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Biogenic Emissions of Volatile Organic Compounds by Urban Forests

Chinese Forestry Science and Technology 2005年第1期4卷 20-26页

作者： CENTRITTOMauro LIUShirong LORETOFrancesco ConsiglioNazionaledelleRicerche IstitutoInquinamentoAtmosfericoviaSalariaKm29.300.00016MonterotondoScalo（RM）Italy InstituteofForestEcology EnvironmentandProtectionChineseAcademyofForestryBeiiing100091P.R.China ConsiglioNazionaledelleRicerche lstitutodiBiologiaAgroambientaleForestaleviaSalariaKm29.30000016

All plants emit a wide range of volatile compounds, the so-called biogenic volatile organic compounds(bvoc). bvoc emissions have received increased scientific attention in the last two decades because theymay profoundly influence the chemical and physical properties of the atmosphere, and may modulate planttolerance to heat, pollutants, oxidative stress and abiotic stresses, and affect plant-plant and plant-insectinteractions. Urban forestry may have a high impact on atmospheric composition, air quality, environment,and quality of life in urban areas. However, few studies have been carried out where the emission of bvoccould have important consequence for the quality of air and contribute to pollution episodes. A screening ofbvoc emission by the mixed stand constituting urban forests is therefore required if emissions are to bereliably predicted. Monitoring the emission rates simultaneously with measurements of air quality, plantphysiology and micrometeorology on selected urban forests, will allow detailed quantitative information onthe inventory of bvoc emissions by urban vegetation to be compiled. This information will make itpossible to propose an innovative management of urban vegetation in cities characterised by heavy emissionsof anthropogenic pollutants, aiming at the abatement of bvoc emissions through the introduction or selectionof non-bvoc emitting species in urban areas subjected to pollution episodes and in the new afforestationareas covering peri-urban parks, green belts and green corridors between peri-urban rural areas and theconurbations.

关键词： bvoc emissions inventories isoprenoids ozone photochemical smog urban trees

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干旱半干旱区夏季绿化树种挥发性有机物标准排放量的测定

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生态环境学报 2021年第6期30卷 1168-1176页

作者：王剑包海李达毅刘智远杨娜内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区环境化学重点实验室内蒙古呼和浩特010022

生物源挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,bvoc)对城市臭氧污染起着重要作用,为准确估算bvoc对城市臭氧污染的贡献,研究bvoc标准状态(叶温T=303 K,PAR(Photosynthetically Active Radiation)=1000μmol·m^(−2)·s^(−1))下的排放量极为重要。于2018年8月、2019年9月和2020年9月,以干旱半干旱区的呼和浩特市作为采样地点,选择4种针叶树种为研究对象,采用动态箱采集-TD-GC/MS分析法对干旱半干旱区夏季绿化树种bvoc排放量进行了定性定量分析,并依据实验数据确定了bvoc推算模式G93模式中最佳的经验系数β值,最终测定了夏季4种绿化树种bvoc标准状态下的排放量。结果如下:(1)干旱半干旱区主要绿化树种杜松(Juniperus rigida)、油松(Pinus tabulaeformis)、白皮松(Pinus bengeana)、云杉(Picea asperata)标准状态下排放量最佳的β值分别为0.136、0.10、0.11、0.064 K−1;(2)杜松、油松、白皮松、云杉等排放单萜烯标准状态下的排放量分别为1.85、0.57、0.09、0.08μg·g^(−1)·h^(−1);其异戊二烯标准状态下的排放量分别为0.05、0.02、0、0.03μg·g^(−1)·h^(−1);(3)估算不同气候条件下植物bvoc排放量时,通过改变G93模式中β值较准确推定不同区域树种标准状态下的排放量,进而较准确评价不同区域bvoc排放量对臭氧污染的贡献。

关键词：干旱半干旱区绿化树种 bvoc 标准排放量 G93模式

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13种常见裸子植物冬季挥发性有机物释放及光合特征

13种常见裸子植物冬季挥发性有机物释放及光合特征

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作者：温玉鹏浙江农林大学

学位级别：硕士

植物挥发性有机物(Biogenic volatile organic compounds,bvoc)是一类由植物合成并释放到大气中的有机物,其在植物防御、信息传递以及大气化学循环和碳循环中均具有重要的意义。裸子植物作为常见的园林绿化物种,在园林设计及城市绿化中... 详细信息

