长白山温带森林挥发性有机物的排放通量

2010年夏季,在长白山温带森林开展了挥发性有机物(VOC)排放通量以及气象参数、PAR的综合测量.VOC排放通量采用松弛涡度积累(RelaxedEddyAccumulation)技术在森林冠层上进行测量.初步发现长白山阔叶林主要排放α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、香桧烯、月桂烯、蒈烯、柠檬烯、罗勒烯、松油烯、繖花烃、萜品油烯、三环烯等.研究表明,长白山阔叶混交林VOC排放有明显的日变化——早晚较低和中午前后较高.2010年夏季,单萜烯总排放通量的平均值为0.242mg·m·h-2-1,其变化范围为0.005～1.668mg·m·h-2-1;各成分排放通量的平均值(和最大值)分别为α-蒎烯0.072(0.234)、莰烯0.028(0.356)、月桂烯0.027(0.433)、蒈烯0.023(0.173)、柠檬烯0.037(0.197)、罗勒烯0.016(0.168)、萜品油烯0.053(0.320)、繖花烃0.067(0.755)mg·m·h-2-1.研究还发现VOC排放通量与气温之间存在一定的联系.     

热带人工橡胶林异戊二烯排放通量的模式研究

2 0 0 2年 7月中旬 (湿季 ) ,我们利用快速异戊二烯系统对云南热带森林异戊二烯的排放通量进行了连续测量 ,同时对其影响因子光合有效辐射、气温、湿度、风等参数进行了观测 .研究表明 ,该地区人工橡胶林异戊二烯的排放有明显的日变化 ,云和降水可以明显减小异戊二烯的排放 .利用光合有效辐射守恒的观点处理与植物异戊二烯排放有关的过程 ,建立了一个计算异戊二烯排放的经验模式 ,计算值与观测值比较接近 .因此 ,以一定的物理原理和对实际大气状况观测资料的分析为基础 ,建立异戊二烯排放模式的方法是可行的 .     

长白山温带森林单萜烯排放模拟

于2010年夏季,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在长白山温带森林铁塔上测量了挥发性有机物(VOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、光合有效辐射(PAR)等,初步获得长白山阔叶林单萜烯的排放通量.同时,利用PAR能量守恒原理,建立了冠层尺度上单萜烯排放的经验模式.结果发现,模拟结果与测量结果比较一致,平均而言,模拟值高出测量值约20%～40%.采用不同方法对经验模式进行了检验,结果表明,采用比较各个采样时段平均值的方法可行,而且经验模式对于2010年夏季不同采样时段的平均值也给出了较好的模拟结果,其模拟值高出测量值约20%～24%.     

内蒙古河套灌区春小麦挥发性有机物排放特征

于2021年5月下旬至6月中旬,采用动态箱采样法对内蒙古河套灌区17种春小麦排放生物源挥发性有机物(BVOC)进行了研究,同时记录了温度、湿度和光合有效辐射(PAR)等参数.结果表明:内蒙古河套灌区春小麦主要排放异戊二烯、α-蒎烯和甲苯,生长期其排放率分别为(0.85~39.31),(2.60~14.32)和(6.41~35.39)ng/(g·h),成熟期其排放率分别为(1.75~7.99),(1.11~5.81)和(1.91~25.61)ng/(g·h);生长期异戊二烯、单萜烯类和BTEX标准状态(T=303K,PAR=1000µmol/(m²·s))下排放率分别为(12.92±5.14),(11.98±7.13)和(23.13±7.32)ng/(g·h),成熟期分别为(2.47±0.64),(5.73±1.19)和(14.23±5.27)ng/(g·h),生长期的排放率明显大于成熟期;一定环境温度和PAR范围内,河套灌区春小麦BVOC排放率与环境温度和PAR均呈指数相关,具有明显的日变化特征,但环境温度超过45℃时会抑制其BVOC排放率.     

北京地区植物VOCs排放速率的测定

植物释放的挥发性有机化合物(VOCs)主要集中在异戊二烯和单萜烯上,这些种类的化合物占生物圈VOCs释放量2/3.采用封闭式采样和气相色谱分析对北京地区23种典型植物异戊二烯和单萜烯排放速率进行测定和研究,发现阔叶树(如槐,垂柳等)主要释放异戊二烯;而针叶树(如油松)和果树主要释放单萜烯.同时发现植物异戊二烯的释放受光照和温度的影响,而单萜烯的释放则主要受温度的影响.     

