發(fā)布時間：2020-03-24 09:44

【摘要】：植物源揮發(fā)性有機(jī)物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)是VOCs的重要組成部分。它促進(jìn)植物抵御外部生物與非生物脅迫的同時,廣泛參與著近地層臭氧(O_3)及二次有機(jī)氣溶膠(secondary organic aerosol,SOA)等二次污染物的生成,對區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量乃至全球氣候變化有重要影響。目前,關(guān)于農(nóng)-林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中植物BVOCs研究較少,尤其是以城郊地區(qū)常見果樹為試驗對象得研究極為零散。為此,本文運(yùn)用固相吸附-熱脫附動態(tài)采樣-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)分析技術(shù),于2018年7月~9月采用野外原位觀測的方法,分析了我國12種落葉果樹BVOCs的排放清單和排放特征,并嘗試從植物BVOCs釋放速率可能的表征指標(biāo),BVOCs典型物質(zhì)的周期性變化兩個層次探討果樹BVOCs的釋放情況。通過研究,得出主要結(jié)論如下:1.桃樹、李子樹和杏子樹3種果樹為高BVOCs排放樹種,柿子樹等9種果樹為中等BVOCs排放樹種。果樹總BVOCs(異戊二烯、單萜和倍半萜烯之和)釋放速率在(2.6±0.1)~(14±0.8)μg·g~(-1)·h~(-1)之間,其中杏樹總BVOCs釋放速率最高[(14±0.8)μg·g~(-1)·h~(-1)]。對不同科屬及生活型果樹BVOCs進(jìn)行顯著性分析發(fā)現(xiàn),木本類果樹異戊二烯釋放速率[(4.2±1.4)μg·g~(-1)·h~(-1)]顯著高于藤本類[(0.6±0.2)μg·g~(-1)·h~(-1),P=0.03],但果樹BVOCs的釋放速率不具有顯著的科屬差異,暫不能依據(jù)果樹科屬關(guān)系對BVOCs釋放水平進(jìn)行分類。2.果樹釋放的單萜類物質(zhì)(MTs)與已被大量研究的松柏科植物不同。具有花香或脂香味的β-月桂烯(β-myrcene)、D-檸檬烯(D-limonene)和γ-松油烯(γ-terpinene)是果樹釋放的主要成分,β-月桂烯(β-myrcene)含量最高,占單萜總釋放量的59.3%。此外,果樹釋放物中含有烴類、醇類和醛類等9類物質(zhì),烴類含量最高,占39.0%,并可能釋放芴、菲、萘等8種具有芳香味的有毒有害大氣污染物。3.胞間CO_2濃度(Ci)是唯一可能表征果樹BVOCs釋放速率的葉片氣體交換參數(shù)。依次分析光合作用過程中的4種氣體交換參數(shù)及2類葉片性狀與BVOCs各組分的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)果樹葉片Ci與異戊二烯(r=-0.742,P0.01)和總BVOCs(r=-0.927,P0.01)釋放速率有極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,而與單萜的負(fù)相關(guān)性存在較弱(r=-0.495,P0.05)。反觀其他參數(shù),與各BVOCs組分的釋放速率均無明顯的相關(guān)性,這意味著除Ci外,上述參數(shù)尚不能反映出果樹品種間BVOCs釋放速率的差異。4.果樹總BVOCs排放具有日變化規(guī)律。上午和下午釋放速率較小,午后13:00達(dá)到一天排放的‘峰值’,此時柿子樹和梨樹光合作用出現(xiàn)抑制,兩種果樹MTs排放速率分別為(5.2±0.3)μg·g~(-1)·h~(-1)和(2.1±0.3)μg·g~(-1)·h~(-1),推測熱應(yīng)力下用于植物BVOCs合成的碳源發(fā)生替換是這一現(xiàn)象發(fā)生的潛在原因。另外,比較兩種果樹MTs釋放速率的環(huán)境(光照和溫度)敏感性發(fā)現(xiàn),柿子樹高于梨樹。5.柿子樹果實不同物候期,葉片釋放物種類基本不變,但物質(zhì)組成變異很大,比葉重(LMA)可以較好反映各階段BVOCs的釋放能力。以烯烴類物質(zhì)為例,從坐果期到膨大期至果實成熟期的優(yōu)勢物質(zhì)(含量)分別為:α-蒎烯(7.86%)、十二烯(3.29%)、十四烯(7.76%)。就總BVOCs而言,在膨大期[(5.7±0.2)μg·g~(-1)·h~(-1)]和果實成熟期[(5.6±1.7)μg·g~(-1)·h~(-1)]釋放速率顯著高于坐果期[(2.1±0.3)μg·g~(-1)·h~(-1),P0.05]。柿子樹果實不同物候期BVOCs釋放速率與LMA有極強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系(r=0.660,P0.01)�？蓪⑹磷硬煌锖蚱诘腖MA,作為判斷柿子葉片不同物候期BVOCs釋放速率的外在指征參數(shù)。
【圖文】：

13圖 2.1 本研究技術(shù)路線圖Fig. 2.1 Framework2.4 實驗區(qū)概況鑒于果樹的實際分布情況，實驗分別在北京市昌平區(qū)營坊村（E116o17'，N 40o15'）和北京市延慶區(qū)唐家堡村（E115o59'，N 40o30'）完成，，兩地均為溫帶大陸性氣候，降

圖 2.2 本研究采樣點(diǎn)位置示意Fig. 2.2 The location of the sample sites in this study5 實驗材料依據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》［76］及《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料》［77］中果樹種植基礎(chǔ)資計數(shù)據(jù)，將我國廣泛栽培的蘋果（Malus domestica）、梨（Pyrus spp）、桃（Amygrsica）、櫻桃（Cerasus pseudocerasus）、杏子（Armeniaca vulgaris）、李子（Picina）6 種薔薇科果樹，以及由紅棗（Ziziphus jujuba ）、柿子（Diospyros ka棠（Malus prunifolia）、核桃（Juglans regia）、葡萄（Vitis vinifera）、獼猴桃（Actiinensis）組成的 6 種其他科果樹作為實驗材料。按照生活型差異，前 10 種為果樹，后 2 種為藤本類果樹。 部分果樹在全國的種植情況見表 2.1，所有的供均選用無扦插和嫁接且在自然生長狀態(tài)下樹齡超過 5 年的實生苗。6 樣品采集及測定方法考慮到果樹間物候的差異，于 2018 年 7 月～9 月間果樹生長旺盛期選擇晴
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2598148