王艷英，王成*，董建文，董建華，王茜，傅偉聰

1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)所國(guó)家林業(yè)局森林培育重點(diǎn)試驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)局城市森林研究中心，北京 100091；2. 溫州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 溫州 325006；3. 福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建 福州 350002；4. 杭州市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310016

基于開場(chǎng)試驗(yàn)的森林環(huán)境保健功能研究

王艷英1,2，王成2*，董建文3，董建華4，王茜2，傅偉聰3

1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)所國(guó)家林業(yè)局森林培育重點(diǎn)試驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)局城市森林研究中心，北京 100091；2. 溫州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 溫州 325006；3. 福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建 福州 350002；4. 杭州市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310016

對(duì)森林環(huán)境的保健功能進(jìn)行研究，可為生態(tài)旅游資源的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。采用開場(chǎng)試驗(yàn)（OFT），對(duì)在森林和室內(nèi)環(huán)境中生活的小白鼠行為學(xué)指標(biāo)變化進(jìn)行分析，研究森林環(huán)境對(duì)小白鼠自發(fā)行為的影響，進(jìn)而綜合評(píng)價(jià)森林環(huán)境的保健功能。結(jié)果表明，（1）常綠闊葉混交林和柳杉（Cryptomeria fortunei）林的群落結(jié)構(gòu)組成有很大的不同，但其林分環(huán)境對(duì)小鼠自發(fā)行為的動(dòng)物驗(yàn)證具有很多類似的規(guī)律，試驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠自發(fā)活動(dòng)指標(biāo)呈階段性變化，初期差異不顯著，但隨環(huán)境因子影響的累積，中后期差異明顯。（2）以柳杉林和常綠闊葉混交林中的小白鼠與對(duì)照組自發(fā)活動(dòng)指標(biāo)差距最大值來看，其運(yùn)動(dòng)總路程比對(duì)照組分別要高31.49%（P=0.009）和46.64%（P=0.031），小鼠中央格運(yùn)動(dòng)路程、穿越次數(shù)、站立次數(shù)分別是對(duì)照組的2.58倍（P=0.016）和1.98倍（P=0.009）、2.24倍（P=0.011）和1.42倍（P=0.035）、1.41倍（P=0.007）和1.41倍（P=0.019）；邊角活動(dòng)時(shí)間分別比對(duì)照組要少 7.1%（P=0.004）和 7.81%（P=0.007）；小鼠的體質(zhì)量分別為對(duì)照組的 1.27（P=0.000）和1.15倍（P=0.029），小鼠的糞便粒數(shù)分別比對(duì)照組要少30.1%和30.2%，降低幅度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)照組。（3）福州旗山森林環(huán)境對(duì)提高小鼠的興奮性、增加小鼠的探索認(rèn)知能力、緩解焦慮狀態(tài)、增強(qiáng)食欲等方面有促進(jìn)作用。