天津市常用绿化树种挥发性有机物排放潜力估算

BVOCs（植被释放的挥发性有机物）对PM_2.5等大气颗粒物的形成有重要贡献,树种BVOCs排放潜力的研究有助于城市绿化树种的科学选择.对天津市城市绿地常见绿化树种BVOCs样品进行采集与鉴定,基于Guenther提出的模型估算了天津市32种常见绿化树种BVOCs的排放量,并对估算过程中的不确定性因素进行分析.结果表明:构树、毛白杨、旱柳和绦柳的BVOCs排放量（以C计）最高,分别为2 179.438、2 147.394、2 116.537、2 045.722 g/（株·a）.从科属的角度来看,杨柳科植物BVOCs排放量最高,豆科、桑科和松科BVOCs排放量位居其次.采用聚类分析方法将32种绿化树种的异戊二烯、单萜烯排放潜力进行分类,其中毛白杨、构树、旱柳和绦柳属于高排放异戊二烯的树种;油松和苹果属于高排放单萜烯的树种.从科属水平而言,豆科和杨柳科植物具有较强的异戊二烯排放潜力.松科和部分蔷薇科的乔木具有较强的单萜烯排放潜力.从叶片类型的角度上,阔叶树主要以排放异戊二烯为主,针叶树主要以排放单萜烯为主,且异戊二烯的排放潜力要大于单萜烯的排放潜力.植物OVOCs（其他VOCs）排放潜力与异戊二烯和单萜烯的排放潜力相比显著较弱.天津市外来树种与本地树种BVOCs排放潜力无显著性差异（P＞0.05）.研究显示,天津市常用绿化树种的单株排放潜力差异明显,因此可优选臭椿、洋白蜡和紫叶李等排放潜力相对较低的树种用作城市绿化.      

典型树种挥发性有机物(VOCs)排放成分谱及排放特征

为研究典型树种的挥发性有机物（VOCs）排放特征,并获得基础排放速率,应用动态封闭式采样系统对毛果杨、北美枫香和马尾松的排放进行了实验室测量.利用热脱附-气相色谱-飞行质谱仪对排放样品进行定性和定量分析,包括异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯、烷烃和烯烃,计算获得各树种VOCs排放速率及其排放谱特征.研究表明：毛果杨、北美枫香和马尾松的总VOCs排放速率分别为19.51、17.19和0.67μg/（g·h）.毛果杨的异戊二烯排放最高（18.51μg/（g·h））,占其总排放的94.86%;马尾松排放的异戊二烯仅占4.03%,单萜烯贡献最高,为49.09%;北美枫香的单萜烯排放速率最高,为0.84μg/（g·h）;3个树种排放的倍半萜烯占各自VOCs总排放的比重均较小（<1.5%）;各树种的烷烃排放强度高于倍半萜烯,部分化合物甚至高于异戊二烯和单萜烯的排放强度.反式-β-罗勒烯是毛果杨排放最多的单萜烯化合物,占其单萜烯总排放的99.84%;北美枫香排放的单萜烯主要以香桧烯和β-蒎烯为主;马尾松以α-蒎烯、香桧烯和β-蒎烯为主.石竹烯、葎草烯、δ-杜松烯和β-愈创木烯是主要的倍半萜烯物种.烷烃排放主要为C4和C5的化合物,特别是异丁烷和正丁烷;各树种排放的烯烃中,1-丁烯排放占比最高.     

内蒙古草原挥发性有机物排放通量的研究

2002年夏季,利用静态箱方法,对我国内蒙古草原生态系统挥发性有机物的排放进行了首次测量,同时观测了太阳辐射、温湿度等参数.结果表明,异戊二烯是草地挥发性有机物排放中的主要成分.异戊二烯的排放有明显的日变化、逐日变化和季节变化规律.因子分析表明,可见光辐射、温度、水汽含量是影响异戊二烯排放的主要因子,而且可见光辐射是控制其排放过程的最主要因子.根据相关分析,在考虑影响异戊二烯的排放因子时,不仅要考虑通常的影响因子--可见光辐射、温度,还要考虑水汽的作用.箱方法的使用不可避免地造成箱内外太阳辐射、温湿度等的差别,因此,必须考虑修正采样箱对挥发性有机物排放通量带来的影响.2002年夏季,异戊二烯排放通量(C)的最大值为1649.3μg/(m²·h).6、8、9月采样期间异戊二烯排放通量的日平均值分别为886.6、707.0、427.2μg/(m²·h).     

