绿色植物在正常的生长过程中不断地向周围环境释放挥发性物质，其中的某些萜烯类物质，可以增强空气的清新感(高岩等, 2005; 李继泉等，2001)，对人的身心具有良好的调节作用。侧柏(Platycladus orientalis)叶气清香，味苦涩、微辛(卫金，2001)，挥发油是其主要活性成分，可广泛用于除臭剂、空气清新剂及日用化妆品、食品等香精的调配。健康侧柏枝条的挥发性物质主要有α-蒎烯、β-萜品烯、β-水芹烯、月桂烯、Δ-3蒈烯、柠檬烯、β-侧柏烯、异丁香烯和罗汉柏烯等萜类化合物; 经刻伤后，其挥发物的成分有所改变，不释放β-萜品烯和β-侧柏烯，而释放雪松烯、石竹烯和丁香烯(孙月琴等，2007)。在医药上侧柏叶油具有凉血止血、生发乌发、清肺止咳的功效，在临床上用于治疗出血症、风湿痹痛、高血压、咳喘等(江苏新医学院，1985); 《本草纲目》记载“柏有数种，惟侧柏能入药”。近年来随着我国绿化事业的快速发展，侧柏作为北方城市绿化中常见树种之一，不仅在城郊森林、城区公园、机关单位等各类绿地建设中广泛应用，同时作为优良的盆景材料逐渐走入庭院、居室，与人的身心健康关系非常密切。作为高级复杂的社会性动物，每个人都处在不同的生活环境，因此直接研究人体对侧柏枝叶气味的反应比较困难。本研究以ICR小白鼠为对象，通过分析其在侧柏枝叶气味环境中自发行为指标的变化，可以比较客观地评价侧柏枝叶挥发物对动物情绪、精神的影响，为城市绿化中侧柏树种的合理使用，建设对人体有利的城市森林环境提供理论依据。

1 材料与方法

采用旷场试验观测与评价小白鼠的自发行为指标变化。旷场行为分析主要反映动物对新环境的探索习惯以及伴随的情绪变化(Bubna-Littitz et al., 1994)，是一个经典的行为学试验，能很好地评定动物的情绪性水平以及在开放的陌生环境中的探索行为，可用来测试动物中枢神经系统的“兴奋”或“抑郁”状态。早期测定动物自发活动的装置较为简单，如数格法(Crawley，1985)，准确度不高且受人主观因素影响较大。本试验采用自动化视频跟踪仪器进行精确定量的测量，使研究更加精确客观。

1.1 试验材料 1.1.1 动物

ICR小白鼠，5周龄，体质量在18~22 g，30只，雌雄各半，由徐州医学院实验动物中心提供。领取小白鼠后，先饲养2~3天以适应新的环境，再进行试验。

1.1.2 植物

侧柏枝叶，采自徐州师范大学校园内，侧柏枝叶选择同一树龄的1年生枝条。

1.1.3 自制处理箱

350 mm的干燥器6个，在干燥器隔板上加具有小孔径的铁丝网，为了防止挥发物的扩散以及保证小白鼠的正常呼吸，上方用钻有4个直径2 cm的透气孔的玻璃板覆盖。

1.2 试验仪器

ZH-ZFT型自发活动实验视频分析系统(淮北正华生物仪器设备有限公司生产)，由硬件和软件2大部分构成，用于观察研究试验动物精神变化以及进入开阔环境后的各种行为，可支持4只动物同时试验并且用视频摄像跟踪技术实现了试验过程的自动化; 可以根据小白鼠的运动轨迹，自动有效计算出任意时段小白鼠运动总路程、中央格运动路程、中央格运动时间、运动平均速度等参数。同时也有效地避免了人工计数的主观误差和对试验动物的干扰，增加了试验结果的可靠性。

1.3 试验方法

由于侧柏枝叶挥发物成分多，是多种成分的混合体，为了尽可能保持小白鼠熏气试验气体成分的真实状态，以枝叶质量差异和处理时间的不同代替挥发物浓度变化。组间差异表明不同枝叶质量不同对小白鼠自发行为的影响，组内差异表明处理时间的长短对小白鼠自发行为的影响。

1.3.1 枝叶处理方法

由于植物体挥发物是多种物质的混合物，在自然界中也是与空气构成混合气体存在的，动物在这种气体环境下的反应能够真实体现挥发物的作用，故采用2种样品质量差异和处理时间的梯度来研究这种混合挥发物的浓度差异对动物的影响。每天上午10：00前将采摘的新鲜枝叶用切割机切成同等5 cm长，混合均匀，然后用天平分别称取420 g(处理1)和210 g(处理2)，放入自制处理箱底部，观察不同挥发物浓度对小白鼠行为指标的影响。

1.3.2 动物处理方法

将动物随机分为处理组和对照组，每组10只，雌雄各半，并进行标号。雌雄分开饲养在实验室中，保持安静、卫生，尽量排除环境因素对小白鼠造成影响。小白鼠在实验室中适应3天，包括适应环境及实验人员; 进入正式试验阶段后，每天上午9：50称取体质量后分别放入处理箱。连续处理6天并且每天使用同一批小白鼠。