開場(chǎng)試驗(yàn)；自發(fā)活動(dòng)；室外模擬；森林浴

森林以其優(yōu)美的景觀、清新的空氣、舒適的體感等集多感效應(yīng)于一體的優(yōu)勢(shì)，受到市民的青睞。在森林中漫步和呼吸植物釋放的清香氣味，不僅可以愉悅身心，而且可以釋放壓力（Ohira等，1999）。森林對(duì)人體的保健功能不僅成為世界研究的熱點(diǎn)而且研究的內(nèi)容也逐步地深入。日本醫(yī)科大學(xué)李卿等研究表明森林療法可以提高人體自然抗體（NK）活性和抗癌蛋白的數(shù)量（Li，2012；Li等，2008a）。其森林療法已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)并成為被人們廣泛接受的治療活動(dòng)。赤澤自然休養(yǎng)林是日本的森林浴發(fā)祥地，其主要樹種為日本柳杉(Cryptomeria japonica），宮崎良文等研究發(fā)現(xiàn)柳杉釋放出對(duì)人體有益的芬多精，其中，α-蒎烯含量特別高，具有放松和解除壓力的作用。目前對(duì)森林環(huán)境保健功能的研究，國(guó)內(nèi)主要集中在森林保健功能的論述方面（郄光發(fā)等，2011；胡譯文和楊軍，2012；王小婧和賈黎明，2010），機(jī)理性分析主要集中在森林有機(jī)揮發(fā)物成分鑒定（李娟等，2010；郭二果，2008）和森林環(huán)境小氣候、舒適度、空氣負(fù)離子、懸浮顆粒物濃度等保健因子的變化規(guī)律和綜合評(píng)價(jià)方面，森林保健功能的證實(shí)性研究還不多。國(guó)際上把研究森林對(duì)人體保健功能的學(xué)科稱為“森林醫(yī)學(xué)”，并成立了國(guó)際自然與森林醫(yī)學(xué)會(huì)組織（INFOM），日本在森林醫(yī)學(xué)上的研究比較深入，從對(duì)人體免疫功能、內(nèi)分泌系統(tǒng)、心血管和代謝指標(biāo)等的影響都有了深入的研究（Li等，2007；Li等，2008b；Li，2010）。這些研究雖然深入細(xì)致，但沒有考慮到以人為樣本，具有社會(huì)復(fù)雜性因素的干擾。以醫(yī)學(xué)上常用的動(dòng)物為研究對(duì)象，能使研究結(jié)果更加客觀。曠場(chǎng)自發(fā)活動(dòng)試驗(yàn)在神經(jīng)精神藥理學(xué)、行為藥理學(xué)、毒理學(xué)等各個(gè)方面得到廣泛的應(yīng)用（Carey等，2000）。自發(fā)活動(dòng)量是評(píng)價(jià)中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮或者抑制狀態(tài)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，本課題組在前期室內(nèi)控制比較分析側(cè)柏（Platycladus orien-talis）、雪松（Cedrus deodara）、香樟（Cinnamomum camphora）、白皮松（Pinus bungeana）枝葉揮發(fā)物對(duì)小白鼠自發(fā)行為的影響方面做了一些前期研究，確定了開場(chǎng)試驗(yàn)是一個(gè)效果較好的研究方法。本研究在此前的研究基礎(chǔ)之上，以昆明種小白鼠為研究對(duì)象，從醫(yī)學(xué)角度出發(fā)，挖掘和開發(fā)森林的保健功能，以期為城市居民更好的預(yù)防疾病、增強(qiáng)體質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)，為森林浴保健功能的認(rèn)識(shí)和開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 研究地概況

1.1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于福州市閩侯縣西南部南嶼鎮(zhèn)旗山森林公園內(nèi)，東經(jīng)119°4′48"，北緯26°6′36"，面積3587 km2。海拔多在400～800 m之間，最高海拔為1010 m。動(dòng)植物種類繁多。森林植被保持良好，通常具有喬灌草3層以上的結(jié)構(gòu)層，森林覆蓋率 89.33%，典型的林分類型有針葉林、針闊葉混交林、常綠闊葉林及竹林。旗山所在地屬暖濕的亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候宜人，雨量充沛，無霜期長(zhǎng)達(dá)326 d，氣候溫和，年均氣溫在16～20 ℃左右，年均日照數(shù)為1700～1980 h，年均降水量為900～2100 mm，年相對(duì)濕度約77%。地理位置優(yōu)越，距福州市中心僅23 km，緊鄰G70銀福高速，福詔高速、省道S203、國(guó)道G316，從福州臨近地區(qū)到達(dá)旗山的交通都十分便利，具有開發(fā)森林浴場(chǎng)的潛力（黃甜，2013）。

1.2 研究地選擇

本研究選擇柳杉林群落和常綠闊葉混交林群落這兩個(gè)典型森林群落作為研究對(duì)象，它們的共同特點(diǎn)是地勢(shì)平緩、林分質(zhì)量良好，且林緣都為機(jī)動(dòng)車道，與其他類型森林群落的交叉影響作用相對(duì)較小，另外，常綠闊葉混交林分內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了初步開發(fā)，設(shè)有石階人行步道。各樣地詳細(xì)情況如下：

所選柳杉林群落面積12000 m2，為單一柳杉純林。喬木層為柳杉，郁閉度為0.9，林齡25 a，平均樹高18.5 m，平均胸徑22 cm；草本層以蕨類為主，主要為金毛狗蕨（Cibotium barometz）、扇葉鐵線蕨（Adiantum flabellulatum）、狹葉毛鱗蕨（Tricholepidium angustifolium）等。

