全 文 ：　 Ｇｕｉｈａｉａ　 Ｍａｙ ２０１６ꎬ ３６(５):５２３－５２８
ｈｔｔｐ: / / ｊｏｕｒｎａｌ.ｇｘｚｗ.ｇｘｉｂ.ｃｎ
ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍ
ＤＯＩ: １０.１１９３１ / ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０１５０７０１５
张兵ꎬ储双双ꎬ张立超ꎬ等. 广东车八岭国家级自然保护区空气负离子水平及其主要影响因子 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ２０１６ꎬ ３６(５):５２３－５２８
ＺＨＡＮＧ ＢꎬＣＨＵ ＳＳꎬＺＨＡＮＧ ＬＣꎬｅｔ ａｌ. Ａｉｒ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｂａｌｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅ [Ｊ].
Ｇｕｉｈａｉａꎬ ２０１６ꎬ ３６(５):５２３－５２８
广东车八岭国家级自然保护区空气
负离子水平及其主要影响因子
张　 兵１ꎬ 储双双１ꎬ 张立超１ꎬ 张朝明２ꎬ 宋相金２ꎬ 孔德敏２ꎬ 肖梦蕊１ꎬ 曾曙才１∗
( １. 华南农业大学 林学与风景园林学院ꎬ 广州 ５１０６４２ꎻ ２. 广东车八岭国家级自然保护区ꎬ 广东 韶关 ５１２６００ )
摘　 要: 空气负离子(Ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｉｒ ｉｏｎꎬＮＡＩ)是综合反映空气质量的重要指标ꎬ对人类的生活环境具有重大意
义ꎮ 该研究选定广东车八岭国家级自然保护区内 １０ 个典型观测点ꎬ在 ５ 月份(夏季)和 １０ 月份(秋季)进行
ＮＡＩ观测ꎮ 结果表明:保护区内 ＮＡＩ浓度较高ꎬ均高于 ７００ 个􀅰ｃｍ￣３ꎻ各观测点的 ＮＡＩ 浓度基本呈现水体>森
林>草坪>楼内的规律ꎻ秋季 １０个观测点的 ＮＡＩ浓度从高到低依次为博物馆旁河中央、漂流起点、小瀑布口、
小瀑布支柱、针阔混交林、针叶林、博物馆前草坪、单竹坑、吊桥、办公楼内ꎻ观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布
支柱、博物馆旁河中央的 ＮＡＩ水平与单竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公楼内、针阔混交林、针叶林均有显著差
异ꎮ 夏季各观测点的 ＮＡＩ浓度从高到低依次为小瀑布口、博物馆旁河中央、小瀑布支柱、漂流起点、针阔混交
林、针叶林、单竹坑、博物馆前草坪、吊桥、办公楼内ꎬ其中观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博物馆旁河
中央显著高于其它地点ꎬ观测点针阔混交林、针叶林显著高于单竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公楼内ꎬ观测点
办公楼内显著低于其他点ꎮ 区内 ＮＡＩ浓度受到季节、水体、植被类型等因子的影响ꎮ
关键词: 车八岭国家级自然保护区ꎬ 空气负离子ꎬ 观测点ꎬ 影响因子ꎬ 水体
中图分类号: Ｑ９４８.１ꎬ Ｓ７３１.２　 　 文献标识码: Ａ　 　 文章编号: １０００￣３１４２(２０１６)０５￣０５２３￣０６
Ａｉｒ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ
ｉｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｂａｌｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅ
ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎｇ１ꎬ ＣＨＵ Ｓｈｕａｎｇ￣Ｓｈｕａｎｇ１ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｌｉ￣Ｃｈａｏ１ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｃｈａｏ￣Ｍｉｎｇ２ꎬ
ＳＯＮＧ Ｘｉａｎｇ￣Ｊｉｎ２ꎬ ＫＯＮＧ Ｄｅ￣Ｍｉｎ２ꎬ ＸＩＡＯ Ｍｅｎｇ￣Ｒｕｉ１ꎬ ＺＥＮＧ Ｓｈｕ￣Ｃａｉ１∗
( １. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＆ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
２. Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｂａｌｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅꎬ Ｓｈａｏｇｕａｎ ５１２６００ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｉｒ ｉｏｎ (ＮＡＩ) ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙꎬ ａｎｄ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉ￣
ｃａｎｃｅ ｔｏ ｈｕｍａｎ ｂｅｉｎｇ’ｓ ｌｉｖｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ. Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ １０ ｔｙｐｉｃａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ ｉｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｂａｌｉｎｇ
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ａｕｔｕｍｎ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＮＡＩ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｅ ｗａｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈꎬ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｔ ａｌｌ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ ａｂｏｖｅ ７００
ｉｏｎｓ􀅰ｃｍ￣３ . Ｔｈｅ ＮＡＩ ｎｅａｒ ｗａｔｅｒｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｌａｗｎ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ ａ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｅ￣
ｑｕｅｎｃｅ. ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ａｕｔｕｍｎ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｎ ｓｉｔｅｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｍｕｓｅｕｍ (Ｓｉｔｅ
收稿日期: ２０１５￣０８￣１６　 　 修回日期: ２０１５￣０９￣１１
基金项目: 国家自然科学基金(３１２７０６７５)ꎻ广东省科技计划项目(２０１４Ａ０２０２１６０３２)[Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
(３１２７０６７５)ꎻ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｃｈｉｎａ(２０１４Ａ０２０２１６０３２)]ꎮ
作者简介: 张兵(１９８９￣)ꎬ男(土家族)ꎬ湖北恩施人ꎬ硕士ꎬ主要从事森林生态与森林环境学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)４６２８５０５２２＠ ｑｑ.ｃｏｍꎮ
∗通讯作者: 曾曙才ꎬ 教授ꎬ博士生导师ꎬ 主要从事森林生态学和环境生态学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｓｃｚｅｎｇ＠ ｓｃａｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ
１０)ꎬ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｄｒｉｆｔ(Ｓｉｔｅ ７)ꎬ ｗａｔｅｒｆａｌｌ (Ｓｉｔｅ ８)ꎬ ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｐｉｌｌａｒ (Ｓｉｔｅ ９)ꎬ ｃｏｎｉｆｅｒ￣ｂｒｏａｄ ｌｅａｖｅｄ ｆｏｒｅｓｔ (Ｓｉｔｅ
５)ꎬ ｃｏｎｉｆｅｒｏｕｓ ｆｏｒｅｓｔ(Ｓｉｔｅ ６)ꎬ ｌａｗｎ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｍｕｓｅｕｍ (Ｓｉｔｅ ３)ꎬ Ｄａｎｚｈｕ Ｐｉｔ (Ｓｉｔｅ １)ꎬ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ(Ｓｉｔｅ ２) ａｎｄ
ｏｆｆｉｃｅ (Ｓｉｔｅ ４). Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｔｅｓ ７ꎬ ８ꎬ ９ꎬ １０ ａｎｄ ｓｉｔｅｓ １ꎬ ２ꎬ ３ꎬ
