在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助下，中国科学院广州地球化学研究所研究员王新明/张艳利及其团队成员、博士后曾建强等研究发现，光依赖和非光依赖挥发性有机物排放季节变化截然不同。相关成果近日相继发表于《地球物理学研究杂志：大气》（Journal of Geophysical Research:Atmospheres）。
不同单萜烯（a，c）和倍半萜烯（b，d）排放因子及其组成的季节对比。研究团队供图
植物生理有显著季节变化，其释放的高活性挥发性有机物也因此不同，但关于挥发性有机物排放季节性变化规律存在严重分歧，其驱动机制也不十分清楚。热带/亚热带地区是全球挥发性有机物排放热点地区，当前挥发性有机物排放模型主要基于温带植物而开发，其在热带/亚热带生态系统的适用性还未得到较好验证。
针对上述科学问题，科研人员通过对亚热带典型优势树种尾叶桉挥发性有机物排放的季节性观测，发现挥发性有机物根据光依赖因子（LDF）可分为三种类型：完全依赖光（LDF=1）、部分依赖光（LDF=0-1）、完全不依赖光（LDF=0）。进一步表明，挥发性有机物排放存在明显的季节性，但光依赖（包括LDF=1 & 0-1）和非光依赖组分的表现截然不同：从干季到湿季光依赖组分排放增加，非光依赖组分排放降低；温度是驱动挥发性有机物排放季节性的关键因素，且光依赖组分排放与生长温度正相关而非光依赖组分与生长温度负相关。
当前模型能够较好模拟异戊二烯的季节性，但对单萜烯模拟明显不足：非光依赖单萜烯（如α-蒎烯）的季节性模拟与实测相反，光依赖单萜烯（如β-罗勒烯）的季节性被模型低估近30倍。尤其值得关注的是，炎热湿季植物排放更多的高活性挥发性有机物（如异戊二烯、β-罗勒烯）以抵抗热胁迫，从而导致其排放挥发性有机物的总羟基自由基和臭氧反应性相较于温暖干季分别增加276%和452%。
以上结果表明，植物可策略性改变其挥发性有机物排放以应对环境胁迫，进而对大气反应性和生物圈-大气圈相互作用过程产生影响与反馈作用。因此，当前模型需要针对不同挥发性有机物类型（特别是单萜烯）改进其机制以更好地解释热带和亚热带生态系统中挥发性有机物排放的复杂性。
相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2025JD043387
https://doi.org/10.1029/2024JD042616
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