1 青岛市园林和林业综合服务中心，山东青岛 266000 2 青岛市森林防火监测预警中心，山东青岛 266000 3 胶州市自然资源和规划局，山东胶州 266300
森林生态系统因其复杂的组成结构而具有多种生态功能。森林能够固碳释氧、释放负离子、产生萜烯类物质、吸附粉尘和大气污染物、调节空气温度和湿度、降低环境噪声、风速以及各类环境辐射，因此能够改善环境质量。城市森林的主导功能是保护和改善人类居住环境、提升环境空气质量，量化城市森林的各种环境效益，对于建设和保护城市森林具有重要意义。
为量化青岛市森林在改善人居环境质量中的作用，在全市范围内，选择有代表性的样点，利用仪器实地测定了青岛市森林的各种环境效益，具体指标包括：空气负离子浓度、空气氧含量、空气萜烯类物质含量、空气温度和湿度、风速、空气颗粒物含量、环境噪声、环境紫外辐射和电磁辐射。现报告如下：
1． 研究内容
实地测定青岛市森林改善人居环境质量的作用，具体包括：森林释放氧气、产生负离子、释放萜烯类物质、降低噪音、调节空气温湿度、降低辐射（紫外辐射和电磁辐射）、降低风速等。
2． 研究方法及测定指标
在青岛全市范围内，选择典型样地，实地测定了不同植被类型下的环境质量指标。青岛全市共选择样地81个，其中平度21个，莱西11个、即墨9个、胶州11个、成员8个、黄岛6个、胶南6个、崂山3个、青岛市区6个。样地分布、植被类型见附表1。测定指标包括：空气氧浓度、空气负离子浓度、空气萜烯类物质浓度、空气PM2.5/10含量、空气湿度和温度、环境噪声、环境电磁辐射、环境紫外线辐射和风速。
3． 测定仪器
各指标测定所用仪器如下：
1）空气氧浓度：PTM400氧气检测仪；
2）空气负离子浓度：Epex-大气负离子监测仪；
3）萜烯类物质采样：QC-1S型大气采样仪；
4）PM2.5/10测定仪：Metone 831便携式粉尘仪；
5）空气湿度和温度测定：TESTO 610温湿度仪；
6）噪声测定：AWA5680 积分声级计；
7）电磁辐射测定：TES-593高频电磁波污染强度计；
8）紫外线辐射：UV-A紫外辐照计(双通道)；
9）风速测定：testo 410-1 - 叶轮风速测量仪。
4 .结果与分析
4.1 不同植被类型的空气负离子浓度
森林空气中的负离子具有明显的生态效益，其含量是评价空气质量的一项重要指标，同时负离子对人体健康有益，随着当前健康游、生态游等旅游新观念的出现，许多负离子浓度高的森林被辟为旅游景点，负离子成为一种宝贵的旅游资源。
青岛市不同植被类型空气负离子的测定结果显示，相对于无林地和农田，青岛市各种植被类型中空气负离子浓度均较高，特别是山地森林和沿海湿地，负离子浓度的平均值达到了3000个/m3以上，其次为水源涵养林，负离子浓度的均值都在2000个/m3以上。就不同树种的林分而言，针叶林内的负离子浓度最高，平均为3180个/m3，其次为针阔混交林，平均为2478个/m3。海边沙滩的负离子浓度也较高，平均为2039个/m3，表明海边的空气质量优良。
4.2 不同植被类型的空气氧含量
森林、湿地与海洋是地球生命的氧气来源。研究表明，地球上产生氧气最多的生态系统为海洋，海洋中的浮游植物含量大，表面积也大，而耗氧量相对较低，因此其产生的氧气远高于森林和湿地。森林是陆地生态系统的主体，森林覆盖率与全球植物的光合作用总能力成正比关系，树木和森林通过光合作用，源源不断地制造氧气，维持了地球的氧气平衡。通过选择有代表性的样地，实地测定各类小环境中空气的氧气浓度，可以更为深入了解青岛森林和湿地释放氧气的生态效益。
实地测定结果显示，林内空气氧气含量平均值为21.19%，林外平均值为21.12%，林内氧含量高于林外0.07个百分点，无论是林内还是林外，空气氧含量均高于市区的平均值，林内高出市区0.27个百分点，高出标准空气氧含量0.24个百分点，显示出林区的氧吧特性。
4.3 森林空气中的萜烯类物质
