全 文 ：第29卷第2期
2010年4月
生态科学
EcologicalS ience
29(2)：181-185
Apr．2010
陈欢，章家恩．空气负离子浓度分布的影响因素研究综述【J】．生态科学，2010，29(2)：181．185．
CHENHuan，ZHANGJia-e11．ReviewonfactorsinfluencingtheconcentrationdistributionofnegativeairionsfJ】．EcologicalScience,
2010，29(2)：181—185．
空气负离子浓度分布的影响因素研究综述
陈欢，章家恩‘
华南农业大学热带亚热带生态研究所，广州510642
【摘要】 近年来随着生态旅游的日益兴起，空气负离子作为一种牛态保健旅游资源越来越受到人们的关注。研究空气负离子
浓度分布规律可以指导人们在合适的地点、合适的时间充分利用自然状态下产生的空气负离子调养身心。通过查阅国内近十多
年有关空气负离子的文献资料，对窄气负离子浓度分布规律及其影响冈素的有关研究进展进行了综述。现有的研究表明，空气
负离子浓度变化及其分布主要受到气象、时空、植物和水体等因素的影响。今后，应加强空气负离子的产生机制及其生态学效
应等方面的研究，以便更好地为空气负离子资源的合理开发和生态环境保护提供理论依据。
关键词：空气负离子；浓度分布；影响因素
doi：10．3969／j．issn．1008-8873．2010．02．016中图分类号：X820．1 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2010)02—181．-05
Reviewonfactorsinfluencingtheconcentrationdistributionofnegativea rions
CHENHuan，ZHANGJia．ca
InstituteofTropicalandSubtropicalEcology,SouthChhmAgriculturalUniversity,Guangzhou510642，．China
Abstract：Ashealthfuleco ogicalresources，,negativeairionsaremoreandmoreconcernedalongwiththeboomofecotourism．
Understandingtheconcentrationdistributionmleof egativeairionscanhelpeopletomakefulluseofnaturalnegativeairionsin
appropriatet mendplace．AccordingtorelatedstudiesonnegativeairionsinrecentdecadesinChina，．concentrationdistributionruleof
negativeairionsanditsinfluencingfactorsa ereviewed,．Manyresearchess owedthathedistributionofnegativeairionswas
influencedbymeteorologicalconditions，,temporalandspatidifference，plantsandw ternvironment．Relativestudyonproducing
mechanismsandecologicaleffectsofnegativeairionsshouldbestrengtlhenedinthefuture，andthiswillprovideatheoreticalbasisfor
reasonabledev lopmentofn gativea rionresourcesandnvironmentalprotection．
Keywords：negativeairions；concentrationdistr bution；influencingfactor
基金项目：2009-08．．10收搞，2010．02-20接受
基金项目：广东省自然科学基金项目(06105467)、广东省科技计划项目(2005A30402003，2006A36702003)
作者简介：陈欢,(1981-—)，女，硕士研究生，研究方向：旅游生态学。chenxiaohuanste@126．tom
串通讯作者：jeanzht@scau．edu．皿
万方数据
1引言(Introduction)
自十九世纪发现空气负离子的存在以来，人们对
空气负离子的研究与应用已有一百多年的历史，而我
国到了20世纪50年代才开始出现有关空气负离子的