所選常綠闊葉混交林群落面積19480 m2，為旗山森林公園典型的常綠闊葉混交林。喬木層組成為：筆羅子（Meliosma rigida）、木荷（Schima superba）、虎皮楠（Daphniphyllum oldhami)、楊梅（Myrica rubra）、藍(lán)果樹（Nyssa sinensis）、栲樹（Castanopsis fargesii）、細(xì)柄阿丁楓（Altingia gracilipes）、米櫧（Castanopsis carlesii）、青岡（Cyclobalanopsis glauca）等，森林郁閉度達(dá)0.7，喬木層平均樹高為17.5 m。灌木層組成為：山櫸樹(Zelkova serrata)、杜鵑（Rhododendron simsii）、光葉 山 礬 （ Symplocos lancifolia）、 天 竺 桂（Cinnamomum pedunculatum）、黃瑞木（Adinandra millettii），高度范圍為1.0～2.5 m；草本層主要為茜草（Rubia cordifolia）、菟絲子（Cuscuta chinensis）、金扁柏（Platycladus orientalis）、金毛狗蕨（Cibotium barometz）、深山含笑（Michelia maudiae）、野草莓（Fragaria vesca）等，覆蓋度達(dá)到60%。

室內(nèi)環(huán)境選在旗山森林公園雙峰村的民居房?jī)?nèi)，房間面積20 m2，東西朝向，環(huán)境安靜、清潔、無噪音及氣味污染源。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

KM 普通級(jí)小白鼠，4周齡，每只體質(zhì)量在18～20 g，20只，雌雄各半，由福州吳氏試驗(yàn)動(dòng)物中心提供。領(lǐng)養(yǎng)后在試驗(yàn)室飼養(yǎng)3 d以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境再進(jìn)行試驗(yàn)。在適應(yīng)期階段，每5只同性別小白鼠飼養(yǎng)在290 mm×180 mm×160 mm的籠具中，供應(yīng)充足的水和鼠飼料。在森林環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境中選取懸掛的時(shí)間段為9:00─15:00，15:00后取回至開場(chǎng)試驗(yàn)室進(jìn)行自發(fā)活動(dòng)量的測(cè)定。在非試驗(yàn)時(shí)間，小鼠自由進(jìn)食和飲水。

2.1.2 室內(nèi)外模擬箱

將31.5 cm×13 cm×17 cm捕鼠籠進(jìn)行改造，底部加木板固定，防治老鼠糞便灑落；頂部?jī)啥思予F絲連接，便于鼠籠在森林和室內(nèi)環(huán)境中懸掛，如圖1所示。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 試驗(yàn)方法

開場(chǎng)試驗(yàn)（OFT）是用于評(píng)價(jià)動(dòng)物自發(fā)活動(dòng)以及焦慮狀態(tài)的經(jīng)典行為學(xué)試驗(yàn)，因其操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)豐富，能對(duì)動(dòng)物的自發(fā)行為、探索行為和焦慮狀況進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，在神經(jīng)學(xué)和藥理學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用（Hart等，2010）。本研究采用Super-Maze動(dòng)物行為視頻分析系統(tǒng)進(jìn)行開場(chǎng)試驗(yàn)，系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、圖像采集分析軟件3部分組成。曠場(chǎng)試驗(yàn)箱規(guī)格為50 cm×50 cm×50 cm，材質(zhì)為醫(yī)用有機(jī)板，底板為黑色，四壁為白色，上部開敞，可同時(shí)追蹤8只小白鼠的自發(fā)活動(dòng)情況，實(shí)時(shí)同步記錄小白鼠活動(dòng)錄像及軌跡圖。自動(dòng)計(jì)算出小白鼠的總路程、每個(gè)區(qū)域的路程、平均速度、潛伏期、靜止時(shí)間、進(jìn)入次數(shù)等。本試驗(yàn)將自發(fā)活動(dòng)箱分為16宮格，其中6、7、10、11定義為中央格區(qū)域，其他為邊角區(qū)域（圖 2所示）。視頻攝像頭跟蹤記錄小白鼠中心點(diǎn)，各組平行操作。這種自動(dòng)視頻分析系統(tǒng)有效地避免了人工計(jì)數(shù)的主觀誤差和動(dòng)物組間差異，增加了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

