城市林荫环境下紫外辐射的人体健康曝露时长测算

摘要

【目的】量化人体在林荫环境中通过日光紫外辐射安全合成维生素D（避免红斑效应危害）的最佳曝露时长，解析其关键影响因素，为健康导向的城市户外空间设计及居民户外活动时间规划提供科学依据。【方法】选取北京市11种典型城市乔木，实测四季、5个时段（08:00、10:00、12:00、14:00和16:00）的林荫下紫外辐射强度，并基于我国居民皮肤最小红斑剂量和维生素D最低合成剂量（10μg），计算人体曝露时长，对林荫紫外辐射与各林分结构特征进行相关性分析，筛选关键影响因子，最后采用多元线性回归模型构建林荫健康曝露时间估算模型。【结果】（1）林荫环境可使曝露时长增至林外的2～13倍，夏季延时效果最为明显，达林外的8倍以上；（2）林分郁闭度和叶面积指数是生长季影响林内红斑紫外辐射量，进而决定紫外线曝露时长的主要林分结构指标，郁闭度为0.4时，林内健康曝露时长约为林外的1.8倍，此后郁闭度每提高0.2，可延长约50%时间；（3）利用实测数据，建立了以日光紫外线指数和林分郁闭度估算林荫健康曝露时长模型（R²=0.47）。【结论】林荫环境能够营造相对温和的紫外辐射环境，满足国人适度曝露于紫外线辐射的健康需求。通过合理规划城市林荫环境，可实现对日光紫外辐射健康效益与风险的协同调控，显著延长居民户外活动时间。

关键词

林下光环境 / 紫外辐射 / 红斑效应 / 维生素D缺乏 / 人体健康 / 郁闭度 / 城市森林