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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 2 期摇 摇 2012 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
北部湾秋季底层鱼类多样性和优势种数量的变动趋势 王雪辉,邱永松,杜飞雁,等 (333)……………………
中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异 丁晶晶,刘定震,李春旺,等 (343)………………………………
粉蝶盘绒茧蜂中国和荷兰种群学习行为及 EAG反应的比较 王国红,刘摇 勇,戈摇 峰,等 (351)………………
君主绢蝶的生物学及生境需求 方健惠,骆有庆,牛摇 犇,等 (361)………………………………………………
西南大西洋阿根廷滑柔鱼生物学年间比较 方摇 舟,陆化杰,陈新军,等 (371)…………………………………
城市溪流中径流式低坝对底栖动物群落结构的影响 韩鸣花, 海燕,周摇 斌,等 (380)…………………………
沉积再悬浮颗粒物对马氏珠母贝摄食生理影响的室内模拟 栗志民,申玉春,余南涛,等 (386)………………
太平洋中西部海域浮游植物营养盐的潜在限制 徐燕青,陈建芳,高生泉,等 (394)……………………………
几株赤潮甲藻的摄食能力 张清春,于仁成,宋静静,等 (402)……………………………………………………
高摄食压力下球形棕囊藻凝聚体的形成 王小冬,王摇 艳 (414)…………………………………………………
大型绿藻浒苔藻段及组织块的生长和发育特征 张必新,王建柱,王乙富,等 (421)……………………………
链状亚历山大藻生长衰亡相关基因的筛选 仲摇 洁,隋正红,王春燕,等 (431)…………………………………
太湖春季水体固有光学特性及其对遥感反射率变化的影响 刘忠华,李云梅,吕摇 恒,等 (438)………………
程海富营养化机理的神经网络模拟及响应情景分析 邹摇 锐,董云仙,张祯祯,等 (448)………………………
沙质海岸灌化黑松对蛀食胁迫的补偿性响应 周摇 振,李传荣,许景伟,等 (457)………………………………
泽陆蛙和饰纹姬蛙蝌蚪不同热驯化下选择体温和热耐受性 施林强,赵丽华,马小浩,等 (465)………………
麦蚜和寄生蜂对农业景观格局的响应及其关键景观因子分析 赵紫华,王摇 颖,贺达汉,等 (472)……………
镉胁迫对芥蓝根系质膜过氧化及 ATPase活性的影响 郑爱珍 (483)……………………………………………
生姜水浸液对生姜幼苗根际土壤酶活性、微生物群落结构及土壤养分的影响
韩春梅,李春龙,叶少平,等 (489)
…………………………………
………………………………………………………………………………
九州虫草菌丝体对 Mn的耐性及富集 罗摇 毅,程显好,张聪聪,等 (499)………………………………………
土霉素暴露对小麦根际抗生素抗性细菌及土壤酶活性的影响 张摇 昊,张利兰,王摇 佳,等 (508)……………
氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响 沈芳芳,袁颖红,樊后保,等 (517)………………
火炬树雌雄母株克隆生长差异及其光合荧光日变化 张明如,温国胜,张摇 瑾,等 (528)………………………
湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能 潘春翔,李裕元,彭摇 亿,等 (538)……………………
祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响 赵锦梅,张德罡,刘长仲,等 (548)……………………
沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应 刘任涛,赵哈林 (557)……………………………………
腾格里沙漠东南缘可培养微生物群落数量与结构特征 张摇 威,章高森,刘光琇,等 (567)……………………
塔克拉玛干沙漠南缘玉米对不同荒漠化环境的生理生态响应 李摇 磊,李向义,林丽莎,等 (578)……………
内蒙古锡林河流域羊草草原 15 种植物热值特征 高摇 凯,谢中兵,徐苏铁,等 (588)……………………………
不同密度条件下芨芨草空间格局对环境胁迫的响应 张明娟,刘茂松,徐摇 驰,等 (595)………………………
环境因子对巴山冷杉鄄糙皮桦混交林物种分布及多样性的影响 任学敏,杨改河,王得祥,等 (605)……………
海藻酸铈配合物对毒死蜱胁迫下菠菜叶片抗坏血酸鄄谷胱甘肽循环的影响
栾摇 霞,陈振德,汪东风,等 (614)
……………………………………
………………………………………………………………………………
城市化进程中城市热岛景观格局演变的时空特征———以厦门市为例 黄聚聪,赵小锋,唐立娜,等 (622)……
基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 杨存建,赵梓健,任小兰,等 (632)…………………………………
亚热带城乡复合系统 BVOC排放清单———以台州地区为例 常摇 杰,任摇 远,史摇 琰,等 (641)………………
研究简报
不同水分条件下毛果苔草枯落物分解及营养动态 侯翠翠,宋长春,李英臣,等 (650)…………………………
大山雀对巢箱颜色的识别和繁殖功效 张克勤,邓秋香,Justin Liu,等 (659)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*330*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄01
封面图说: 雄视———中国的金丝猴有川、黔、滇金丝猴三种,此外还有越南和缅甸金丝猴两种。 金丝猴是典型的森林树栖动物,常
年栖息于海拔 1500—3300m的亚热带山地、亚高山针叶林,针阔叶混交林,常绿落叶阔叶混交林中,随着季节的变化,