圖1 室內(nèi)外模擬箱Fig. 1 Indoor and outdoor simulation box

圖2 16宮格示意圖Fig. 2 Sketches of the Sixteen grids

將飼養(yǎng)籠中的小白鼠隨機(jī)分組，分為處理組和對(duì)照組，每組 10只，雌雄各半，用黑色記號(hào)筆在小白鼠尾部進(jìn)行標(biāo)號(hào)。試驗(yàn)期當(dāng)天9:00前對(duì)每只小白鼠稱質(zhì)量，然后放入室內(nèi)外模擬箱中，將其中10只放入室外模擬箱中懸掛在森林環(huán)境中，另外 10只懸掛在室內(nèi)空曠房間中。從上午9:00連續(xù)懸掛至下午15:00，共計(jì)6 h。期間小白鼠不飲水、不進(jìn)食。15:00后將2組小白鼠取回試驗(yàn)室，放入開場(chǎng)試驗(yàn)箱中觀察自發(fā)行為，每批動(dòng)物觀察5 min，共測(cè)試6 d。另外每次試驗(yàn)后，用 75%的酒精擦拭開場(chǎng)箱并使其揮發(fā)完全，確保不使殘留的小鼠尿跡和糞便影響其他小鼠的測(cè)試效果。

2.2.2 主要測(cè)定指標(biāo)

2.2.2.1 運(yùn)動(dòng)總路程

運(yùn)動(dòng)總路程是評(píng)價(jià)中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮或者抑制狀態(tài)的一項(xiàng)重要指標(biāo)（Carey，2000）。中樞神經(jīng)興奮時(shí)，總活動(dòng)量增加；中樞神經(jīng)抑制時(shí)，總活動(dòng)量減少（孫慶弟等，2012；Uzbayi等，2007）。因此，曠場(chǎng)試驗(yàn)中總路程和平均速度，被視為反映小鼠自發(fā)活動(dòng)的主要數(shù)據(jù)（Walz等，2004）。

2.2.2.2 中央格運(yùn)動(dòng)路程和次數(shù)

趨避性是指動(dòng)物避開中央?yún)^(qū)域而集中在邊角運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，是嚙齒類小鼠對(duì)新異環(huán)境恐懼的本能反應(yīng)（Dallas等，1988），也是深入地研究其他焦慮癥狀的一個(gè)最基本的參考（Crawley，1999）。經(jīng)過大量臨床醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，抗焦慮藥物能有效降低這種趨避性（Choleris等，2001）。開場(chǎng)試驗(yàn)箱對(duì)于小白鼠來說是一種新穎的空間。偏愛邊角活動(dòng)，避開中央?yún)^(qū)域，對(duì)于嚙齒類小白鼠來說是一種生物趨避性。在開場(chǎng)試驗(yàn)中，動(dòng)物在中央?yún)^(qū)域活動(dòng)、中央—周邊穿梭等自發(fā)行為能有效反映對(duì)新環(huán)境的探索欲望水平和環(huán)境適應(yīng)能力。探索欲越強(qiáng)表示環(huán)境適應(yīng)能力越強(qiáng)，焦慮水平越低（亓?xí)喳惡土治木辏?005）。

2.2.2.3 邊角活動(dòng)時(shí)間

嚙齒類動(dòng)物焦慮性的指標(biāo)，通常用曠場(chǎng)中的邊角時(shí)間來評(píng)價(jià)（Chen等，2007）。邊角時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)，說明小鼠有抑郁、焦慮傾向。

2.2.2.4 站立次數(shù)

小白鼠在開場(chǎng)試驗(yàn)中的修飾行為很多，包括站立、跳躍、理毛、旋轉(zhuǎn)等；站立指小鼠前肢離開地面的行為（Choleris，2001）。在本研究中，只統(tǒng)計(jì)小鼠站立次數(shù)。

2.2.2.5 體質(zhì)量變化

小白鼠的體質(zhì)量變化能很好地反映其食欲狀況的變化。

2.2.2.6 糞便粒數(shù)

小白鼠在試驗(yàn)階段所排糞便粒數(shù)的多少反映其緊張程度。

2.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用One way ANOVA方法統(tǒng)計(jì)，利用Excel 2003繪制圖表。

