全 文 ：侧柏 、香樟枝叶挥发物对人体生理的影响＊
王艳英 1, 2 ,王　成 1 ,蒋继宏 3 ,郄光发1 ,董建华 1
(1.中国林业科学院林业研究所国家林业局森林培育重点实验室 ,国家林业局城市林业研究中心 ,
北京 100091;2.北京林业大学林学院 ,北京 100083;3.徐州师范大学 江苏省药用植物生物
技术重点实验室 , 徐州 221116)
　　摘要:利用多导电生理技术手段 , 采用与情绪有较大关系的最常见的生理指标为因变量 , 从嗅觉的角度研究侧柏和
香樟两种常见绿化树种的挥发物对人体的影响 , 结果表明:嗅闻侧柏(Platycladusorientalis(L)Franco)挥发物后人体手
指温度极显著升高 , 人体血氧含量略有增加 , 平均心率 、心电 RR间期值显著降低;嗅闻香樟 (Cinnamomumcamphora
(L)Presl)气味后人体手指温度 、血氧含量显著降低 ,平均心率略有变化 ,心电 RR间期值极显著升高。说明人处在侧柏
环境中情绪趋于放松状态 ,感觉清新 、舒爽 、愉悦;而在香樟气味环境中人表现出紧张 、不快 , 甚至长时间在这样的环境
中会产生厌恶情绪。研究结果有助于从植物保健功能指导人居 、游憩环境中绿化树种的科学配置。
关键词:侧柏;香樟;挥发物;多导生理测试
　　中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:(K)10088(原 1002-1264)(2010)03-0030-03
EfectofVOCsfromBranchandLeafofPlatycladusorientalisand
CinnamomumcamphoraonHumanPhysiology
WANGYan-ying1, 2 , WANGCheng1 , JIANGJi-hong3 , QIEGuang-fa1 , DONGJian-hua1
(1.ResearchInstituteofForestry, ChineseAcademyofForestry;KeyLaboratoryofTreeBreedingandCultivation,
StateForestryAdministration;ResearchCentreofUrbanForestry, StateForestryAdministration;Beijing100091, China;
2.ForestryColege, BeijingForestryUniversity, Beijing100083, China;3.KeyLaboratoryforBiotechnologyon
MedicinalPlantsofJiangsuProvince, XuzhouNormalUniversity, Xuzhou221116, China)
Abstract:Theefectofthevolatilesfromtwocommontreespeciesonhumanemotionswascomprehensivelyevaluated
withthecommonphysiologicalindexeswhichhavegreatrelationshipwiththeemotion, andMulti-conductive
physiology.Theresultsshowedthatthetemperatureofthefingersignificantlyincreased, oxygensaturationslightly
increased, averageheartrate, RRintervalsignificantlyreducedaftersnifingvolatileofPlatycladusorientalis(L)Franc.
Butthetemperatureofthefingerandoxygensaturationsignificantlyreduced, averageheartrateslightlychanged, RR
intervalsignificantlyincreasedaftersnifingvolatilesofCinnamomumcamphora.Itshowedthatpeoplefeltfreshand
theiremotionalstatestendedtorelaxwhentheystayedinvolatileenvironmentofPlatycladusorientalis, contrarytoit
thehumanemotionshowedtenseandunhappy, orevenfelttiredafterstayinginCinnamomumcamphoraenvironment
foralongtime.Theresearchresultscouldguidetoselectandarrangetreesforthehumanhealthingreeninghuman
setlementandconstructingrecreationforest.
