环境科学研究  2018, Vol. 31 Issue (2): 245-253  DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.72

引用本文  

张倩, 李洪远, 贺梦璇, 等. 天津市常用绿化树种挥发性有机物排放潜力估算[J]. 环境科学研究, 2018, 31(2): 245-253.
ZHANG Qian, LI Hongyuan, HE Mengxuan, et al. Estimation of Volatile Organic Compounds Emission from Frequently-Used Greening Tree Species in Tianjin City[J]. Research of Environmental Sciences, 2018, 31(2): 245-253.

基金项目

国家自然科学基金项目(No.31370700)
National Natural Science Foundation of China (No.31370700)

责任作者

李洪远(1963-), 男, 天津武清人, 教授, 博士, 博导, 主要从事恢复生态学与植被生态学研究, E-mail:conklee@126.com

作者简介

张倩(1992-), 女, 黑龙江哈尔滨人, zhangqian921204@163.com

文章历史

收稿日期:2017-04-16
修订日期:2017-11-09
天津市常用绿化树种挥发性有机物排放潜力估算
张倩 , 李洪远 , 贺梦璇 , 吕铃钥 , 杨佳楠     
南开大学环境科学与工程学院, 天津 300350
摘要:BVOCs(植被释放的挥发性有机物)对PM2.5等大气颗粒物的形成有重要贡献,树种BVOCs排放潜力的研究有助于城市绿化树种的科学选择.对天津市城市绿地常见绿化树种BVOCs样品进行采集与鉴定,基于Guenther提出的模型估算了天津市32种常见绿化树种BVOCs的排放量,并对估算过程中的不确定性因素进行分析.结果表明:构树、毛白杨、旱柳和绦柳的BVOCs排放量(以C计)最高,分别为2 179.438、2 147.394、2 116.537、2 045.722 g/(株·a).从科属的角度来看,杨柳科植物BVOCs排放量最高,豆科、桑科和松科BVOCs排放量位居其次.采用聚类分析方法将32种绿化树种的异戊二烯、单萜烯排放潜力进行分类,其中毛白杨、构树、旱柳和绦柳属于高排放异戊二烯的树种;油松和苹果属于高排放单萜烯的树种.从科属水平而言,豆科和杨柳科植物具有较强的异戊二烯排放潜力.松科和部分蔷薇科的乔木具有较强的单萜烯排放潜力.从叶片类型的角度上,阔叶树主要以排放异戊二烯为主,针叶树主要以排放单萜烯为主,且异戊二烯的排放潜力要大于单萜烯的排放潜力.植物OVOCs(其他VOCs)排放潜力与异戊二烯和单萜烯的排放潜力相比显著较弱.天津市外来树种与本地树种BVOCs排放潜力无显著性差异(P>0.05).研究显示,天津市常用绿化树种的单株排放潜力差异明显,因此可优选臭椿、洋白蜡和紫叶李等排放潜力相对较低的树种用作城市绿化.
关键词挥发性有机物    绿化树种    异戊二烯    单萜烯    排放潜力    
Estimation of Volatile Organic Compounds Emission from Frequently-Used Greening Tree Species in Tianjin City
ZHANG Qian , LI Hongyuan , HE Mengxuan , LÜ Lingyue , YANG Jianan     
College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China
Abstract: Biogenic volatile organic compounds emissions (BVOCs) have a significant contribution to the formation of atmospheric particulates such as PM2.5, and studying BVOCs emission potential ability of tree species is conducive to the scientific selection of urban greening tree species. The BVOCs samples of 32 frequently-used trees in Tianjin city's urban green space were collected and tested. The BVOCs emissions amounts were estimated based on the model proposed by Guenther, and then the uncertain factors were analyzed. The results showed that Broussonetia papyrifera, Populus tomentosa, Salix matsudana and Salix matsudana f. pendula had higher BVOCs emission potential ability which were 2179.438, 2147.394, 2116.537, 2045.722 g/(tree·a) (calculated on carbon) respectively. For plant families, Salicaceae had the most BVOCs emissions amount, and followed by Leguminosae, Moraceae and Pinaceae. Isoprene and monoterpene emission potential ability of 32 tree species were classified by clustering analysis. B. papyrifera, P. tomentosa, S. matsudana and S. matsudana f. pendula were categorized as high isoprene emitters. Pinus tabulaeformis and Malus pumila were high monoterpene emitters. On the plant family level, Leguminosae and Salicaceae exhibited the higher isoprene emission potential. Meanwhile, Pinaceae and some Rosaceae tree species had the higher monoterpene emission ability. From the perspective of leaves type, broad-leaved trees mainly released isoprenes and needle-leaved trees mainly released monoterpenes. Moreover, the isoprene emission potential ability on broad-leaved tree was greater than monoterpenes on needle-leaved tree generally. Compared with isoprenes and monoterpenes, OVOCs emission potential was weaker obviously. Moreover, there was no significant difference in the emission potential of BVOCs between exotic species and native species in Tianjin City (P > 0.05). The study had shown that there was significant difference in single plant emission potential ability of frequently-used greening trees in Tianjin City. Therefore, some species with relatively low emission potential ability, such as Ailanthus altissima, Fraxinus pennsylvanica and Prunus cerasifera f. atropurpurea, can be preferably selected for urban greening.
Keywords: volatile organic compounds    greening tree species    isoprenes    isoprenre    monoterpense    emission potential ability    

