王劍,包海, ,李達毅,劉智遠,楊娜
1. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022;2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境化學(xué)重點實驗室,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022
生物源揮發(fā)性有機物(Biogenic volatile organic compounds,BVOC)對大氣環(huán)境起著重要作用。自1995年預(yù)測全球植物排放BVOC達到1150 Tg·a?1,占總VOC排放量的90%以上(Guenther et al.,1995)以來,BVOC的排放備受關(guān)注。植物源BVOC中森林每年排放的 BVOC 為 820 Tg·a?1(Simpson e t al.,1999),占全球BVOC排放總量的70%以上,且隨著氣候變暖,其排放量還將呈上升趨勢(Laothawornkitkul et al.,2009)。樹種排放 BVOC 有100多種(Isidorov et al.,1985),其中異戊二烯(53%)和單萜烯(16%)占50%以上(Roselle et al.,1991;牟玉靜等,1999;王志輝等,2003)。BVOC不僅參與植物的正常生長、繁衍、抵御敵害(閻秀峰,2001)等整個生命過程,還對大氣環(huán)境的物理、化學(xué)、物化等性質(zhì)有很大影響(郭阿君等,2003)。雖然BVOC在大氣中含量很低,但大部分BVOC具有很強的反應(yīng)活性(如異戊二烯、單萜烯),其反應(yīng)活性為AVOC(Anthropogenic volatile organic compounds)的2—3倍(Carter,1994;Benjamin et al.,1997)。在一定的溫度、光照條件下,可作為前驅(qū)物與大氣中的NOx發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)造成光化學(xué)污染,對大氣中 O3和二次有機氣溶膠的形成有很大的貢獻(彭立新等,2000;屈玉等,2009;高素蓮等,2020)。
國外不同地區(qū),例如北美、歐洲等地主要研究自然生境下的城市森林BVOC排放量,研究對象為白楊(Populus tomentosa)、黑楊(Populus nigra)、絨毛櫟(Quercus fabri)、懸鈴木(Platanus acerifolia)、柳樹(Salix babylonica)、歐洲榿木(Alnus glutinosa)、銀杏(Ginkgo biloba)、橡樹(Quercus palustris)、松樹(Pinus)、桉樹(Eucalyptus robusta)等自然條件下的森林生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢樹種(Matsunaga et al.,2013;Zare et al.,2013;Li et al.,2014;Aydin et al.,2014)。國內(nèi)對城市典型綠化樹種的研究較少,不夠系統(tǒng),只涉及部分地區(qū)的較少樹種,包括北京、廈門、大連、深圳、太湖流域、西雙版納、內(nèi)蒙古、長白山等地區(qū) BVOC的研究(Geron et al.,2006;黃愛葵等,2011;白建輝等,2012;Li et al.,2014;李俊儀等,2017),而對干旱半干旱西北地區(qū)城市典型樹種 BVOC排放量的研究更少。
隨著城市化進程的不斷加速,伴隨的城市空氣污染問題愈發(fā)嚴峻(肖悅等,2018)。城市園林作為城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分發(fā)揮著涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、凈化大氣等不可替代的作用(崔佳奇等,2021)。然而,城市園林建設(shè)規(guī)模的不斷擴展,植被覆蓋面積逐年增長,綜合性公園廣泛分布于市內(nèi),更多的觀賞性植物被引入城市園林(王曉華等,2010),從而導(dǎo)致城市生物源BVOC排放量逐漸增加,BVOC與氮氧化物之間的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物,城市臭氧污染引起了公眾的關(guān)注,城市生態(tài)系統(tǒng)的負面效應(yīng)逐漸呈現(xiàn)。