４ꎬ ５ꎬ ６. Ｉｎ ｓｕｍｍｅｒꎬ ｔｈｅ ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｎ ｓｉｔｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｉｔｅｓ ８ꎬ １０ꎬ ９ꎬ ７ꎬ ５ꎬ ６ꎬ １ꎬ
３ꎬ ２ ａｎｄ ４. ＮＡＩ ａｔ ｓｉｔｅｓ ７ꎬ ８ꎬ ９ꎬ １０ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｓｉｔｅｓ. ＮＡＩ ａｔ ｓｉｔｅｓ ５ꎬ ６ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ ｓｉｔｅｓ １ꎬ ２ꎬ ３ꎬ ４. Ｓｉｔｅ ４ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｓｉｔｅｓ. Ｓｅａｓｏｎꎬ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｔｏ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｅ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｃｈｅｂａｌｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅꎬ ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｉｒ ｉｏｎ (ＮＡＩ)ꎬ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓꎬ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓꎬ ｗａｔｅｒ
　 　 空气负离子(Ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｉｒ ｉｏｎꎬＮＡＩ)由德国科学
家 Ｅｌｓｔｅｒ和 Ｇｅｉｔａｌ 首先发现ꎬ其浓度水平已成为评
价一个地方空气清洁程度的指标 (王薇和余庄ꎬ
２０１３)ꎮ １９７８年ꎬ在中国兴起研究空气负离子ꎬ并经
历了 ２０世纪八九十年代两个探索高潮(章志攀等ꎬ
２００６)ꎮ 到目前为止ꎬ有关空气负离子的研究大都
侧重于自然环境中和人为干扰条件下的浓度水平、
医疗保健作用及资源开发利用等(邵海荣和贺庆
棠ꎬ２０００)ꎮ 吴楚材等(２００１)发现 ＮＡＩ 对生命必不
可少ꎬ对人体健康十分有益ꎮ 自然界中 ＮＡＩ 的产生
机制主要有 ３种:一是紫外线、宇宙射线和放射性物
质等因素作为电离剂ꎬ使空气发生电离ꎬ生成空气负
离子ꎻ二是树木叶枝的尖端放电及绿色植物光合作
用形成的光电效应ꎬ使空气电离产生空气负离子ꎻ三
是水的勒纳德效应(Ｌｅｎａｒｄ ｗａｔｅｒｆａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ)ꎬ水在重
力作用下自上而下高速运动ꎬ在运动过程中水分子
由于发生碰撞而裂解ꎬ进而产生大量空气负离子
(赵雄伟等ꎬ２００７)ꎮ
随着现代工业化飞速发展ꎬ污染问题愈加严重ꎬ
环境正受到前所未有的破坏ꎬ大自然良好的环境日
益受到人们重视ꎬ其中 ＮＡＩ 水平成为近年来人们关
注和研究的热点ꎬ并已取得重要研究成果ꎮ 范亚民
等(２００５)发现空气负离子的浓度有随植被群落郁
闭度增加而增大的趋势ꎻＷｕ ｅｔ ａｌ(２００６)的研究表
明湿度与负氧离子存在正相关关系ꎻ胡国长(２００８)
通过对南京 ７片林地空气负离子的研究发现ꎬ不同
林分类型在相同环境下空气负离子的差异显著ꎬ具
体表现为圆柏>水杉>竹林>香樟>落叶栋林>马尾松
>草坪ꎻＷａｎｇ ＆ Ｌｉ(２００９)研究发现光照强度在植物
生长繁殖的过程中对空气负离子生产能力具有一定
影响ꎻ熊丽君等(２０１４)利用主成分分析法ꎬ结合空
气负离子ꎬ评价了不同生态用地的健康效益ꎬ为人们
外出休闲游憩提供了参考和借鉴ꎮ 本研究测定了广
东车八岭国家级自然保护区 ＮＡＩ 浓度水平ꎬ分析了
植被类型、季节、水体等对空气负离子浓度的影响ꎬ
以期为保护区生态效益评价提供参考依据ꎮ
１　 材料与方法
１.１ 研究地概况
车八岭国家级自然保护区位于广东韶关市始兴
县境内(１１４°０９′０４″ ~ １１４°１６′４６″ Ｅꎬ２４°４０′２９″ ~ ２４°
４６′２１″ Ｎ)ꎮ 区内地貌复杂、山高谷深ꎬ地势西北高
东南低ꎬ最高峰天平架海拔为１ ２５６ ｍꎬ最低处樟栋
水海拔为 ３３０ ｍꎮ 保护区属中亚热带季风气候区ꎬ
年平均气温 １９.６ ℃ꎬ年降水量１ ４６８ ｍｍꎬ气候温暖
湿润ꎮ 观测地点包括保护区内的单竹坑(观测点
１)、吊桥(观测点 ２)、博物馆前草坪(观测点 ３)、办
公楼内(观测点 ４)、针阔混交林(观测点 ５)、针叶林
(观测点 ６)、漂流起点(观测点 ７)ꎬ小瀑布口(观测
