华北土石山区典型人工林空气负离子变化及其影响因子分析

• 作者: 张家兴 高峻
• 来源期刊: 林业科学研究
• 学科: 农学
• 关键词: 华北土石山区;典型人工林;空气负离子;随机森林模型;环境因子
• 年，卷（期）: 2025,（2）
• 页码范围: 65-73
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

[目的 ]探究华北土石山区典型人工林生长季与非生长空气负离子（NAI）的变化特征以及其影响因子的差异性，为揭示该地区不同季节影响NAI浓度的环境因子变化提供科学依据。[方法 ]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站的空气负离子、PM2.5、PM10和气象数据，分析该地区生长季与非生长季栓皮栎和侧柏的NAI变化特征，在此基础上，采用随机森林模型（RF）比较了影响NAI的主要环境因子及其重要性得分。[结果 ]生长季栓皮栎人工林NAI浓度日内变化呈单峰曲线，非生长季则不明显。生长季和非生长季侧柏人工林NAI浓度日内变化均呈单峰变化趋势，但峰值大小差异较大；观测期栓皮栎人工林平均NAI浓度(740.32 ion·cm-3)>侧柏(703.74 ion·cm-3)（p<0.01），其中，生长季栓皮栎人工林日均NAI浓度(858.94 ion·cm-3)>侧柏(724.33 ion·cm-3)（p<0.01）；非生长季侧柏人工林日均NAI浓度(683.16ion·cm-3)>栓皮栎(621.70 ion·cm-3)（p<0.01）；生长季空气温度（Ta）、相对湿度（RH）、饱和水汽压亏缺（VPD）、光合有效辐射（PAR）等气象因子均高于非生长季，而颗粒物（PM2.5、PM10）表现为非生长季高于生长季，且同时期PM10浓度>PM2.5浓度，风速（WS）生长季与非生长季差异不明显；随机森林模型显示，生长季影响栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为VPD、PAR和WS，其重要性得分分别为20.22、15.08、14.71和25.08、16.76、16.49；非生长季影响栓皮栎人工林NAI浓度的主要环境因子为PM2.5、WS和PM10，其重要性得分分别为33.36、17.58和14.28，影响侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为WS、PM2.5和PM10，其重要性得分分别为17.51、15.89和14.62。[结论 ]华北土石山区生长季栓皮栎与侧柏NAI浓度日内变化均呈单峰曲线，非生长季栓皮栎NAI浓度变化不明显，而侧柏呈单峰曲线。栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度差异显著，其中，生长季人工林的NAI浓度栓皮栎>侧柏，非生长季人工林的NAI浓度侧柏>栓皮栎，观测期内栓皮栎NAI浓度高于侧柏NAI浓度。影响该地区典型人工林NAI浓度的环境因子季节差异明显，生长季主要的环境因子是VPD和PAR，而非生长季的主要环境因子是颗粒物和WS。