 2017(11): 29-31. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jiangxyy201711014

    YANG Z, YANG Y, ZHEN W.Study on air negative ions concentration diurnal variation in Xiaowutaishan Natural Reserve[J]. Xiandai Horticulture, 2017(11): 29-31.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jiangxyy201711014

    [18] 毛成忠, 张明, 刘艳玉, 等.空气负氧离子浓度与主要气象因子拟合试验[J].绿色科技, 2017(19): 202-205. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lsdsj201719087

    MAO C Z, ZHANG M, LIU Y Y, et al.Study on curve fitting of aeroanion concentration and meteorological factors[J]. Journal of Green Science and Technology, 2017(19): 202-205.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lsdsj201719087

    [19] 李佳珊.城市森林公园空气负离子时空分布特征研究[D].哈尔滨: 哈尔滨师范大学, 2016. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10231-1016075023.htm

    LI J S.Study on temporal and spatial distribution characteristics of air negative ions in urban forest park[D]. Haerbin: Harbin Normal University, 2016.(in Chinese) http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10231-1016075023.htm

    [20] 朱春阳, 李树华, 李晓艳.城市带状绿地空气负离子水平及其影响因子[J].城市环境与城市生态, 2012(2): 34-37. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10201-1017824300.htm

    ZHU C Y, LI S H, LI X Y.Air anion concentration and affecting factors in urban green belt[J]. Urban Environment & Urban ecology, 2012(2): 34-37.(in Chinese) http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10201-1017824300.htm

    [21] 贺江华.天际岭国家森林公园空气负离子及其影响因子研究[D].长沙: 中南林业科技大学, 2014. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10538-1014203757.htm

    HE J H.The study of negative air ions and its impact factors in the Tianjiling National Forest Park[D]. Changsha: Central South University of Forestry and Technology, 2014.(in Chinese) http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10538-1014203757.htm

    [22] 李培学, 戴慧堂, 杨怀, 等.鸡公山空气负离子分布规律及其与环境因子的关系[J].信阳师范学院学报(自然科学版), 2011, 24(1): 79-84. DOI: 10.3969/j.issn.1003-0972.2011.01.021

    LI P X, DAI H T, YANG H, et al.Variation of negative air ion and its relationship with environmental factors in Jigongshan[J]. Journal of Xinyang Normal University:Natural Science Edition Vol, 2011, 24(1): 79-84.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1003-0972.2011.01.021

    [23] 刘新, 吴林豪, 张浩, 等.城市绿地植物群落空气负离子浓度及影响要素研究[J].复旦学报(自然科学版), 2011(2): 206-212. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=fdxb201102013

    LIU X, WU L H, ZHANG H, et al.Study on the concentration of negative air ions and the influential factors in different urban plant communities[J]. Journal of Fudan University (Natural Science), 2011(2): 206-212.(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=fdxb201102013

    [24] 潘剑彬, 董丽, 廖圣晓, 等.北京奥林匹克森林公园空气负离子浓度及其影响因素[J].北京林业大学学报, 2011, 33(2): 59-64. DOI: 10.3969/j.issn.1671-6116.2011.02.012

    PAN J B, DONG L, LIAO S X, et al.Negative air ion concentration and affecting factors in Beijing Olympic Forest Park[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2011, 33(2): 59-64.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1671-6116.2011.02.012

    [25] 杨建松, 杨绘, 李绍飞, 等.不同植物群落空气负离子水平研究[J].贵州气象, 2006, 30(3): 23-27. DOI: 10.3969/j.issn.1003-6598.2006.03.008

    YANG J S, YANG H, LI Z F, et al.Study on the concentration of the negative air ions in different plant configurations[J]. Journal of Guizhou Meteorology, 2006, 30(3): 23-27.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1003-6598.2006.03.008

    [26] 曾曙才, 苏志尧, 陈北光.广州绿地空气负离子水平及其影响因子[J].生态学杂志, 2007, 26(7): 1049-1053. DOI: 10.3321/j.issn:1000-4890.2007.07.015

    ZENG S C, SU Z Y, CHEN B G.Air negative ion concentrations and their affecting factors in greenbelts of Guangzhou[J]. Chinese Journal of Ecology, 2007, 26(7): 1049-1053.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1000-4890.2007.07.015

    [27] 虞昊.现代防雷技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2005: 235.

    YU H.Modern Basic Technology of Lightning Protection[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2005: 235.(in Chinese)

    [28] 蒙晋佳, 张燕.广西部分景点地面上空气负离子浓度的分布规律[J].环境科学研究, 2004, 17(3): 25-27. DOI: 10.3321/j.issn:1001-6929.2004.03.008

    MENG J J, ZHANG Y.The distribution of air anion concentration above ground at some scenic sites in Guangxi[J]. Research of Environmental Sciences, 2004, 17(3): 25-27.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1001-6929.2004.03.008

  • 期刊类型引用(5)

    1. 董立盛. 矮壮素对藜麦生长和产量的影响. 青海农林科技. 2023(01): 105-108 . 百度学术
    2. 肖贤,李丽,李琳玲,查三省,袁红慧,邓坤,程水源,程华. 叶施有机硒对银杏叶总黄酮含量的影响. 河南农业科学. 2021(03): 130-141 . 百度学术
    3. 李开勇,胡丽可,尹雅洁,夏险,梁运祥,胡远亮. Streptomyces alfalfae XY25~T对植物幼苗抗逆性和根系生长的影响. 湖北师范大学学报(自然科学版). 2021(03): 36-41 . 百度学术
    4. 凌淑萍,付岩,王全胜,张亮,贾惠言,吴银良. 矮壮素在荸荠田中的残留及质量安全风险评估. 食品安全质量检测学报. 2021(24): 9627-9634 . 百度学术
    5. 李媛鑫,李效文,陈秋夏. 多效唑对降香黄檀容器苗抗寒性的影响研究. 西南林业大学学报(自然科学). 2020(05): 56-63 . 百度学术

    其他类型引用(5)

图(5)  /  表(3)
计量
  • 文章访问数:  1401
  • HTML全文浏览量:  223
  • PDF下载量:  39
  • 被引次数: 10
出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-31
  • 修回日期:  2018-12-13
  • 刊出日期:  2019-01-27

目录

/

返回文章
返回