3 結(jié)果與分析

3.1 運(yùn)動(dòng)總路程

此項(xiàng)研究中，因?yàn)闀鐖?chǎng)試驗(yàn)時(shí)間都設(shè)定為 5 min，總路程和平均速度具有一致性，所以只分析運(yùn)動(dòng)總路程的差異。為保證實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性，柳杉組和常綠闊葉混交林組分別設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的空白對(duì)照組（以下分析指標(biāo)皆同）。

開場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，每組進(jìn)行6 d開場(chǎng)試驗(yàn)后，與對(duì)照組相比較，LS組小白鼠的自發(fā)總活動(dòng)量明顯增加（圖3A）。CK組每天的活動(dòng)總量比LS組分別要低 6.83%、8.94%、9.03%、25.27%、30.95%、31.49%，兩組間的差距逐漸增加，并且每一組6 d的變化趨勢(shì)整體降低。方差分析結(jié)果表明，在第4、5天LS組和CK組運(yùn)動(dòng)總路程差異顯著（P值分別為0.022、0.014）；在第6天LS組和CK組運(yùn)動(dòng)總路程差異極顯著（P=0.009）。KH組與LS組實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似（圖3B），KH組每次都比其CK′組的運(yùn)動(dòng)總路程要多，CK′組總路程在6 d中比KH組分別要低22.53%、29.33%、20.41%、41.09%、20.98%、46.64%，第4天和第6天差距較大，方差分析表明這兩天運(yùn)動(dòng)總路程差異顯著（P值分別為 0.030、0.031）。以上分析說明，隨著小白鼠在柳杉林和常綠闊葉混交林中懸掛時(shí)間的累積，森林環(huán)境對(duì)小白鼠的影響越來越大，其與室內(nèi)懸掛的對(duì)照組的差距越來越明顯，所以柳杉林和常綠闊葉混交林的林分環(huán)境可以增加小白鼠的總運(yùn)動(dòng)量。

圖3 運(yùn)動(dòng)總路程的比較Fig. 3 ComParison of the total distance (mean±SE)

3.2 中央格運(yùn)動(dòng)路程

LS組小鼠在中央格的活動(dòng)量明顯比 CK組高（圖4A）。6 d數(shù)據(jù)相比較，LS組中央格運(yùn)動(dòng)路程比CK組要高44.8%、71.8%、90.1%、82.8%、158%、28.3%。方差分析顯示，兩組在第 3、4、5天的差異都顯著（P值分別為0.028、0.005、0.016）。小鼠中央格運(yùn)動(dòng)路程，前3 d為KH組大于CK′組，但從第4天開始，CK′組大于KH組并且第1、2、3天差異顯著（P值分別為0.009、0.036、0.041），結(jié)果表明，在森林環(huán)境中生活過的小白鼠的行為學(xué)傾向已經(jīng)發(fā)生了改變。

3.3 中央格穿越次數(shù)

將開場(chǎng)分析系統(tǒng)16宮格中的6、7、10、11定義為中央格。將小白鼠跨入這4個(gè)格子的次數(shù)進(jìn)行相加平均，柳杉林分中的小鼠與其對(duì)照相比較（圖5A），中央格的跨入次數(shù)在第2、3、4、5天都差異顯著（P值分別為0.040、0.046、0.011、0.029）。與對(duì)照組相比較，LS組中央格進(jìn)入次數(shù)比CK組要多26.4%、63.2%、85.2%、124%、67.8%、30.9%，常綠闊葉混交林分中小白鼠與其對(duì)照組相比較（圖5B），KH組進(jìn)入次數(shù)比其 CK′組多 42.19%、15.79%、13.40%、41.95%、15.23%，第6天CK′組比KH組略高一些。其中第1天和第4天差異顯著（P值分別為0.017、0.035）。說明森林環(huán)境明顯增加了小白鼠探究能力，這與中央格運(yùn)動(dòng)路程的結(jié)果是一致的。

3.4 邊角活動(dòng)時(shí)間

在6 d的開場(chǎng)試驗(yàn)中，LS組在周邊時(shí)間持續(xù)時(shí)間比CK組要短（圖6A）。兩組比較，LS組比CK組在邊角活動(dòng)時(shí)間分別要少 2.9%、7.1%、3.8%、6.6%、6.9%、1.6%，并且在第2、4、5天差異極顯著（P值分別為0.004、0.006、0.009）。KH組比其CK′組邊角活動(dòng)時(shí)間分別要少 1.23%、7.81%、3.25%、6.12%、5.50%、6.77%，第2、5和6天差異顯著（P值分別為0.007、0.032、0.028）。綜上所述，柳杉組和闊葉混交林比其對(duì)照組在邊角的活動(dòng)時(shí)間要短。