植物挥发性有机物(Biogenic volatile organic compounds,bvoc)是一类由植物合成并释放到大气中的有机物,其在植物防御、信息传递以及大气化学循环和碳循环中均具有重要的意义。裸子植物作为常见的园林绿化物种,在园林设计及城市绿化中都有非常重要的作用。为了明确城市常见裸子植物bvoc释放及其组成,本研究选取了13种常见裸子植物(线柏(Chamaecyparis pisifera)、龙柏(Juniperus chinensis)、刺柏(Juniperus formosana)、侧柏(Platycladus orientalis)、圆柏(Sabina chinensis)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、江南油杉(Keteleeria fortune)、北美红杉(Scquoia sempervirens)、红豆杉(Taxus chinensis)、雪松(Cedrus deodara)、湿地松(Pinus elliottii)、日本五针松(Pinus parviflora)、罗汉松(Podocarpus macrophyllus))进行测定,结合冬季低温环境下树种bvoc释放,探究裸子植物单萜释放与植物科属、叶片类型、原生生长地及光合生产力的关系,进而为裸子植物bvocs释放的研究提供基本理论依据,为未来的科学研究提供数据支持。结果发现:(1)13种裸子植物主要以单萜释放为主,相对比例占总bvoc释放的85.01%。低温环境下,除线柏的释放明显下降外,裸子植物的bvoc(单萜、香味物质、GLVs和其它化合物)释放速率较基础状态均无显著差异(P>0.05)。而裸子植物bvoc种类和释放速率存在着较大的差异,即裸子植物单萜化合物的释放有着明显的物种特异性。(2)冬季时大多数裸子植物的最大电子传递速率(J)与Rubisco酶最大羧化速率(V)的比值处于较高水平,即此时大多数裸子植物V受到限制,而无法有效地对光能进行利用,在强光下表现为光能过剩,这可能是植物越冬时的一种自我保护策略。(3)冬季时,柏科(Cupressaceae)植物(基础状态:27.69±9.48nmol mgs;低温状态:19.47±5.18nmol mgs)、松科(Pinaceae)植物(基础状态:16.51±6.95nmol mgs;低温状态:18.80±8.57nmol mgs)以及杉科(Taxodiaceae)植物(基础状态:10.96±3.10nmol mgs;低温状态:13.53±4.88nmol mgs)在基础状态下单萜的释放与低温状态下相比均无显著性差异(P>0.05),但柏科植物在低温状态下的单萜的释放相比于基础状态下有所下降,而松科植物和杉科植物在低温状态下的单萜的释放相比于基础状态下则有所上升;但松科植物(7.56±1.09μmol g s)和杉科植物(7.45±0.77μmol g s)的净光合能力则显著高于柏科植物(4.80±0.42μmol g s)(P0.05);同时3个叶片类型植物在基础状态下单萜的释放与低温状态下相比也无显著性差异(P>0.05),但鳞形叶植物在低温状态下的单萜的释放相比于基础状态下有所下降,而针形叶和条形叶植物在低温状态下的单萜的释放相比于基础状态下则有所上升;但针形叶植物(8.47±0.84μmol g s)的净光合能力则显著高于鳞形叶植物(4.61±0.47μmol g s)和条形叶植物(6.35±0.8μmol g s)(P0.05);且其净光合速率(P)(本地物种:5.77±0.58μmol g s;外来物种:7.09±0.88μmol g s)则无显著性差异(P>0.05)。外来物种单萜(R=0.403,P=0.009)、香味物质(R=0.522,P=0.002)以及GLVs(R=0.544,P=0.002)的释放

关键词：裸子植物 bvoc 光合特征低温环境适应

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呼和浩特市区域生物源挥发性有机物排放量空间分布

呼和浩特市区域生物源挥发性有机物排放量空间分布

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作者：王剑内蒙古师范大学

学位级别：硕士

自执行《大气污染防治行动计划》以来,雾霾天气基本被控制,环境空气质量得到明显改善,但与此同时,部分地区的臭氧浓度有所上升,已成为一些城市的首要环境问题。为此,作为城市环境空气中臭氧形成的重要前驱物,挥发性有机物的研究显得尤... 详细信息