只在栖息的生境中作垂直移动。 川金丝猴身上长着柔软的金色长毛,十分漂亮。 个体大、嘴角处有瘤状突起的是雄性
金丝猴的特征。 川金丝猴只分布在中国的四川、甘肃、陕西和湖北省。 属国家一级重点保护、CITES附录一物种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 2 期
2012 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 2
Jan. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30970281); 杭州市科技局重大科技创新项目(20092113A05)
收稿日期:2010-12-21; 　 　 修订日期:2011-07-19
*通讯作者 Corresponding author. E-mail: jchang@ zju. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201012211820
常杰, 任远, 史琰,朱轶梅, 焦荔, 洪盛茂, 傅承新,葛滢.亚热带城乡复合系统 BVOC 排放清单———以台州地区为例. 生态学报,2012,32(2):
0641-0649.
Chang J, Ren Y, Shi Y, Zhu Y M, Jiao L, Hong S M, Fu C X, Ge Y. An inventory of BVOC emissions for a subtropical urban-rural complex: Greater
Taizhou Area. Acta Ecologica Sinica,2012,32(2):0641-0649.
亚热带城乡复合系统 BVOC排放清单
———以台州地区为例
常　 杰1,*, 任　 远1, 史　 琰1,朱轶梅1, 焦　 荔2, 洪盛茂2, 傅承新1,葛　 滢1
(1. 浙江大学生命科学学院, 杭州　 310058; 2. 杭州市环境监测总站,杭州　 310007)
摘要:挥发性有机复合物(VOC)对大气的化学组成有重要的影响。 植物排放的 VOC(BVOC)比人为源 VOC(AVOC)具有更高
的反应活性。 通过实地调查台州地区的植被构成和分布,综合 BVOC排放速率的测定值和文献数值、当地气象资料等,研究了
台州城市和周边地区的 BVOC排放强度、时空格局及种类特征。 结果表明,2009 年台州地区的 BVOC年排放量为 4. 6×1010 g C,
其中异戊二烯、单萜和其他 VOC所占的比重分别为 93. 8% 、3. 5%和 2. 7% 。 野外森林中毛竹林排放强度(133. 8 t C·km-2·a-1)
高出马尾松林、杉木林和常绿阔叶林(分别为 0. 9、0. 8、0. 6 t C·km-2·a-1)2 个数量级,因此从改善大气质量角度考虑应当抑制毛
竹林的扩张。 城市行道树及河道树的 BVOC排放强度为 2. 4 t C·km-2·a-1,公园及居民区绿地为 1. 6 t C·km-2·a-1,均高于野外
除毛竹林外的其他植被类型。 台州市区的主要树种中,垂柳、合欢、龙爪槐和枫香的单株排放强度较高,而香樟、广玉兰、银杏等
单株排放强度相对较低。 可优先选择这些排放强度低的树种用作城市绿化。 研究结果也可为处在相近气候带的城市中绿化树
种的选择和大气质量的改善提供科学依据。
关键词:竹林;绿地;异戊二烯;单萜;本地种;观赏植物;行道树
An inventory of BVOC emissions for a subtropical urban-rural complex: Greater
Taizhou Area
CHANG Jie1,*, REN Yuan1, SHI Yan1, ZHU Yimei1, JIAO Li2, HONG Shengmao2, FU Chengxin1, GE Ying1
1 College of Life Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
2 Hangzhou Environmental Monitoring Center Station, Hangzhou 310007, China
Abstract: VOCs (volatile organic compounds) are believed to have close relationships with the chemical composition and
physical characteristics of the atmosphere. Biogenic VOCs ( BVOCs ) are more reactive than anthropogenic VOCs
(AVOCs), can contribute to tropospheric ozone and secondary particle formation, and have indirect effects on climate
change. Estimates of regional BVOC emissions are thus crucial input parameters of air quality models. However, most of the
BVOC inventory work has concentrated on natural habitats in Europe, North America and some tropical regions. Although
an increasing number of studies are being carried out in tropical and mid-latitude regions throughout Asia in recent years,
few studies are concerned with humid subtropical areas, especially in urban areas. Here, a field survey of vegetation