圖4 中央格運(yùn)動(dòng)路程的比較Fig. 4 ComParison of the central grid distance (mean±SE)

圖5 中央格穿越次數(shù)的比較Fig. 5 Comparison of frequency through the central grid (mean±SE)

圖6 邊角活動(dòng)時(shí)間Fig. 6 Activity in the corners and walls (mean±SE)

3.5 站立次數(shù)

LS組的小白鼠站立次數(shù)比CK組要多，且第1天和第2天兩組小白鼠的站立次數(shù)差異顯著（P值分別為0.035，0.007），兩組比較，LS組站立次數(shù)比CK組要多24.3%、41.5%、27.3%、13.4%、23.1%、17.6%。變化趨勢(shì)顯示兩組小鼠在前5 d的站立次數(shù)都呈逐日下降趨勢(shì)，第6天出現(xiàn)突增（圖7A），這可能與天氣因素有關(guān)，第5天試驗(yàn)后，福州陰雨天氣持續(xù)，導(dǎo)致第5天實(shí)驗(yàn)和第6天時(shí)間上不連續(xù)。KH組與其CK′組相比較，前3 d差異顯著（P值分別為0.031、0.016、0.019），后3 d站立次數(shù)差異不大，兩組比較，KH組站立次數(shù)要比 CK′組多10.34%、22.83%、41.18%、1.38%、13.76%、8.55%。站立次數(shù)反映小白鼠的探究能力，柳杉林和闊葉混交林中的小白鼠站立次數(shù)都比其對(duì)照組要高，說明森林環(huán)境對(duì)增加小鼠的探究和記憶能力有促進(jìn)作用。

3.6 體質(zhì)量變化

試驗(yàn)初期對(duì)小白鼠隨機(jī)分組后，LS組和CK組的體質(zhì)量分別是21.74±1.90 g和20.38±4.32 g，差異不顯著（P=0.374）。隨著處理天數(shù)的增加，LS組和CK組的體質(zhì)量都呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但LS組的增長(zhǎng)幅度大于CK組。從第4天開始，LS組小白鼠的體質(zhì)量與CK組差異顯著（P值分別為0.012、0.003、0.001）。說明LS組的小白鼠體質(zhì)量的增加比較明顯，與CK組相比較，LS組小鼠體質(zhì)量比對(duì)照組要多6.68%、12.7%、19.3%、23.7%、25.2%、27.3%。

圖7 站立次數(shù)的比較Fig. 7 ComParison of the number of standing (mean ± SE)

圖8 體質(zhì)量變化的比較Fig. 8 ComParison of body mass changes (mean ± SE)

KH組與其CK′組相比較與（圖8A）類似，呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)初期隨機(jī)分組的小白鼠KH組和CK′組的體質(zhì)量分別為(18.83±2.47) g、(18.67±5.31) g，方差分析差異不顯著（P=0.994），從第3天開始，兩組體質(zhì)量差距變大，第3、4天差異達(dá)到顯著水平（P值分別為0.023、0.029），KH組小鼠體質(zhì)量比CK′組分別增加-0.74%、-0.81%、13.28%、15.31%、1.18%、1.89%。以上分析說明，柳杉林和闊葉混交林的林分環(huán)境可以增加小白鼠的攝食量。

3.7 糞便粒數(shù)

