【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(shí),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(duì)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(jiàn)果樹(shù)為試驗(yàn)對(duì)象得研究極為零散。為此,本文運(yùn)用固相吸附-熱脫附動(dòng)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(cè)的方法,分析了我國(guó)12種落葉果樹(shù)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(gè)層次探討果樹(shù)BVOCs的釋放情況。通過(guò)研究,得出主要結(jié)論如下:1.桃樹(shù)、李子樹(shù)和杏子樹(shù)3種果樹(shù)為高BVOCs排放樹(shù)種,柿子樹(shù)等9種果樹(shù)為中等BVOCs排放樹(shù)種。果樹(shù)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(shù)總BVOCs釋放速率最高[(14±0.8)μg·g~(-1)·h~(-1)]。對(duì)不同科屬及生活型果樹(shù)BVOCs進(jìn)行顯著性分析發(fā)現(xiàn),木本類(lèi)果樹(shù)異戊二烯釋放速率[(4.2±1.4)μg·g~(-1)·h~(-1)]顯著高于藤本類(lèi)[(0.6±0.2)μg·g~(-1)·h~(-1),P=0.03],但果樹(shù)BVOCs的釋放速率不具有顯著的科屬差異,暫不能依據(jù)果樹(shù)科屬關(guān)系對(duì)BVOCs釋放水平進(jìn)行分類(lèi)。2.果樹(shù)釋放的單萜類(lèi)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(shù)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(shù)釋放物中含有烴類(lèi)、醇類(lèi)和醛類(lèi)等9類(lèi)物質(zhì),烴類(lèi)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(shù)BVOCs釋放速率的葉片氣體交換參數(shù)。依次分析光合作用過(guò)程中的4種氣體交換參數(shù)及2類(lèi)葉片性狀與BVOCs各組分的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)果樹(shù)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(wú)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(shù)品種間BVOCs釋放速率的差異。4.果樹(shù)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(shí)柿子樹(shù)和梨樹(shù)光合作用出現(xiàn)抑制,兩種果樹(shù)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(cè)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(shù)MTs釋放速率的環(huán)境(光照和溫度)敏感性發(fā)現(xiàn),柿子樹(shù)高于梨樹(shù)。5.柿子樹(shù)果實(shí)不同物候期,葉片釋放物種類(lèi)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(lèi)物質(zhì)為例,從坐果期到膨大期至果實(shí)成熟期的優(yōu)勢(shì)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(shí)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(shù)果實(shí)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)。可將柿子不同物候期的LMA,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(shí)驗(yàn)區(qū)概況鑒于果樹(shù)的實(shí)際分布情況，實(shí)驗(yàn)分別在北京市昌平區(qū)營(yíng)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(shí)驗(yàn)材料依據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》［76］及《中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》［77］中果樹(shù)種植基礎(chǔ)資計(jì)數(shù)據(jù)，將我國(guó)廣泛栽培的蘋(píng)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(shù)，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(shù)作為實(shí)驗(yàn)材料。按照生活型差異，前 10 種為果樹(shù)，后 2 種為藤本類(lèi)果樹(shù)。 部分果樹(shù)在全國(guó)的種植情況見(jiàn)表 2.1，所有的供均選用無(wú)扦插和嫁接且在自然生長(zhǎng)狀態(tài)下樹(shù)齡超過(guò) 5 年的實(shí)生苗。6 樣品采集及測(cè)定方法考慮到果樹(shù)間物候的差異，于 2018 年 7 月～9 月間果樹(shù)生長(zhǎng)旺盛期選擇晴
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598148