composition and distribution was conducted in a subtropical urban-rural complex, Greater Taizhou Area (28°01′—29°20′
N,120°17′—121°56′E), Zhejiang Province. Different models were developed and used to estimate leaf biomass of the
main tree species. BVOC were divided into isoprene, monoterpenes and other VOCs (OVOCs) and different algorithms
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were used calculate them separately. The isoprene emission rate data of the main tree species in this area was identified
using a plant enclosure approach followed by a GC-PID analysis, while other emission data was compiled from measurements
available in China. Tree distribution information, leaf biomass, plant emissions, and meteorological data were combined to
investigate the BVOC emission intensity, temporal and spatial patterns and species features in Greater Taizhou Area.
Results showed that the annual BVOC emissions of Taizhou in 2009 is 4. 6 ×1010 g C. Isoprene, total monoterpenes and
OVOCs emissions account for 93. 8% , 3. 5% and 2. 7% , respectively. In rural area, the emission intensity of bamboo
forest (133. 8 t C·km-2·a-1 ) is two orders of magnitude higher than those of Pinus massoniana forest, Cunninghamia
lanceolata forest and evergreen broad-leaved forests (0. 9, 0. 8, 0. 6 t C·km-2·a-1, respectively) . So from the perspective
of improving air quality, expansion of bamboo forests should be inhibited while increasing the proportion of evergreen broad
-leaf forests. Within Taizhou city, the BVOC emission intensity of street and riparian trees is 2. 4 t C·km-2·a-1, while the
emission intensity of trees in parks and residential areas is 1. 6 t C·km-2·a-1, both of which are higher than that of any rural
forest types other than bamboo forest. Among the primary tree species within the built-up area, Salix babylonica, Albizia
julibrissin, Sophora japonica and Liquidambar formosana exhibited high BVOC emission potential, while Cinnamomum
camphora, Magnolia grandiflora and Ginkgo biloba have relatively low emission potential. There were no significant
differences in the emission patterns between native and nonnative tree species in Taizhou area. Species with low BVOC
emission potential should therefore be chosen for future in urban greening initiatives. The annual BVOC emissions of
Taizhou are much higher than those of Beijing (1. 6×1010 g C / a) and Hong Kong (1. 6×1010 g C / a) because these areas
vary in climate and vegetation characteristics. This study also provides a scientific basis for the selection of tree species and
improvement of air quality in cities in similar climate zones as Taizhou.
