空气负离子浓度分布特征及其与环境因子的关系

大气离子是由许多自然和人为的原因产生,并且它们的浓度在不同环境场所下差别很大。选取我国南部沿海某省份作为研究区域,挑选近10处具有代表性的环境场所进行实测研究,收集了空气正、负离子浓度、风速、空气温度、相对湿度、材料和植物负离子浓度等数据。实测数据表明：地面上的空气负离子浓度随着地理环境因素（瀑布、海边、峡谷、乡村田野、郊区旷野、县城等）不同差别很大,其中瀑布〉海边〉峡谷〉溪流〉县城;同时空气负离子浓度与风速、水、植物、相对湿度等有较为密切的关系。通过对实测数据进行分析得出以下结论,1）空气的摩擦可以有效显著地增加空气中负离子的浓度,两者呈现出一定的正相关关系。2）水体在撞击和喷射过程能加快正负电荷的分离,水速流动地越快,相应摩擦产生的电离能越大,周边环境的空气负离子浓度就越高;同时随着距离的衰减,环境中的空气负离子浓度也在不断地降低。3）空气负离子浓度与植物群落的种类结构和配置相关,其中高处复层结构植物〉低处复层结构植物〉低处单层结构植物。4）相对湿度与空气负离子具有良好的相关性。5）温度与空气负离子的关系有待进一步明确。6）适宜的温度、湿度以及风速能使人感到舒服,有益于人体的健康。7）自然生态环境整体而言,空气负离子浓度大,空气清洁度均为A级最清洁。通过结果和分析给城市生态环境建设方面以重要的启示,因此作者从城市规划层面进一步提出以下建议：1）以自然环境的空气负离子浓度值为参考标准研究城市环境的空气负离子浓度和空气清洁度,进行符合气候和生态资源运行状态的设计,对于优化城市生态环境和城乡规划建设的水平有着重要的意义。2）加强自然通风、增加水体景观设计以及扩大绿地并减少不必要的硬质广?     

甘肃省森林区空气负离子分布特征研究

选择了甘肃省7个代表性林区,利用ITC-201A型智能便携式空气负离子测定仪对14种林分类型的空气负离子浓度进行了为期2年的测定与研究。结果显示：①森林空气负离子浓度针叶树种均值为578cm-3,阔叶树种均值为471cm-3;针叶混交林为722cm-3,针阔混交林为661cm-3,阔叶混交林为492cm-3;不同植被类型均值表现为：针叶混交林〉针阔混交林〉针叶树种〉阔叶混交林〉阔叶树种;②各森林区空气负离子浓度铁杉为最大（877cm-3）,冷杉为最小（372cm-3）,14种林分类型表现为：铁杉（Tsuga chinensis（Franch.）Pritz）〉针叶混交林（coniferous mixed forest）〉云杉（Picea crassifolia Kom.）〉针阔混交林（Mixed needle）〉华山松（Pinus armandii Franch.）〉落叶松（Larix gmelinii（Ruprecht）Kuzeneva）〉桦木（Betulasp.）〉杨树（Populussp.）〉油松（Pinus tabulaeformis Carr.）〉阔叶混交林（broadleaf mixed forest）〉栎类（Quercus）〉柏木（Cupressus fune-bris Endl.）〉椴树（Tilia tuan Szyszyl.）〉冷杉（Abies fabri（Mast.）Craib）;③空气负离子浓度与温度成负相关,相关性方程为y=-57.457x＋1486.2（R2=0.9105）,与空气相对湿度成正相关,相关性方程为y=9.3485x-103.57（R2=0.6801）。     

城市绿地对空气负离子的影响

在南昌市选择有典型特征的城市绿地,对其在不同环境状况下的空气正、负离子浓度进行监测。研究结果表明:(1)城市绿地能有效提高空气负离子数量;(2)乔、灌、草3种不同类型的绿地中,以乔木林对提高空气负离子浓度和改善空气质量的作用最为显著;(3)在城市环境下,不同林分结构类型的乔木片林对空气负离子水平以及空气质量指数(CI)的影响差异不显著;(4)天气条件对绿地的空气负离子水平存在显著影响;(5)喷泉对空气负离子有显著影响。喷泉周围空气负离子浓度节律性振荡周期与喷泉的喷水变化周期相吻合。喷泉对空气负离子浓度以及CI的影响随着距离的增加而迅速减小。     