近年来,京津冀地区PM2.5等大气颗粒物污染日趋严重,高浓度的PM2.5不仅会导致雾霾天气的频繁发生,而且对人类身体健康有直接的负面影响. PM2.5的形成有多种途径,大气中的SOA(secondary organic aerosol, 二次有机气溶胶)是PM2.5的重要组成部分,其含量占PM2.5有机组分质量的20%~50%[1].大气中的VOCs(volatile organic compounds,挥发性有机物)是SOA形成的重要前体物[2-3],同时VOCs与NOx反应进而生成O3等光化学污染产物[4-7].因此,VOCs对大气中PM2.5的间接形成有着重要的贡献.全球BVOCs(生物源VOCs)排放量与AVOCs(人为源VOCs)排放量相差较大.研究表明,全球每年BVOCs排放量约为1 150 Tg/a[8-9],其中90%以上来自于植被,而AVOCs排放量约为100 Tg/a(以C计)[9-10].按照植被所释放VOCs的化学结构、活性和对大气化学过程的影响,可将其分为44%的异戊二烯、11%的单萜烯、22.5%的其他活性VOC和22.5%的非活性VOC[7, 11],其中关于异戊二烯和单萜烯的研究已经成为各国科学家及学者们研究的焦点.因此,测定植被释放的VOCs排放量对于控制PM2.5等大气颗粒物污染的发生具有重要意义.

我国是全球PM2.5污染高值区,京津冀地区又是中国重污染区.天津市作为京津冀区域的重要组成部分之一,该地区大气污染随着城市化和工业化进程的不断推进而愈发严重[12],从而其城市绿地建设也越来越受人们所关注.洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、国槐(Sophora japonica)、栾树(Koelreuteria paniculata)、桧柏(Juniperus chinensis)等植物均是天津市常用的城市绿化树种,但尚未明确其释放挥发性有机物的排放量.迄今为止,我国在众多方面对BVOCs排放的测量及估算已有大量研究.不少学者针对不同地区典型树种和森林如太湖地区的毛竹[13-14]、北京地区的油松和侧柏[15]等、珠三角地区的荔枝林[16]等释放的BVOCs的主要成分异戊二烯和单萜烯进行了测定及估算.另外,许多研究人员已对亚热带地区[17-18]、内蒙古地区[19-20]、东北地区[21]、香港[22]、北京[23]和四川[24]等地的城市植被BVOCs释放进行了定量估算,而对天津市绿化树种的研究鲜见报道.因此,定量估算天津市绿化树种BVOCs排放量是非常必要的.该研究根据天津地区城市绿化现状基础调查资料,选择应用频度较高的32种绿化树种为研究对象,利用Guenther等[11]提出的G93模型估算单种植物VOCs的排放量,并对估算过程中的不确定因素进行分析,以期为城市园林绿化树种的选择和科学配置提供理论依据,并且为建立天津市绿地生物源挥发性有机物排放清单数据库提供参考数据,同时也有利于大气环境污染的整治和改善.

