北京西山典型游憩林生态保健功能研究

摘要

生态保健游憩成为现代城市居民的必然需求，呼吸新鲜空气是保健游憩的主要目的，北京西山是北京市民进行游憩活动的重要区域。本文以百望山森林公园为例，从空气质量和人体身心反应两个方面研究了北京西山三种典型游憩林（侧柏纯林、黄栌纯林、混交林）的生态保健功能。空气质量指标主要选取了气候舒适度、空气悬浮颗粒物（包括TSP、PM10、PM2.5、PM1.0）、空气微生物（包括细菌、真菌）、空气负离子水平、有机挥发物，这些指标于2007年一年四季昼夜同步观测（其中挥发物只在侧柏林于春、夏、秋三季和黄栌林于夏、秋季观测），并在市区万泉河绿地于秋季作了对比观测，在这几个指标分别研究的基础上，又用主成分分析和灰关联分析评价了游憩林空气保健指数（AHI）；至于人体对游憩林身心反应的研究，通过简明心境状态量表（BPOMS）问卷调查人体对游憩林的主观感受，并用澳大利亚埃德公司（ADInstruments）出产的PowerLab系统测定游憩前后人体身心指标的变化。通过研究，得出以下初步结论：
　　1、北京西山几种典型游憩林均具有巨大的生态保健作用，通过显著的减尘、抑菌、增加空气负离子能力，以及释放许多对人体有益的有机挥发物等作用，使得到北京西山游憩后人体情绪趋于稳定放松，身心健康得到明显改善。
　　2、一年内，北京西山几种典型游憩林与保健有关的空气质量和小气候舒适情况有着明显的季节变化。①林内小气候夏季舒适期最长，其次为秋季和春季。②TSP和PM10浓度秋季最低，PM2.5和PM1.0浓度最低的季节是春季；PM10、PM2.5、PM1.0浓度冬季最高，夏季次之。③空气真菌和微生物总量夏季>春季>秋季>冬季，空气细菌春季>夏季>秋季>冬季。④空气负离子夏季最高，冬季次之。⑤侧柏林有机挥发物成分种类春季>夏季>秋季，TBVOC浓度秋季>夏季>春季；黄栌林有机挥发物成分夏季远高于秋季，而TBVOC浓度秋季>夏季。⑥AHI冬、春季明显最低，秋季稍高于夏季。
　　3、一天中，北京西山几种典型游憩林由各指标所反映的空气质量和最适游憩时间不尽相同。①春、秋季林内小气候舒适期集中在9：00～17：00；夏季小气候全天均使人感到舒适（混交林11：00除外）；冬季气候舒适度显示外出游憩应选择13：00左右。②空气细菌和微生物总量日变化趋势一年四季基本上均呈早（9：00）、晚（17：00～23：00）高，中午前后（11：00～15：00）和凌晨低的“双峰双谷”型，而空气真菌多呈“三峰三谷”型。③四种粒径空气颗粒物日变化趋势在4个季节均近似呈早上7：00～9：00和晚上19：00～3：00高、午后15：00左右和凌晨5：00左右低的“双峰双谷”型。④空气负离子春、夏、冬均表现出凌晨到早上高、白天低的日变化趋势，秋季日变化曲线近似呈“双峰双谷”的“M”型。⑤游憩林有机挥发物在不同季节的日变化因不同成分而异，TBVOC近似呈“三峰三谷”型，高峰多出现在9：00～11：00、17：00～21：00和5：00左右。⑥由 AHI来看，北京西山典型游憩林一年四季的全天几乎均可进行游憩活动。春季13：00～17：00最适合；夏季最适游憩时间是傍晚17：00～19：00和早上9：00～11：00；秋季最佳游憩时间是11：00～17：00；冬季9：00～15：00外出游憩最佳。
　　4、不同游憩林相比较，林内气候舒适度和空气质量存在一定差异。①春、秋季混交林小气候使人感到舒适的时间较长；而夏季小气候舒适程度以侧柏林（白天）和黄栌林（夜间）为高。②空气颗粒物浓度侧柏林夏秋季个别时刻较高，且夜间高峰出现迟、高峰值大、高峰期持续时间长。③空气微生物一般以侧柏林最低，混交林最高。④春季侧柏林空气负离子最高，其他季节混交林最高。⑤AHI显示北京最冷的冬季和最热的夏季户外游憩时，应首先选择常绿的侧柏林，而春季应多考虑混交林。
　　5、游憩林内与生态保健有关的几个因子相互间存在密切的关系。①空气细菌与空气颗粒物特别是TSP呈显著正相关。②空气负离子与空气颗粒物呈负相关，而且粒径越大负相关性越显著。③空气负离子具有抑菌作用（尤其对空气细菌）。④植物有机挥发物在一定程度上能抑制空气微生物、增加空气负离子。
　　6、小气候因子会影响游憩林空气质量指标，风、雨、雪、雾、云等不同天气条件下游憩林空气质量也会有很大差别，这些天气因素对空气质量的影响往往是交叉的，而且还受季节变化等其他因素的制约。
　　最后，文中提出了游憩林保健功能研究的一些建议和发展方向。①统一保健指标的观测方法；②完善游憩林保健功能的综合指数；③加强游憩林对人体身心健康效应的直接研究；④加强理论研究的宣传应用，借鉴天气预报的形式将游憩林空气质量向公众实时预报，以指导市民的出行；⑤通过合理的树种选择和配置构建以人为本的城市游憩林。
　　本项研究补充了先前对城市绿地保健作用只考虑环境质量而缺乏人体反应的不足；打破了先前的零散研究而较为系统地研究了游憩林保健功能的动态变化及其相互关系；初次提出并制定了表征游憩林保健效应的AHI。这为游客外出时间的选择、游憩林的建设和管理提供了理论依据，同时也为旅游区空气质量的预报提供了重要思路。