贵州喀斯特地区不同土地利用方式土壤CO_2体积分数变化及影响因素

为了解不同土地利用方式对土壤剖面CO2体积分数的影响,采用气相色谱法对贵州喀斯特地区土壤不同深度空气CO2体积分数进行观测。结果表明：不同土地利用对土壤平均CO2体积分数影响较大,其次序为：次生林（0.35%±0.06%）〉草地（0.34%±0.05%）〉人工林（0.27%±0.03%）〉农田（0.16%±0.03%）。次生林、草地与农田之间土壤CO2体积分数差异性显著,而人工林与农田之间无显著性差异。不同土地利用方式土壤剖面CO2体积分数的时空变化特征比较一致：从春季到夏季逐渐增加而从秋季到冬季又逐渐降低,与该区域的温度和降雨量变化趋势一致。同时随着土壤剖面深度增加CO2体积分数逐渐增大,但在土层12 cm处有突然降低现象（农田除外）。不同土地利用方式土壤空气CO2体积分数变化与大气、土壤温度密切相关（r=0.602~0.886,P〈0.05）,土壤温度升高会导致土壤CO2体积分数上升。土壤湿度虽然也在一定程度上影响了剖面CO2体积分数,但相关性分析表明二者之间并不显著（r=0.105~0.393,P〉0.05）,说明在贵州喀斯特地区,土壤温度对土壤空气CO2体积分数的影响大于土壤湿度。     

基于空气负离子浓度的建筑室内空气清洁度评价

对深圳某办公楼部分房间的空气负离子浓度分布进行了观测研究,利用空气离子单极系数和安倍空气离子评价指数对不同设备制冷的办公室空气质量进行了评价分析。结果表明:自然通风状态下的空气清洁度比机械通风状态下高,利用可再生能源制冷技术的室内空气质量比普通空调制冷技术的好,放置负离子发生器对室内空气质量有显著提高。因此提高室内负离子浓度可以创造舒适的空气环境,并建议把空气负离子浓度列为室内环境的监测和评价指标,为今后城乡建设规划、城市林业规划和环境能源保护提供科学依据和设计思路。     

北京香山空气负氧离子垂直变化测量研究

空气负离子具有降尘、抑菌功能,净化空气、调节小气候、保健等效果显著,其浓度水平已成为评价城市空气清洁程度和环境优劣的重要指标。采用空气离子测量仪,对北京香山的空气正、负离子浓度进行了测量,并分析总结空气负离子的垂直变化规律。结果显示,在一定范围内空气负离子浓度随海拔高度的升高而增大,同时呈现出跳跃性。在同一个海拔高度,空气负离子浓度的变化趋势为春季夏季秋季。     

城市住区空气负离子浓度时空变化及空气质量评价--以合肥市为例

以夏热冬冷地区合肥市为研究区域,从建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等方面综合考虑城市住区的不同环境特征,选择12个样点进行实地观测,于2013年8至2014年1月进行了空气离子浓度、风速、温度、相对湿度等指标的实地测定,并对数据进行筛选分析得出结果,空气负离子浓度随季节变化较为明显,夏季最高,平均浓度约为358/cm3,秋季次之,平均浓度约为338/cm3,冬季最低,平均浓度约为322/cm3。总体看来,上午9：00─10：00和下午14：30─15：30区间空气负离子浓度最高,上午10：30和下午16：00─16：30区间空气负离子浓度相对较低。②自由式布局和具有较明显开敞空间的测试样点空气负离子浓度较高。夏季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度为815/cm3;秋季样点12空气负离子浓度最高,平均浓度约为483/cm3;冬季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度约为407/cm3。最后运用单极系数和安培空气质量评价指数对住区空气质量进行评价,得出住区环境的空气清洁度以允许和清洁为主,等级多分布在D级和B级。根据这些结果和分析得出以下结论：在不同的季节,住区室外环境的空气负离子浓度变化较为明显,夏季最高,冬季最低。②影响城市住区空气负离子浓度最主要气象因子是风速、温度和相对湿度,其中风速和温度与空气负离子浓度呈现出正相关,而相对湿度则总体趋势不明确。③采取层次丰富的植物结构有利于提高环境的空气负离子浓度。④空气负离子浓度与空气清洁度有着密切关系,不同的环境特征下空气清洁度存在差异。⑤以空气负离子浓度为参考标准指导并优化住区建筑布局,不仅有利于提高住区人居环境质量评价工作的科学管理水平,同时对于提高居民的健康水平和营造健康舒适的居住环境具有重要的?     