我国植物VOCs排放速率的研究

1992～2000年,使用流动式、封闭式采样法,气相色谱-火焰离子化检测器,测定了我国4 种气候类型(温带-寒温带,温带,温带-亚热带,热带-亚热带),7 个地区(黑龙江,北京,福建,广东,四川,湖南,云南),共 58 种当地优势树种、庄稼和草地异戊二烯和单萜烯的排放速率.使用G93 算法,换算出相应异戊二烯和单萜烯的标准排放因子,并划分了这些排放因子的等级.同种树种在不同的气候带和季节的排放有明显的差异,通常,VOCs 排放速率南方高于北方,夏季高于冬季;阔叶树主要排放异戊二烯,针叶树主要排放单萜烯,但是我国南方相当数量的阔叶林的排放特征不符合上述规律.     

北方常见绿化树种BVOCs排放特征及其与光合作用参数的相关性

为了解北方常见绿化树种植物源挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)的排放特征及其与光合作用参数(净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO_2浓度c_i、蒸腾速率T_r)的相关性,本实验采用动态采样装置收集14种落叶乔木BVOCs排放数据.结果表明,不同科属间异戊二烯和总BVOCs(异戊二烯、单萜和倍半萜烯之和)释放速率差异显著(P0.01).除金银木和榆树,其他绿化树种均释放异戊二烯、单萜和倍半萜烯类物质,其中杨柳科(杂交杨‘546’、速生杨‘107’、小叶杨、垂柳)和豆科植物(国槐、刺槐、龙爪槐)排放异戊二烯较多,释放速率在(30.1±4.3)～(91.8±10.0)μg·(g·h)~(-1)之间;木犀科(白蜡、丁香)、蔷薇科海棠、无患子科栾树和槭树科元宝枫主要排放单萜和倍半萜烯,其中白蜡和元宝枫单萜释放速率最高,分别为(10.6±4.8)μg·(g·h)~(-1)和(11.8±6.4)μg·(g·h)~(-1).罗勒烯和β-蒎烯是绿化树种排放的两种主要单萜物质.P_n和g_s与BVOCs释放速率之间无显著相关性,但杨柳科植物异戊二烯(r=0.681,P0.01)和总BVOCs(r=0.698,P0.01)释放速率与叶片T_r呈显著正相关,而豆科植物的总BVOCs释放速率与c_i呈显著正相关(P=0.04).本研究为城市绿化树种的筛选和配置提供科学参考,也为BVOCs释放机制的研究提供理论依据.     

气象模拟误差对异戊二烯排放估算的影响

利用MEGAN模式估算了珠三角地区2006年异戊二烯的排放情况,并设计了两组敏感性实验深入探讨了气象模拟误差对异戊二烯排放的影响.估算结果显示,2006年珠三角地区异戊二烯的排放量为95.56×106kg(以C计),且主要分布在珠三角地区周边植被覆盖较高的地方;受气象条件季节变化的影响,异戊二烯的排放表现出显著的季节和日变化特征,最大异戊二烯排放通量季节出现在夏季,为0.920t·km-2(以C计),最大排放速率均出现在13:00.敏感性实验结果显示,气象模拟误差能显著影响异戊二烯的排放,升高(降低)太阳辐射的输入,异戊二烯的排放量增加(减小)36.20%～50.70%(30.73%～41.88%),大于温度改变引起的排放量变化;升高(降低)气象输入并不会改变异戊二烯排放的日变化特征,但能显著影响排放速率的大小.上午8:00或下午17:00,异戊二烯排放速率的改变最为明显.     

重庆缙云山4种典型植被覆盖下汞的释放通量及影响因素

为了揭示不同植被覆盖下土壤/大气界面释汞通量及其交换特征,在缙云山国家级自然保护区内选择4种典型植被覆盖类型(常绿阔叶林、楠竹林、灌木林以及草地)为研究对象,连续同步监测不同植被覆盖下土/气界面汞释放通量,同时考察各环境因子对土壤释汞的影响.结果表明,缙云山在4种不同植被覆盖下土壤汞释放通量具有明显的差异,总体表现为楠竹林[17.77 ng·(m~2·h)~(-1)]草地[17.58 ng·(m~2·h)~(-1)]灌木林[16.87 ng·(m~2·h)~(-1)]常绿阔叶林[14.32 ng·(m~2·h)~(-1)];不同植被覆盖下土壤释汞通量在季节变化上呈现相似的规律性,但不同植被覆盖类型之间也存在明显差异,主要体现在暖季汞释放通量高于冷季;缙云山地区不同林植被覆盖下土壤释汞通量存在明显的日变化;气象因素光照强度、气温、土温和相对湿度,对土/气界面汞释放通量影响也不相同,气温为常绿阔叶林,灌木林与楠竹林的主要影响因子,光照强度为草地的主要影响因子.     

