茶山竹海负氧离子浓度分布状况及变化规律初探

2010-09-13张样盛

环境影响评价 2010年3期

关键词：负氧离子竹海茶山

谭东,张样盛,杨娟

(重庆市永川区环境保护局,重庆永川402160)

茶山竹海负氧离子浓度分布状况及变化规律初探

谭东,张样盛,杨娟

(重庆市永川区环境保护局,重庆永川402160)

主要对茶山竹海夏季负氧离子浓度分布状况、负氧离子日变化特征及负氧离子与地表植被、温度、湿度的关系进行了初步探索,研究结果显示:负氧离子浓度最大值以薄刀岭最高,为28400个/cm3,均值以大岚垭最高,为15700个/cm3,达到《森林环境中空气负离子浓度分级标准》Ⅰ级水平,极利于人体健康;尖叶竹林中负氧离子浓度高于阔叶林;负氧离子浓度在每天15时左右达到最大值,平均为24500个/cm3;负氧离子浓度与温度、湿度均呈正相关系。

负氧离子;地表植被;温度;湿度

Abstract:Some primary explorations on distribution and daily variation characteristics of negative oxygen ion concentration,and the Relationship among negative oxygen ion concentration,surface vegetation,temperature and humidity in ChaShan ZhuHai were presented.The results showed that negative oxygen ion concentration was at the highest in BoDaoLing with concentration of 28400 ind/cm3,the average concentration of negative oxygenion was highest in DaLa Ya with the level of 15700 ind/cm3,the concentration of negative oxygen ion which met the first order of grading standard of Fo rest Environment Air was very beneficial to health;the concentration of negative oxygen ion of bamboo forest was higher than that in broadleaf forest;the peak valuesof negativeoxygen ion concentration appeared at 15:00 with average concentration of 24500 ind/cm3every day;there was a positive correlation between negative oxygen ion concentration and temperature,and a positive correlation between negative oxygen ion concentration and humidity was also discovered.

Key words:negative oxygen ion;surface vegetation;temperature;humidity

随着我国国民经济的持续快速增长,工业、交通运输业的蓬勃发展,人们的生活水平得到了很大的提高,人们对生活质量也有了更高的要求,整天忙碌的人们在闲暇之余,选择到森林中“洗肺”逐渐成为了新的生活时尚。负氧离子由于对人体健康有积极作用,其作为一种重要的森林旅游资源已越来越受到“洗肺人”的关注。

负氧离子是带有负电荷的氧气分子,是空气分子受雷电、紫外线、宇宙射线、地壳放射性元素辐射等发生电离而产生的[1]。空气中的中性气体分子受到外界因子作用时,外层电子即摆脱原子核的束缚从轨道中跃出,变为正离子。所跃出的电子若被氧气分子捕获,则变为负氧离子。负氧离子的寿命很短,只有几十秒至数分钟[2]。另外,森林中树冠、枝叶的尖端放电以及光合作用过程中的光电效应均会促使空气电解,产生大量的负氧离子;植物释放的挥发性物质如植物精气(又叫芬多精)等也能促进空气电离,增加负氧离子浓度[3]。

负氧离子对人体健康十分有益,被誉为“空气维生素和生长素”[4]。近年来许多研究表明,当负氧离子浓度达到700个/cm3以上时有益于人体健康,达到10000个/cm3以上则可以治病[5],负氧离子能调节神经系统功能;加强新陈代谢,促进血液循环;促进人体内形成维生素及贮存维生素的作用;能使肝、肾、脑等组织的氧化过程加速,并提高其功能;改善呼吸系统功能;负离子使血管扩张,改善循环系统功能[6]。因此,研究茶山竹海负氧离子分布状况,对合理开发其旅游资源,营造生态效益更高的森林及森林资源结构的可持续发展都具有重要的理论价值和现实意义。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