研究报道。70年代，由于电子工业蓬勃发展，多种
离子发生器及大气离子测量仪相继研制成功，这些仪
器的问世奠定了我国空气负离子研究的基础llJ。此
后，空气负离子的研究在我国经历了80年代初和90
年代初两个高潮【2l。然而，根据作者查阅的近十多年
有关空气负离子的100余篇文献资料显示，大部分的
空气负离子研究都局限于医学领域，主要侧重于人工
产生的空气负离子治疗疾病功效的研究，只有少部分
近年的资料研究自然状态下产生的空气负离子浓度
的分布规律。
作为生态保健旅游资源之一的空气负离子，与人
工产生的空气负离子一样，可以有效地治疗人体呼吸
系统、循环系统、五官科等疾病，由于人工空气负离
子发生器使用的同时会带来一些环境问题，比如产生
臭氧，因此合理开发和充分利用自然环境中形成的空
气负离子，才能在维护良好生态环境的同时对人类预
防疾病和保持人体健康产生积极的有益作用13J。加强
对空气负离子浓度分布规律的研究可以指导人们在
合适的地点、合适的时间充分利用自然状态下产生的
空气负离子调养身心。为了更好开发利用空气负离子
资源，本文简单介绍了空气负离予的来源，并对近年
来国内有关空气负离子浓度分布规律及其影响因素
研究进行了综述。
2空气负离子的来源(FormationofAeroanion)
一般情况下大气分子彼此分离呈电中性，当其受
到外界某种冈素作用时，外层电子就会摆脱原子核的
束缚跃出轨道，所跃出的电子自由程极短(10书cm)，
很快附着在某些气体分子或原子上，成为空气负离子
12J。由于氧分子比氮、二氧化碳等分子更具亲电性，
其优先获得电子而形成负离子，所以空气负离子主要
由负氧离子组成，因而常被称为负氧离子。
自然界中空气负离子的产生机理主要有三种。一
是紫外线、宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴等因
素充当电离剂的作用使空气发生电离，产生空气负离
子；二是植物的尖端放电以及光合作用形成的光电效
应，促使空气电离产生空气负离子；三是水的勒纳德
效应(Lenardwaterfalleffect)，水自上而下，在重力
的作用下高速运动，使水分子裂解，产生大量空气负
离子【引。
空气负离子不断产生，但其数量并非无限增加。
因为其产生的同时也伴随着消失，主要是因为：(1)
异性电荷相吸：正负离子静电作用相互吸引而中和；
(2)与空气中的尘粒、烟雾、粉尘的表面附着在一起
形成重离子而沉降。因而某一特定环境下的空气负离
子含量总是保持着动态平衡151。
3 空气负离子浓度分布规律(DistributionR lesof
AeroanionConcentration)
已有的研究表明，空气负离子浓度变化规律主要
与气象、时空、植物、水体等方面相关。
3．1气象方面
空气负离子的产生存活与气象条件关系密切。现
有的研究显示，空气负离子与风速、风向、温度、湿
度、太阳辐射量、气压、天气状况等有较大的相关性。
研究【6堪l表明，风速与空气负离子浓度有显著正
相关关系，风速的大小是决定空气清洁度的关键因
子，空气中负离子的存活则与空气清洁度关系密切。
厉曙光等【91研究结果却显示，风速同空气负离子浓度
相关性不大，在他的研究中，8d的数据中有4d未能
显示相关性，原因可能是记录空气负离子浓度时风速
变化太大，未能同步测定所致。
风向对空气负离子浓度也有影响。王金球等【6】
将风向分为8种，空气负离子浓度从高到低依次为
南、西南、东南、北、西北、西、东北、东，差异非
常显著，前3种风向从海面吹来，后5种从陆地或经
居民区吹来。厉曙光等一】研究发现，当测量者位于喷
泉的下风向时，空气负离子浓度最高的瞬时值可高达
70000个·cm一，而位于上风向时，空气负离子浓度
甚至接近本底值。由此可见，风向对空气负离子浓度
的影响其实是由空气湿度间接引起的。
许多研究证明[9-14J空气负离子浓度会随环境温
度的升高而降低。主要原因是温度升高，污染物扩散
加剧，污染物在扩散的过程中吸附了大量的空气负离
子，因而降低了空气负离子浓度Il引。
万方数据
2期 陈欢，等：窄气负离子浓度分布的影响因素研究综述
空气负离子浓度随环境湿度的升高而增jj口[9,10,13,14】。
因为水珠或水滴对大气可吸入灰尘等悬浮颗粒具有
清洗作用，减少了空气中凝结核的数量，结果使空气
中负离子的生成速率大于其消亡速率【l51。
空气负离子浓度与太阳辐射量呈正比。太阳辐射
为空气中各种电离反应提供能量，同时太阳辐射强
烈，森林的光合作用较强，植物经光合作用释放到大
气中的氧气较多，氧气分子具有较强的吸附空气自由
电子的能力，因此，随着太阳辐射量的增加，空气中
负离子浓度，尤其是氧负离子浓度较副16】。
