新研究揭示极端热浪影响异戊二烯排放最适温度

中国科学院广州地球化学研究所研究员王新明团队探索了热浪对异戊二烯温度响应关系的影响，并揭示了极端热浪对热带异戊二烯和亚热带异戊二烯排放温度的最佳影响。近日，《地球物理研究快报》发表了相关成果(Geophysical Research Letters)。

湿季热浪期(a)、湿季非热浪期(b)而且干季不是热浪期(c)异戊二烯温度响应曲线，以及默认模型温度曲线(Topt = 313 K)的对比(d, e, f)。研究小组提供图片

论文第一作者、中国科学院广州地球化学研究所博士后曾建强表示，异戊二烯是一种强活性有机废气，主要从陆地植被向大气释放，其全球消耗量与甲烷相当，对全球大气还原、臭氧和二次有机气溶胶的形成做出了巨大贡献，进而对空气质量和气候产生直接/间接的影响。

全球变暖导致极端热浪事件的频率和强度增加，而异戊二烯的排放对温度极其敏感。最近研究表明，热浪可以显著增加温带和寒带植被异戊二烯的排放，其增量明显高于排放模型的估计结果。热带/亚热带地区是世界上排放异戊二烯的热点地区，也是受热浪影响最严重的地区。然而，目前尚不清楚这些地区的植物异戊二烯排放受热浪影响是否与温带和寒带植物相同。

考虑到温度适应机制对Topt和观测结果的比较。研究小组提供图片

针对这一问题，在国家自然科学基金委创新研究人群项目、国家重点R&D计划等项目的支持下，研究团队对亚热带典型优势树种的尾叶桉树进行了原点测量。通过温度场控制实验，探索了热浪对异戊二烯温度响应关系的影响。

实验结果表明，极端热浪可以显著抑制亚热带桉树的关键生理过程(如净光合速率和电子传输速度)，从而导致异戊二烯排出的最佳温度。(Topt)热浪期明显减少。目前排放模型的温度适应机制(基于温带植物)假设Topt会随着生长温度(过去十天的平均温度)的升高而线性增加。

但研究小组发现，亚热带桉树异戊二烯的Topt随着生长温度的升高而降低，与模型预测结果相反，模型预测的Topt在热浪阶段被高估，导致模型高估热浪期间的高温时间(中午)排放异戊二烯。他们还发现，如果模型使用初始值(313)而不考虑Topt的温度适应机制。 K)，与实际测量相比，热浪期和非热浪期模型的预测结果具有良好的一致性。

上述研究结果表明，热带-亚热带极端热浪可能抑制异戊二烯的排放，不同于热浪促进温带-冷带植物异戊二烯的排放。对于极端热浪期间的异戊二烯排放模拟，建议使用模型的初始值，无需考虑Topt的温度适应机制。