南亞熱帶森林地表和植物揮發(fā)性有機物通量對模擬氮沉降的響應.pdf

1、揮發(fā)性有機化合物（Volatile organic compounds,VOCs）是大氣中一類重要的氣態(tài)化合物，能參與大氣光化學反應，對臭氧、二次有機氣溶膠生成具有貢獻，并能直接或間接地危害人體和環(huán)境健康。
　　森林地表（包括土壤和凋落物）能釋放或吸收VOCs，日益加劇的氮沉降會影響森林土壤生態(tài)過程，從而可能影響森林地表VOCs通量；植物更是VOCs重要的來源，氮沉降可能通過影響植物生理生化過程來影響植物源VOCs的釋放。盡管氮沉

2、降已影響了生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，威脅了生態(tài)系統(tǒng)的健康和安全，但有關森林地表和植物源VOCs釋放對氮沉降響應的研究十分有限。本文模擬研究了氮沉降對森林地表和植物VOCs通量的影響，主要內容和結果如下：
　　（1）運用靜態(tài)箱采樣、大氣預濃縮儀-GC-MS分析，研究了鼎湖山兩種典型森林—馬尾松林和季風常綠闊葉林（簡稱闊葉林）地表VOCs通量對氮沉降增加的響應。結果表明：
　　自然氮沉降下，森林地表通量較大的有正十一烷、正十二烷、α-

3、蒎烯、苯系物（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）等；馬尾松林地表吸收大部分VOCs，低氮抑制了馬尾松林地表VOCs的吸收，中氮主要使地表由“匯”變?yōu)椤霸础?；闊葉林地表主要釋放VOCs，氮沉降降低了闊葉林地表VOCs的釋放或使地表由“源”變“匯”，且低氮和高氮的影響效果更顯著。闊葉林地表VOCs通量無明顯日變化規(guī)律，對照和高氮樣地最大釋放出現(xiàn)在7:00和10:00，最大吸收出現(xiàn)在13:00和19:00。自然氮沉降條件下，闊葉林地表CO2通量顯著高于

4、馬尾松林，氮處理均促進了兩種森林地表CO2的釋放。地表部分VOCs通量與CO2通量、土壤溫度和土壤濕度呈顯著相關。馬尾松林土壤和凋落物主要表現(xiàn)為“源”，而闊葉林中，土壤主要表現(xiàn)為“匯”，凋落物既釋放VOCs也吸收VOCs。一定水平的外加氮會促進土壤或者凋落物VOCs的釋放，而闊葉林高氮沉降卻導致凋落物主要VOCs的釋放量下降甚至使凋落物發(fā)生功能轉變。
　?。?）運用動態(tài)箱采樣、PTR-TOF-MS分析，模擬研究了南亞熱帶典型植物—

5、馬尾松和荷木葉片VOCs釋放對不同氮沉降方式（土壤施氮和葉面施氮）的響應。
　　結果表明：
　　模擬自然氮沉降背景下，總VOCs（TVOCs）釋放量介于544.86~2056.92 nmolg-1h-1，且荷木TVOCs釋放速率均高于馬尾松。無論采用何種方式模擬自然氮沉降，含氧VOCs（OVOCs）對TVOCs貢獻均最大，約占32.54％~64.48%。所鑒定的VOCs中，乙醛、甲醇、單萜烯釋放速率較高。氮處理對植物源VOC

6、s（BVOCs）釋放速率的影響與施氮水平、施氮方式、樹種及化合物本身有關。土壤施氮主要促進了馬尾松VOCs的釋放，卻抑制了荷木VOCs的釋放；而葉面施氮主要降低了馬尾松和荷木葉片VOCs的釋放速率。土壤施氮模擬氮沉降增加處理下，馬尾松甲醛、丙酮、丙酮酸和氯甲烷等釋放速率與氣溫呈顯著正相關，與相對濕度呈顯著負相關；荷木異戊二烯、環(huán)庚烯、單萜烯和甲苯的釋放速率與氣溫呈顯著負相關，與相對濕度呈正相關。施氮對土壤含水率、總磷、總氮、速效氮影響不