因此,為改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量,評估城市森林生態(tài)系統(tǒng)BVOC排放的環(huán)境影響具有實際意義。欲通過WRF/CMAQ模型模擬評價城市生態(tài)系統(tǒng) BVOC排放量對區(qū)域環(huán)境O3濃度影響,有必要推算植物排放 BVOC標準排放量。植物BVOC標準排放量是指標準狀態(tài),即葉溫T=303 K,光合有效輻射PAR (Photosynthetically active radiation)=1000 μmol·m?2·s?1時的排放量。上世紀 1970年代開始,國外學(xué)者建立了推算植物BVOC標準排放量模式,并探討植物單萜烯標準排放量推算模式中經(jīng)驗系數(shù)β值的取值范圍(Dement et al.,1975;Tingey et al.,1981;Evans et al.,1985;Juuti et al.,1990;Pierce et al.,1991;Roselle et al.,1991)。Guenther(1991)推導(dǎo)出G91模式,于1993年完善 G91模式的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了 G93模式(Guenther et al.,1993),規(guī)范了標準排放量的估算模式,并確定植物單萜烯標準排放量推算模式中經(jīng)驗系數(shù)β值為0.09 K?1。但是,后續(xù)研究表明,經(jīng)驗系數(shù)β值存在很強的變異性,它在0.057—0.144 K?1區(qū)間內(nèi)變化,通常表現(xiàn)在不同樹種或同種樹種的個體差異或季節(jié)變化上,特別是不同樹種,針葉樹和非針葉樹的區(qū)別造成的變化(Guenther et al.,1993)。因此,測定不同區(qū)域、不同氣候條件下生長的植物排放單萜烯類標準排放量時,很有必要研究單萜烯標準排放量推算模式中經(jīng)驗系數(shù)β值的取值范圍。
本研究以典型干旱半干旱區(qū)呼和浩特市區(qū)為研究對象,采用樹枝封閉采樣法采集實地實時監(jiān)測數(shù)據(jù),再依據(jù)實驗數(shù)據(jù)改變G93(Guenther et al.,1993)模式中經(jīng)驗系數(shù)β值,推定干旱半干旱區(qū)綠化樹種標準狀態(tài)下的排放量,為進一步研究干旱半干旱區(qū)域城市綠化樹種 BVOC排放量對區(qū)域環(huán)境影響,降低光化學(xué)污染,改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量,并為城市園林建設(shè)中樹種的選取及種植面積的選擇等提供科學(xué)依據(jù)。
呼和浩特市是內(nèi)蒙古自治區(qū)的首府,其地理坐標為 110°46′—112°18′E,39°35′—41°23′N,平均海拔高度為1050 m,屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng)、冬季寒冷干燥、光照充足、降水量較少、年均降水量不足 500 mm,為典型的干旱半干旱區(qū)域。每年7、8月最熱,年平均氣溫為6.7 ℃,降水集中在每年7、8月,年降水量為395.4 mm左右,大風(fēng)日最多達 52 d·a?1,無霜日為 150 d·a?1。呼和浩特市在2012年和2016年曾兩次獲得國家森林城市的稱號,2017年投資4.4×109元啟動大青山前坡綜合治理工程,綠化主體面積為0.67×104hm2。據(jù)2016年二類調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,呼和浩特市總林地面積為69.69×104hm2,占總用地面積的40.55%(王鳳賢等,2019)。本研究選擇呼和浩特市主要綠化樹種杜松(Juniperus rigida)、油松(Pinus tabulaeformis)、白皮松(Pinus bengeana)、云杉(Picea asperata)等常年綠葉針葉樹為研究對象。