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

为研究城市内常见植被的空气负离子浓度水平及其影响因素,选取了北京市内几种常见的植被类型,以无植被覆盖的开阔地为参照对象,采用曲线图、散点图、回归分析等手段研究了不同植被类型的空气负离子浓度差异,并分析了外部环境对空气负离子浓度的影响。结果表明,(1)有林地区空气负离子浓度水平远高于无林地区,北京不同植被类型的空气负离子日平均浓度差异明显,5类样地的日平均空气负离子浓度波动范围在300~1 800 ion·cm-3之间,从高到低排序为:阔叶林针阔叶混交林针叶林灌木林无植被覆盖开阔地,且波动范围也逐渐变小,日平均空气负离子浓度分别达到了1 198、1 069、710、599、516 ion·cm-3。最高值一般出现在早晨或者晚上,最低值一般出现在中午。(2)空气负离子含量受天气变化影响显著,4种天气状况下的空气负离子浓度由高到低依次为:雷雨天晴天阴天雾霾天。(3)空气负离子浓度与温度呈负相关,回归方程为:y=-0.018 9x+40.157(r=-0.848,f=53.782,t=-7.334,P=0.001);与相对湿度呈正相关,回归方程为:y=0.058 0x+16.475(r=0.810,f=40.176,t=6.338,P=0.001)。(4)人类活动对空气负离子浓度影响较大,空气负离子浓度与人流量车流量均呈负相关,空气负离子浓度从中心城区向外逐渐升高,万泉河路、香山路、新平北路3个样地的日平均空气负离子浓度分别为:367、485、548 ion·cm-3。(5)空气负离子浓度室外明显高于室内。(6)空气质量与空气负离子浓度关系显著,空气负离子浓度与空气质量指数、PM2.5浓度均呈负相关。这些结果给城市绿地规划及大气治理提供了一些参考,并对后续进一步的研究做了铺垫。     

城市住区空气负离子浓度时空变化及空气质量评价——以合肥市为例

以夏热冬冷地区合肥市为研究区域,从建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等方面综合考虑城市住区的不同环境特征,选择12个样点进行实地观测,于2013年8至2014年1月进行了空气离子浓度、风速、温度、相对湿度等指标的实地测定,并对数据进行筛选分析得出结果,1空气负离子浓度随季节变化较为明显,夏季最高,平均浓度约为358/cm3,秋季次之,平均浓度约为338/cm3,冬季最低,平均浓度约为322/cm3。总体看来,上午9:00─10:00和下午14:30─15:30区间空气负离子浓度最高,上午10:30和下午16:00─16:30区间空气负离子浓度相对较低。2自由式布局和具有较明显开敞空间的测试样点空气负离子浓度较高。夏季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度为815/cm3;秋季样点12空气负离子浓度最高,平均浓度约为483/cm3;冬季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度约为407/cm3。最后运用单极系数和安培空气质量评价指数对住区空气质量进行评价,得出住区环境的空气清洁度以允许和清洁为主,等级多分布在D级和B级。根据这些结果和分析得出以下结论:1在不同的季节,住区室外环境的空气负离子浓度变化较为明显,夏季最高,冬季最低。2影响城市住区空气负离子浓度最主要气象因子是风速、温度和相对湿度,其中风速和温度与空气负离子浓度呈现出正相关,而相对湿度则总体趋势不明确。3采取层次丰富的植物结构有利于提高环境的空气负离子浓度。4空气负离子浓度与空气清洁度有着密切关系,不同的环境特征下空气清洁度存在差异。5以空气负离子浓度为参考标准指导并优化住区建筑布局,不仅有利于提高住区人居环境质量评价工作的科学管理水平,同时对于提高居民的健康水平和营造健康舒适的居住环境具有重要的现实意义。     