Key Words: bamboo forest; green space; isoprene; monoterpenes; native species; ornamental plants; street trees
随着城市化进程的加快,城市内大气环境受到越来越多的关注。 大气挥发性有机复合物(VOC)来源包
括人为源 VOC(AVOC)以及生物源 VOC(BVOC)。 研究表明 BVOC比 AVOC具有更高的反应活性:不仅可导
致 O3的产生[1],同时也是二级有机气溶胶(SOAs)的重要来源[2],这些对城市光化学烟雾以及灰霾的形成等
具有重要的贡献[3]。 全球每年从生物圈释放到大气中的 BVOC通量约为 700×1012—1000×1012 g C,而在未来
这一数值将上升到 1251×1012—1288×1012 g C[1]。
迄今为止,关于 BVOC排放通量的研究[4-7],主要集中在欧洲和北美地区的温带森林及一些热带森林等
自然生境[8]。 尽管最近有关亚洲的热带和中纬度地区此类的研究正不断增加[9-16],然而在亚热带湿润地区的
研究仍很不足,特别是关于这类气候区城市植被 BVOC排放特征的研究很少。 本研究选择台州地区作为中国
东南沿海快速城市化的代表,研究:1)该城乡复合系统 BVOC 的排放总量及时空格局;2)野外主要植被类型
及城市建成区主要绿地类型的 BVOC 排放强度;3)建成区中 BVOC 主要绿化树种的排放强度,为城市绿化管
理中选择排放较少的绿化树种提供依据。
1　 研究区概况
本研究设置在中国东南沿海的一个城乡复合系统———台州地区(28°01′—29°20′N,120°17′—121°56′E)。
台州濒临东海,地处中国典型的亚热带湿润气候区,年均气温 17. 1 ℃,年均降水量 1521 mm,其地带性森林植
被为常绿阔叶林,但现多为严重干扰后恢复 20a 左右的马尾松林、竹林和人工种植的杉木林等。 20 世纪 90
年代以后,台州经济发展迅速,截止 2008 年底,台州地区人均 GDP达到 34374 元[17]。 经济的繁荣促进了城市
的发展,1994—2008 年间台州市建成区面积从 37 km2增长到了 115 km2。 相应地,随着城市绿化工作的深入,
建成区绿化覆盖面积也由 406 hm2增长到了 4 896 hm2。
2　 研究方法
2. 1　 树种调查及叶生物量计算
　 　 本研究中我们对台州建成区内公园、居民区绿地和行道树、河道带状绿地以及台州野外森林的各树种叶
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生物量峰值进行分别计算。 通过设立样方(400 m2)估算台州市区绿地的树种比例及径阶分布[18]。 于 2009
年 6 月—9 月,调查 67 个样方,2010 年 8 月,调查 32 个样方,共测量乔木 1 525 株。 我们对样方内每株样木测
定胸径和株高,并对样木的胸径(D,cm)、株高(H,m)和叶生物量(WF,g)进行了线性回归分析,进而计算台州
市区各树种总叶生物量。 台州建成区主要为香樟(Cinnamomum camphora)、桂花(Osmanthus fragrans)等常绿
阔叶树种。 因香樟比例高(30. 6% ),故其叶生物量采用单独模型[19]WF = 0. 059871 (D2H) 0. 574327计算;对于其
它常绿阔叶树种(样本量 13),叶生物量采用统一模型 WF = 466. 43D - 1872. 7计算;对于落叶阔叶树种(样本
量 12),叶生物量也采用统一模型 WF = 587. 42D - 2344. 5 计算。
台州地区的野外森林主要有马尾松林、杉木林、常绿阔叶林以及竹林。 首先通过综合文献数据[20]计算各
林型树干生物量(WS),再通过野外标准木的实测数据得到叶生物量。 其中,马尾松的叶生物量模型(样本量
53)为 WF = 0. 0596WS + 1582. 9;杉木的叶生物量模型(样本量 50)为 WF = 0. 1195WS + 879. 01;常绿阔叶树种