1 材料与方法 1.1 树种选择

根据天津城市绿化现状基础调查,选择32种常见绿化树种为研究对象(见表 1),分别对所选绿化树种进行VOCs样品采集和测试分析,以确定城市绿化树种挥发性有机物的组成和含量.

表 1 32种供试绿化树种概况 Table 1 The list of 32 tested greening tree species
1.2 测试方法

该研究采用动态顶空套袋法,于2015年5—10月,一般集中于每月的中旬,选择晴朗无风的天气,对所选择的生长茂盛的32种常见绿化树种向阳背风面中部健康无缺刻的枝叶进行样品采集.每个树种选取树龄相同、长势一致的3个单株作为采样标准株进行BVOCs的采集,每次3个重复,每次采样40 min.同时进行空白采样,扣除环境本底浓度.

1.3 分析方法

植物挥发性有机物的分析鉴定主要利用热脱附-气相色谱/质谱联用法(TCT /GC/MS)分析,所使用的仪器型号为PerkinElmer生产的ATD350-Clarus600 GC MS.

TCT条件:系统压力为20 kPa,干温度为250 ℃(10 min),冷阱温度为260 ℃.

GC工作条件:DB-5 Low Bleed/MS(60 m×0.320 mm×0.5 μm)色谱柱,通过液氮脱附进样,He载气.程序升温为40 ℃(3 min)—270 ℃(5 min)—280 ℃(5 min).

MS工作条件:电离方式为EI,离子能为70 eV,质量范围为29~350 amu,接口温度为250 ℃,离子源温度为200 ℃.

1.4 植物挥发性有机物排放量估算模型

植物叶片是植物挥发性有机物产生和释放的主体(尤其是乔木)[25].植物释放VOCs的途径有多种,其中最为重要的两种过程即为叶绿体(CHL)和防御专属组织(DST)[26].植被释放最多的挥发性有机物为异戊二烯和单萜烯,因此该研究将天津市常见绿化树种排放的挥发性有机物分为异戊二烯、单萜烯和其他所有VOCs(OVOCs).单种的排放量通过叶绿体(CHL)算法和防御专属组织(DST)算法获得[23].估算模型主要以Guenther等[11]的G93模型为基础,并根据其影响因素做了部分修正以量化一个较长时间范围的排放情况.

1.4.1 CHL算法

异戊二烯排放同时受光、温度和季节的影响,属于叶绿体排放类型,应采用CHL法计算.异戊二烯排放量的计算公式:

$ E = \varepsilon \cdot M \cdot {\gamma _{\rm T}} \cdot {\gamma _{\rm P}} \cdot {\gamma _{\rm S}} \cdot \rho \cdot N \cdot t $ (1)

式中:M为单株植物平均叶生物量峰值,kg/株;ε为在光合有效辐射(PAR)为1 000 μmol/(m2·s)、温度为30 ℃的标准状态下的基本排放速率,μg/(g·h),以C计;ρ为逸散效率,即排放总量中逸散到树冠上方大气中的部分所占的比例,通常取值为1;N为植物数量;t为时间;γPγTγS分别为光合有效辐射校正因子、温度校正因子和季节校正因子.

光合有效辐射校正因子(γP)计算公式:

$ {\gamma _{\rm P}} = \frac{{\alpha {C_{\rm L}}Q}}{{{{(1 + {\alpha ^2}{Q^2})}^{0.5}}}} $ (2)

式中:α(0.002 7)和CL(1.066)为经验常数;Q是当前的光量子密度(PPFD),μmol/(m2·s).

