全 文 ：第 !" 卷 第 " 期
# $ % $ 年 " 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1"
2345!# $ % $
青岛市森林与湿地负离子的空间分布特征
闫秀婧
"甘肃林业职业技术学院6天水 8!%$#$$
摘6要!6选择对森林和湿地负离子密度影响较大的几个生态因子!采用,-o&遥感影像’区划图’地形图!结合少
量地面调查数据!借助于变异分析和 =& 技术的空间插值及叠加分析方法!对青岛市森林和湿地进行大尺度的定
性’定量和可视化研究!得出如下结论& %$ 植被生长初期负离子最大影响矢距为 %$ O!生长中期最大影响矢距为
!$ O% #$ 不同林种释放负离子顺序& 生长初期!混交林>针叶林>阔叶林>湿地>经济林!生长中期!经济林>湿
地>混交林>阔叶林>针叶林% =$ 生长初期一二级分布在市区’胶州和崂山区!平均密度 % "<% 个.YOA=! 平均相
对湿度 =<1=9:!平均温度 %"1$< c!面积 881$% ‘O#!其中林地面积 !$19< ‘O#!湿地面积 $1=8 ‘O#!森林覆盖率
<=:% 生长中期一二级分布在莱西南部’即墨’城阳’市区’崂山’胶州湾’胶州’平度’胶南地域!平均密度 = <<$
个.YOA=!平均相对湿度 "81!=:!平均温度 #"188 c!面积 < "981<9 ‘O#!其中林地面积# =9$1#< ‘O#!湿地面积为
!8#1$8 ‘O#!覆盖率 !#:!且负离子平均密度在 = <<$ 个.YO=以上的面积占青岛市面积的 <=:!且生长中期负离子
密度是生长初期的 ! 倍% !$ 经济林具有同样的生态价值%
关键词&6 负离子空间分布# 变异分析# 空间插值# 叠加分析
中图分类号! &8%91<%666文献标识码!,666文章编号!%$$% A8!99"#$%$#$" A$$"< A$"
收稿日期& #$$7 A$7 A$!# 修回日期& #$%$ A$! A%8%
基金项目& 北京地区三维绿量测定及其数字模型与虚拟现实表达 "$7C$#79$# 青岛市森林与湿地资源核算技术与应用研究项目
"#$$8%#$7$$"$%
+2#*,#-Q,’*1,>7*,($()=$,($[&<&-,$6(1&’*’#$4a&*-#$4,$b,$%4#(
GE4 @H3hH4F%
"K&+%. 1/’$%,’5I$()+/3/4-(&37/3$4$6I-&+%).-8!%$#$$
=>’*1#0*&6+LME4H/4 UM0MEKMV ^XWLMT/UMKWE4V ZMW0E4V LEKHO\/UWE4WMY/0/FHYE0T34YWH/4KE4V HKEKHF4HTHYE4WM[E03EWH/4
H4VM_5+LMEUWHY0MT/Y3KMV /4 KM[MUE0MY/]TEYW/UKZLHYL LE[M4/WE^0MH4T03M4YM/4 WLME4H/4 WLHY‘4MKK5,R3E0HWEWH[M!