的叶量模型(样本量 81)为 WF = 0. 1432WS + 107. 89。 台州地区竹林的主要组成为毛竹林,由于毛竹的特殊
性,其单株叶生物量通过对 20 个样本的叶生物量取平均值获得。
2. 2　 排放速率测定
台州常见树种的异戊二烯及单萜的标准排放速率数据主要来自本研究组报导的亚热带地区树种的排放
值[21]。 采用封闭式采样方法。 采样装置由顶部覆聚四氟乙烯膜的 PVC塑料箱 (直径 25. 5cm,高 43. 5cm)和
一个直径稍大的普通塑料桶构成。 在采样过程中,同步测定光合有效辐射(PAR,用 Li190SB 量子传感器测
定)、箱内温度(康铜热电偶传感器)等环境因子。 气样在室内用光离子化色谱仪(PID-100C)进行分析。 采气
样结束后,采下封闭装置内的树叶,在 70—80℃温度下经烘箱烘至恒重,然后称重用于异戊二烯排放通量的
计算。
单萜和一些树种的异戊二烯标准排放速率数据通过文献获得[14,22-23],对其取平均获得各树种的异戊二烯
和单萜的排放速率。 采用的文献都使用了封闭采样技术,并且采样地点均在本研究区域附近。 此外,假定所
有树种的其他 VOC(OVOC)的标准排放速率都为文献中的推荐值 1. 5 μg C·g-1·h-1[10,13]。
2. 3　 排放计算
本研究仅估算了来自植物叶片的 BVOC排放,因为植物其它器官的 BVOC 排放具有极大的不确定性,并
且可能在总 BVOC排放量中只占较小比例[24-25]。 BVOC 可划分为异戊二烯、单萜和 OVOC,单种的排放量通
过两种不同的算法获得:叶绿素(CHL)算法用于计算异戊二烯,其排放主要受温度和光照的影响;防御专属
组织(DST)算法用于计算单萜和 OVOC,其排放主要受温度的影响[26]。
2. 3. 1　 CHL算法
异戊二烯排放量(E)的标准公式[25]为 E = [ε][M][γPγTγS] ,式中 ε为标准状态下,即温度为 30°C,光
合有效辐射(PAR)为 1000 μmol·m-2·s-1时该树种的排放速率(μg C·g-1·h-1);M为单株植物平均叶生物量峰
值;γP、γT和 γS为环境校正因子,分别表示光照强度、温度和季节对 BVOC 排放的影响。 其中 γP计算公式为
γP =(αCLQ) / (1 + α2Q2) 1 / 2 ,α和 CL为经验参数,分别取值为 0. 0027 和 1. 066,Q 是当前的光合量子密度
(PPFD, μmol·m-2·s-1)。 温度影响因子 γT计算公式为 γT =
EoptCT2exp[CT1(T - Topt) / (RToptT)]
CT2 - CT1{1 - exp[CT2(T - Topt) / (RToptT)]}
。
其中,Eopt(1. 9)为最大标准化排放潜力,Topt(312. 5)是达到 Eopt时的温度,T 是叶片温度(K),R 是气体常数
(0． 00831),Eopt是最大标准排放能力,Topt是得到 Eopt时的温度,CT1(95,000 J / mol)、CT2(230,000 J / mol)和
TM(314 K)都是经验系数。 2009 年 1 月 1 日至 2009 年 12 月 31 日台州市区及野外的温度和光照数据来自于
台州市气象局。 经过计算,城市热岛效应使台州城市地区比野外高出 3. 2 ℃。
随着季节的变化,叶生物量与叶龄也会随之发生变化,直接影响 BVOC 的排放量。 根据 Staudt[27]的研究
结果,各月的季节校正因子的计算为: γS = 1 - ρ 1 - exp -
(D - D0) 2æ
è
ö
ø
é
ë
ù
ûτ
,公式中 D指月份,D0是具有最大
346　 2 期 　 　 　 常杰　 等:亚热带城乡复合系统 BVOC排放清单———以台州地区为例 　
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排放速率的月份(台州为 7)。 ρ指一年中排放速率的变化幅度,计算公式为 ρ = (εmax - εmin) / εmax 。 对于落叶