点 ８)、小瀑布支柱(观测点 ９)、博物馆旁河中央(观
测点 １０)ꎮ
１.２ 研究方法
测定空气负离子的仪器为日产 ＡＩＣ￣２Ｍ 型空气
负离子测定仪ꎬ该仪器工作温度为－１０ ~ ５０ ℃ꎬ检测
范围为±０. １ ~ １. ９９９ × １０５个􀅰ｃｍ￣３ꎬ风速< １５ ｋｍ􀅰
ｈｒ￣１ꎬ测量单位为个􀅰ｃｍ￣３ꎬ分解能力为 １０ 个(０.０１×
１０３个)ꎬ离子浓度误差及迁移率≤±２５％ꎬ是测量大
气离子的常用仪器ꎬ具有数据稳定、灵敏度高以及便
携性好等优点ꎮ
在研究区内选定适宜观测点ꎬ选取相互垂直的
４个方向进行空气负离子的测定ꎮ 仪器以恒定流速
把空气吸入测定仪ꎬ通过微电流计测定空气粒子所
携带的电荷形成电流ꎬ根据测得的电流值和采集的
空气流量计算出空气负离子浓度ꎮ 每个方向连续记
录 １０次空气负离子浓度波峰值ꎬ取 ４个方向的算术
平均值作为该观测点的负离子浓度值ꎬ同时详细记
录观测点周边的环境条件ꎮ 在研究各因子对空气负
４２５ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
离子浓度的影响时ꎬ遵照单一差异原则ꎬ在考察某一
个因子对空气负离子浓度的影响时ꎬ要求其他环境
因子基本一致ꎬ如在考察季节对空气负离子影响时
选择相同的观测地点ꎬ并在相同的时间段对空气负
离子进行测定ꎮ
１.３ 数据统计与分析
采用软件 Ｅｘｃｅｌ ２００３整理数据、Ｏｒｉｇｉｎ ８.０ 绘制
图形、ＳＰＳＳ １９. ０ 统计分析ꎻ运用单因素方差分析
(Ｏｎｅ￣ｗａｙ ＡＮＯＶＡ)和 Ｄｕｎｃａｎ 多重极差检验法比较
不同数据组间的差异、系统聚类法对观测点聚类ꎮ
２　 结果与分析
２.１ 韶关车八岭自然保护区的空气负离子水平
从图 １可以看出ꎬ保护区 ＮＡＩ 浓度较高ꎬ说明
该保护区内空气清新ꎮ 在秋季ꎬ观测点单竹坑、吊
桥、博物馆前草坪、办公楼内的 ＮＡＩ 浓度较接近ꎬ针
阔混交林、针叶林接近ꎬ漂流起点、小瀑布口、小瀑布
支柱、博物馆旁河中央接近ꎬ夏季基本相似ꎬ且 ＮＡＩ
浓度为观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博
物馆旁河中央>观测点针阔混交林、针叶林>观测点
单竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公楼内ꎮ 秋季各个
观测点的 ＮＡＩ 浓度(个􀅰ｃｍ￣３)从大到小依次为博
物馆旁河中央、漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、针
阔混交林、针叶林、博物馆前草坪、单竹坑、吊桥、办
公楼内ꎻ夏季的 ＮＡＩ 浓度从大到小依次为小瀑布
口、博物馆旁河中央、小瀑布支柱、漂流起点、针阔混
交林、针叶林、单竹坑、博物馆前草坪、吊桥、办公楼
内ꎮ 在秋季ꎬ观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支
柱、博物馆旁河中央的 ＮＡＩ 浓度与单竹坑、吊桥、博
物馆前草坪、办公楼内、针阔混交林、针叶林均有显
著差异ꎬ针阔混交林、针叶林与其他观测点均有显著
差异ꎬ单竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公楼内与其他
观测点有显著差异ꎬ观测点单竹坑、吊桥、博物馆前
草坪、办公楼内间无显著差异ꎬ针阔混交林、针叶林
间无显著差异ꎬ漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博
物馆旁河中央间无显著差异ꎮ 在夏季ꎬ观测点办公
楼内与其他点均有显著差异ꎬ单竹坑、吊桥、博物馆
前草坪与其他观测点有显著差异ꎬ针阔混交林、针叶
林与其他观测点有显著差异ꎬ漂流起点、小瀑布口、
小瀑布支柱、博物馆旁河中央与其他观测点有显著
差异ꎮ
图 １　 观测点夏季和秋季的 ＮＡＩ浓度 (个􀅰ｃｍ￣３)
数据为平均值 ± 标准误ꎬ多重比较采用 Ｄｕｎｃａｎ 法ꎬ同一
季节数据标注不同字母表示差异显著 (Ｐ<０.０５)ꎮ
Ｆｉｇ. １　 ＮＡＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ
ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ａｕｔｕｍｎ (ｉｏｎｓ􀅰ｃｍ￣３)　 Ｔｈｅ ｄａｔａ ｉｓ ｍｅａｎ ±
ＳＥ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｂｌｅꎬ ｕｓｉｎｇ Ｄｕｎｃａｎ’ｓ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｍｅｔｈｏｄꎬ
ｔｈｅ ｄａｔａ ｍａｒｋｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｓｅａｓｏｎ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ (Ｐ<０.０５) .