R3E4WHWEWH[ME4V [HK3E0KW3VX/4 WLMT/UMKWE4V ZMW0E4V H4 JH4FVE/ZEKT/UWLMTHUKWWHOMY/4V3YWMV H4 0EUFMKYE0MW/F3HVMWLM
Y/4KWU3YWH/4 E4V MY/0/FHYE0^M4MTHWEKKMKKOM4W/TE4H/4 ^EWLH4Fg/UMKWK5+LMKW3VXZEK^EKMV /4 WLMK3U[MXVEWE! ^0/Y‘ \0E4
E4V ,-o& HOEFM!Y/O^H4H4FZHWL WLMK\EWHE0KWEWHKWHYKE4V =& WMYL4HR3M5+LMOEH4 UMK30WKZMUMEKT/0/ZH4F& %$ +LM0/4FMKW
H4T03M4YMM_WMU4E0VHKWE4YMHK%$ OEWWLMMEU0XFU/ZWL KWEFM/T[MFMWEWH/4 E4V WLM0/4FMKWH4T03M4YMM_WMU4E0VHKWE4YMHK!$ O
EWWLMOHVV0MFU/ZWL KWEFM/T[MFMWEWH/45#$ ,WWLMMEU0XFU/ZWL KWEFM!WLMYE\EYHWX/TE4H/4 UM0MEKMTU/OT/UMKWKE4V ZMW0E4VK
[EUHMV EKT/0/ZH4F! OH_MV T/UMKW>Y/4HTMU/3KT/UMKW>^ U/EV0METT/UMKW>ZMW0E4VK>MY/4/OHYT/UMKW5,WWLMOHVV0MFU/ZWL
KWEFM! WLMUM0MEKMV YE\EYHWX/TE4H/4 ZEK&MY/4/OHYT/UMKW>ZMW0E4VK>OH_MV T/UMKW>^U/EV0METT/UMKW>Y/4HTMU/3KT/UMKW5=$
+LMTHUKWE4V KMY/4V FUEVMKYEWMUMV H4 WLM3U^E4! 2HE/aL/3 E4V -E/KLE4 UMFH/4K/TWLMYHWXEWWLMMEU0XFU/ZWL \MUH/V5,W
WLEWWHOM! WLMOME4 Y/4YM4WUEWH/4 /TE4H/4 ZEK% "<% 34HW.YOA=! E[MUEFML3OHVHWX=<1=9: NP!OME4 WMO\MUEW3UM%"1$<
c5+LMY/[MUMV EUMEZEK881$% ‘O#!EO/4FZLHYL T/UMKWKW//‘ !$19< ‘O#!ZMW0E4V EUMEZEK$1=8 ‘O#!E4V T/UMKWY/[MUEFM
ZEK<=:5+LMTHUKWE4V KMY/4V FUEVMKYEWMUMV H4 WLMK/3WL -EH_H! 2HO/! ’LM4FXE4F! 3U^E4!2HE/aL/3 F30T!-E/KLE4 dH4FV3
E4V 2HE/4E4 UMFH/4 /TWLMYHWXEWWLMOHVV0MFU/ZWL KWEFM523KWEKE^/[M!OME4 Y/4YM4WUEWH/4 /TE4H/4 ZEK= <<$ 34HW.YOA=!
E[MUEFML3OHVHWX"81!=: NP!OME4 WMO\MUEW3UM#"188c5+LMEUMEY/[MUMV < "981<9 ‘O#!ZHWL T/UMKW# =9$5#< ‘O#!
ZMW0E4V !8#1$8 ‘O#5+LMT/UMKWZHWL WLMOME4 Y/4YM4WUEWH/4 /TE4H/4 O/UMWLE4 = <<$ 34HW.YOA= EYY/34WMV T/U<=: /T0E4V
EUME/TWLMJH4FVE/YHWX!WLMT/UMKWY/[MUEFMZEK!#:!WLMY/4YM4WUEWH/4 /TE4H/4 EWOHVV0MFU/ZWL \MUH/V ZEK! WHOMK/TWLEW
EWMEU0XKWEFM5!$ +LHKKW3VXY/4THUOMV WLMMY/0/FHYE0[E03M/TMY/4/OHYT/UMKW5
?&/ @(14’&6,4H/4 K\EWHE0VHKWUH^3WH/4# KMOH][EUHE4WE4E0XKHK# K\EWHE0H4WMU\/0EWH/4# /[MU0EXE4E0XKHK
66森林和湿地释放的负离子是其重要的生态服 务!也是评价其生态服务的重要指标% 大尺度的研
林 业 科 学 !" 卷6
究森林和湿地负离子时空分布!可以科学评估生态
服务% 近年来!森林和湿地释放负离子的研究主要
集中在定性’定量和相关性研究上% 在空间分布上
得出森林和湿地空气负离子含量水平比城市室内可
高出 9$ ;% "$$ 倍!森林覆盖率达到 =<: ;"$:
时!空气负离子密度最高# 在时间分布上!森林空气
中负离子密度夏秋高于冬春!且夏季最高!冬季最低
"邵海荣等!#$$$# 吴楚材等!#$$%# 石强等!#$$#$#
在相关性上!空气中负离子的密度与温度呈负相关!