风光旖旎的中国茶山竹海——国家森林公园,位于重庆永川城北2 km处,面积117 km2,年平均气温14℃,景区森林覆盖率达97%,国家一级环境空气质量,是理想的天然氧吧,景区3万亩茶园和5万亩天然竹林相互缠绕,茶连竹,竹连茶,人称茶山竹海。

1.2 研究方法

1.2.1 仪器设备

KEC-990正负离子测试仪,日本产,测试范围为10～2.0×107个/cm3,精度 10个/cm3,能 2s中记录一个数据并将数据存储,可在相对湿度70%以上连续使用20 m in以上;

GPS定位仪,美国garmin公司生产;

YGS-0006A温、湿度测定仪,余姚仪器二厂有限责任公司生产。

1.2.2 测点、测定时段及测定方法

本次测定选择了薄刀岭、天子殿、大岚垭、红灯笼和茶艺山庄5个测点,于2009年7月15、18日、8月 3、14、29 日进行测定 ,时段为 8:30～18:00,每次测定持续20 min,取平均值和最大值进行研究。测定时将仪器置于支架上,离地面约30 cm。

1.2.3 评价方法

目前,我国还没有对负氧离子浓度制定统一的评价标准,根据国内外研究负氧离子浓度对人体健康影响程度的结论,本文采用森林游憩区空气负氧离子分级标准[7](SGFA),将空气负氧离子分为6个等级(见表1)。

表1 森林环境中空气负离子浓度分级标准个/cm3

2 结果与分析

2.1 茶山竹海负氧离子分布状况

表2 茶山竹海负氧离子浓度分布状况表个/cm3

表2数据显示,茶山竹海风景区负氧离子浓度最大值以薄刀岭最高,为28400个/cm3,均值以大岚垭最高,为15700个/cm。

2.2 负氧离子日变化特征

图1是将每天相同时段的监测数据取平均值对时间作图,从图中可以看出,早晨10时左右负氧离子浓度较低,为16000个/cm3,随着时间推移,负氧离子浓度快速增高,11时30分左右第一次达到极大值,为20000个/cm3,然后缓慢下降,13时50分左右达到极小值,为19600个/cm3,再快速增大,15时达到最大值24500个/cm3,然后迅速降低。这主要是因为,早晨时,随着太阳光强度增大,植物光合作用增强,大气对流加强,由于植物光合作用时产生叶片尖端放电,大气间、空气植物间摩擦时空气的电离,使得负氧离子浓度迅速增大;而中午时,大气趋于稳定,空气间、空气植物间的摩擦减少,使得负氧离子浓度缓慢减小;14～15时,由于气温降低,空气对流加强,使得负氧离子浓度迅速增大,而后由于阳光强度减弱,使得植物光合作用减弱,负氧离子浓度也随之减小。

图1 负氧离子浓度日变化趋势图

2.3 不同植被类型负氧离子浓度变化特征

表3中薄刀岭区的4个测点周围植被类型不同。数据显示,尖叶竹林的负氧离子浓度要较阔叶林高,平均高9400个/cm3,这可能是因为光合作用时,尖叶类植物尖端放电要较阔叶类植物强[8]。

表3 茶山竹海薄刀岭负氧离子浓度分布情况个/cm3

2.4 负氧离子随气象因子的相关性研究

相关研究[9-10]表明,温度、湿度等环境因子对负氧离子浓度有很大影响,因此,有必要对茶山竹海的负氧离子浓度与温度、湿度的关系进行研究。

2.4.1 温度

从图2中可以看出,负氧离子浓度与温度呈正相关系,温度越高负氧离子浓度越大,这主要是因为气温与太阳光强有很大关系,太阳光强度大,气温就高,植物光合作用产生的尖端放电就强,负氧离子浓度也随之增大,反之温度低,植物光合作用产生的尖端放电弱,负氧离子浓度便随之减小。且气温对大气的稳定有很大影响,温度越高,大气越不稳定,空气分子运动也越剧烈,空气分子间、空气植物间摩擦也就越强,负氧离子浓度也就越大。