新研究揭示極端熱浪影響異戊二烯排放最適溫度

　　中國科學院廣州地球化學研究所研究員王新明團隊探究了熱浪對異戊二烯溫度響應關系的影響，并揭示極端熱浪影響熱帶和亞熱帶異戊二烯排放最適溫度。近日，相關成果發表于《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）。

濕季熱浪期（a）、濕季非熱浪期（b）和干季非熱浪期（c）的異戊二烯溫度響應曲線，及其和默認模型溫度曲線（Topt = 313 K）的對比（d, e, f）。研究團隊供圖

　　論文第一作者、中國科學院廣州地球化學研究所博士后曾建強表示，異戊二烯是主要由陸地植被向大氣釋放的強活性有機氣體，其全球排放量與甲烷相當，其對全球大氣氧化性、臭氧及二次有機氣溶膠形成有重要貢獻，從而對空氣質量和氣候產生直接/間接效應。

　　全球變暖導致極端熱浪事件的頻率與強度增加，而異戊二烯排放對溫度極其敏感，近期已有研究表明熱浪能夠使溫帶和寒帶植被異戊二烯排放顯著增加，且其增量顯著高于排放模型估算結果。熱帶/亞熱帶地區是全球異戊二烯排放的熱點地區，同時也是受熱浪影響最嚴重的地區；然而，這些地區植物異戊二烯排放受熱浪影響是否與溫帶和寒帶植物相同，目前尚不清楚。

模型考慮溫度適應機制預測的Topt和觀測結果對比。研究團隊供圖

　　針對這一問題，研究團隊在國家自然科學基金委創新研究群體項目、國家重點研發計劃等項目的資助下，分別于珠江三角洲濕季熱浪期和干、濕季非熱浪期，對亞熱帶典型優勢樹種尾葉桉開展了原位測量，通過溫度梯度控制實驗，探究了熱浪對異戊二烯溫度響應關系的影響。

　　實驗結果表明，極端熱浪能夠顯著抑制亞熱帶桉樹的關鍵生理過程（如凈光合速率、電子傳遞速率），進而導致異戊二烯排放的最適溫度（Topt）在熱浪期顯著降低。當前排放模型的溫度適應機制（基于溫帶植物）假定Topt會隨生長溫度（過去十天的平均溫度）升高而線性增加。

　　然而，研究團隊發現亞熱帶桉樹異戊二烯的Topt隨生長溫度升高而降低，與模型預測結果相反，且模型預測的Topt在熱浪時期存在明顯高估，導致模型高估熱浪期間高溫時刻（正午）的異戊二烯排放。他們還發現，如果模型不考慮Topt的溫度適應機制而是使用默認值（313 K），熱浪時期和非熱浪時期模型預測結果和實測相比，均有較好的一致性。

　　以上研究結果表明，與熱浪促進溫帶-寒帶植物異戊二烯排放不同，熱帶-亞熱帶極端熱浪可能抑制異戊二烯排放。對于極端熱浪期間的異戊二烯排放模擬，模型可能不需要考慮Topt的溫度適應機制，建議使用模型默認值。