与空气相对湿度呈显著正相关!水体对负离子密度
有较大影响!动态水大于静态水"吴际友等!#$$=#
宗美娟等!#$$!# 王洪俊!#$$!$!水域面积大小与空
气负离子密度呈正相关!空气负离子密度与雾’环境
污染程度’可吸入颗粒物浓度呈负相关# 在定量研
究上石强"#$$#$’吴楚材等"#$$%$利用空气负离子
系数的概念!建立了空气负离子系数模型"d$及森
林空气负离子评价模型% 但这些研究仅限于某一个
小区域中的单一因子!大尺度’可视化的空间分布研
究还处于空白%
本研究选择对森林和湿地负离子密度影响较大
的几个生态因子!森林种类’林分结构’森林覆盖率’
温度’湿度等!通过分层随机抽样!大区域确定样点!
对其进行实地调查!采用 ,-o& 遥感影像’区划图 ’
地形图!结合少量地面 Id& 调查数据!借助于空间
统计学的变异分析和 =& 技术的空间插值及叠加分
析方法!对青岛市森林和湿地进行了大尺度的定性’
定量和可视化研究!旨在指导青岛市负离子浴场建
设和生态效益评估%
%6材料与方法
CBCD研究区域
青岛地处山东半岛西南端!位于 %%7b=$iA
%#%b$$i)!=秀丽!气候宜人!是一座独具特色的海滨城市% 青岛
市总面积 %$ "属温带季风气候!市区由于受海洋环境的直接调节
及来自洋面上的东南季风’海流和水团的影响!故又
具有显著的海洋性气候特点% 至 #$$< 年!青岛市森
林公园已达到 #$ 处!分布于 8 个区市!森林旅游业
从无到有!从小到大!产业规模不断扩大!在拉动经
济’扩大内需’优化结构’增加收入’满足人们物质文
化精神需求等方面发挥着越来越重要的作用!这为
青岛市森林健康保健旅游的深度开发提供了条件%
CBAD数据来源
%1#1%6外业数据采集6外业数据采集采用分层随
机抽样方式!根据地理位置划分成 = 个组!第 % 组&
莱西!平度!即墨# 第 # 组& 黄岛!胶州!胶南# 第 =
组& 市区!崂山!城阳% 按森林生长期在针叶林’阔
叶林’混交林’经济林’湿地中进行样点选取!选取的
样点以典型的’大片的林区和湿地为主!且要求进入
林区 "$ O定点!样点的布设也要随机均匀% 应用
Id&测定经’纬度和海拔!通过日本 ,*C)& (+’A
#$%,空气负离子仪测空气负离子密度’温度’湿度’
时间!目视记录采样点林种类型% 由于大尺度的研
究林种和湿地中释放负离子情况!且数据采集点设
在林内 "$ O处!故忽略了天气’雾’环境污染等因子
对负离子的影响% 生长初期选在 #$$9 年 = 月!生长
中期选在 #$$9 年 " 月% = 月采集了 7# 个样点!" 月
采集了 87 个点%
%1#1#6内业数据资料6收集到青岛市 %p<万地形
图!选取了日本,-o&遥感影像!其中 #$$8 年 #1< O
分辨率全色数据 %! 景!幅宽 =< ‘Oj8$ ‘O# %$ O
分辨率多光谱数据 #$$8 年 < 景!#$$9 年 ! 景!幅宽
8$ ‘Oj8$ ‘O%
%1#1=6数据处理6对区划图’地形图进行了数据预
处理!主要用于各地区负离子密度的分析和遥感影
像的裁剪!同时为了保持,-o&影像多光谱信息!通
过全色数据提高其分辨率!对全色和多光谱数据用
比值法进行了融合!对针叶林’阔叶林’混交林’经济
林和湿地信息在 ),NC& 中完成提取!主要通过监
督分类和专家分类 # 种方法"党安荣等!#$$=$结合
并辅以人工解译完成!其分类精度达到 9":% 森林
与湿地资源分布如图 % 所示%
负离子样点空间分析以区域化变量理论为基
础!借助于变异函数!可进行空间数据的结构性和随
机性’空间相关性和依赖性’空间分布与变异研究!