温度校正因子(γT)计算公式:

$ {\gamma _{\rm{T}}} = \frac{{\exp\frac{{{C_{{\rm{T}}1}}(T - {T_{\rm{S}}})}}{{{\rm{R}}{T_{\rm{S}}}T}}}}{{1 + \exp\frac{{{C_{{\rm{T}}2}}(T - {T_{\rm{m}}})}}{{{\rm{R}}{T_{\rm{S}}}T}}}} $ (3)

式中:T为当前叶表面温度,K,该研究简单用树冠外的气温代替叶表面温度;TS(303 K)为标准条件下的叶温;CT1(95 000 J/mol)、CT2(230 000 J/mol)和Tm(314 K)均为经验常数;R (8.314 J/K)为气体常数.

季节校正因子(γS)基于Staudt等[27]算法,其计算公式:

$ {\gamma _{\rm S}} = 1 - \rho {\rm{ }}\left[ {1 - \exp\left( { - \frac{{{{(D - {D_0})}^2}}}{\tau }} \right)} \right] $ (4)

式中:D为月份(如1月即为1);D0为具有最大排放的月份,天津市取值为8;τ为BVOCs能够活跃释放的月份;ρ为一年中排放速率的变幅,计算公式:

$ \rho = ({\varepsilon _{\max}} - {\varepsilon _{\min}})/{\varepsilon _{\max}} $ (5)

式中:落叶树种的εmin值为0,故ρ=1;非落叶树种的εmin不易确定,故默认ρ取0.8[28].

1.4.2 DST算法

假定单萜烯和OVOCs的排放仅受温度和季节影响,属于防御专属组织排放类型,应采用DST法计算.单萜烯和OVOCs排放量的计算公式为

$ E = \varepsilon \cdot M \cdot {\gamma _{\rm T}} \cdot {\gamma _{\rm P}} \cdot {\gamma _{\rm S}} \cdot \rho \cdot N \cdot t $ (6)

温度校正因子(γT)的计算公式为

$ {\gamma _{\rm T}} = \exp[\beta (T - {T_{\rm S}})] $ (7)

式中,β (0.09 K-1)为经验参数.季节校正因子公式同式(4).

1.5 参数的计算 1.5.1 标准排放因子

由于植物的地区差异影响较大,不同研究所给出的标准排放因子也存在明显的差异.目前,我国实测的植物VOCs排放因子仍较少,而天津地区的植物VOCs排放因子实测资料更为鲜见,因此该研究在进行异戊二烯和单萜烯标准排放因子取值时尽可能采用相近地区或者国内的实测值[23, 29-30],否则参照国外研究结果,按种或属确定排放因子[26, 31].迄今为止,国内外对于OVOCs标准排放因子尚无相对可靠的研究结果,该研究采用Guenther等[11]的推荐值〔1.5 μg/(g·h)(以C计)〕.

1.5.2 植物生物量

单株平均叶生物量主要通过叶生物量密度和植物叶面积的乘积求得.叶面积根据文献[32]的经验公式进行推算.由于目前天津地区相对缺乏叶生物量密度的研究数据,因此对于所缺乏的数据主要参考其邻近地区的叶生物量密度研究结果[33].

1.5.3 气象数据

该研究假设大气环境温度为整个植物冠层内的平均叶温度.由于我国目前尚未将光合有效辐射列入常规气象观测项目,因此需根据气候学的经验公式[34-35]计算.根据太阳总辐射照度Q (W/m2)换算成光合有效量子通量密度UPAR〔μmol/(m2·s)〕,二者的转换系数ηQ参照文献[36]的计算方法.该研究中温度和总辐射照度数据来源于中国气象数据服务网上天津市的年平均气象数据.