城市带状绿地空气负离子水平及其影响因子

以北京市西四环旁侧城市带状绿地作为研究对象,采用小尺度测定的方法,分析城市带状绿地空气负离子水平及其影响因子。结果表明：城市带状绿地空气负离子浓度的日变化与季节变化均较明显;清晨时段负离子浓度较高,中午时段空气负离子浓度较低;7月空气负离子浓度最高,12月最低;空气负离子浓度与温度分别呈显著负相关（4、7月）、显著正相关（12月）,与相对湿度呈显著正相关,与空气含菌量呈显著负相关（P〈0.05）。     

西南喀斯特典型土壤在不同植被类型下的土壤呼吸特征

为了研究喀斯特地区不同植被类型覆盖下的典型土壤呼吸变化规律,采取野外原位观测的方法,监测了2种典型植被类型（林地和灌草地）下的红壤、棕色石灰土、黑色石灰土在不同时刻的土壤呼吸过程。通过对土壤呼吸的日变化、季节变化和在旱季、雨季的差异的分析,探讨了喀斯特典型土壤的土壤呼吸规律。结果表明,3种土壤不同植被呼吸速率相比,旱季红壤和棕色石灰土的土壤呼吸速率均有：林地〉灌草地（P〈0.05）,黑色石灰土的土壤呼吸速率有：灌草地〉林地（P〈0.05）;雨季为红壤：灌草地〉林地（P〈0.05）,石灰土：林地〉灌草地（P〈0.05）。灌草地土壤呼吸速率对温度湿度的响应比林地敏感。西南喀斯特地区土壤呼吸特征的变化因植被类型不同而存在差异。不同的植被覆盖状况会影响到土壤呼吸对不同土壤类型的敏感程度。     

立地条件对麻栎人工林碳储量的影响

在江淮山地丘陵区,通过样地调查,研究了坡向和w对麻栎（Quercusacutisima）人工林系统碳密度及其空间分布的影响。结果表明：阴坡（SHS）树木碳密度显著高于阳坡（sus）（P〈0．05）,Wt镕i《1低的立地（sus）树木碳密度显著高于w、高的（suss）（P〈0．05）。3种立地条件下麻栎各器官碳密度分配均为：干碳密度〉根碳密度〉枝碳密度〉叶碳密度。SUS和SHS林木分配较多的碳同化物供给树干生长,SUSS林木分配较多的碳同化物供给根系和枝的生长。凋落物碳密度在SUS和SHS之间没有显著差异（P〉0．05）,而SUSS则显著低于SUS和SHS（JPl〈0．05）。整个剖面（0～50cm）土壤有机碳密度SHS显著高于SUS和SUSS（P〈O．05）,SUS和SUSS之间没有显著差异（P〉0．05）。麻栎人工林系统总碳密度大小为SHS（146．9t·hm^2。）〉SUS（116．9t·hm^-2）〉SUSS（102．6t·hm^-2）,SHS显著高于其他2种立地条件（P〈0．05）,SUS与SUSS之间没有显著差异（P〉0．05）。3种立地条件下均为土壤碳密度〉树木碳密度〉凋落物碳密度,凋落物碳密度占林分总碳密度的比例仅为2．1％～3．6％。SUS和SHS土壤碳密度占林分总碳密度的比例低于SUSS,而树木碳密度占林分总碳密度比例则相反。由此可见,在江淮山丘区,w较低的阴坡（SHS）最有利于麻栎人工林碳储量的累积,相对于w、较高的立地（suss）,较低的Wf±镕6砾1（sus）更有利于树木碳储量的增加。     