并对这些数据进行最优无偏内插估计%
空间变异分析中可得到 < 个重要的参数"谷加
存等!#$$<# #$$"$!即基台值7$ l7"&H0$’块金值
7$ "*3FFMW$’结构方差比7Z"7$ l7$ " &WU3YW3UE0
[EUHE4YMUEWH/$’变程 & "NE4FM$和决定系数 ##% 基
台值定义了从数据中获取到的最大的半变异值!与
被地物覆盖的区域范围有关!可用来衡量空间异质
性程度% 块金值表征了观测数据之间的随机方差或
者是空间独立变量!不受位置改变地影响% 结构方
差比则可用来衡量空间自相关因素对变量总变异的
影响程度!如果该比值较高!说明随机部分引起的空
间异质性程度较高!如果比值接近于 %!则观察值中
某一变量在整个尺度上具有恒定地变异% 变程描述
了当观测变量的空间依赖性达到最大时的地面距
""
6第 " 期 闫秀婧& 青岛市森林与湿地负离子的空间分布特征
离!是最有用的参数!它和图像中地物的大小有关!
反映随机变量的影响范围% 变异函数计算的步长选
择以实际取样的距离和样点对之间的平衡为基础%
决定系数反映回归模型配合的理论曲线的精度!其
值越大!精度愈高% 块金值与基台值的比例反映系
统变量空间相关的程度"陈仪强等!#$$7$!如果比
值小于 #<:!说明系统具有强烈的空间相关性# 如
果比值在 #<: ;8<:!表明系统具有中等空间相关
性# 大于 8<:说明系统空间相关性很弱% 影响负离
子空间变异的因素有结构性因子和随机性因子 # 种
"陈志强等!#$$<$!结构因子主要是指森林类型’森
林覆盖率’温度’湿度’时间等因子!随机性因子是指
人为活动!如空气污染等%
#6结果与分析
ABCD负离子空间变异分析
#1%1%6负离子统计特征6剔除由于经纬度手工方
式记录和整理产生的疏失误差!得出实测的 %!! 个
样点!对各植被类型和湿地中负离子密度’湿度’温
度分布进行统计分析"表 %$!生长初期负离子密度
在各地类变化不明显!经济林负离子密度最低为
!$" 个.YOA=! 湿度最小为 #=:! 温度较高为
%81< c!湿地负离子密度最高!平均密度达到
8#! 个.YOA=!湿度较大为 =#1$":!温度最低为
%<1! c% 在生长中期!负离子密度各地类变化明
显!经济林的空气负离子密度最高!平均密度达到
= 9#$ 个.YOA=!湿度最大为 "91%:!温度较低为
#"18 c!针叶林平均密度最低为 % "9# 个.YOA=!湿
度最小为 "!1=:!温度最高为 #81# c% 通过相关
分析也得出生长初期负离子与湿度’温度的相关系
数分别为& $1"$=!A$1=%$1$$"# 生长中期负离子与湿度’温度的相关系数分
别为& $1<"$1$$$% 从相关系数和相伴概率来看!负离子密度与
湿度呈中度正相关!与温度呈低度负相关%
#1%1#6异常值检测6异常值也称特异值!对变异函
数的影响很重要% 特别是在变程 &范围内的异常值
影响变异函数理论模型的精度% 在变程 &范围内的
异常值主要是影响块金值 7$!如果异常值比较多!
块金值7$ 要增大!随机成分地影响加强!而空间自
相关方面的影响消弱%
在进行变异分析前先对样点数据进行检测和对
数转换!剔除其离群值!使数据接近于正态分布后导
出!再用于半方差函数分析和插值预测!这样生成的
预测表面效果最佳"谷加存等!#$$<$% 剔除离群值
后筛选的样点生长初期 8! 个!生长中期 8$ 个%
表 CD实测负离子密度%湿度%温度分布统计结果
9#>ICD+*#*,’*,0#-1&’7-*’()#$,($#$4
"7J,4,*/ #$4*&J2&1#*71&
实测因子
QMEK3UMV TEYW/U
生长初期
)EU0XFU/ZWL \MUH/V
生长中期
QHVV0MFU/ZWL \MUH/V
类别
’0EKKMK
平均值
QME4
类别
’0EKKMK
平均值
QME4
湿地
SMW0E4VK 8#!
湿地
SMW0E4VK # $7!
