?植物生理有顯著季節(jié)變化，其釋放的高活性揮發(fā)性有機物（BVOCs）也因此不同，但關于BVOCs排放季節(jié)性變化規(guī)律存在嚴重分歧，其驅動機制也不十分清楚。熱帶/亞熱帶地區(qū)是全球BVOCs排放熱點地區(qū)，當前BVOCs排放模型主要基于溫帶植物而開發(fā)，其在熱帶/亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)的適用性還未得到較好驗證。
?針對這些問題，中國科學院廣州地球化學研究所王新明研究員和張艷利研究員研究組曾建強博士后等，通過對亞熱帶典型優(yōu)勢樹種尾葉桉（Eucalyptus urophylla）季節(jié)性BVOCs排放觀測，發(fā)現BVOCs根據光依賴因子（LDF）可分為三種類型（圖1）：完全依賴光（LDF=1）、部分依賴光（LDF=0-1）、完全不依賴光（LDF=0）。進一步表明，BVOCs排放存在明顯的季節(jié)性，但光依賴（包括LDF=1 & 0-1）和非光依賴BVOCs表現截然不同：從干季到濕季光依賴BVOCs排放增加，非光依賴BVOCs排放降低（圖2）；溫度是驅動BVOCs排放季節(jié)性的關鍵因素，且光依賴BVOCs排放與生長溫度正相關而非光依賴BVOCs與生長溫度負相關。
?當前模型能夠較好模擬異戊二烯的季節(jié)性（圖3），但對單萜烯模擬明顯不足：非光依賴單萜烯（如α-蒎烯）的季節(jié)性模擬與實測相反，光依賴單萜烯（如β-羅勒烯）的季節(jié)性被模型低估近30倍（圖4）。尤其值得關注的是，炎熱濕季植物排放更多的高活性BVOCs（如異戊二烯、β-羅勒烯）以抵抗熱脅迫，從而導致其排放BVOCs的總OH和O3反應性相較于溫暖干季分別增加276%和452%。以上結果表明，植物可策略性改變其BVOCs排放以應對環(huán)境脅迫，進而對大氣反應性和生物圈-大氣圈相互作用過程產生影響與反饋作用。因此，當前模型需要針對不同BVOCs類型（特別是單萜烯）改進其機制以更好地解釋熱帶和亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)中BVOCs排放的復雜性。
?本研究受到國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體項目、國家重點研發(fā)計劃項目、廣東省科技廳、廣州市科技局等項目的聯合資助。相關研究成果近期發(fā)表在Journal of Geophysical Research:?Atmospheres期刊。
?論文信息：
?Zeng,J.?(曾建強),Zhang,Y.*?(張艷利),Pang,W.?(龐偉華),Ran,H.?(冉浩汎),?Mu,Z.?(牟兆斌),Guo,H.?(郭昊),Lu,Y. (魯鈺婷),Song,W.?(宋偉),and Wang,X.*?(王新明),?2025.?Contrasting Emission Seasonality Between Light-Dependent and Light-Independent Biogenic VOCs From Subtropical Eucalyptus Trees. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,130,e2025JD043387. https://doi.org/10.1029/2025JD043387
?Zeng,J.?(曾建強),Zhang,Y.*?(張艷利),Pang,W.?(龐偉華),Ran,H.?(冉浩汎),?Mu,Z.?(牟兆斌),Guo,H.?(郭昊),Lu,Y. (魯鈺婷),Song,W.?(宋偉),and Wang,X.*?(王新明),?2025. Decoupling?Temperature and Light Effects on Terpene?Emissions From?Subtropical Eucalyptus:?Insights From Controlled Field Experiments.?Journal of Geophysical Research:?Atmospheres,130,e2024JD042616.?https://doi.org/10.1029/2024JD042616
圖1. 聚類分析確定不同BVOCs的排放機制；de novo為全依賴光（LDF=1），pool為不依賴光（LDF=1），de novo + pool為部分依賴光（LDF=0-1）
圖2. 不同單萜烯（a,c）和倍半萜烯（b,d）排放因子及其組成的季節(jié)對比
圖3. 模擬的標準化異戊二烯排放因子與實測結果強線性相關（a）；模擬-實測的標準化異戊二烯排放因子趨勢對比（b）
圖4. 模擬的標準化β-羅勒烯排放因子與實測結果對數相關（a）；將模型季節(jié)溫度驅動機制系數提升7倍后，模擬結果與實測值線性相關（b）
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