1.6 数据分析

通过TurboMass 5.4.2软件分析可获得GC/MS原始数据总离子流图(TIC),经计算机检索NIST 2008 Libraries确定32种绿化树种挥发性有机物的成分,并利用面积归一化法定量各类挥发物的相对含量.所有数据经Excel 2010整理后,采用SPSS 22.0和Origin 8.5进行统计分析和图表绘制.

2 结果与讨论 2.1 不同绿化树种BVOCs排放量分析

天津市大多数常见城市绿化树种均具有显著排放BVOCs的能力(见图 1).对单种植物而言,不同树种间的BVOCs排放量存在明显的差异.构树(Broussonetia papyrifera)〔2 179.438 g/(株·a)(以C计),下同〕、毛白杨(Populus tomentosa)〔2 147.394 g/(株·a)〕、旱柳(Salix matsudana)〔2 116.537 g/(株·a)〕和绦柳(Salix matsudana f. pendula)〔2 045.722 g/(株·a)〕的BVOCs排放量最高,其值均在2 000 g/(株·a)以上.金叶国槐(Sophora japonicaGolden Stem′)〔1 150.825 g/(株·a)〕、油松(Pinus tabulaeformis)〔1 138.797 g/(株·a)〕和国槐〔1 109.422 g/(株·a)〕的BVOCs排放量则次之,均略高于上述4种乔木BVOCs排放量的1/2.刺槐(Robinia pseudoacacia)〔833.940 g/(株·a)〕、合欢(Albizia julibrissin)〔713.915 g/(株·a)〕、龙爪槐(Sophora japonica f. pendula)〔687.661 g/(株·a)〕、苹果(Malus pumila)〔653.807 g/(株·a)〕、雪松(Cedrus deodara)〔531.858 g/(株·a)〕、白皮松(Pinus bungeana)〔336.863 g/(株·a)〕、山桃(Prunus davidiana)〔317.004 g/(株·a)〕、桑树(Morus alba)〔239.462 g/(株·a)〕、侧柏(Platycladus orientalis)〔176.552 g/(株·a)〕、龙柏(Juniperus chinensisKaizuka′)〔174.265 g/(株·a)〕、悬铃木(Platanus×acerifolia)〔146.789 g/(株·a)〕、榆树(Ulmus pumila)〔138.763 g/(株·a)〕等12种乔木的BVOCs排放量处于100~1 000 g/(株·a)之间.其余13种乔木的排放潜力远小于以上几种绿化树种,但是如臭椿(Ailanthus altissima)、洋白蜡、紫叶李(Prunus cerasifera f. atropurpurea)等乔木在天津市分布较为广泛,特别是在公园绿地和道路绿地上的应用率相对较高,因此这类绿化树种BVOCs排放潜力也应值得注意.

图 1 32种绿化树种单株BVOCs的排放潜能 Fig.1 Individual BVOCs emission potential ability of 32 greening tree species

对科属水平而言,杨柳科植物BVOCs排放量相对来说最高,一般在2 100 g/(株·a)左右.豆科、桑科和松科BVOCs排放量均较高.槭树科和蔷薇科的植物BVOCs排放潜力较弱,与杨柳科排放量差异显著.其他科如苦木科、木犀科等植物BVOCs排放量仅为杨柳科的1/1 000.

2.2 不同绿化树种异戊二烯、单萜烯和OVOCs的排放特征

从种的角度上,通过聚类分析对32种城市常见绿化树种异戊二烯和单萜烯的排放量进行分类,以便筛选出异戊二烯和单萜烯排放潜力较强的植物种类.

通过对32种绿化树种的异戊二烯排放量进行聚类分析,可将其异戊二烯排放潜力分为3类(见图 2):第一类为毛白杨〔2 037.501 g/(株·a)〕、构树〔1 877.274 g/(株·a)〕、旱柳〔1 780.831 g/(株·a)〕和绦柳〔1 722.122 g/(株·a)〕,异戊二烯的排放潜力较强;第二类为金叶国槐〔1 126.303 g/(株·a)〕、国槐〔1 011.047 g/(株·a)〕、刺槐〔718.325 g/(株·a)〕、合欢〔709.553 g/(株·a)〕和龙爪槐〔681.735 g/(株·a)〕,异戊二烯的排放潜力中等;第三类为剩余的23种绿化树种,异戊二烯的排放潜力最弱,其中白皮松、火炬树(Rhus typhina)、元宝枫(Acer truncatum)、臭椿、洋白蜡5种乔木异戊二烯的排放量几乎为0 g/(株·a).