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW !$"
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW = #$
负离子
,4H/4e
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW ""9
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW % "9#
"43O^MU.YOA=$
6
混交林
QH_MV T/UMKW "8!
混交林
QH_MV T/UMKW = !9<
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW "!#
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW # =7%
湿地
SMW0E4VK =#1$"
湿地
SMW0E4VK "<1=
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW #=
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW "91%
湿度
P3OHVHWXe:
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW ==
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW "!1=
混交林
QH_MV T/UMKW #<17
混交林
QH_MV T/UMKW ""1"
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW #81<
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW "817
湿地
SMW0E4VK %<1!
湿地
SMW0E4VK #"1#
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW %81<
经济林
)Y/4/OHYT/UMKW #"18
温度
+MO\MUEW3UMec
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW %81#
针叶林
’/4HTMU/3KT/UMKW #81#
混交林
QH_MV T/UMKW %819
混交林
QH_MV T/UMKW #"1#
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW %"1=
阔叶林
BU/EV0METT/UMKW #81%
#1%1=6变异分析6由于样点数据采用分层随机方
式获取!且只记录经纬度!因此应通过非均匀间距建
立半变异函数% 由于样点间的间距不相等!在计算
时要分成距离组或角度组!即 ) h&)或&h&&范围
内的点均可以看成点G$在&方向上相距为 )的数据
点!这样使用不规则网格也能按规则网格数据进行
变异函数的计算和空间统计分析% 组和间隔距离的
选择应遵循间隔距离和类数之乘积应小于采样点区
域坐标范围一半的原则%
对半方差不均匀间距下的各种模型进行比较
分析!由表 # 可知!生长初期球状模型决定系数 ##
为 $197#!块金方差为 $1$$%!基值为 $17$7!变程
为 $1$%!残差平方和为 "1=7=!结构方差比为
$1777!基本上接近于 %!说明在变程范围外负离子
8"
林 业 科 学 !" 卷6
密度在整个尺度上具有恒定的变异!从而确定负
离子对周边环境的最大影响矢距为 %$ O!块金值
与基台值的比值为 $1%%:!小于 #<:!说明负离
子具有强烈的空间相关性!其变异主要是由森林
覆盖率’林种类型’湿度’温度’时间等结构性因素
引起的%
表 AD不同生长期变异模型
9#>IAD+&J,5<#1,#$*J(4&-,$4,)&1&$*%1(@*"2&1,(4
取样时期
&EO\0H4F\MUH/V
模型
Q/VM0
块金值
7$
基台值
7$ l7
变程
NE4FM
块金效应
7$Z"7$ l7$e:
决定系数
##
残差
N&&
生长初期
)EU0XFU/ZWL \MUH/V
生长中期
QHVV0MFU/ZWL \MUH/V
&\LMUHYE0 $1$$% $17$7 $1$% $1%% $197# "1=7=
)_\/4M4WHE0 $1$$% %1$!9 $1$7 $1%$ $1<88 "1=$%
-H4MEU $1!=# $1$$$ $1!" $1$7# 71"<<
-H4MEUW/KH0 $1$$% $17%$ $1$% $1%% $199" "1=7!
IE3KKHE4 $1$$% $17$< $1$= $1%% $17$7 "1=7<
&\LMUHYE0 $1$$% $179" $1$! $1%$ $1978 $1=!!
)_\/4M4WHE0 $1$$% $179" $1$$ $1%$ $1978 $1=!!
-H4MEU $1%!8 $1$$$ $1=" $1!98 %18%#
-H4MEUW/KH0 $1$$% $17$9 $1$! $1%% $1978 $1=!!
IE3KKHE4 $1$$% $179" $1$= $1%$ $1978 $1=!!