京杭运河淮安段水利防护林群落护堤防蚀效应

对京杭运河淮安段水利防护林群落的护堤防蚀效应进行了研究.结果表明,防护林植被可以明显改善地表土壤物理性能,明显增加土壤总孔隙度和毛管孔隙度,降低土壤容重.不同植物群落对地表土壤的护堤防蚀效应明显不同.早熟禾群落和女贞群落可以有效提高土壤有机质含量和土壤通气蓄水效应.有植被分布的地表土壤抗蚀性比裸地显著增强（P＜0.05）.相对而言,早熟禾群落土壤水稳性指数最大（0.892）,其余依次为女贞群落（0.835）、梨树群落（0.791）、桃树群落（0.530）、水杉群落（0.397）和裸地（0.341）.植物群落土壤的抗蚀性与植物根系生物量、根数和土壤有机质含量分别呈显著正相关（P＜0.01）.     

桂北地区桉树林及其他三种森林类型土壤有机碳含量及密度特征

以桂北地区桉树（Eucalyptus grandis×E.urophylla）林、杉木（Cunninghamia lanceolata）林、马尾松（Pinus massoniana）林和毛竹（Phyllostachys edulis）林的土层0~60 cm土壤为研究对象,对比分析了4种森林类型的土壤有机碳质量分数及密度分布特征。结果表明：（1）在4种森林类型土层中,有机碳质量分数的最大值[（49.49±1.16）g·kg-1]和最小值[（4.50±0.52）g·kg-1]分别出现在毛竹林土层0~15 cm和马尾松林土层45~60 cm。土层0~60 cm有机碳质量分数平均值按大小顺序排列为：毛竹林（28.16g·kg-1）〉杉木林（25.10 g·kg-1）〉桉树林（14.52 g·kg-1）〉马尾松林（9.56 g·kg-1）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳质量分数所占的比例分别为28.29%、39.14%、55.44%和43.94%。（2）4种森林类型土层中有机碳密度的最大值[（6.71±1.72）kg·m-2]和最小值[（1.14±0.11）kg·m-2]分别出现在杉木林土层0~15 cm和马尾松林土层40~60 cm。土层0~60 cm的有机碳密度平均值按大小顺序排列为：杉木林（19.60 kg·m-2）〉毛竹林（18.85 kg·m-2）〉桉树林（12.91 kg·m-2）〉马尾松林（8.47kg·m-2）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳密度所占的比例分别为25.12%、34.25%、52.07%和32.64%。4种森林类型土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随着土层深度的增加呈降低的趋势。     

湖南省绥宁县黄桑坪自然保护区植物群落多样性分析

通过对湖南省绥宁县黄桑自然保护区的植物群落特征及物种多样性的分析,结果表明:1)可将黄桑自然保护区的滩地、撂荒地和山坡地划分为3种群落类型:鱼腥草-蕨群丛、早熟禾-井栏边草群丛和杉木+马尾松-三尖杉+水苏-莎草+地稔群丛;2)植物多样性指数的大小顺序为:Patrick丰富度指数(R)、Simpson指数(D)和ShannonWiener指数(H)的大小顺序为:山坡地(S,D,H)撂荒地(S,D,H)滩地(S,D,H),Pielou均匀度指数(E)的大小顺序为:潍地(E)撂荒地(E)山坡地(E);3)3种样地之间的物种Czekanowski相似性系数(CC)较低,在0.0001~0.356 8之间,样地内的物种相似性指数(CC)沿滩地→撂荒地→山坡地的顺序递减;(4)相关分析表明:S、D、H之间呈极显著正相关(P0.01),E与S、D、H呈显著负相关(P0.05).生境条件差异是物种多样性差异形成的直接原因.表3,参16.     