采用樹枝封閉法采集(Ortega et al.,2008),箱體由玻璃制成,尺寸為300 mm×250 mm×250 mm,體積為18.75 L。箱體一面設(shè)計為可推拉式結(jié)構(gòu),對面鉆兩個孔,孔徑大小由特氟龍采樣管的粗細制定,一個鉆眼采樣,另一個鉆眼向箱體內(nèi)輸送清潔空氣,箱內(nèi)放置小型溫度、濕度、光強度測定儀,實時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)。先把裝有樹枝的箱體關(guān)閉,使用EM5000型采樣器通入通過活性炭過濾的清潔空氣30 min,使用Tenax-TA吸附劑采樣管采集30 min。2 h為一個采樣周期,通氣30 min,采集30 min,中間開蓋1 h(避免因箱體封閉影響植物健康),直至采樣完成。采樣結(jié)束后將吸附管置于4 ℃保溫箱內(nèi)保存,把樣品送回實驗室進行分析。實驗結(jié)束,把采樣時所用健康樹葉剪下,將葉片105 ℃烘干48 h,稱干重量。采集之前需使用活化儀,活化溫度、活化流量(N2:99.999%)、活化時間分別是 280 ℃、40 mL·min?1、30 min。2018年8月25—30日在內(nèi)蒙古呼和浩特市滿都海公園(111°41′44″E,40°49′20″N)內(nèi)采集杜松樣品。2019年9月和2020年9月,分別在內(nèi)蒙古師范大學(xué)校內(nèi)(111°42′4″E,40°48′28″N)采集油松(2019年 9月 2—4日和 2020年 9月 5—7日)、白皮松(2019年9月5—7日、2020年9月16—18日)、云杉(2020年9月5—7日)樣品,采樣時段為每天的08:30—18:00。動態(tài)采樣示意圖,如圖1所示。
圖1 動態(tài)采樣箱采樣示意圖Fig. 1 Diagram of the dynamic chamber system
使用Auto TDS-V型全自動熱脫附解析儀對樣品進行解吸,解吸溫度設(shè)為 280 ℃,冷阱溫度設(shè)為?30 ℃,先將N2(99.999%)通入吸附管2 min(驅(qū)除吸附管內(nèi)部殘留空氣),在爐內(nèi)溫度280 ℃加熱10 min,使吸附管中不同沸點的揮發(fā)性有機物被逐步脫附,并被載氣攜帶至冷阱(?30 ℃)中富集,二次解吸溫度設(shè)為 280 ℃,冷阱在數(shù)秒鐘內(nèi)迅速升溫至280 ℃,使冷阱中富集的揮發(fā)性有機物進行二次脫附,直接進入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)儀(GC/MS,Thermo Scientific DSQII),對樣品進行定性定量分析。氣相色譜升溫程序為:樣品分析結(jié)束。每個樣品分析時間為21 min,使用氦氣作為載氣。通過GC/MS分析所采樣品,得到異戊二烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、β-月桂烯、α-萜品烯、對傘花烴、檸檬烯、3-蒈烯、γ-萜品烯、萜品油烯、羅勒烯、崁烯等13種揮發(fā)性有機物。
2.3.1 動態(tài)采樣箱內(nèi)BOVC排放量的計算方法
動態(tài)采樣箱內(nèi) BVOC排放量利用下式計算(Ortega et al.,2008):
式中:
E 為 BVOC 排放量(μg·g?1·h?1);
CM為采樣箱內(nèi) BVOC 濃度(μg·m?3);
C0為通入外氣濃度(μg·m?3);
wd為樹葉干重量(g);
v 為通入外氣速度(m3·h?1);
t為采樣時間(h)。
2.3.2 BVOC標準排放量的推定方法
推定不同樹種標準排放通量對于城市生態(tài)系統(tǒng) BVOC排放量的估算及制作大氣環(huán)境質(zhì)量模型BVOC輸入數(shù)據(jù)具有重要意義。通常異戊二烯的排放量由G95模式(Guenther et al.,1995)推算:
式中:
CT為溫度依賴系數(shù);
CL為光量依賴系數(shù),由以下公式求得:
式中:
I為葉溫 T(K)、光量 L(μmol·m?2·s?1)時的排放量;
Is為標準狀態(tài)(T:303 K,PAR:1000 μmol·m?2·s?1)下的排放量,α=0.0027,CL1=1.066,CT1=95000 J·mol?1,CT2=230000 J·mol?1以及 TM=314 K均為經(jīng)驗系數(shù);
TS為標準溫度303 K;
R=8.314 J·K?1·mol?1。
樹種單萜烯標準排放量由 G93模式推算(Guenther et al.,1993):
式中:
M為溫度T(K)時的單萜烯排放量;
MS為標準溫度TS(303 K)時的排放量;
β為經(jīng)驗系數(shù)(0.09 K?1)。
通常把實驗測定值代入公式(2)、(5)分別推算出不同樹種排放異戊二烯和單萜烯類化合物標準排放量。為了使模擬結(jié)果更接近實測值,本研究采用通過改變β值的方法確定最佳的β值,最終使用該β值推定了標準排放量。