空气负离子浓度与气压呈极显著正相关。气压升
高，则空气湍流运动增强，使空气负离子浓度增大，
空气质量变好11引。
空气负离子浓度在不同天气状况下也有所不同。
季玉凯【13】和穆丹【14】的研究都说明晴天与阴天两种天
气状况下，晴天的空气负离子浓度水平略高于阴天，
但两者差异不显著。季玉凯【”J还认为雨后的空气负
离子浓度比晴天、阴天都高，一方面是因为下雨后空
气中的大量粉尘随雨水淋洗降落到地面，使空气更为
清新，延长了空气中负离子的寿命；另外，伴随着雨
水的淋洗和溅落，水分子发生裂解，产生了大量的空
气负离子。
3．2时空方面
空气负离子浓度在时空上的变化规律主要体现
在日变化、季节变化、功能区不同、地理位置不同等
方面。
空气负离子浓度有明显的日变化特征。一天中白
天空气负离子浓度的平均值大于夜间【17d引。大多数研
究结果显示，空气负离子浓度的日变化曲线为双峰
型，一般两个峰值分别出现在凌晨和上午【8,12-14】。而
邵海荣等【17j研究表明，一天中空气负离子最大值出
现在9：00—11：00，次大值出现在4：00～5：00。两种研
究结果差异的主要原因可能在于前者的研究地点植
被覆盖率较高，后者则较低。李印颖[191研究认为不
同种类植物产生空气负离子浓度的日变化规律有一
些差别，比如银星秋海棠负离子浓度最小值出现在
14：00，而橡皮树出现在11：00。
不同季节的空气负离子浓度状况也有差异。有研
究【10,12,14,171指出，夏季空气负离子浓度最高，冬季最
低，这可能与夏季的太阳辐射量、环境湿度、植物数
量高于冬季有关。
不同功能区的空气负离子水平差异十分明显。徐
业林等120J调查结果显示，空气负离子浓度从高到低
依次为：室外(市区)>室内(市区住宅、办公室)>
公共场所(电影院、舞厅、商场、宾馆等)。黄芸茵
u2J提出远郊的空气负离子水平要高于近郊和中心旅
游区。穆丹114l认为城市不同功能区空气负离子浓度
由大到小的排序为：城市绿地I>(>居住区>商业区>道
路交通区。造成这些差异的原因主要在于不同功能区
间空气温度、空气相对湿度、人流、车流、电磁辐射、
空气尘埃、烟雾等的不同115|。
地理位置也可以造成空气负离子浓度的差异。季
玉凯【13J在研究中发现，低海拔K域(100～220m)，空
气负离子浓度随海拔的升高而增大，这可能与不同海
拔高度的空气清洁度有关；阴坡的空气负离子浓度略
高于阳坡，可能足阴坡的空气湿度较大，大气中的水
分多，空气清洁度较高的缘故。
3．3植物方面
空气负离子浓度的大小与植物的数量、高度、种
类、群落、年龄、郁闭度、密度和植被类型等相关性
较大。
空气负离子浓度与植物数量呈正相关【8,21j，蒙晋
佳【8J等认为植物的尖端放电可以产生大量的空气负
离子，而植物稀少或无植物地方的空气负离子一般是
由于宇宙射线、阳光中的紫外线和地面的放射性物质
使空气电离后产生的，这些方式产生的空气负离子比
植物尖端放电所产生的要少得多。
树木的高度可以影响空气负离子浓度。研究[22-23J
发现，高大的乔木对提高空气负离子浓度的作用显
著。冈为树木越高，在大气电场里越容易放电产生负
离子l8|，而且高大乔木光合作用强、蒸腾旺盛、易产
生大量水汽，进而易形成空气负离子瞄J。
不同植物种类对空气负离子浓度也有影响。吴际
友等111j调查表明，被测试的8种园林树种周围空气负
离子水平排序依次为：沉水樟(cinnamomum
micranthum)>罗汉松(Podocarpusmacrophyllus)>乐
东拟单性木兰(Parakmerialotungensis)>木莲
(Manglietiafordiana)>南方木莲泓ehingiO>金叶含
笑r肱foveolata)>乐昌含笑(Micheliachapensis)>中
国鹅掌楸(Liriodendronchine se)。李印颖Il9】研究指出
不同植物产生负离子的能力不同，其空气负离子浓度
大小顺序依次为：银星秋海棠(Begonia
万方数据
argenteo-guttata)>橡皮树(Ficuselastica)>绒柏
(Chamaecyparispisifera)>菊花(Dendranthema
morifolium)>桂花(Osmanthusfragrans)>鹅掌柴
(Scheffleraoctophylla)>观音棕竹(Rhapisexcelsa)>君
子兰(Cliviam niata)>吊竹梅(Zebrinapendula)>吊兰
(Chlorophytumcomosum)>西瓜皮椒嗥(Peperomia
sandersii)。穆丹【14l研究发现不同树种林下的空气负
离子浓度由大到小的排序为：红皮云杉(Picea