重庆四面山五种人工林土壤有机碳储量研究

对重庆四面山杉木纯林、杉木×马尾松、杉木×马尾松×木荷、木荷×石栎×枫香×香樟、木荷×石栎人工林进行了有机碳储量研究。运用网格取样法取样,每个样地各层各取样81个,共计取样810个。结果表明：（1）林分类型不同,A层土壤有机碳含量总体差异显著（p〈0.05）。在此五种林分类型中,土壤平均有机碳含量以杉木人工纯林为最高,石栎木荷枫香香樟人工混交林为最小;B层土壤有机碳含量总体差异不显著（p〉0.05）。在垂直剖面上,五种人工林均差异显著（p〈0.05）,且表现出随着土层深度的增加,林下土壤有机碳含量随之减小,体现出土壤有机碳含量的表聚作用。（2）有机碳储量规律基本与土壤有机碳含量规律一致。在垂直剖面上,此五种人工林有机碳储量均差异显著（p〈0.05）,表现出随着土层深度的增加而减小的规律。不同林种类型、同一土层深度或是不同土层深度、同一林种类型其有机碳储量变异系数大小均不一样,这说明此五种林地土壤普遍存在空间异质性且其异质程度不一样。（3）就 A 土层而言,本研究区五种人工林平均有机碳密度为5.34 kg·m^-2,比相关研究的重庆市土壤有机碳密度3.11 kg·m^-2,全国森林土壤有机碳密度4.24 kg·m^-2,全国土壤有机碳密度2.67kg·m^-2等分别多出71.70%,25.94%,100%。     

林地的水分动态及其对树木生长的影响——以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例

土地利用变化引起的水分条件变化反过来又会影响植被的生长,然而,森林-水分-植物生长之间相互作用关系的研究还很少。以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例,在盐亭生态试验站开展观测,研究了无枯落物林地（FB）、有枯落物林地（FL）和裸地（BL）的水分动态（土壤水分、径流组成和径流量）,比较了FB和FL样地树木高、基径、叶面积、比叶面积（SLA）、地上和地下生物量。研究结果表明：①FL样地的土壤含水量最高,其次是FB样地,而BL样地的土壤含水量最低;②地上径流展现了与土壤水分相反的趋势（FLFB〉BL）,3个样地的总径流量则没有表现出一个明确的大小关系。在观测期间,BL、FB和FL的地表径流量分别为284.68、222.93和68.98cm,地下径流分别为57.83、134.00和289.52 cm,总径流量依次为343.16、356.93和358.35 cm;③在观测早期,FL样地和FB样地植物形态学特征、SLA以及地上和地下生物量均没有显著差异（p〉0.05）。在观测期末,虽然两个样地的基径和SLA无显著差异,然而其他指标差异极显著（p〈0.005）。在观测末期,除SLA外,FL样地植物的高、基径、叶面积、地上生物量和地下生物量分别高于FB样地,表明该样地植物生长条件更好。这些结果表明森林改善了自身的水分环境,而水分环境的改善又反过来促进了森林的生长,森林植被-水分条件的这种相互促进作用是森林系统生存策略的一种表现。     

科尔沁沙地土地利用变化对土壤特性的影响

在中国科学院奈曼沙漠化研究站放牧试验场周围,选取了不同利用方式和类型的草地（封育和放牧）、林地（乔木和灌木）和农田（灌溉和非灌溉）为研究样地,调查了0～30cm土层每隔10cm的土壤水分质量分数和有机养分（有机碳和全氮）,分析了土地利用变化对土壤水分质量分数和有机养分的影响。结果发现,垂直空间分布上,无论哪种土地类型样地,土壤水分质量分数和有机养分各土层间均无显著差异性（P〉0.05）,土层垂直变化对土壤特性影响均较小。在不同土地利用方式水平空间分布上,土壤水分质量分数和有机养分（土壤有机碳和全氮）灌木林地均显著高于乔木林地（P〈0.05）,而封育草地和放牧草地间以及灌溉农田与非灌溉农田间土壤水分质量分数和有机养分均无显著差异性（P〉0.05）。不同土地利用类型水平分布上,草地土壤水分质量分数显著低于林地和农田（P〈0.05）,而土壤养分质量分数草地显著高于林地和农田（P〈0.05）。分析表明,对沙质草地进行围栏封育和旱作农田退耕还林还草的同时,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,有利于沙地土壤环境改善与生态系统恢复。