進(jìn)行開場(chǎng)試驗(yàn)前，記錄每天模擬箱中的糞便粒數(shù)，圖9中糞便粒數(shù)為每天LS組和CK組一個(gè)室內(nèi)外模擬箱中總的糞便粒數(shù)。LS組小鼠糞便粒數(shù)比CK組差距最大的1 d，糞便數(shù)量要少30.1%。2個(gè)處理的變化趨勢(shì)為隨著處理天數(shù)的增加，糞便粒數(shù)減少，最后趨于一個(gè)穩(wěn)定值。但LS組的糞便粒數(shù)降幅比CK組的降幅要大。同樣KH組的小鼠實(shí)驗(yàn)階段的糞便粒數(shù)降低幅度大于其CK′組，實(shí)驗(yàn)第1天KH組比CK′組糞便粒數(shù)要多40.19%，但第5天KH組比CK′組要少30.16%，這是由于小白鼠對(duì)林分環(huán)境由初期的緊張不適應(yīng)到適應(yīng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的。糞便粒數(shù)作為反映嚙齒類小白鼠緊張程度的一個(gè)常規(guī)指標(biāo)。在試驗(yàn)初期，小白鼠對(duì)新異環(huán)境的不適應(yīng)容易造成緊張度增加，隨著反復(fù)的試驗(yàn)，其緊張度消失，趨于平穩(wěn)狀態(tài)。所以由圖9的變化趨勢(shì)可見，2個(gè)林分環(huán)境對(duì)于緩解小白鼠緊張情緒都有一定的促進(jìn)作用。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

本研究對(duì)柳杉和常綠闊葉混交林的林分環(huán)境對(duì)小白鼠自發(fā)活動(dòng)的影響進(jìn)行了研究，是前期室內(nèi)控制實(shí)驗(yàn)的延伸。前期的研究植物材料經(jīng)過修剪處理，采用小白鼠曠場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)側(cè)柏、龍柏、白皮松、香樟、雪松、女貞綠化樹種不同枝葉揮發(fā)物濃度對(duì)小白鼠的自發(fā)行為的影響進(jìn)行了相關(guān)的研究，發(fā)現(xiàn)這6種樹種枝葉揮發(fā)物對(duì)提高小白鼠的中樞神經(jīng)興奮性和探究能力都有一定的促進(jìn)作用，但香樟和白皮松枝葉揮發(fā)物所發(fā)揮的作用有一定的閾值，揮發(fā)物超過一定的濃度后會(huì)對(duì)小白鼠運(yùn)動(dòng)量起到了抑制作用（王艷英等，2013，2012）。從室內(nèi)控制轉(zhuǎn)為室外模擬，其研究的機(jī)理是不變的。小白鼠在新的環(huán)境中，總會(huì)表現(xiàn)出先強(qiáng)后弱的時(shí)相特點(diǎn)。因?yàn)殡S著OFT次數(shù)的增加，小白鼠對(duì)環(huán)境越來越熟悉，探索興奮性隨之下降（Russell，1973）。然而，柳杉環(huán)境對(duì)小白鼠自發(fā)活動(dòng)的8項(xiàng)研究指標(biāo)中，中央格運(yùn)動(dòng)路程、中央格穿越次數(shù)、站立次數(shù)和糞便粒數(shù)的變化，在第6天都出現(xiàn)了一個(gè)拐點(diǎn)，與之前的研究結(jié)果稍有不符，這可能與第5天試驗(yàn)后，福州出現(xiàn)3 d連續(xù)陰雨天氣，使得第5天和第6天在時(shí)間上不連續(xù)有關(guān)。

圖9 糞便粒數(shù)的比較Fig. 9 ComParison of fecal grains

OFT歷史悠久，不僅應(yīng)用方便、操作簡(jiǎn)單，而且還具有良好的表面效度（Lister，1990），用于藥理學(xué)中的抗焦慮和抑郁藥物的檢測(cè)。由于本研究中使用的都是健康昆明種小白鼠，通過OFT的效果，可知舒適的森林環(huán)境對(duì)小白鼠的興奮性和探索性具有促進(jìn)作用，對(duì)其精神有緩解放松的功效，有調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的功能?？梢哉f森林浴場(chǎng)對(duì)人體疾病可以起到預(yù)防保健的功效，至于能不能起到治療保健的功效就需要構(gòu)建小鼠抑郁焦慮模型，讓已經(jīng)出現(xiàn)不健康狀況的小鼠在森林環(huán)境中生活，這就要求要有更先進(jìn)的科學(xué)研究技術(shù)和方法，以及更專業(yè)的醫(yī)學(xué)知識(shí)作支撐，才能展開進(jìn)一步的研究。