由公式(1)分別計算出2018年8月、2019年9月和2020年9月采集的杜松、油松、白皮松和云杉排放異戊二烯和單萜烯類排放量,表1所示,表1中同時列出對應(yīng)的環(huán)境溫度、PAR、濕度變化范圍。又分別計算了杜松、油松、白皮松和云杉排放BVOC比例,如圖2所示。由表1可知,杜松、油松、白皮松和云杉排放的單萜烯排放量分別為0.98—2.45、0.03—0.28、0.02—0.39 和 0.02—0.29 μg·g?1·h?1;異戊二烯排放量分別為 0—0.03、0.04—0.12、0—0.04 和 0.01—0.12 μg·g?1·h?1。由圖 2 可知,杜松主要排放β-月桂烯和羅勒稀,分別占總排放量的49.35%、44.06%;油松主要排放異戊二烯、β-月桂烯和α-蒎烯,分別占總排放量的21.55%、23.27%、26.63%;白皮松主要排放β-月桂烯和α-蒎烯,分別占總排放量的7.33%、75.99%;云杉主要排放異戊二烯和 α-蒎烯,分別占總排放量的 30.70.%、41.83%。呼和浩特市4種綠化樹種杜松、油松、白皮松和云杉主要排放單萜烯化合物,其中排放潛力最大的為杜松和白皮松。
表1 呼和浩特市綠化樹種BVOC排放量及采樣箱內(nèi)環(huán)境參數(shù)Table 1 BVOC emissions from landscape trees in Hohhot City and the meteorological parameter in the sampling box
圖2 不同綠化樹種BVOC排放量相對含量Fig. 2 Relative content of BVOC emission from different landscape trees
研究表明,針葉樹主要排放單萜烯,本研究結(jié)果再次表明針葉樹主要排放單萜烯,很少排放或不排放異戊二烯。杜松排放單萜烯總排放量(2.45 μg·g?1·h?1)與文獻值(4.17 μg·g?1·h?1)較接近(Ortega et al.,2008),但是,油松(0.28 μg·g?1·h?1)、白皮松(0.39 μg·g?1·h?1)實驗數(shù)據(jù)與文獻值(2.7、1.2 μg·g?1·h?1)差距較大(王志輝等,2003),其原因可能是植物排放BVOC過程復(fù)雜,受到很多因素的干擾,除本研究中考慮的溫度、光強度以外,濕度、植物本身的健康狀況、樹齡等都會影響其排放量;另一方面,氣候條件、季節(jié)變化等還會影響其排放量,可能上述因素導(dǎo)致排放量的差距,因此,有必要進一步探討。
由表1可知,杜松、油松、白皮松和云杉4種樹種的排放情況有所不同,其主要排放物也有所不同。本研究選取了其主要排放的單萜烯進行了β值的討論,其他未進行討論的單萜烯均使用該β值進行標準排放量的推算。以G93模式中不同β值為橫坐標,以預(yù)測數(shù)據(jù)所能解釋的(離散度<0.09)實測數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)量的百分比(Δ)為主縱坐標,以歸一化均方誤差(M)為次縱坐標作圖,如圖3所示。
圖3中Δ值表示實測排放量與G93模式預(yù)測結(jié)果的符合程度(離散度<0.09),M值為歸一化均方誤差,計算式如下(Guenther et al.,1993):
圖3 杜松、油松、白皮松和云杉排放單萜烯的G93模式最佳的β值的選擇Fig. 3 Selection of optimal β value in G93 model of Monoterpene emission from four trees (Juniperus rigida, Pinus tabulaeformis,Pinus bengeana, Picea asperata)
式中:
t為溫度;
N為采樣數(shù)量;
E0為實測排放量;
EP為模型預(yù)測排放量;
Δ值越高,證明預(yù)測值與實測值的符合程度越高;M值越小,模型模擬的情況越好,即實測值與預(yù)測值的符合程度越高。由圖3a可知,杜松的β值為0.136 K?1時,其Δ值為59.38%,且均方誤差M為 0.18,而 β值為經(jīng)驗系數(shù) 0.09 K?1時,Δ值為53.13%,M 為 0.15,因此,杜松的最佳的 β值為0.136 K?1;同理,由圖3b可知,油松的β值0.10 K?1為最佳值,其Δ值為72.88%,且均方誤差M為0.17,而β值為經(jīng)驗系數(shù)0.09 K?1時,Δ值為62.71%,M為0.18;由圖3c可知,白皮松的β值0.11 K?1為最佳值,其Δ值為65.63%,且均方誤差M為0.16,而β值為經(jīng)驗系數(shù)0.09 K?1時,Δ值為59.38%,M為0.16;由圖3d可知,云杉的β值0.064 K?1為最佳值,其Δ值為64.86%,且均方誤差M為0.21,而β值為經(jīng)驗系數(shù)0.09 K?1時,Δ值為59.46%,M為0.25。