自执行《大气污染防治行动计划》以来,雾霾天气基本被控制,环境空气质量得到明显改善,但与此同时,部分地区的臭氧浓度有所上升,已成为一些城市的首要环境问题。为此,作为城市环境空气中臭氧形成的重要前驱物,挥发性有机物的研究显得尤为重要。然而,目前对城市区域生物源挥发性有机物(biogenic volatile organic compounds,bvoc)排放量的研究较少,bvoc排放量数据库不够完善。为了完善城市bvoc排放量的数据库,揭示其空间分布特征,为进一步研究城市区域bvoc排放量对臭氧浓度的影响提供科学数据,本文于2018年8月至2020年9月,以呼和浩特市区域优势绿化树种杨柳(Salix babylonica)、中国槐(Sophora japonica)、紫丁香(Syringa oblata)、杜松(Juniperus rigida)、毛白杨(Populus tomentosa)、油松(Pinus tabulaeformis)、新疆杨(populus bolleana)、白皮松(Pinus bungeana)、白桦树(Betula platyphylla)、圆柏(Sabina Chinensis)、云衫(Piceaas perata)等11种树为研究对象,采用“动态采样箱”采样技术对其排放的bvoc进行采集,使用热脱附解吸-GC/MS对所采集的样品进行定性定量分析。实验数据与G93模式相结合推定了最佳环境系数β值,并运用该β值推定了标准状态(30℃,1000μmol/(m2·s))下不同树种的bvoc排放量。最终,绘制了呼和浩特市区域bvoc排放量空间分布图,结果如下:(1)呼和浩特市区域优势绿化树种中国槐、紫丁香、杜松、油松、白皮松和云衫等,G93模式中的最佳环境系数β值依次为0.065K-1、0.057K-1、0.136K-1、0.1K-1、0.11K-1和0.064K-1。(2)呼和浩特市区域优势绿化树种杨柳、国槐、紫丁香、杜松、毛白杨、油松、新疆杨、白皮松、白桦树、圆柏和云衫等排放异戊二烯标准排放量依次为0.14μg/(gdw?h)、0.02μg/(gdw?h)、0.02μg/(gdw?h)、0.02μg/(gdw?h)、0.09μg/(gdw?h)、0.03μg/(gdw?h)、0.13μg/(gdw?h)、0.05μg/(gdw?h)、0.05μg/(gdw?h)、0μg/(gdw?h)、0.02μg/(gdw?h);其单萜烯类的标准排放量依次为0.37μg/(gdw?h)、1.25μg/(gdw?h)、3.37μg/(gdw?h)、1.85μg/(gdw?h)、0.07μg/(gdw?h)、0.57μg/(gdw?h)、0.32μg/(gdw?h)、0.09μg/(gdw?h)、0.23μg/(gdw?h)、0.09μg/(gdw?h)、0.08μg/(gdw?h)。(3)使用Sentinal-2A遥感数据分析了呼和浩特市区域植被分布情况并提取了树种空间分布;LAI数据与林地生物量模型结合估算了呼和浩特市区域林地生物量,针叶林的生物量为1.0×104t,阔叶林的生物量为2.8×104t。(4)绘制了呼和浩特市区域bvoc排放量空间分布特征图,其特征为阔叶树分布较集中,针叶树分布较分散,总体排放量以阔叶树为主;树种bvoc标准状态下最大排放量为6000μg/h(10m×10m),分布主要以公园为主,沿河植被带及苗圃次之;排放强度分布特征为北部、东南部强度较大,包含北郊公园、阿尔泰游乐园、成吉思汗公园、草原丝绸之路公园、树木园等;城市中部bvoc排放以乌兰夫公园、青城公园、满都海公园为主。本研究结果将完善呼和浩特市区域bvoc排放量数据库,为模型研究呼和浩特市区域生物源挥发性有机物对区域规模臭氧浓度影响提供重要科学数据。

关键词： bvoc 空间分布生物量呼和浩特市

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