图 2 32种绿化树种异戊二烯排放潜力聚类分析 Fig.2 The isoprene emission potential abilityclustering analysis of 32 greening tree species

相比之下,植物释放单萜烯的潜力总体上小于异戊二烯.通过对32种绿化树种的单萜烯排放量进行聚类分析,可将其单萜烯排放潜力分为3类(见图 3):第一类为油松〔982.430 g/(株·a)〕和苹果〔582.655 g/(株·a)〕,单萜烯的排放潜力较强;第二类为雪松〔356.434 g/(株·a)〕、构树〔294.557 g/(株·a)〕、白皮松〔267.356 g/(株·a)〕、旱柳〔256.186 g/(株·a)〕、山桃〔249.240 g/(株·a)〕和绦柳〔235.526 g/(株·a)〕,单萜烯的排放潜力中等;第三类为其余的24种绿化树种,单萜烯的排放潜力较弱;但在第三类中,桑树〔158.607 g/(株·a)〕、龙柏〔129.267 g/(株·a)〕、侧柏〔113.755 g/(株·a)〕、刺槐〔86.856 g/(株·a)〕和国槐〔71.751 g/(株·a)〕的单萜烯排放潜力相对而言明显高于其他的乔木.相比于一些其他研究者的分类结果,赵静等[29]根据Isebrands等[36]的分类方法,将毛白杨、绦柳等均归类为异戊二烯排放潜力较高的树种,松树、苹果等均归为单萜烯排放潜力较高的树种,榆树、栾树和银杏(Ginkgo biloba)等为异戊二烯和单萜烯排放潜力均较低或可忽略的树种,这与笔者上述的聚类结果有相似之处.而包海[19]根据Guenther等[37]的排放等级将白皮松初步认定为高排放BVOCs的绿化树种,可能由于树种的栖息地或测定方法的差别,使其与笔者所得结果相异.

图 3 32种绿化树种单萜烯排放潜力聚类分析 Fig.3 The monoterpene emission potential ability clustering analysis of 32 greening tree species

从科属的角度上,豆科和杨柳科植物都以排放异戊二烯为主,并具有较强的异戊二烯排放潜力.两类乔木的异戊二烯排放量均占其BVOCs排放总量的84%以上.而槭树科和柏科植物排放异戊二烯的能力较弱.松科和部分蔷薇科的乔木大多数以排放单萜烯为主,所属植物的单萜烯排放量占其BVOCs排放总量的50%以上.松科释放单萜烯的能力最强,杨柳科、桑科、柏科和部分蔷薇科乔木单萜烯排放潜力其次.槭树科、豆科、部分蔷薇科、悬铃木科、苦木科和楝科等乔木单萜烯排放潜力较弱.

从叶片类型的角度上,阔叶树主要以排放异戊二烯为主,针叶树主要以排放单萜烯为主.并且异戊二烯的排放潜力要大于单萜烯的排放潜力.在所研究的32种乔木中,毛白杨、构树均是异戊二烯排放量较高的阔叶树;油松、雪松、白皮松均是单萜烯排放量高的针叶树.但值得注意的是,对于阔叶树苹果而言,其单萜烯排放量也较高.曾有研究表明,在亚热带气候条件下,阔叶树叶片表面也存在与针叶树类似的厚角质层,而具有许多针叶树的性质,因此其排放的BVOCs主要以单萜烯为主[29, 38].