２.２ 各观测点空气负离子浓度聚类分析
用系统聚类方法对观测点春季和秋季空子负离
子进行聚类分析ꎬ由图 ２ 可知ꎬ组间距离较大、组内
距离较小ꎬ说明聚类结果较为理想ꎮ 观测点单竹坑、
吊桥、博物馆前草坪、办公楼内、针阔混交林、针叶林
归为一大类ꎻ漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博物
馆旁河中央归为一大类ꎮ 从观测点单竹坑、吊桥、博
物馆前草坪、办公楼内、针阔混交林、针叶林的聚类
分析(图 ３)看出ꎬ针阔混交林、针叶林一类ꎬ单竹坑、
吊桥、博物馆前草坪一类ꎬ办公楼内单独一类ꎮ 由观
测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博物馆旁河
中央的聚类分析(图 ４)可知ꎬ漂流起点、小瀑布口、
小瀑布支柱一类ꎬ博物馆旁河中央单独一类ꎮ 综上
可知ꎬ地面观测点(无水体)归为一类ꎬ其他有水体
的归为一类ꎬ说明观测点有无水体对 ＮＡＩ 有影响ꎮ
图 ３把陆地观测点再次聚类ꎬ发现茂密森林为一类ꎬ
稀疏林木为一类ꎬ室内单独为一类ꎬ说明植被组成及
室内外环境对 ＮＡＩ 水平有影响ꎮ 图 ４ 把有水体的
观测点再次聚类ꎬ漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱
为一类ꎬ博物馆旁河中央单独一类ꎬ说明水体的流态
对 ＮＡＩ浓度有影响ꎮ
２.３ 保护区 ＮＡＩ主要影响因子分析
２.３.１ 水体对 ＮＡＩ的影响　 水体能增加其周围空气
负离子的浓度ꎮ 由图 １可知ꎬ 有水体的观测点漂流
５２５５期　 　 　 　 　 张兵等: 广东车八岭国家级自然保护区空气负离子水平及其主要影响因子
图 ２　 各观测点聚类分析
Ｆｉｇ. ２　 Ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｌｌ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ
图 ３　 地面观测点聚类分析
Ｆｉｇ. ３　 Ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ
图 ４　 水面观测点聚类分析
Ｆｉｇ. ４　 Ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ
ｐｏｉｎｔｓ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ
起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博物馆旁河中央的空
气负离子浓度高于其他无水体的ꎮ 在夏季ꎬ观测点
漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、博物馆旁河中央
(有水体) 的空气负离子浓度为 ３０ ４００、 ３１ ０５０、
３０ ６００、３０ ８２５个􀅰ｃｍ￣３ꎻ单竹坑、吊桥、博物馆前草
坪、办公楼内、针阔混交林、针叶林(无水体)的空气
负离子分别为 ９ ９２５、 ９ ６７５、 ９ ７００、 ８ ７２５、 １２ ６００、
１２ ５００ 个􀅰ｃｍ￣３ꎮ 在秋季ꎬ观测点漂流起点、小瀑布
口、小瀑布支柱、博物馆旁河中央(有水体)的空气
负离 子 浓 度 分 别 为 １１ ０２５、 １０ ８７５、 １０ ７７５、
１４ ２２５ 个􀅰ｃｍ￣３ꎻ单竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公
楼内、针阔混交林、针叶林(无水体)的空气负离子
