城市森林公园负氧离子变化特征及其休闲保健功能

胡晓梦 程南洋

[摘要]城市规模的扩张，侵占了越来越多的自然植被，挤压了城市居民健康的休闲空间。城市森林公园负氧离子的变化特征及其开发利用成为拓展城市居民健康休闲空间的热点。对紫金山森林公园的空气负氧离子的长期监测显示.紫金山森林公园负氧离子浓度平均是市区的5-10倍，具有明显的季节性特征，受光照、温度与湿度的影响，与人流量呈负向相关，与资源密度呈正向相关，与资源的种类关系不明显。保护森林资源，提高资源质量，控制人流量，选择合理的健康休闲时间，有利于提高城市居民健康休闲效率。

[关键词]紫金山；空气负氧离子；森林旅游；保健效益；结论

引言

空气负离子又称负氧离子，它是指带负电荷的氧离子，无色无味，是由于空气分子或原子被电离时，释放出一个电子，该电子附着在周围的分子或原子上，结合一定的水分子（一般结合8-10个水分子）形成空气负离子。其浓度在生态环境评价中被列为衡量空气质量的重要指标。它不仅具有极佳的净化降尘功能，能优化人的外部生存环境，而且具有多种生物效应，能影响人体多项生理生化指标，对人体的生命健康十分有益。空气负氧离子的浓度受温度、湿度、风速、海拔高度、植被密度等多种环境因素的影响。

负离子的研究史源于英国的物理学家J.Than son，他是第一个用公式来表达离子特性的人，并建立了正负离子的模型：但直到1889年德国的科学家E lster和Gerte的研究发现，人类才真正意识到空气负氧离子的存在。我国对于空气负氧离子的研究虽然晚于国外，但目前为止也取得了显著的成就。主要体现在对空气负离子产生的原理、特征、影响因子、观测和研究方法、评价评估指标体系等方面。近几年，我国专家学者对负氧离子的研究工作也迎来了热潮，如贾延辉研究了2014年的避暑山庄景区负（氧）离子浓度变化及其影响因素：周林明等研究了景宁县森林空气湿度与负氧离子浓度关系分析；金琪等研究了湖北春季大气负氧离子浓度分布特征及与环境因子的关系。

本文通过对紫金山风景区的空气负离子浓度及其影响因素的监测、数据收集及分析，结合已有的研究资料，探究紫金山风景区的空气负离子浓度与温度、湿度、高度、植被等因素的关系，了解和分析负离子浓度的变化规律，为游客出游寻求最佳方式和目的地，并提出相关建议，以推动森林保健旅游的发展。

一、研究区概况和研究方法

（一）紫金山森林公园概况

紫金山国家森林公园位于南京市玄武区，其主峰海拔448.9米，东西长约7公里，南北宽约3公里，周围约30公里。地处北温带和亚热带之交，属亚热带季风气候，区内降水丰富，四季分明。年平均日照1628.8小时，平均气温19.6℃，极端最高气温38.8℃，极端最低气温-3.7℃；年平均降水量1530.1毫米.无霜期322天。植物品种丰富，林木繁茂，拥有森林面积三万余亩，占南京城市森林面积的15.6%。植被特征主要是种子植物，其中木本植物499种，草本植物569种，藤本植物70种。紫金山南坡以侏罗纪的含砾石英砂岩为主，抗风化能力强：北坡一三叠系的黄马青群钙质砂岩为主，抗风化能力较弱，由此形成了南坡缓、北坡陡的总趋势。

（二）研究方法

1.采用日本产m odelonel～st-200负离子检测仪，同时该设备可测温度、相对湿度等。采用HT-850迷你型噪音计测量区内噪音情况。

2.在紫金山风景区分别选取8个监测点：紫金山4个、琵琶湖1个、植物园1个、中山陵1个、灵谷寺1个，进行逐日的定点定时监测。同一位置同一时段分4个互相垂直的方向进行监测，监测时长为8min，最终数据值取其平均值。监测内容不仅包括负氧离子浓度，还有同时段的温度、湿度、空气指数等天气情况。测量时间从2015年5月到2016年1月。

二、监测数据与分析

（一）紫金山负离子浓度时间变化规律分析

紫金山负离子浓度月变化通过对紫金山的2015年5月到12月的监测，将监测数据资料按月份进行整理，得到了紫金山在这8个月期间的负离子浓度变化情况（见图1）。

由图1可以看出，紫金山5月到10月的月均负离子浓度大约为714个/cm3。。其中7-9月均负离子浓度最高，而到了9月之后，负离子浓度水平开始呈下降趋势，月均浓度最小值出现在12月，11月和12月的月均值均低于平均值。从季节变化来讲，夏秋两季的空气负离子浓度高于冬春两季，且夏季最高，冬季最低。