由以上結(jié)果可知,使用G93模式中β經(jīng)驗系數(shù)0.09 K?1,推定干旱半干旱區(qū)綠化樹種排放單萜烯標準排放量不適用。下面再把已獲取的β值分別代入G93模式,分別計算預(yù)測值,再與實測值擬合,進一步證明以上結(jié)論。
圖4—7為已確定的杜松、油松、白皮松、云杉最佳的β值及常用經(jīng)驗系數(shù)0.09 K?1分別代入G93模式獲得的預(yù)測值與實測值之間的擬合曲線圖。由圖4可知,G93模式中常用經(jīng)驗系數(shù)β值由0.09 K?1改為 0.136 K?1的預(yù)測值與實測值的變化較大,同樣,由圖5—7可知,G93模式中常用經(jīng)驗系數(shù)β值由 0.09 K?1,油松改為 0.10 K?1、白皮松改為 0.11 K?1、云杉改為0.064 K?1的預(yù)測值與實測值均有不同程度的變化,提高擬合度可以更好地預(yù)測不同溫度下標準排放量的變化范圍與特征。以上討論說明使用改變后的經(jīng)驗系數(shù)β值,更準確推定標準排放量,可降低因樹種或環(huán)境差異而造成的誤差。因此,本研究中將使用上述確定的各β值分別推定杜松、油松、白皮松和云杉在標準狀態(tài)下的 BVOC排放量,如表2所示。
圖4 杜松排放單萜烯實測值與G93模式(β=0.09 K?1、β=0.136 K?1)預(yù)測值擬合曲線Fig. 4 Fitted curve of the measured data and the predicted values(with G93 model, β=0.09 K?1, β=0.136 K?1) of monoterpene emissions from Juniperus rigida
圖5 油松排放單萜烯實測值與G93模式(β=0.09 K?1、β=0.10 K?1)預(yù)測值擬合曲線Fig. 5 Fitted curve of the measured data and the predicted values(with G93 model, β=0.09 K?1, β=0.10 K?1) of monoterpene emissions from Pinus tabulaeformis
圖6 白皮松排放單萜烯實測值與G93模式(β=0.09 K?1、β=0.11 K?1)預(yù)測值擬合曲線Fig. 6 Fitted curve of the measured data and the predicted values(with G93 model, β=0.09 K?1, β=0.11 K?1) of monoterpene emissions from Pinus bungeana
圖7 云杉排放單萜烯實測值與G93模式(β=0.09K?1、β=0.064 K?1)預(yù)測值擬合曲線Fig. 7 Fitted curve of the measured data and the predicted values(with G93 model, β=0.09 K?1, β=0.064 K?1) of monoterpene emissions from Picea asperata
由表2可知,在標準狀態(tài)下,杜松、油松、白皮松、云杉的異戊二烯排放量分別為0.05、0.02、0、0.03 μg·g?1·h?1;單萜烯類標準排放量依次為 1.85、0.57、0.09、0.08 μg·g?1·h?1。大多學(xué)者在測定 BVOC排放時選擇排放量最大的7、8月作為實驗時間,與本實驗值存在差異,普遍小于文獻值(Guenther et al.,1994;Kesselmeier et al.,1999;王志輝等,2003;Grabmer et al.,2006)。雖然G93與G95模式充分考慮了光強度和溫度的影響,但植物生長環(huán)境以及植物自身的發(fā)育條件也限制了其BVOC的排放強度,故在之后的研究中應(yīng)該考慮更多的影響因素。
表2 呼和浩特市不同綠化樹種標準狀態(tài)(303 K,PAR,1 000 μmol?m?2?s?1)下BVOC排放量及文獻值Table 2 BVOC emissions from different landscape trees at standard condition (303 K, PAR, 1 000 μmol·m?2·s?1) in Hohhot and literature data