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表目录

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究的主要内容与进展评述

1.3 研究目标和主要研究内容

1.4 研究技术路线

第二章 研究地概况与研究方法

2.1 研究地概况

2.2 研究方法

第三章 游憩林气候舒适度

3.1 游憩林气候舒适度日变化

3.2 游憩林气候舒适度季节变化

3.3 小结

第四章 游憩林空气悬浮颗粒物

4.1 空气悬浮颗粒物浓度季节变化

4.2 空气悬浮颗粒物浓度日变化

4.3 北京西山游憩林空气颗粒物污染程度评价

4.4 影响游憩林空气悬浮颗粒物水平的非生物因素

4.5 小结

第五章 游憩林空气微生物

5.1 空气微生物含量季节变化

5.2 空气微生物含量在不同季节的日变化

5.3 北京西山典型游憩林空气微生物污染程度评价

5.4 影响游憩林空气微生物含量的环境因子分析

5.5 小结

第六章 游憩林空气负离子水平

6.1 空气负离子水平季节变化

6.2 空气负离子水平日变化

6.3 以空气负离子为标志的北京西山游憩林空气质量评价

6.4 影响游憩林空气负离子水平的环境因子分析

6.5 小结

第七章 游憩林有机挥发物

7.1 侧柏林主要BVOC成分及变化简要介绍

7.2 黄栌林主要挥发物成分及变化

7.3 小结

第八章 游憩林生态保健功能指标之间的关系

8.1 空气悬浮颗粒物、空气微生物及空气负离子三者间的关系

8.2 游憩林BVOC与其他保健指标间的关系

8.3 小结

第九章 游憩林空气保健指数（AHI）综合评价

9.1 不包括游憩林内有机挥发物的AHI

9.2 包括游憩林内有机挥发物的AHI

9.3 小结

第十章 游憩林对人体的健康效应

10.1 游憩林的减尘效应

10.2 游憩林的抑菌效应

10.3 游憩林的空气负离子增加效应

10.4 游憩林对人体身心健康的影响

10.5 小结

第十一章 结论与讨论

11.1 结论

11.2 讨论

11.3展望与建议

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