Keywords:Platycladusorientalis(L)Franco;Cinnamomumcamphora(L)Presl;volatiles;multi-channelphysiologicaltest
　　森林作为地球陆地生态系统的主体 ,不仅发挥着
重要的生态 、生产功能 ,其所形成的森林环境也会给
人的心理带来很多积极的影响 ,比如说产生满足感 、
安逸感 、活力感和适应感 ,同时还能使人体的皮肤温
度降低 1 ～ 2℃,脉搏恢复率可提高 2 ～ 7倍 ,脉搏次数
每分钟要明显减少 4 ～ 8次 ,呼吸慢而均匀 ,血流减
慢 ,心脏负担减轻 ,能增强听觉和思维活动的灵敏性 ,
迅速消除眼睛疲劳 [ 1] 。特别是森林里的一些芳香植
物 ,它们的挥发物持续累积的释放到空气中 ,形成了
森林特有的空气环境 ,不仅改变了置身其中的人的嗅
觉环境 ,也直接影响到人的生理和心理反应。研究证
明 ,令人愉快的气味和令人不愉快的气味能引起不同
的自主神经反应 [ 2] 。目前借助于科学仪器 ,用生理学
的数量化指标来反映人体心理情绪的变化 ,已经成为
一门新的学科 ———心理生理学 ,并被广泛的应用于各
个领域 。本研究是在小白鼠生物测试的基础之上 ,运
30
　第 23卷 3期
2010年 6月
城市环境与城市生态
URBANENVIRONMENT＆URBANECOLOGY
Vol.23No.3
Jun.2010
＊ 基金项目:国家十一五科技支撑计划重大项目课题(2006BAD03A06-3);国家科技部科研院所社会公益研究专项(2004DIB1J031)
　收稿日期:2010-03-29　　通讯作者:王成 ,研究员
用生理心理学方法研究人体嗅闻植物挥发物前后生
理指标的变化 ,有助于更全面了解城市绿化保健树种
的功能 ,以便为今后城市绿化中科学使用保健树种和
开发其保健功能提供科学依据 。
1　试验材料与方法
1.1　试验材料
1.1.1　植物试验材料
　　选取侧柏和香樟这 2种常见城市绿化树种 ,其供
试枝叶样品采自徐州师范大学校园内 。
1.1.2　人体测试对象
试验人群来自徐州医学职业中专在校学生 ,年龄
17 ～ 18岁 ,每个树种 60人 ,男女比例相当 。
1.2　试验仪器
对试验人群生理指标的测定采用在医学科研与
教学中普遍应用的多导电生理技术 ,所用仪器是澳大
利亚埃德公司(ADInstruments)生产的八通道 Power
Lab系统 。PowerLab系统是一种基于 Windows操作
平台的生理数据采集与分析系统 ,多导生理测试技术
通过分析生理活动记录设备记录测试对象在呈现刺
激时的生理变化情况 ,从而推断其与特定刺激的关系
的一门技术 , 被广泛应用于司法乃至商业各个
领域[ 3] 。
1.3　试验方法
设立嗅闻室和测试室两个场所 ,场所要求干净 、卫
生 、安静 ,温度保持在 23 ～ 25℃之间 ,在嗅闻室将植物
材料剪碎并称取 1 500 g,相对均匀地铺在教室地面 ,使
整个房间弥漫植物材料气味 ,被测者进入教室前先进
行生理指标的测试 ,测试后进入嗅闻室平静自如地待
1 h,在此期间试验对象不进行谈话 ,不看杂志书籍。
1.4　分析方法
选取试验人群的血氧饱和度 、手指温度 、RR间
期 、平均心率 、PR间期 、P波宽度和 QT间期共 7项生
理指标进行分析 ,运用 SPSS13.0进行配对 t检验的方
法分析 。
2　结果与分析
2.1　试验人群对两种树种挥发物气味的态度
通过对试验人群的问卷调查 ,调查项包括性别 、
年龄 、嗅闻后的心理反应 ,结果显示试验者对 2种树
种的味道有不同的喜好程度 ,喜欢侧柏枝叶气味的人
占 72%,只有 8%的人不接受这个味道 ,而不接受香
樟的人占到 40%。试验者普遍反映香樟香气味道太