4.2 結(jié)論

常綠闊葉混交林和柳杉林的群落結(jié)構(gòu)組成有很大的不同，但其林分環(huán)境對(duì)小鼠自發(fā)行為的動(dòng)物驗(yàn)證結(jié)果具有很多類似的規(guī)律，都表現(xiàn)為試驗(yàn)組和其對(duì)應(yīng)的空白組小白鼠自發(fā)活動(dòng)指標(biāo)呈階段性變化，即初期差異不顯著，但隨著環(huán)境因子影響的累積，中后期差異明顯。以柳杉林和常綠闊葉混交林中的小白鼠與其對(duì)照組自發(fā)活動(dòng)指標(biāo)差距最大值來看，其運(yùn)動(dòng)總路程比其對(duì)照組分別要高 31.49%（P=0.009）和46.64%（P=0.031）；小鼠中央格運(yùn)動(dòng)路程、穿越次數(shù)、站立次數(shù)分別是對(duì)照組的2.58倍（P=0.016）和1.98倍（P=0.009）、2.24倍（P=0.011）和1.42倍（P=0.035）、1.41倍（0.007）和1.41倍（P=0.019）；邊角活動(dòng)時(shí)間分別比對(duì)照組要少 7.1%（P=0.004）和7.81%（P=0.007）；小鼠的體質(zhì)量分別為對(duì)照組的1.27倍（P=0.00）和1.15倍（P=0.029）；小鼠的糞便粒數(shù)分別比對(duì)照組要少30.1%和30.2%；降低幅度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)照組。以上結(jié)果表明，福州旗山森林環(huán)境對(duì)提高小鼠的興奮性、增加小鼠的探索認(rèn)知能力、緩解焦慮狀態(tài)、增強(qiáng)食欲等方面有促進(jìn)作用。

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The Research of Health Function in Forest Environment Based on Open Field Test

WANG Yanying1,2, WANG Cheng2*, DONG Jianwen3, DONG Jianhua4, WANG Qian1, FU Weicong3
1. Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration; Research Centre of Urban Forestry, State Forestry Administration, Beijing 100091, China; 2. Wenzhou Vocational College of Science and Technology, Wenzhou 325000, China; 3. College of Landscape Architecture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 4. Research Institute of Forestry, Hangzhou Academy of Forestry, Hangzhou 310016, China

In order to exploit forest tourism resources, and then Providing a theoretical basis for the development of eco-tourism resources, let green forest environment service public. Using OFT and effect of the forest environment factor on mice were examined to evaluate the health functions of forest environment, the behavioral indices of mice in the forests and indoor environment were analyzed. The results showed that, (1) Evergreen broad-leaved mixed forest and cryptomeria forest are very different community structure, but there are much similar variation on animal spontaneous behavior. spontaneous activity index of Experimental group and its corresponding control group mice Presented step change, the difference was not significant in the early stages, but difference was significant in the medium and late stages with the cumulative impact of environmental factors. (2) Using the most significant difference Data for comparison, the total distances of test group were 31.49% (P=0.009) and 46.64% (P=0.031) larger than their corresponding group respectively. The central grid distance and the frequency through the central grid and the frequency of standing of test group were respectively 2.58 (P=0.016) and 1.98 (P=0.009); 2.24 (P=0.011) and 1.42 (P=0.035); 1.41 (0.007) and 1.41 (P=0.019) times of those about corresponding control group. The time of activity in the corners and walls were respectively 7.1% (P=0.004) and 7.81 (P=0.007) less than corresponding control group. The body mass of test group were respectively 1.27 (P=0.00) and 1.15 (P=0.029) times of this about corresponding control group. The Fecal grains about test group were 30.1% and 30.2% less than corresponding control group, and decline range was much lower than corresponding control group. And (3) Cryptomeria fortunei forest environment increased the excitability and cognitive ability of the mice, also was able to alleviate anxiety effectively, relax mental emotion and improve appetite of the mice.

open-field test; locomotor activity; outdoor simulation; forest bathing

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.04.024

X17

A

1674-5906（2015）04-0708-08

王艷英，王成，董建文，董建華，王茜，傅偉聰. 基于開場(chǎng)試驗(yàn)的森林環(huán)境保健功能研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(4): 708-715.

WANG Yanying, WANG Cheng, DONG Jianwen, DONG Jianhua, WANG Qian, FU Weicong. The Research of Health Function in Forest Environment Based on Open Field Test [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(4): 708-715.

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（2014040301）

王艷英（1983年生），女，講師，博士，主要從事城市林業(yè)研究。E-mail: yingzi.1127@163.com *通信作者：王成，研究員，E-mail:wangcheng@caf.ac.cn

2015-01-12