1.3.3 自发活动试验

小白鼠在自制处理箱中从10：00—14：00连续处理4 h，然后取出放入ZH-ZFT型自发活动试验视频分析系统中，每批动物观察5 min，连续处理测试6天。

1.4 数据处理

采用SPSS13.0进行单因素方差分析和多重比较。

2 结果与分析 2.1 运动总路程

运动总路程反映小白鼠运动量的大小，运动量大表明其中枢神经系统兴奋，反之，则表明出现一定程度的抑郁状况。从图 1可以看出：处理组和对照组随着处理天数的增加，运动量都明显减少，这符合小鼠自发活动的总路程先强后弱的时相特点，也符合啮齿类动物在新环境中先探究熟悉环境的特点(王一奇，2003)，但处理组一直高于对照组，其中在P < 0.05的水平下第1天、第4天处理组与对照组差异显著(P=0.017, 0.047);在P < 0.01的水平下第2天、第6天处理组和对照组差异极显著(P=0.005, 0.001);处理1与处理2在第1, 2, 4, 6天差异显著(P=0.003, 0.023, 0.014, 0.022)。以上分析说明在侧柏枝叶挥发气体环境下小白鼠的运动量增加，兴奋性增强，精神状态得到了很好的改善，并且2种浓度中侧柏挥发气味浓度越高，对小白鼠的兴奋性影响越大。

2.2 中央格运动路程

中央区域属于小鼠不偏爱的区域，中央区域活动频率可以评价小鼠的探究行为(Paulus et al., 1999)。在特殊生理情况下，如警觉、中枢兴奋或抑制等，可以增加或减少中央活动的频率。Paulus等(1999)将动物的自发活动区域进行了划分，分为中央活动区和边角活动区，并发现动物在探索阶段中央区域的活动比较频繁(Paulus et al., 1993)。从图 2中可以看到在第1, 2天处理组中央格运动路程多于对照组，且在P < 0.05的水平下，第1, 2, 6天处理组与对照组相比较差异显著(P=0.035, 0.013, 0.043)，第3, 4, 5天差异不明显，变化出现了上下波动。从整个时间段的变化特征上看，可以将前2天视为小白鼠的探索阶段，后4天为小白鼠的适应阶段。同时从探索阶段到适应阶段的变化幅度可以看到处理组大于对照组，这说明在侧柏枝叶挥发气体环境下小白鼠兴奋性增强，认知能力增强。

2.3 中央格运动时间

在中央格停留的时间的长短也是小鼠认知能力的反映。所有小白鼠在旷场试验中总的运动时间都是5 min。图 3表明:处理组的小白鼠在中央格运动的时间呈下降趋势，特别是试验前2天差异比较显著，与进入中央格的路程基本呈相同的变化趋势。也同样说明小白鼠在侧柏枝叶挥发气味环境中认知能力增强。

2.4 站立次数

站立次数作为旷场试验分析中的常规指标，常用来反映小鼠对环境的探索能力，站立次数多则表明探索能力强。不同处理条件下小白鼠的站立次数是有差异的，且浓度越大，变化趋势越明显，如图 4所示：处理1中小白鼠的站立次数随着处理天数的延长急剧下降，特别是在第1, 2天，P<0.05的水平下，与对照组差异显著(P=0.187, 0.365);处理2的小白鼠站立次数略高于对照组，差异不显著。说明在侧柏枝叶挥发气味环境中小白鼠的探索能力有所增强，能较好较快的适应环境，从另一个侧面也反映出小白鼠的记忆力得到了加强。

2.5 体质量变化

小白鼠体质量的变化可以反映出处理方式是否对小白鼠的食欲造成影响。如图 5所示：处理组和对照组6天的体质量变化曲线基本重合，差异不显著，且处理组和空白组体质量都呈增长趋势，说明在侧柏枝叶挥发气体环境下小白鼠的食欲基本没有受到影响。

2.6 粪便粒数

处理过程中的粪便粒数是动物紧张程度的反映，粪便粒数越多，紧张度就越高，反之则低。图 6中的粪便粒数为同一处理的自制处理箱中10只小白鼠总的粪便粒数，可见随着处理天数的延长，小鼠对环境逐渐适应，紧张度也逐渐地降低，但处理组始终比空白组粪便粒数少，处理1比处理2的粪便粒数少，这说明在侧柏枝叶挥发气体环境中小白鼠相对比较放松，不焦躁，且侧柏枝叶挥发气体浓度越大，小白鼠相对越放松。

3 结论与讨论

小白鼠经过不同浓度侧柏枝叶挥发气味环境处理后，其在旷场试验中运动总路程、中央格运动路程、中央格活动时间、站立次数、体质量、粪便粒数等行为参数发生了一定的变化，连续6天的观测数据分析表明：

1) 处理组小白鼠在旷场中运动总路程大于对照组，且与浓度的大小呈正相关，表明侧柏挥发物有助于提高小白鼠的兴奋性。

2) 表现小白鼠的探究行为和认知记忆能力的中央格运动总路程、中央格运动时间、站立次数等3项指标呈现阶段性变化。小白鼠在适应阶段，处理组的探究能力强于对照组，熟悉环境阶段则差异不明显。从整个时间段来看，处理组指标的下降幅度远远大于对照组，表明侧柏挥发物在增加小鼠认知能力，提高记忆能力方面起到了有利的作用。

3) 小白鼠体质量变化都呈逐日递增趋势，处理组与对照组没有显著差异，但处理组小白鼠的粪便粒数始终比空白组少，说明在侧柏挥发物环境中，小白鼠的食欲没有受到影响，精神相对比较轻松。

自发活动广泛应用于神经药理学和毒理学的研究，还可用于营养学和保健品的研究(Michna et al., 2003)。在本试验中，小白鼠在不同浓度的侧柏枝叶挥发气味环境中各项自发活动指标都发生了一系列的变化，但小白鼠本身的生理指标是否因为植物挥发物的影响而发生变化还需要进一步的研究。同时，侧柏枝叶修剪前后挥发物的种类和含量可能有所不同，这种差异也需要更详细深入地研究。