过浓烈 ,而侧柏相对比较清新 ,其侧柏枝叶的气味更
易于被人们接受 ,这可能与挥发物所含有的主要成分
有关 ,侧柏挥发物主要是萜烯类化合物 ,使环境清新
自然 ,香樟挥发物主要成分有樟脑与 β-芳樟醇 、桉油
醇 、α-松油醇等 ,其中 β-芳樟醇主要具有抗菌作用 ,
桉油醇主要用做香精等 ,香樟枝叶也主要作为香料工
业来源 [ 4] 。
2.2　嗅闻前后人体各项生理指标的变化
建立在对人体客观影响的研究基础上的评价方
法较之于建立在主观感受基础上的评价方法肯定更
科学 ,近年来采用多项生理指标的综合评价来反映人
体的情绪变化也已经成为国内外研究的热点。
2.2.1　嗅闻前后人体手指温度的变化
手指温度指手指血管末梢温度 。研究表明 ,人体
丰富的皮肤血管对交感神经活动特别敏感 ,手指温度
会随被试者情绪变化而变化 。被试者情绪趋于平和
稳定则其兴奋性下降 ,手指血管平滑肌舒张 ,手指血
流量增大 ,指温升高。相反 ,在紧张状态下 ,交感神经
紧张性增高 ,手指皮肤血管收缩 ,血流量减小 ,指温降
低 [ 5] 。如图 3所示 ,侧柏枝叶挥发物人体嗅闻后 ,手
指温度发生了极显著的升高 ,香樟枝叶挥发物人体嗅
闻后 ,手指温度发生显著降低 。这说明人在侧柏枝叶
挥发气味环境中人体处于放松 ,情绪变为松弛 ,紧张
得到缓解;而在香樟枝叶挥发气味环境中紧张 ,出现
了不良的心理反应。
图 1　2种树种挥发物对人体手指温度的影响
　　注:＊表示嗅闻前后手指温度差异显著(p<0.05), ＊＊表示嗅闻
前后手指温度差异极显著(p<0.01)
2.2.2　嗅闻前后血氧饱和度的变化
血氧饱和度也称血氧含量 ,是指血液中(血红蛋
白)实际结合的氧气(氧含量)占血液中(血红蛋白)
所能结合氧气的最大量(氧容量)的百分比 。血氧饱
和度是反映血液含氧量的重要参数 ,是判断人体呼吸
系统 、循环系统是否出现障碍或者周围环境是否缺氧
31　 王艳英 ,等　侧柏 、香樟枝叶挥发物对人体生理的影响
的重要指标 [ 6] 。这个值越高说明环境对人体越有利 。
从图 4可以看出 ,侧柏枝叶挥发物环境中人体血氧含
量在嗅闻前后差异不显著 ,从嗅闻前的 99.00%升高
到了 99.04%,略微升高了一些 ,说明这个环境对人体
的呼吸循环系统影响不明显;而香樟枝叶挥发物则使
人体平均血氧含量值从 98.99%降到了 98.73%,影
响显著 ,可见香樟枝叶挥发物的气体环境对人体的呼
吸循环系统造成了不利的影响 。
图 2　 2种树种挥发物对人体血氧饱和度的影响
　　注:＊表示嗅闻前后血氧含量差异显著(p<0.05)
2.2.3　嗅闻前后人体心率的变化
心率是心脏每分钟搏动的次数 。成年人静息时
心率在 60 ～ 100 bpm,平均为 75 bpm。但随年龄 、性
别 、体能 、训练水平和生理状况的不同有所不同 。
Kikuchi等发现挥发物对人体心率有影响[ 7] ,玫瑰油
使得心率加快;相反 ,柠檬油具有镇静作用 ,则降低了
心率。当人体温升高 、情绪紧张 、疼痛刺激 、缺氧 、运
动等 ,都可使心率加快[ 8] 。从本实验研究来看 ,侧柏
枝叶挥发物使人体嗅闻后心率显著降低 ,香樟对人体
影响不明显 ,可见侧柏枝叶挥发物气味有助于缓解人
的情绪 ,使人得到放松 、镇静的作用。
图 3　2种树种挥发物对人体心率的影响
　　注:＊表示嗅闻前后人体平均心率差异显著(p<0.05)
2.2.4　嗅闻前后心电各项指标的变化
PR间期代表自心房开始除极至心室开始除极的
时间 ,通常 PR间期随心率和年龄而异 ,一般的规律是
心率越快 ,年龄越小 , PR间期越短;若 PR间期延长 ,
表示激动通过房室交界区的时间延长 ,说明有房室传
导障碍存在 。 RR间期指心电图中 R波与 R波的间
隔 ,反映脉搏每拍间隔的变动系数。其值减少 ,工作
