?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(guān)于BVOCs排放季節(jié)性變化規(guī)律存在嚴(yán)重分歧，其驅(qū)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(dāng)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(xué)院廣州地球化學(xué)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(xiàn)BVOCs根據(jù)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(xiàn)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(qū)動BVOCs排放季節(jié)性的關(guān)鍵因素，且光依賴BVOCs排放與生長溫度正相關(guān)而非光依賴BVOCs與生長溫度負(fù)相關(guān)。
?當(dāng)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(guān)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(dǎo)致其排放BVOCs的總OH和O3反應(yīng)性相較于溫暖干季分別增加276%和452%。以上結(jié)果表明，植物可策略性改變其BVOCs排放以應(yīng)對環(huán)境脅迫，進而對大氣反應(yīng)性和生物圈-大氣圈相互作用過程產(chǎn)生影響與反饋作用。因此，當(dāng)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(fù)雜性。
?本研究受到國家自然科學(xué)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(lián)合資助。相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)化異戊二烯排放因子與實測結(jié)果強線性相關(guān)（a）；模擬-實測的標(biāo)準(zhǔn)化異戊二烯排放因子趨勢對比（b）
圖4. 模擬的標(biāo)準(zhǔn)化β-羅勒烯排放因子與實測結(jié)果對數(shù)相關(guān)（a）；將模型季節(jié)溫度驅(qū)動機制系數(shù)提升7倍后，模擬結(jié)果與實測值線性相關(guān)（b）
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