koraiensis)>樟子松(Pinussylvestris)>白桦(Betula
platyphylla)>杏(Prunusarmeniaca)。不同种类植物对
空气负离子浓度的影响，可能与植物挥发的气体有
关。
不同植物群落中空气负离子浓度也有所不同。杨
建松等1251研究结果表明，不同群落环境空气中负离
子浓度顺序为：阔叶林>混交林>草地>灌丛。大部分研
究【10,13-14,17]表明针叶林的空气负离一f浓度高于阔叶
林，而范海兰1261的研究结果则相反。这主要是由于
测定时间的差异造成的。针叶林中的空气负离子浓度
之所以比阔叶林高，主要原冈足对于植物资源丰富的
森林，植物的尖端放电及光合作用过程的光电效应是
使空气电解，产生负离子的主要原冈【l5I。
树龄是影响窄气负离子浓度的又一因素。吴楚材
等【221研究认为幼龄的马尾松纯林的空气负离子浓度
高于中龄林和成熟林。王家保等[271研究也显示冬季
油菜和小麦在其生长旺盛的幼苗期能明显增加周边
环境中空气负离子浓度，说明植物对空气负离子产生
的贡献有“年龄依赖”，原因可能是植物自身生物电势
的变化。
郁闭度也是影响空气负离子浓度的凶素之一。吴
楚材【221、范渡民【28】等的研究都证明了窄气负离子含
量有随着植被群落郁闭度的增加而增大的趋势。郁闭
度高可以增加植物的光合作用，进而生成大量的空气
负离子。
植物密度对空气负离子含量也有影响。吴志萍
等124J在对不同类型绿地空气负离子浓度进行比较时
发现，多层复合结构的乔灌草绿地中树木郁闭度和地
被物覆盖度都很高、绿量大，但足它的窄气负离子浓
度却低于绿量少于它的阔叶乔草。这种情况的发生可
能主要与植物密度过高、层次重叠、林内阴湿、通风
条件不好有关。
植被类型对空气负离子浓度也有影响。范亚民
等困1通过研究发现，城郊大规模绿地的空气负离子含
量>农田开发区>城区，且植被配置的复层结构(乔
灌草)>简单植被配置结构(乔灌、乔草、灌草)>
单一配置结构(草坪、稀乔、稀灌荸)。植被类型对空
气负离子浓度的影响主要来源于植物数量的不同。
3．4水体方面
许多研究表明动态水(如河流、溪涧、瀑布等)
的空气负离子含量大于静态水(水池、水库)[10,17,29】。
吴楚材‘101、张璐【291、杨建松【25】、季玉凯㈣等研究进
一步证明，动态水中急流的空气负离子含量比缓流
大，其中瀑布最大；静态水中大面积水域比小面积水
域的空气负离子含量高，但泉水形成的水雾对空气负
离子的产生也有较大的促进作用。
喷泉的开肩和关闭状态对空气负离子的浓度有
明显不同的影响，喷泉开肩时空气负离子含量急剧升
，而关闭后空气负离子浓度迅速下降，在5一lOmin
内即可基本恢复到本底水平，而且，距离喷泉越远空
气负离子越少【23,301。研究还表明喷泉的规模大小同产
生空气负离子的浓度成上E比，而且同喷泉水柱的喷射
形状有关，交叉状的水柱在高空形成激烈的碰撞，因
而产生的空气负离子数量也大，而垂直状的水柱则效
果较差【91。
3．5其他方面
C02含量越高，空气负离子浓度越低31。321。灰尘、
烟雾增多会导致空气负离子浓度降低【12,20】，有资料显
示【32】，上课前由于学生打闹，使教室内灰尘飞扬，
空气负离子浓度很低；上课后随着学牛静坐听课，空
气负离子浓度逐渐增高。空气耗氧量越大，空气负离
子浓度越低【31，3引。
4结语(Conclusion)
近年来，随着生态旅游的日渐兴起，自然产生的
空气负离子作为一种生态保健旅游资源受到了越来
越广泛的关注。加强空气负离子浓度分布规律的研究
可以指导人们更好地利用空气负离子资源强身健体。
近十多年来，人们研究了空气负离子浓度与气象因
子、时间、空间、植物、水体等要素之间的关系。其
中，树龄对空气负离子浓度的影响机理、不同植物密
度下的宅气负离子浓度变化极限、空气负离子与植物
挥发气体问的相关关系还有待进一步研究；同时，在
万方数据
2期 陈欢，等：空气负离子浓度分布的影响冈素研究综述 185
现有的研究基础上，还需要加强空气负离子的产生机
制及其生态学效应等方面的研究，以便更好地为空气
负离子资源的生态旅游开发和生态环境保护提供理
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空气负离子浓度分布的影响因素研究综述
作者： 陈欢， 章家恩， CHEN Huan， ZHANG Jia-en
作者单位： 华南农业大学热带亚热带生态研究所,广州,510642
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2010,29(2)

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