紫金山负离子浓度的日变化这里选取5月的某一天的数据作为分析的样本（见图2）。

图2紫金山负离子浓度日变化曲线

由图2可以发现，清晨9点的负离子浓度最高，达到了933个/cm3，而在下午3点，负离子浓度降到了最低，大约在620个/cm3。因而选择在早上锻炼或散步，空气清新度高，对人体的健康也十分有益。（注：由于中山陵作为核心景区，游客流量较大，其空气负氧离子浓度不能作为紫金山整体负氧离子浓度的代表。）

（二）紫金山负离子浓度空间变化规律（垂直）

通过对紫金山的山脚处、山腰、山体较上方。山顶（头陀岭）四个不同高度的监测点的测量，得出负离子浓度在垂直空间上的变化情况（见图3）。

在温度、湿度、天气情况等因素基本相同的条件下，由图3可以看出，同一山体，随着海拔高度的升高，负氧离子浓度也随之升高，而当海拔高度升高到一定高度时（图3中紫金山海拔高度约为449米），负氧离子浓度不再升高，而出现下降的趋势。这是因为宇宙射线、紫外线和放射性物质的辐射是负离子产生的重要条件，大气吸收适量紫外线和宇宙射线而产生电离，产生较多负离子。不过此处虽然高度最高，植被茂盛，但也由于游客流量比较大，所以空气负离子浓度不是特别高。

（三）紫金山负离子浓度与其他环境因素的变化关系（与温度、湿度的变化关系）

空气负氧离子浓度同时受温度和湿度这两种因素的影响。由图4可以发现，当温度升高时，负离子浓度也随之升高：当湿度较高时，此时的负离子浓度也很高，当湿度较低时，负离子浓度也呈现较低的状态。因而降水丰沛地区的负离子浓度会远高于降水稀少地区：阴雨天的负离子浓度会高于晴天的靠近瀑布、江海区域的负离子浓度会高于缺水干旱区域。

（四）评价与结论

1.监测资料显示，紫金山国家森林公园一年中大多时间的负离子浓度在600个/cm3以上，对照下表可以得出，负离子浓度在500个cm3以上对人体健康是有益的，所以紫金山森林公园虽然地处城市中心区域，但是从负离子浓度水平和空气清洁度来说，远远高于城市其他地区。

2.紫金山空气负氧离子浓度表现出显著的时间和季节差异性一年中呈现夏秋高、春冬低的季节变化卜天的变化，表现在上午9点较高而下午两点较低的差异。

3.紫金山的负离子浓度变化与温度、湿度的变化呈正相关，尤其是与温度的正相关关系体现得较为明显。在湿度较大的时间或空间，负离子浓度也较高，例如靠近瀑布区域的负离子浓度很高。

三、结论

森林保健旅游资源已成为旅游资源开发利用中的热点。本文基于对紫金山国家森林公园负离子浓度的监测研究，提出相关建设性建议，进一步促进对森林旅游项目和旅游产品的开发，从而推动森林生态旅游的发展。

（一）保护森林资源，采取有效措施防止和减少对森林的破坏

旅游资源是发展旅游业的基础，它是激发旅游动机、促使旅游者产生旅游行为的关键性因素。因此森林资源的优劣在很大程度上会制约森林旅游的发展。无论是政府部门还是旅游开发者，在开发森林旅游时，要本着“重保护”和“适度开发”的原则，维持良好的生态环境，同时注意修复已受破坏的森林资源。

（二）建立和完善休养设施和场所，开发和创新旅游保健产品

合理利用森林的空气负离子和植物精气资源，建立森林医院、森林保健中心、负离子疗养区等休闲疗养设施和场所。构建健康良好、人与自然和谐相处的生态旅游区和森林度假区。

（三）培养专业的森林保健旅游从业人员，加大宣传力度

我国的森林保健旅游起步较晚，尚未形成一个较为完整的体系，并且缺乏相关的专业人才，加之人们对负离子等森林保健资源的认识不深，亟待宣传和推广。建议在教科书中引入相关知识以及通过公众媒体等进行宣传，让森林保健的相关知识成为公众的常识，同时可以设立相关培训机构。

（四）发展不等同于全面开放，应有重点、有选择地开发

森林资源功能具有多重性和独特性的特点，从旅游业的角度来说，它是旅游资源，但从整个地球生态环境来说，它又是维护良好的生态环境、保持生态系统平衡的重要因素。因而在开发森林保健旅游的同时，不能无限制地开发，以免造成森林资源的破坏，将生态旅游变成了一种破坏生态的行为。