測定不同地區(qū)、不同樹種標準排放量對于森林生態(tài)系統(tǒng) BVOC排放量的估算及大氣環(huán)境質(zhì)量模型BVOC輸入數(shù)據(jù)的制作具有重要意義。BVOC標準排放量可以很好的揭示植物BVOC的排放能力,便于對不同植物BVOC排放強度進行對比研究。自G93模式建立以來,在進行植物排放單萜烯標準排放量的估算時經(jīng)驗系數(shù)β值通常為0.09 K?1,雖然,該β(0.09 K?1)值適用于大多數(shù)區(qū)域,但本研究結(jié)果表明,在干旱半干旱區(qū)域β值在0.09 K?1時的擬合度并不能很好的揭示植物的排放情況,如杜松當β值為0.136 K?1時能更好的揭示其實際排放規(guī)律,油松、白皮松、云杉的β值分別為0.10、0.11、0.064 K?1時能解釋更多的實測數(shù)據(jù),相比于推薦值 0.09 K?1,更能體現(xiàn)模式的性能。因此,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)應(yīng)優(yōu)化經(jīng)驗系數(shù)β值,獲取最佳的β值才能更客觀地估算標準排放量,建立的推算模式才能更好的揭示不同氣候類型下植物BVOC的排放能力,獲得更科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
植物BVOC排放規(guī)律的研究表明,影響植物排放BVOC的因素諸多。Lim et al.(2011)的研究表明,植物在生長的不同階段排放BVOC的能力均有所不同,總體表現(xiàn)為夏季最多、冬季最少。本研究結(jié)果顯示,各樹種排放量均不同程度的低于文獻值所描述的測定值。究其原因,文獻值采樣時間大都在7、8月,該階段為植物生長較為旺盛時期,植物排放BVOC相對較大,而本實驗的采樣時間為8月底至9月,植物已過旺盛期自身活性降低,故排放能力有所降低。王志輝等(2003)以油松為研究對象測定其BVOC排放量,結(jié)果表明,油松排放單萜烯標準排放量為 (19.0±4.5) μg·g?1·h?1,本研究結(jié)果為 0.57 μg·g?1·h?1,相差較大。由于北京市為典型的溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,北京地區(qū)全年均溫14 ℃與呼和浩特市地區(qū)年均溫 6.7 ℃相比差異較大,而單萜烯排放強度主要受溫度控制,因此會很大程度影響樹種BVOC的排放強度。Grabmer et al.(2006)于德國東部的斐克特高原為研究區(qū)域,測定了云杉BVOC排放量,測定結(jié)果表明,云杉排放單萜烯標準排放量為 0.5 μg·g?1·h?1,本研究結(jié)果為 0.08 μg·g?1·h?1,相差較大。德國位于歐洲地區(qū),為溫帶海洋性氣候,全年降水量1000 mm以上,年平均氣溫高達 18 ℃,遠高于呼和浩特市平均氣溫,降水量也遠大于干旱半干旱區(qū),對植物的生長影響很大,也影響了植物BVOC的排放能力。Guenther et al.(1994)對美國的多個樹種的BVOC標準排放量進行了研究,但并未指出具體時間與采樣地點,故無法進行對比分析。已有文獻資料表明,針葉樹主要排放單萜烯類化合物,少量排放或不排放異戊二烯,該結(jié)論與本研究相同。
文獻顯示光照強度、濕度對針葉樹排放BVOC的影響較小,可以忽略;本研究在實驗過程中同時記錄了溫度、濕度、光照強度,實驗結(jié)果表明濕度、光照強度對植物BVOC的排放有所影響,但未能得到明確結(jié)果,故并未對其進行分析。植物BVOC排放在復(fù)雜的城市環(huán)境中除了受溫度、濕度、光照強度等因素之外還受諸多其他因素的影響,如臭氧濃度對植物的脅迫作用、植物自身生長狀況、生物脅迫等都會對植物BVOC排放造成不同程度的影響,在今后研究中應(yīng)加以考慮。
(1)使用G93模式推定干旱半干旱區(qū)綠化樹種杜松、油松、白皮松和云杉等排放單萜烯標準排放量的最佳β值分別為0.136、0.10、0.11、0.064 K?1;其排放單萜烯類標準排放量依次為1.85、0.57、0.09、0.08 μg·g?1·h?1;其異戊二烯標準狀態(tài)下的排放量分別為 0.05、0.02、0、0.03 μg·g?1·h?1。
(2)干旱半干旱區(qū)生長的針葉樹種 8、9月的BVOC排放強度較弱,與濕潤區(qū)樹種BVOC排放量相比存在較大差異。本研究表明,能夠通過改變G93模式中的經(jīng)驗系數(shù)β值,使該模式的推算值更接近于干旱半干旱區(qū)域生長的針葉樹種 BVOC實際排放量。
(3)本實驗結(jié)果完善了干旱半干旱區(qū)域BVOC排放量數(shù)據(jù)庫,可為進一步研究城市綠化樹種BVOC排放量對區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的影響以及協(xié)同控制PM2.5和O3濃度提供科學(xué)數(shù)據(jù)。