树种,显然 ρ 等于 1。 对于非落叶树种,由于年最小排放速率难以获得,默认 ρ 为 0. 8[28]。 τ 指一年中进行
BVOC活跃排放的月数,常绿树种 τ为 12,根据 2009 年物候观察的结果,台州地区落叶树种的 τ等于 7。
2. 3. 2　 DST算法
单萜的排放不依赖于光照,其排放标准公式为 E = [ε][M][γTγS] ,式中的变量与前述异戊二烯排放公
式中相同。 温度校正因子 γT的计算公式为 γT = exp[β(T - TS)] ,其中 β(0. 09 K-1)为经验系数,T是叶片温
度(K),Ts是标准状况下的叶片温度(303 K)。
3　 结果
3. 1　 台州地区 BVOC 排放的总量及季节动态
台州城乡复合系统 2009 年 BVOC 的排放总量为 4. 6 ×1010 g C,其中异戊二烯、单萜和 OVOC 分别占
93． 8% 、3. 5%和 2. 7% (表 1)。 野外森林(4. 7×104 t C / a)是台州 BVOC排放的主要来源(地区总量的 99%以
上)。 在 4 种主要森林类型中,毛竹林的 BVOC年总排放占了最大比例(为 92. 6% ),而马尾松林、杉木林和常
绿阔叶林的总和仅占 7. 4% 。 城市绿地对台州 BVOC的贡献不足 1% (56. 7 t C / a),其中公园和居民区绿地的
BVOC总排放量为 19. 4 t C / a,行道树及河道绿地的 BVOC总排放为 37. 3 t C / a,分别占台州市区 BVOC 总排
放的 34. 2%和 65. 8% (表 2)。 台州的 BVOC排放主要集中在 6—10 月,占年排放的 70% ,冬季(12、1、2 月)
的 BVOC排放最小,仅占 BVOC年排放的 4% (表 1)。
3. 2　 台州地区 BVOC排放的日变化
异戊二烯的排放随每天 PAR和温度的变化而改变,排放仅出现在白天,为明显的单峰曲线。 6 月异戊二
烯的排放时间在 05:00—19:00 之间,最大排放值出现于 11:00—12:00;12 月异戊二烯的排放时间为 07:00—
17:00,最大排放值出现于 13:00。 单萜和 OVOC 的排放仅受温度影响,昼夜均有排放,同时其排放的日变化
曲线与异戊二烯相比更为平缓(图 1)。 6 月和 12 月的 BVOC排放日变化特征相似,但排放强度大约相差一个
数量级。
表 1　 台州城乡复合系统 BVOC排放月动态 / (g C)
Table 1　 Monthly biogenic VOC emissions in Greater Taizhou Area
月份
Month
异戊二烯
Isoprene
单萜类
Monoterpenes
其它 VOC
OVOC
总 BVOC
Total BVOC
1 4. 44×108 1. 67×107 1. 26×107 4. 73×108
2 4. 56×108 1. 71×107 1. 29×107 4. 86×108
3 1. 40×109 5. 25×107 3. 95×107 1. 49×109
4 2. 64×109 9. 90×107 7. 46×107 2. 81×109
5 4. 64×109 1. 74×108 1. 31×108 4. 95×109
6 6. 58×109 2. 47×108 1. 86×108 7. 01×109
7 8. 11×109 3. 04×108 2. 29×108 8. 64×109
8 7. 33×109 2. 75×108 2. 07×108 7. 81×109
9 5. 67×109 2. 13×108 1. 60×108 6. 04×109
10 3. 50×109 1. 31×108 9. 90×107 3. 73×109
11 1. 70×109 6. 40×107 4. 82×107 1. 82×109
12 8. 03×108 3. 02×107 2. 27×107 8. 56×108
总计 Total 4. 33×1010 1. 62×109 1. 22×109 4. 61×1010
3. 3　 台州市区主要树种的单株排放强度