医学实验表明，树木挥发的萜烯类物质具有刺激神经、增强体力、消除疲劳、抗菌抗癌、松弛精神、稳定情绪、降低血压等功效，被称为“森林杀菌素”、“森林维生素”。森林释放的萜烯具有多种疗效，近年来，风靡全球的“森林疗养院”、“绿茵疗养院”或“花园医院”等，就是将医院建于森林中，主要是通过患者在森林中住宿一段时间，不吃药、不打针，用散步、慢跑、读书、下棋、绘画、唱歌、游戏等形式，呼吸森林中树木散发出来的芳香萜烯物质（单萜烯、倍半萜烯和双萜烯），以达到治疗疾病、强身健体的目的。
本项目通过采集不同林分中的空气样品，于实验室内分析了空气样品中萜烯类物质的种类及含量。测定分析显示，青岛市各样点森林释放的有机化合物中有烃、烃的衍生物等，各种物质中以烃类物质为主，兼有醛、酸、酯类物质，也有少量的醚和杂环物质等，其中萜烯类物质10多种，主要包括α－蒎烯、1Rα－蒎烯、1Sα－蒎烯和蒈烯等单萜烯以及长叶烯、绿叶烯、石竹烯等少量多萜烯。森林释放的萜烯类物质种类和浓度与森林类型有关，其中针叶林释放的单萜烯物质较多，且针叶林释放的萜烯类物质总浓度也较高。林分中萜烯类物质的平均浓度为0.0143μg/m³。
4.4 森林内外空气温度和湿地的差异
城市森林最明显的气候效应就是调节小环境中的空气温度和湿度。实地测定结果显示，除个别样点外，绝大部分样点林分内空气温度均低于林分外，林分内外空气温差最高可达7.84℃，平均温差为2.50℃；大部分样点林分内空气湿度均高于林分外，最大可以增加湿度17.98个百分点，平均增加湿度3.69个百分点。林分降温效果为8.55%，增湿效果为10.69%。
4.5 森林内外风速的差异
森林可以降低风速。风入森林后，由于摩擦和阻挡作用，风速很快减小。森林降低风速的作用与林地面积、林高、林分密度和树种组成有关。实测结果显示，大部分样点林内风速均小于林外，林分最大可降低风速1.60 m/s 。林内平均风速为0.66 m/s，林外平均风速为0.78 m/s，林分平均降低风速0.12 m/s。林分降低风速的效果为18.64%。
4.6 森林内外颗粒物的差异
可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）既是造成空气污染的主要原因之一，也是大部分城市的首要污染物。森林在减少空气中颗粒物的作用已经受到人们的高度关注。测定结果显示，相同气候和空气污染条件下，森林能明显减少空气中PM2.5和PM10的浓度，尤其是减少PM10的效果更为明显。测定林分减少PM2.5浓度最大可达71.84μg/m3，平均减少13.94μg/m3，减少PM2.5能力最大为137.62%，平均减少23.31%；减少PM10浓度最大可达121.26μg/m3，平均减少53.91μg/m3，减少PM10能力最大为63.98%，平均减少26.60%。
4.7 森林内外环境噪声的差异
城市噪音是现代城市生态公害之一，它影响到人的心情、工作和生命。城市森林和绿篱均可降低噪音。采用噪声仪对森林内外的样地进行测定，结果显示，林内噪声值均小于林外噪声值，林内平均噪声值为50.96 dB，林外平均噪声值为56.31 dB，平均降低噪音5.35 dB，降噪效果为10.5%。当林分密度增大或林带宽度增加时，林分的降噪效果更为明显。
4.8 森林内外紫外辐射的差异
森林主要是通过绿色植物，吸收阳光中的紫外线，减少紫外线对人体的伤害。紫外线强度的单位为μW/cm2。采用UV-A紫外辐照计对森林内外的样地进行测定，结果显示，林内树荫下紫外辐射强度均小于林中空地的紫外辐射强度，更小于林外空地。林内树荫下的平均紫外辐射强度为200 μW/cm2，林内空地的平均紫外辐射强度为631 μW/cm2，是林荫下紫外辐射强度的3倍，而林外空地的平均紫外辐射强度则高达1562 μW/cm2，是林内林荫下紫外辐射强度的8倍。可见，林内植物吸收紫外线的效益显著。
4.9 森林内外电磁辐射的差异
林木对电磁能量有吸收作用，在电磁场区，大面积种植林木，增加电波在媒介中的传播衰减，可大大衰减电磁场的强度。
实地测定分析显示，林内电磁场强度明显低于林外，林内平均最大电磁场强度为143.86 mV/m，林外平均最大电磁场强度则达461.31 mV/m，是林内的3.21倍；林内平均电磁场强度为40.55 mV/m，林外平均电磁场强度为99.13 mV/m，是林内的2.44倍。亦即，林分衰减电磁场的能力可达144.44%。