效率提高 ,自然感增强[ 9] 。 P波宽度代表左右两心房
的除极 , P波在肢体导联一般呈圆钝形 ,有时可能有
轻微的切迹 , P波宽度不超过 0.11 s。 QT间期代表心
室肌除极与复极全过程所需的时间 ,亦称为心室的电
收缩时间 。 QT间期的长短与心率的快慢有密切关
系 ,心率越快 , QT间期越短。 2种树种对人体心电 4
项指标的影响如图 6所示 ,除了对 RR间期影响较大
外 ,其他 3项影响均不显著 ,侧柏枝叶挥发物嗅闻后
比嗅闻前 RR间期缩短 ,且前后差异显著 ,香樟嗅闻后
比嗅闻前 RR间期值升高 ,嗅闻前后有极显著差异 ,即
嗅闻香樟枝叶对 RR间期影响显著。这因为侧柏挥发
物本身的主要成分为萜烯类化合物 ,增加空气的清新
感有关 。
图 4　2种树种挥发物对人体心电指标的影响
　　注:＊表示嗅闻前后人体心电指标差异显著(p<0.05), ＊＊表示
嗅闻前后人体心电指标差异极显著(p<0.01)
3　讨论
人体嗅闻前后各项生理指标都发生了不同程度
的改变 ,有的指标嗅闻前后有比较显著的影响 ,有些
影响不显著 ,如侧柏挥发物环境中人体手指温度 、心
率 、RR间期等指标发生显著性变化 ,香樟枝叶挥发物
环境中人体手指温度 、血氧含量 、RR间期影响显著 。
表明 2个树种枝叶挥发物对本研究中的人体生理指
标确实产生了影响 。从影响效果来看 ,侧柏枝叶挥发
物对于缓解人的紧张情绪 ,营造清新自然的呼吸环境
方面起到很好的促进作用 ,而香樟枝叶挥发物相对而
言则使人出现紧张的不利情绪。
同时 ,在前期进行的侧柏和香樟小白鼠旷场分析
试验结果也显示 ,侧柏挥发物在提高小鼠的兴奋性 ,
增加运动量和探索能力 ,调节紧张情绪方面有显著的
影响;而香樟挥发物在比较高的浓度下则抑制小鼠的
兴奋性 ,减少运动量 ,对情绪产生一定的影响 。这也
在人体生理指标反映上得到了认证。
(下转第 37页)
32 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 城市环境与城市生态　23卷 3期　2010年
　　从图 2看出在分析实际样品时 ,由于多组分同时
存在 ,色谱峰之间干扰较大 ,给定量带来一定的困难 。
而从图 3可以看出 ,采用 GC/MS/MS和 SIS相结合方
法 ,可以明显地降低样品中其他组分的干扰 ,可以大
大提高待测目标化合物的检测灵敏度和准确性 。
3　结论
　　2级质谱法监测的检测限明显优于选择性离子监
测方法 , 2级质谱法监测和选择性离子监测方法的质谱
条件均优于美国 EPA525.2方法 ,能够满足对江苏省饮
用水水源地水质及饮用水水质中有机污染物的检测。
　　在多组分同时分析时 ,应依据实际情况将选择性
离子监测和 2级质谱法监测结合使用 ,以提高待测目
标化合物的检测灵敏度和准确性 , 有效减少前处
理工作 。
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作者简介:叶红(1975-),女 ,江苏人 ,副教授, 博士 ,主要从事生物物质
分离及分析的研究 ,已发表论文 8篇。
(上接第 32页)
　　由于一定的刺激水平总伴随人体某种情绪状态 ,
这种微弱持久的情感性质是个人与环境关系中最重
要的影响因素 ,不仅影响个人当时的心情 ,甚至影响
个人长期的心境和健康状况 。对于侧柏这种使人体
趋于安逸松弛 ,营造清新环境的树种 ,适合城市居住
区 、街道等人口密集区广泛种植;而对于使人体产生
不良情绪且气味较浓烈的树种 ,则要考虑栽植的密度
和地点 。另外 ,本研究采用的是枝叶粉碎材料 ,其挥
发物成分可能与自然状态下的枝叶挥发物有所不同 ,
需要今后进一步加强研究 。
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