生態(tài)中心植物源揮發(fā)性有機(jī)化合物應(yīng)對大氣臭氧污染研究獲進(jìn)展

　　中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室馮兆忠研究組在環(huán)境臭氧（O3-）脅迫對植物源揮發(fā)性有機(jī)化合物（BVOCs）影響方面再次取得重要進(jìn)展。該項成果近期在線發(fā)表于國際植物生態(tài)領(lǐng)域刊物Plant, Cell and Environment (2017, doi: 10.1111/pce.13007)。

　　目前，地表O3-濃度升高是全球普遍面臨的主要大氣問題。中國環(huán)保部自2015年就報道O3是中國大部分地區(qū)的夏季主要污染物，尤其是在“京津冀”、“長江三角洲”、“珠江三角洲”等地區(qū)。高濃度的地表O3不僅影響人體健康，還嚴(yán)重影響植物生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。研究顯示，植物體內(nèi)通過次生代謝合成的BVOCs尤其是主要成分異戊二烯(Isoprene)與大氣環(huán)境存在復(fù)雜的相互作用。一方面，大氣環(huán)境變化影響植物Isoprene釋放；另一方面Isoprene是近地層O3-和二次氣溶膠的重要前體物。如何準(zhǔn)確預(yù)測大氣O-3濃度升高對區(qū)域及全球尺度植物釋放Isoprene總量的影響及其對大氣O3污染形勢的貢獻(xiàn)，已成為當(dāng)今學(xué)者亟待解決的重要科學(xué)問題。

　　馮兆忠研究組利用開頂氣室（OTCs）模擬未來地表O3濃度梯度升高情景，采用“固相吸附-熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜”測定方法，探究了楊樹Isoprene釋放與不同O3濃度梯度的劑量響應(yīng)關(guān)系，取得重要新進(jìn)展：（1）盡管劑量響應(yīng)關(guān)系存在著品種間差異，但無論是葉片尺度還是整株尺度，楊樹Isoprene的釋放速率與基于O3濃度暴露積累量的O3評估指標(biāo)（AOT40）及氣孔導(dǎo)度吸收量的O3評估指標(biāo)（PODY）都存在顯著負(fù)相關(guān)性。（2）充分灌溉條件下，基于AOT40及PODY兩種不同評估指標(biāo)的O3-Isoprene劑量響應(yīng)關(guān)系一致。但是考慮O3對不同品種楊樹Isoprene釋放的相對影響，基于氣孔導(dǎo)度吸收量的評估方法更能反映生長在不同環(huán)境中的楊樹因O3濃度變化而引起的Isoprene釋放總量響應(yīng)。在區(qū)域甚至全球BVOCs總量評估中，為簡化模型及計算的復(fù)雜性，并考慮實際操作的可行性，作者推薦POD7為區(qū)域尺度下大氣O3影響植物Isoprene釋放總量的評價指標(biāo)。

　　本研究結(jié)果將小尺度的實驗研究上升到區(qū)域尺度的評估預(yù)測，為進(jìn)一步評估當(dāng)前及未來全球環(huán)境變化對植物VOCs釋放量的影響及優(yōu)化全球尺度BVOCs釋放總量模型提供量化參數(shù)和科學(xué)依據(jù)。

　　文章第一作者為博士研究生袁相洋，通訊作者為馮兆忠。該研究得到了中科院“百人計劃”項目，國家重點研發(fā)計劃（2017YFC0210106）、中科院前沿科學(xué)重點研究項目（QYZDB-SSW-DQC019）及中科院 “國際人才計劃”（國際訪問學(xué)者）項目的資助。