浓度分别为 ９２５、 ８２５、 ９７５、 ７２５、 ２ ２７５、 ２ ２００个􀅰
ｃｍ￣３ꎮ 总之ꎬ在不同季节有水体观测点空子负离子
浓度明显高于无水体的ꎮ
２.３.２ 季节对空气负离子的影响　 由图 １ 可知ꎬ在同
一观测点ꎬ夏季的空气负离子的数值均远远高于其
秋季的数值ꎬ其增量从 １ 到 １０ 依次为９ ０００、８ ８５０、
８ ７２５、 ８ ０００、 １０ ３２５、 １０ ３００、 １９ ３７５、 ２０ １７５、
１９ ８２５、１６ ６００ 个􀅰ｃｍ￣３ꎮ 总而言之ꎬ季节的变化会
显著影响空气负离子浓度ꎮ
２.３.３ 植被对 ＮＡＩ的影响　 保护区内地面(无水体)
各观测点 ＮＡＩ秋季为针阔混交林>针叶林>博物馆
前草坪>单竹坑>吊桥>办公楼内ꎬ夏季为针阔混交
林>针叶林>单竹坑>博物馆前草坪>吊桥>办公楼
内ꎬＮＡＩ浓度基本呈现森林>草地>室内的规律ꎬ其
中观测点单竹坑、博物馆前草坪在秋季的 ＮＡＩ 浓度
博物馆前草坪>单竹坑ꎬ而在夏季的值刚好相反ꎬ为
单竹坑>博物馆前草坪ꎬ可能是观测点单竹坑、博物
馆前草坪植物量相当ꎬ两者均无水体存在ꎬ受两观测
点海拔ꎬ风力和植被类型等综合影响ꎮ 秋季和夏季
观测点针阔混交林、针叶林的 ＮＡＩ 浓度显著高于单
竹坑、吊桥、博物馆前草坪、办公楼内ꎬ即森林内观测
点的空气负离子浓度高于森林外观测点(图 １)ꎮ
３　 讨论与结论
３.１ 讨论
广东车八岭自然保护区 ＮＡＩ 浓度明显高于广
州帽峰山 ＮＡＩ 浓度ꎮ 徐猛等(２００８)的研究表明帽
峰山林内空气负离子浓度基本在 ８４０ ~ １ ２００ 个􀅰
ｃｍ￣３ꎬ而车八岭自然保护区林内的空气负离子浓度
基本在５ ０００~７ ５００ 个􀅰ｃｍ￣３ꎬ这可能与车八岭自然
保护区植物多样性较高有关ꎬ车八岭保护区物种资
源丰富ꎬ仅调查鉴定的植物种类就已达１ ９２８种ꎬ隶
属于 ２９０科 ９２５属(张璐等ꎬ２００４)ꎮ 相对而言ꎬ帽峰
６２５ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
山森林公园的常见植物只有 １２５ 科ꎬ４４７ 种(刘惠明
等ꎬ２００３)ꎮ 车八岭自然保护区物种更加丰富ꎬ植被
覆盖率更高ꎬ因而空气负离子含量相对更高ꎮ
有水体的观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支
柱、博物馆旁河中央的空气负离子浓度高于其他无
水体的ꎮ 观测点漂流起点、小瀑布口、小瀑布支柱、
博物馆旁河中央的 ＮＡＩ 浓度之所以显著高于陆地
的ꎬ是因为观测点存在勒纳德效应ꎮ 在空气中ꎬ水滴
运动能量的消耗常常伴随着电荷的分离ꎬ在外加剪
切力作用下水滴剥离大水滴形成水雾ꎬ水雾从大水
滴表面脱离时带上负电荷(王洪俊ꎬ２００３)ꎮ 水滴破
碎之后较大液滴带有正电荷ꎬ在撞击下被空气带走
的小水雾液滴带有负电荷ꎬ从而形成负离子ꎮ 水的
喷溅等作用洗走了空气中的灰尘ꎬ对空气起到清洁
作用ꎬ使空气中的负离子数量不断累积ꎬ从而负离子
浓度逐渐上升ꎮ 小瀑布口、小瀑布支柱、博物馆河中
央、漂流起点因为有水体存在ꎬ存在勒纳德效应ꎬ使
其周边的空气负离子不断增加ꎬ从而使这些观测点
的浓度显著高于其他的ꎮ 秋季观测点的 ＮＡＩ 浓度
为博物馆旁河中央>小瀑布口>小瀑布支柱>漂流起
点ꎬ夏季的浓度从大到小依次为小瀑布口、博物馆旁
河中央、小瀑布支柱、漂流起点ꎬ说明秋季观测点博
物馆旁河中央勒纳德效应强于小瀑布口ꎬ而夏季观
测点的勒纳德效应变得更加强烈ꎬ导致其 ＮＡＩ 浓度
超过博物馆旁河中央达到最大 (王薇和余庄ꎬ
２０１３)ꎮ 水体的存在能明显增加其周围的空气负离