图 %6青岛市森林与湿地资源分布
gHF5%6CHKWUH^3WH/4 UMK30W/TT/UMKW
E4V ZMW0E4VKH4 JH4FVE/
%1平度dH4FV3# #1莱西-EH_H# =1即墨2HO/#
!1胶州2HE/aL/3# <1城阳’LM4FXE4F# "1崂山
-E/KLE4# 81市区mU^E4# 91黄岛P3E4FVE/#
71胶南2HE/4E45下同 +LMKEOM^ M0/Z5
图 #6生长初期森林和湿地负离子
预测等级分布
gHF5#6,4H/4 Y0EKKHTHYEWH/4 VHKWUH^3WH/4 /T
T/UMKWKE4V ZMW0E4V H4 [MFMWEWH/4
MEU0XFU/ZWL \MUH/V
图 =6生长中期森林和湿地负离子
预测等级分布
gHF5=6,4H/4 Y0EKKHTHYEWH/4 VHKWUH^3WH/4 /T
T/UMKWKE4V ZMW0E4V H4 [MFMWEWH/4
OHVV0MFU/ZWL KWEFM
66生长中期球状’线性基台值’高斯模型决定系数
值## 都为 $1978!块金方差为 $1$$%!基值为 $179"!
变程为 $1$!!残差平方和为 $1=!!!结构方差比为
$1777!基本上接近于 %!由此可确定负离子对周边
环境的最大影响矢距为 !$ O!块金值与基台值的比
值为 $1%$:!小于 #<:!说明系统的空间相关性也
很强%
ABAD森林与湿地负离子等级划分
将遥感提取的森林和湿地分类结果与负离子预
测结果进行多边形叠加运算"汤国安等!#$$"$!可
得出不同地类中负离子等级分布"见图 #!=$%
从图 # 得出& 在植被生长初期森林和湿地中!%
级主要分布在市区东南部和崂山西南部# # 级分布
在市区南部’市区西南部和崂山区西南部’胶南西南
部# = 级主要分布在胶南南部’市区南部和崂山东
南部’崂山西南部及胶州湾东南部# ! 级涵盖 9 个
域# < 级主要分布在平度% 从图 = 得出& 在植被生
长中期!% 级主要分布在莱西南部’即墨’城阳’市
区’崂山’胶州湾东部’胶州东部和胶南的南部# #
级分布在胶南中东部’胶州部分地域’胶州湾中部’
平度东南部’莱西中部和即墨中部# = 级主要分布
在平度’莱西中部’胶州周边’胶南周边和黄岛周边
9"
6第 " 期 闫秀婧& 青岛市森林与湿地负离子的空间分布特征
区域# ! 级分布范围相比很小!只在平度中部’胶州
中部’黄岛’莱西北部# < 级范围更小!零星分布在
胶州’胶南和莱西%
ABED森林与湿地预测结果分析
#1=1%6插值结果分析6将插值结果在青岛区界内
按经纬度平分成 %$$ j%$$ 的格网!对青岛市共布设
< %$% 个系统抽样点"汤国安等!#$$"$% 通过叠加
分析运算!在负离子密度’湿度’温度插值结果中!提
取出生长初期林地和湿地中抽样点 # $9# 个!生长
中期林地和湿地中抽样点 # $97 个%
在,N’I(&中!通过系统抽样预测值得出负离
子’湿度’温度在不同林种’湿地中的平均值!如表
=% 从表 = 可知& 生长初期预测负离子平均密度混
交林最高为 99! 个.YOA=!其湿度最大!温度较低!
经济林最低为 高!不同林种释放负离子其排列次序是& 混交林 >
针叶林>阔叶林>湿地 >经济林!针叶林’阔叶林’
经济林’混交林与湿地释放负离子量差异不大!最高
与最低值相差 ==9 个.YOA=左右% 生长中期预测负
离子平均密度经济林最高为 = #9" 个.YOA=!其湿度
最大!温度最低!针叶林最低为 # !## 个.YOA=!其湿
度最小!温度最高!释放负离子排列次序是& 经济林
>湿地>混交林 >阔叶林 >针叶林!针叶林’阔叶
林’经济林’混交林与湿地释放负离子量差异较大!
