随着全球气候变暖，热浪正变得更加频繁、强烈和持久。异戊二烯是陆地植被排放量最大的生物源挥发性有机化合物（BVOCs），具有极高的活性，对大气氧化性及臭氧和二次有机气溶胶等二次产物的形成有重要的影响。异戊二烯排放对温度高度敏感，但目前广泛使用的生物源排放模型（MEGAN）主要采用常温条件下建立的温度响应参数，对热浪等极端高温条件下植物排放特征的表征仍存在较大不确定性。

 针对这一问题，中国科学院广州地球化学研究所张艳利研究员和王新明研究员团队开展了典型热浪时期温带树种异戊二烯排放的原位观测。研究选取两种分布广泛的温带阔叶树种：杨树（Populus deltoides）和悬铃木（Platanus occidentalis），对比分析热浪期与非热浪参考条件下叶片异戊二烯排放的温度响应。通过开展24–45 ℃叶温梯度实验，并结合MEGAN模式，获得异戊二烯排放的最适温度（T_opt）和最大归一化排放能力（E_opt），进一步评估热浪期温度响应参数变化对模型模拟的影响。

 研究发现，热浪期间两种树种的异戊二烯温度响应均发生明显变化，表现为最适排放温度升高和高温排放能力增强（图1）。杨树的T_opt由313.15 K（约40.0 ℃）升高至317.56 K（约44.4 ℃），E_opt由1.81增加至3.25；悬铃木的T_opt由314.80 K（约41.7 ℃）升高至316.28 K（约43.1 ℃），E_opt由2.01增加至2.63。同时，异戊二烯排放的最适温度高于净光合速率和光合电子传递速率的最适温度，表明其高温排放增强并非光合作用温度响应变化的简单结果，而可能与植物短期生理和代谢调节有关。进一步基于实测热浪期和非热浪BVOCs与温度的响应参数对MEGAN模式进行更新并进行模拟（图2），结果显示，与非热浪参数相比，采用热浪期参数可使白天异戊二烯峰值模拟排放提高20%–86%，差异主要出现在高温、高光照的午后时段。与MEGAN默认参数相比，杨树和悬铃木的峰值模拟排放分别提高约59%和34%，揭示了基于常温条件建立的温度响应参数可能会严重低估热浪期间温带植物异戊二烯的排放。

 该研究表明，热浪不仅通过环境升温直接促进异戊二烯排放，还可能通过改变植物自身的温度响应特征进一步增强高温条件下的排放。因此，仅采用常温下建立的温度响应参数，可能低估热浪期间异戊二烯的排放。结果为优化极端高温下BVOCs排放模型的温度响应提供了可靠的参数方案，并有助于提高模式对未来气候变化背景下植被排放及其环境效应的评估能力。

 中国科学院广州地球化学研究所为论文第一完成单位，博士生鲁钰婷为论文第一作者，张艳利研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委创新研究群体项目（42321003）、广东省基础与应用基础研究重大项目（基石）（2026B0303000012）、广东省基础与应用基础研究重大项目（2023B0303000007）等的联合资助。相关研究成果以“Heatwave-period temperature response parameterizations amplify modeled isoprene emissions from temperate trees”为题，发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres。

图1 热浪期与非热浪条件下杨树（a–c）和悬铃木（d–f）异戊二烯排放的温度响应曲线。

图2 热浪期间气象条件及叶片异戊二烯模拟排放。（a）叶片温度和光合有效辐射（PAR）的时间变化；（b，c）在相同环境驱动和固定排放因子条件下，采用不同温度响应参数模拟的杨树（Populus deltoides）和悬铃木（Platanus occidentalis）叶片异戊二烯排放。

论文信息：Lu, Y.（鲁钰婷）, Zhang, Y.（张艳利）*, Ran, H.（冉浩汎）, Zeng, J.（曾建强）, Xu, Y.（徐烨欣）, Song, W.（宋伟）, & Wang, X.（王新明）, 2026. Heatwave-period temperature response parameterizations amplify modeled isoprene emissions from temperate trees. Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2026JD047264