自然状态下栓皮栎人工林空气负离子浓度与相对湿度的关系

摘要：

空气负离子是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,对人体的心理和生理机能具有重要的促进作用.随着森林生态旅游的兴起,空气负离子的发生过程及影响机制已成为生物气象、森林生态和森林康养等相关领域的研究热点.本研究以华北低丘山地栓皮栎人工林为试验对象,在2018年和2019年6-9月森林植被叶面积相对不变期间,定位观测获取人工林冠层空气负离子及微气象参数,采用Python软件筛选出光合有效辐射约为零,温度、风速及颗粒物浓度相对不变条件下的观测数据,分析空气湿度(RH)对空气负离子浓度(NAI)的影响特征,建立基于空气相对湿度的预测模型,并对模型进行检验.结果表明,在不同空气相对湿度范围内,空气负离子浓度随空气湿度的升高呈现三种变化趋势,在空气相对湿度35％～55％范围内,空气负离子浓度相对稳定,二者呈稳定常数关系;在相对湿度55％～75％范围内,空气负离子浓度迅速上升,二者呈线性递增关系;在相对湿度75％～95％范围内,空气负离子浓度适度下降,二者呈线性递减关系.在此基础上,构建了空气负离子浓度与空气相对湿度的分段拟合方程,3个湿度区间分别为NAI=729;NAI=9.396RH+198.994,决定系数(R2)为0.807(P<0.01);以及NAI=-4.849RH+1232.992,决定系数(R2)为0.642(P<0.01).各拟合函数的预测值与实测值均不存在显著差异,均方根误差(RMSE)分别为6.175、7.091、8.213,而RH在55％～75％和75％～95％范围内决定系数(R2)分别为0.806、0.836,模型的模拟精度高且均方根误差较小.说明构建的分段拟合函数能够准确反映空气相对湿度对空气负离子浓度的影响,可为进一步深入研究空气负离子对气候变化的响应机制提供基础依据.

关键词：空气负离子、空气湿度、估算模型、气象因子

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资助基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目CAFYBB2018ZA002

在线出版日期：2021-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：24-33