最高与最低值相差 9"! 个.YOA=左右% 在生长初期
预测负离子平均密度为 "=" 个.YOA=!生长中期预
测负离子平均密度为 # "9# 个.YOA=!即生长中期负
离子密度是生长初期的 ! 倍% 经济林释放负离子量
最高!肯定了经济林的生态价值% 同时也说明在生
长初期针叶林和混交林有枝叶!故其释放负离子较
多!阔叶林枝叶正处于生长期!释放负离子较少!在
生长中期由于各树种枝叶茂盛!经济林’混交林释放
负离子较多!针叶林释放负离子较少!这是因为森林
中的树木!叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成
的光电效应会产生负离子的原因!经济林释放负离
子较多!除上述原因外!经济林经常浇水!湿度相对
较大%
从预测分析可看出!林地中实测和预测结果基
本一致!不同植被类型’湿度’温度对负离子释放量
有很大影响!且植被在不同生长期释放负离子量差
异也很大!主要是因为森林中负离子与湿度呈正相
关’与温度呈负相关!且其是通过树冠’枝叶的尖端
放电以及光合作用过程的光电效应而产生的%
#1=1#6精度分析6通过读取的空间插值数据见表
=!与实测数据"表 %$进行比较!得出生长初期预测
666表 ED各生长期不同林种预测负离子平均值
9#>IED.1&4,0*,($#<&1#%&#$,($()<&%&*#*,($
,$4,)&1&$*)(1&’*#$4%1(@*"2&1,(4
预测因子
dUMVHYWH/4
TEYW/U
生长初期
)EU0XFU/ZWL \MUH/V
生长中期
QHVV0MFU/ZWL \MUH/V
类别
’0EKKMK
平均值
QME4
类别
’0EKKMK
平均值
QME4
实测
QMEK3UMV "!7
实测
QMEK3UMV # !78
预测
dUMVHYWH/4 "="
预测
dUMVHYWH/4 # "9#
湿地
SMW0E4VK "=!
湿地
SMW0E4VK # 9#7
负离子
,4H/4e
"34HW.YOA=$
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
= #9"
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
89!
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
# !##
混交林
QH_MV T/UMKW 99!
混交林
QH_MV T/UMKW # 8%%
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
"=<
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
# "<$
实测
QMEK3UMV #817
实测
QMEK3UMV "=18
预测
dUMVHYWH/4 #818
预测
dUMVHYWH/4 "!1!
湿地
SMW0E4VK #91"
湿地
SMW0E4VK "!1<
湿度
P3OHVHWXe:
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
#"19
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
"!18
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
#9
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
"!1#
混交林
QH_MV T/UMKW #717
混交林
QH_MV T/UMKW "!1"
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
#81=
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
"!1"
实测
QMEK3UMV %81%
实测
QMEK3UMV #81!
预测
dUMVHYWH/4 %"1=
预测
dUMVHYWH/4 #81%
湿地
SMW0E4VK %"1#
湿地
SMW0E4VK #81!
温度
+MO\MUEW3UMec
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
%"17
经济林
)Y/4/OHY
T/UMKW
#"1=
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
%"
针叶林
’/4HTMU/3K
T/UMKW
#81"
混交林
QH_MV T/UMKW %"1!
混交林
QH_MV T/UMKW #"17
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
%"1!
阔叶林
BU/EV0MET
T/UMKW
#"19
7"
林 业 科 学 !" 卷6
负离子密度相对误差是 #:!预测湿度相对误差是
$18:!预测温度相对误差是 !1":% 在生长中期预
测负离子密度相对误差是 819:!预测湿度相对误
差是 %1%:!预测温度相对误差是 =1<:% 由此可以
看出!预测相对误差都在 9:以内!说明预测结果满
足精度要求!生长中期预测相对误差较大!生长初期
预测相对误差较小!这主要是生长初期样点多于生
长中期!且生长中期受植被影响较大的原因%
=6结论与讨论
EBCD不同林种和湿地释放负离子
由于负离子密度主要受湿度’温度’森林种类等
因子的影响!生长初期不同林种释放负离子其排列
次序是& 混交林 >针叶林 >阔叶林 >湿地 >经济
林!生长中期排列次序是& 经济林 >湿地 >混交林
>阔叶林>针叶林% 且湿度越大’温度越低’植被生
长越茂盛!释放负离子量越高!生长中期负离子密度
是生长初期的 ! 倍%
EBAD负离子浴场规划
综合森林与湿地负离子空间分布特征!可确立
大尺度负离子时空分布分析综合指标!为建立负离
子浴场提供空间规划方案&
Nk I!)!*!,!&!S!+!’!C!*,!gd!{ }N !