Investigation of natural VOC emitted from tropical vegetations in China

Twenty-three kinds of typical plants in Xishuangbanna, the tropical area of southwestern China, were screened to estimate the emission rates of isoprene and monoterpenes by adopting bag-enclosure and curette sampling methods followed by a GC-FID analysis. It was found that the Ficus species were mainly emitting isoprene and most tropical vegetations were mainly releasing monoterpenes. The results also showed that the emissions of isoprene were affected by both temperature and PAR( Photosynthetic Active Radiation), while monoterpene emissions were mainly temperature-dependent.     

贵阳市2种不同类型草地的汞释放通量

利用动态通量箱法对贵阳市人工草坪和天然草地的汞释放通量进行了野外实测. 结果表明:春季和夏季的草地是大气中汞的来源,并未出现明显的季节性变化,其平均汞释放通量为(7.8±15.7)～(41.5±15.2) ng/(m2·h),且天然草地的汞释放通量明显高于人工草坪. 草地的汞释放通量具有明显的日变化特征,白天汞释放通量显著高于夜间,最大值通常出现在午后,最小值则出现在夜间. 草地的汞释放通量与光照强度、土壤温度、大气温度呈显著的正线性关系,与大气相对湿度呈负线性关系. 大气中气态总汞的质量浓度是影响草地汞释放通量的另一个重要因素. 大气中气态总汞质量浓度的升高能够抑制草叶片向大气中释放汞,而高质量浓度的气态总汞可导致大气中的汞向草叶片的强烈沉降.      

广州大气中异戊二烯浓度变化特征、化学活性和来源分析

在广州番禺大气成分站(GPACS)应用在线监测仪器对异戊二烯进行长达1年的观测,获得异戊二烯浓度变化特征、大气化学活性和来源规律.结果表明:广州地区异戊二烯日均浓度为1.12 ppbv,由于受光照和温度影响较大,各月日均浓度在0.07~2.72 ppbv范围内波动.异戊二烯在冬季的日变化规律与其他季节不同,呈现双峰值变化,较大峰值出现在下午14:00,主要受光照和温度影响;较小峰值出现在晚上22:00左右,主要受机动车排放影响.采用最大增量活性(Maximum Incremental Reactivity,MIR)因子加权法和等效丙烯浓度法均发现异戊二烯的大气化学活性在监测的VOCs物种中最强,分别占总活性的15.45%和36.74%.通过异戊二烯与机动车标志性物质3-甲基戊烷、顺-2-丁烯的比值发现,广州地区异戊二烯在冬季夜晚主要来源于机动车排放,在秋季和春季夜晚也受到机动车排放影响,而夏季夜晚受机动车排放最不明显.这主要是由于在冬季、秋季和春季,监测点主要受到来自广州城区污染物输送的影响,而在夏季污染物从广州郊区输送使监测点受机动车排放的影响很小.异戊二烯与3-甲基戊烷、顺-2-丁烯在各季节的白天都没有线性关系,表明白天异戊二烯的排放受机动车的影响不大.     

三峡库区典型农田系统大气汞浓度及不同自然界面释汞通量

以三峡库区周边典型农田系统为研究对象,对不同土壤利用类型下的界面汞释放通量及影响因素进行系统研究,并同时对区域内大气汞(TGM)浓度进行监测.结果表明,研究区TGM浓度范围为2.67~75.5 ng·m~(-3),春冬两季显著高于夏秋季,其均值为(6.26±8.11)ng·m~(-3),明显高于全球TGM浓度背景值.不同地表类型下土壤释汞通量表现为旱地稻田林地;季节变化表现为夏季最高,冬季最低;日变化中最大的释放量出现在正午.不同地表中释汞通量的主要影响因素均为气温、湿度、光照、紫外线强度、土温等,其中气温和紫外强度是影响不同地表土/气界面汞交换的主要因子;在环境因子与农业活动的外界影响下,土壤本底汞含量对不同界面的土壤释汞通量的作用不明显.