熱浪改變溫帶樹種異戊二烯排放溫度響應及估算

　　在國家自然科學基金等資助下，中國科學院廣州地球化學研究所研究員張艷利/王新明團隊研究發現，熱浪會顯著改變溫帶樹種異戊二烯排放的溫度響應特征，進而影響排放估算。相關成果近日發表于《地球物理研究雜志：大氣》（Journal of Geophysical Research：Atmospheres）。

　　全球變暖導致熱浪日趨頻繁、強烈且持久。異戊二烯是陸地植被排放量最大的生物源揮發性有機化合物（BVOCs），活性極高，對大氣氧化性及臭氧、二次有機氣溶膠等二次污染物的形成具有重要影響。其排放對溫度高度敏感，但當前廣泛使用的生物源排放模型（MEGAN）主要基于常溫條件下的溫度響應參數，對熱浪等極端高溫下的排放特征刻畫存在較大不確定性。

　　為此，研究團隊開展了典型熱浪時期溫帶闊葉樹種（楊樹和懸鈴木）異戊二烯排放的原位觀測。通過24-45 ℃葉溫梯度實驗，結合MEGAN模式，獲取了異戊二烯排放的最適溫度（Topt）和最大歸一化排放能力（Eopt），并評估了熱浪期參數變化對模擬結果的影響。

　　結果顯示：熱浪期間兩種樹種溫度響應均明顯改變，Topt與Eopt同步升高——楊樹的Topt從313.15 K（約40.0 ℃）升至317.56 K（約44.4 ℃），Eopt由1.81增至3.25；懸鈴木的Topt從314.80 K（約41.7 ℃）升至316.28 K（約43.1 ℃），Eopt由2.01增至2.63。值得注意的是，異戊二烯的Topt高于凈光合速率和光合電子傳遞速率的對應值，表明其高溫排放增強并非光合作用溫度響應的簡單延伸，而可能與植物短期生理代謝調節有關。

　　基于實測參數更新MEGAN模型后，相較于非熱浪參數，熱浪期參數可使白天異戊二烯峰值模擬排放提高20%-86%，差異集中于高溫、高光照的午后時段；與MEGAN默認參數相比，楊樹和懸鈴木峰值排放分別提高約59%和34%。這表明，基于常溫建立的參數可能嚴重低估熱浪期間溫帶植物異戊二烯的排放。

　　該研究揭示，熱浪不僅通過環境升溫直接促進排放，還可能通過改變植物自身溫度響應特征，進一步增強高溫下的排放。研究為極端高溫下BVOCs排放模型的溫度響應提供了可靠的參數化方案，有助于提升未來氣候變化背景下植被排放及其環境效應的模擬評估能力。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2026JD047264