其中& I生长期!)经度!*纬度!,# 级以上面积!&
林种面积!S湿度!+温度!’负离子密度!C影响矢
距!*,地域名!gd森林覆盖率!N结论%
通过插值预测’叠加分析’系统抽样定量和可视
化得出& 植被生长初期!针叶林’混交林和湿地中释
放负离子量较高!# 级以上区域分布在市区’胶州和
崂山区!面积为 881$% ‘O#!其中经济林面积为
%#18< ‘O#!混交林为 %#1!! ‘O#!阔叶林为 %=1!%
‘O#!针叶林为 #1=< ‘O#!林地总面积为 !$19< ‘O#!
湿地面积为 $1=8 ‘O#!负离子平均密度为 % "<%
个.YOA=!平均相对湿度为 =<1=9:!平均温度为
%"1$< c!森林覆盖率 <=:!适宜建立小范围负离子
浴场!用于休闲’娱乐’强身健体% 生长中期经济林’
混交林和阔叶林中释放负离子量最高!二级以上区
域分布在莱西南部’即墨’城阳’市区’崂山’胶州湾’
胶州东北部及平度部分地域!胶州和胶南相邻地域!
面积为 < "981<9 ‘O#!其中经济林面积为 <7%19#
‘O#!混交林为 #7=1= ‘O#!阔叶林为 % %$819 ‘O#!针
叶林为 #8%1% ‘O#!林地总面积为 # =9$1#< ‘O#!湿
地面积为 !8#1$8 ‘O#!负离子平均密度为 = <<$个.
YOA=!平均相对湿度 "81!=:!平均温度 #"188 c!
森林覆盖率为 !#:!负离子平均密度在= <<$个.
YOA=以上的区域面积占青岛市国土面积的 <=:!根
据世界卫生组织规定!适宜建立大范围森林医院和
负离子保健区%
EBED经济林生态价值
预测得出植被生长中期经济林中负离子平均密
度为 = "#9 个.YOA=!平均相对湿度为 "!18:!平均
温度为 #"1= c% 即经济林可以释放大量的负离子!
其湿度较大!温度相对较低!这肯定了经济林的生态
价值!可以刺激)农家生态旅游*项目的发展!将经
济林生态旅游和经济林产品销售结合在一起!为青
岛生态旅游服务提供决策依据%
参 考 文 献
陈志强!陈健飞!陈松林5#$$<1基于 &o+)N的漳浦样区土系主要理
化性状空间自相关分析5福建师范大学学报& 自然科学版!#%
"=$& 89 A9=5
陈仪强!刘国顺!习红昂5#$$71微尺度下烟田铁的空间变异性及其
与烟叶铁的相关分析5生态学报!#7"=$& %!!9 A%!<"5
党安荣!王晓栋!陈晓峰!等5#$$=1),NC& (Q,I(*)遥感图像处理方
法5北京& 清华大学出版社5
谷加存!王政权!韩有志!等5#$$<1采伐干扰对帽儿山天然次生林土
壤表层水分空间异质性的影响5生态学报!#<"9$& #$$% A#$$95
谷加存!王政权!韩有志!等5#$$"1采伐干扰对帽儿山地区天然次生
林土壤表层温度空间异质性的影响5应用生态学报!%8 "%#$&
##!9 A##石6强!钟林生!吴楚才5#$$#1森林环境中空气负离子浓度分级标
准5中国环境科学!##"!$& =#$ A=#=5
邵海荣!贺庆棠5#$$$1森林与空气负离子5世界林业研究!%="<$&
%7 A#=5
汤国安!杨6昕5#$$"1,N’I(&地理信息系统空间分析实验教程5北
京& 科学出版社5
吴楚材!郑群明!钟林生5#$$%1森林游憩区空气负离子水平的研究5
林业科学!=8"<$& 8< A9%5
王洪俊5#$$!1城市森林结构对空气负离子水平的影响5南京林业大
学学报& 自然科学版!#9"<$& 7" A795
吴际友!程政红!龙应忠!等5#$$=1园林树种林分中空气负离子水平
的变化5南京林业大学学报& 自然科学版!#8"8$& 89 A9$5
宗美娟!王仁卿!赵6坤5#$$!1大气环境中的负离子与人类健康5山
东林业科技!"#$& =# A=!5
!责任编辑6郭广荣"
$8