子数量ꎬ如何平等(２０１５)发现在含有水体的生态功
能区空气负离子浓度明显高于游客聚集区ꎻ司婷婷
等(２０１４)的研究表明负离子浓度与降雨强度有显
著正相关关系ꎮ 本研究仅从有无水体的角度分析了
其对 ＮＡＩ浓度的影响ꎬ为了更好地了解水体对 ＮＡＩ
浓度的影响ꎬ还可从水体流速、水体量等因素进一步
深入研究ꎮ
季节变化会显著影响空气负离子浓度ꎬ各观测
点夏季的空气负离子数量均高于其秋季空气负离子
数量ꎮ 夏季空气湿度较大ꎬ水滴对大气可吸入灰尘
等悬浮颗粒具有良好的清洗作用ꎬ从而能减少空气
中凝结核的数量ꎬ结果使空气中负离子的消亡速率
小于其生成速率(陈欢和章家恩ꎬ２０１０)ꎮ 本研究负
离子浓度增加ꎬ结果夏季观测点的空气负离子浓度
高于秋季的ꎮ 这与以往的研究结果一致ꎬ如徐猛等
(２００８)研究广州帽峰山林区空气负离子时发现该
区域夏季空气负离子浓度显著高于其他季节ꎮ
植物数量对空气负离子浓度有显著影响ꎬ如蒙
晋佳和张燕(２００４)研究表明植物数量与空气负离
子浓度有显著正相关关系ꎻ李少宁等(２０１０)发现有
植被地区空气负离子数值明显高于无植被区ꎻ肖红
燕等(２０１４)发现林地的空气负离子浓度明显高于
无林地区ꎮ 因为植物叶枝的尖端放电能生成大量负
离子ꎬ而植物稀少或无植物地区负离子一般是宇宙
射线、阳光中紫外线和地面放射性物质等作为电离
剂使空气电离后产生的ꎬ这些方式产生的空气负离
子数量比植物叶枝尖端放电所产生的要少得多(蒙
晋佳和张燕ꎬ２００４)ꎮ 由于针阔混交林、针叶林都富
含植物ꎬ所以其空气负离子浓度要高于其他 ４ 个观
测点ꎮ 另外ꎬ针阔混交林和针叶林内植物光合作用
强烈ꎬ蒸腾旺盛ꎬ易产生水汽ꎬ这进一步促进了空气
负离子生成(吴志萍等ꎬ２００７)ꎮ 本研究分析表明保
护区内地面(无水体)各观测点 ＮＡＩ 浓度基本呈现
森林>草地>室内的规律ꎬ但尚未分析不同环境下的
主要影响因素ꎬ因此还需进一步全面了解各个因素
对 ＮＡＩ浓度的影响大小ꎮ
空气负离子研究中ꎬ测定方法和仪器的稳定可
靠是研究结果可靠性至关重要的保障因素ꎮ 测定过
程中务必选择代表性观测点ꎬ应多次重复读取波峰
值ꎬ同时要求在相互垂直的 ４ 个方向进行测定ꎮ 鉴
于空气负离子浓度的易变性ꎬ在今后的研究中应进
行同一地点的多天连续观测ꎬ并将最高值、最低值、
平均值、中值、变异系数、方差等一一列出ꎬ这样有助
于更加全面客观地了解空气负离子ꎮ 另外ꎬ仪器在
使用前和使用过程中要不断进行调试校准ꎬ加强仪
器的保养和维护ꎮ 为了增强研究方法的科学性和结
果的可靠性ꎬ使不同学者的研究成果具有可比性和
相互参考价值ꎬ今后有必要制定空气负离子监测和
研究方法的行业标准ꎮ
３.２ 结论
通过对广东车八岭国家级自然保护区空气负离
子水平及其影响因素的研究ꎬ得到的主要结论如下:
(１)韶关车八岭自然保护区 ＮＡＩ 浓度较高ꎬ对空气
具有良好的清新作用ꎻ(２)季节对空气负离子有显
著影响ꎬ各观测点夏季空气负离子明显高于秋季ꎻ
(３)水体也对空气负离子影响显著ꎬ有水体观测点
高于无水体观测点ꎻ(４)植被与空气负离子浓度关
系密切ꎬ植物量大的观测点高于量少的观测点ꎬ植被
类型与空气负离子密切相关ꎬ夏季和秋季空气负离
子浓度表现为针阔混交林>针叶林>草坪>楼内ꎻ(５)
７２５５期　 　 　 　 　 张兵等: 广东车八岭国家级自然保护区空气负离子水平及其主要影响因子
不同季节ꎬ各观测点空气负离子浓度大小顺序有所
不同ꎬ说明空气负离子浓度受各因素的综合影响ꎬ在
不同的环境下ꎬ主要影响因素会发生变化ꎮ
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