植物OVOCs排放潜力与异戊二烯和单萜烯的排放潜力相比显著较弱,臭椿、火炬树、樱花(Cerasus serrulata var. lannesiana)、桧柏和元宝枫均以释放OVOCs为主,但OVOCs排放量最高的乔木依旧是毛白杨〔102.340 g/(株·a)〕.

2.3 本地树种与外来树种BVOCs排放潜力分析

在该研究的32种绿化树种中,天津市的本地树种包括国槐、毛白杨、油松、侧柏和构树等乔木,其BVOCs排放能力均较强(见图 1);而五角枫(Acer mono)、火炬树、樱花和悬铃木均为外来观赏性树种,悬铃木的排放潜力与本地树种榆树、龙柏和侧柏相近,均在150 g/(株·a)左右.五角枫、火炬树和樱花BVOCs排放量较悬铃木差异悬殊,其排放能力相对较弱,与本地树种栾树、元宝枫、臭椿和洋白蜡等相当.通过Turkey测试分析可知,天津市外来树种与本地树种BVOCs排放潜力在0.05水平上无显著性差异(P>0.05).同样地,通过One-Way ANOVA分析,天津地区外来树种与本地树种异戊二烯和单萜烯的排放潜力也无显著性差异(P>0.05).研究表明,外来树种BVOCs的排放潜能高于本地树种[39-40],大量引进外来树种则会增加城市BVOCs排放量,而通过种植本地树种造林利于改善城市环境污染问题[40].这与该研究的结果存在差异,可能由于一些外来和本地树种的起源地相似,或是存在相近的亲缘关系,从而使其排放能力无明显差异[41].

2.4 与国内外文献研究对比

通过与国内外对单种植物BVOCs排放的研究值相比(见表 2),该研究中毛白杨、绦柳和国槐BVOCs排放的估算量均显著低于文献[23]的估算值,而前两者的估算值均较高于文献[42]的研究值.绦柳、合欢、悬铃木BVOCs排放量的估计值均略小于文献[43]杭州地区相应植被的估算值.相比于文献[18]的研究值,该研究中合欢和龙爪槐BVOCs排放量的估计值较小,而绦柳和银杏BVOCs排放量的估计值较高.原因在于植被所在区域的地理位置、环境条件(温度、光合有效辐射强度)和气候条件等的差异,均可导致树种BVOCs排放量不一;对于同种树种而言,树龄[44]、气候带和季节[29]等因素也可影响其BVOCs的排放量;另外,不同研究中植被标准排放因子的选用也会对估算结果造成影响.而同种植物因南北地区的差异,其标准排放速率也不尽相同.

表 2 几种主要绿化树种BVOCs排放量的对比 Table 2 Comparison of BVOCs emissions released by some greening tree species
3 结论

a) 天津市典型绿化树种中构树、毛白杨、旱柳和绦柳的BVOCs排放量最高,分别为2 179.438、2 147.394、2 116.537、2 045.722 g/(株·a).从科属水平而言,杨柳科植物BVOCs排放量相对来说最高,一般在2 100 g/(株·a)左右.豆科、桑科和松科BVOCs排放量均较高.槭树科和蔷薇科的植物BVOCs排放潜力较弱,其他科如苦木科、木犀科等植物BVOCs排放量仅为杨柳科的1/1 000.

b) 从种的角度上,毛白杨、构树、旱柳和绦柳属于高排放异戊二烯的树种;油松和苹果属于高排放单萜烯的树种.从科属水平而言,豆科和杨柳科植物具有较强的异戊二烯排放潜力.松科和部分蔷薇科的乔木具有较强的单萜烯排放潜力.从叶片类型的角度上,阔叶树主要以排放异戊二烯为主,针叶树主要以排放单萜烯为主.并且异戊二烯的排放潜力要大于单萜烯的排放潜力.植物OVOCs排放潜力与异戊二烯和单萜烯的排放潜力相比显著较弱.

c) 天津市外来树种与本地树种BVOCs、异戊二烯和单萜烯的排放潜力均无显著性差异(P>0.05).

参考文献
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