田晓等-ACP:桉树BVOCs排放的树龄依赖:叶片与枝条测量的比较
陆地植被每年向大气排放约1000 Tg的生物源挥发性有机物(BVOCs),约占全球VOCs排放总量的90%。它们的大气寿命仅为几分钟到几小时,却能显著影响大气氧化性,并驱动臭氧和二次有机气溶胶的生成,进而影响空气质量和气候。因此,准确量化BVOCs排放至关重要,但目前还存在很大不确定性,而排放因子测量是区域及全球BVOC估算最大的不确定性来源。全球研究人员通过使用箱式法开展了大量实验,形成了多个用于排放估算的排放因子数据库(如Sheffield、UCAR等)。值得注意的是,这些数据库同时包含叶片尺度和枝条尺度、幼苗和成年树的测量结果;因此,两种尺度的测量方法是否具有可比性以及树龄是否会影响BVOCs的排放特征,一直未得到系统验证。
针对上述科学问题,中国科学院广州地球化学研究所王新明研究组博士生田晓、博士后曾建强和研究员张艳利以尾叶桉(Eucalyptus urophylla)为研究对象,同时使用动态叶室和动态箱测量了野外自然生长的2年生桉树以及苗圃栽培的2月龄幼苗。得到以下结论:
(1)测量方法可比性:不管是2年生还是2月龄个体,动态叶室和动态箱测得的异戊二烯排放因子并没有显著差异(图1),相对偏差小于5%。
(2)树龄对排放存在显著影响:2年生桉树的BVOCs种类更多,且单萜烯和倍半萜烯排放潜力更高,但异戊二烯排放潜力更低;化学组成上均以异戊二烯主导(>90%),但单萜烯组成存在显著差异:2年生桉树以β-罗勒烯主导,而2月龄幼苗以α-蒎烯和1,8-桉叶油醇主导。
以上结果表明,动态叶室和动态箱方法具有可比性;但树龄会显著影响BVOCs排放。这意味着具有1/3幼苗数据的全球排放因子数据库,可能不能完全反映成熟森林生态系统的排放特征。因此,需要针对自然生态系统中的成年树木开展系统性、大样本的测量,以获取更具有代表性的排放因子。
本研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省科技厅、广州市科技局等项目的联合资助。相关研究成果近期发表在Atmospheric Chemistry and Physics期刊。
论文信息:Tian, X.#(田晓), Zeng, J.#(曾建强), Zhang, Y.*(张艳利), Pang, W.(庞伟华), Lu, Y.(鲁钰婷), Ran, H.(冉浩汎), Guo, H.(郭昊), Mu, Z.(牟兆斌), Song, W.(宋伟), and Wang, X.(王新明): Measurement report: Age-dependent BVOC emissions in Eucalyptus urophylla: a comparison of leaf cuvette and branch chamber measurements, Atmos. Chem. Phys., 26, 6213-6221, https://doi.org/10.5194/acp-26-6213-2026, 2026
论文链接:https://doi.org/10.5194/acp-26-6213-2026

图1. 对2月龄和2年生树木叶片气室与枝条动态箱所测异戊二烯排放因子的比较

图2. 2月龄与2年生树木之间排放因子(a)和化学组成(b, c)的比较

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