市区主要绿化树种中,仅枫香、香樟、龙爪槐、垂柳、合欢 5 个种的排放量就占了市区 BVOC 总排放的
62． 3%(图 2)。 其中,垂柳的 BVOC单株排放强度最高(为 1. 6×103 g C·株-1·a-1),合欢(1. 4×103 g C·株-1·a-1)
次之。 龙爪槐(Sophora japonica)是台州市区内的常见观赏树种,其 BVOC 单株排放(7. 8×102 g C·株-1·a-1)
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是合欢(Albizia julibrissin)的一半,而略高于枫香(Liquidambar formosana)(7. 6×102 g C·株-1·a-1)。 香樟的单
株排放强度(1. 1×102 g C·株-1·a-1)比垂柳、合欢等低了一个数量级。 台州市的另外几种常见树种湿地松
(Pinus elliottii)、广玉兰(Magnolia grandiflora)和银杏(Ginkgo biloba)的单株排放强度分别为 90 g C·株-1·a-1、
60 g C·株-1·a-1和 30 g C·株-1·a-1(图 3)。
图 1　 台州建成区 6 月和 12 月 BVOC排放日变化规律
Fig. 1　 Diurnal variation in BVOC emissions of Taizhou city
4　 讨论
4. 1　 台州城乡复合系统和其他地区 BVOC排放总量及强度的比较
台州城乡复合系统的 BVOC年释放量高于香港地区(8. 6×109g C / a)及北京地区(1. 6×1010 g C / a) [10,13]。
由于 BVOC的排放主要集中于野外,野外植被的面积很大程度上决定了总排放量,故具有更大森林面积的台
州地区 BVOC年排放要远远高于香港。 北京地区多为落叶树种,秋冬春落叶期几乎无排放,且其温度及光强
均低于台州地区,导致其年排放低于台州。 台州地区单位面积 BVOC 年排放强度(4. 9 t C·km-2·a-1)同珠江
三角洲地区相近(4. 7 t C·km-2·a-1) [16],高于北京地区(0. 89 t C·km-2·a-1)及全国的平均值(2. 2 t C·km-2·a-1,
0. 9 t C·km-2·a-1,0. 2 t C·km-2·a-1) [10,29-30],但低于香港(7. 8 t C·km-2·a-1) [13]及全球的平均值(7. 5 t C·km-2·
a-1) [25]。 植被覆盖率是导致出现这些差异的主要原因,当地气候及植被特征也起了重要的作用[8,13,31]。 值得
注意的是,台州地区植被自 20 世纪 80 年代刚刚恢复,野外树龄整体偏小;台州建成区大部分为新建城区,绿
化历史短;这些因素使台州地区树木叶生物量普遍偏低。 可以预见,随着野外森林及城市绿地年龄的增长,台
州地区单位面积 BVOC排放强度还将有更大的增长。
4. 2　 台州建成区及野外植被 BVOC排放的比较
台州野外森林的 BVOC排放强度(10. 3 t C·km-2·a-1)约为建成区内植被排放强度的 6 倍,主要原因在于
野外毛竹林的排放强度(133. 8 t C·km-2·a-1)很高。 如果排除毛竹林,则野外的排放强度(0. 82 t C·km-2·a-1)
不到建成区植被排放强度的一半。 从保护区域大气环境的角度考虑,应抑制毛竹林的扩张。 常绿阔叶林作为
台州的地带性植被,BVOC排放强度(0. 6 t C·km-2·a-1)较低,将是亚热带地区植被的最佳选择(表 2)。 建成
区绿地虽然立木密度不及野外森林,但更为充裕的生长空间和较好的园林养护措施使其叶生物量密度高出野
外森林。 与此同时,高排放树种在建成区植被构成中所占的比例更大,加之城市热岛效应的影响,这也都是导
致建成区植被 BVOC排放强度高出野外森林(排除毛竹林)的重要原因。
尽管目前建成区绿地 BVOC排放对台州地区排放总量的贡献仍十分有限(不足 1% ),但这部分排放对市
区的大气环境和人口健康有直接影响。 随着建成区面积的不断扩张和城市绿化工作的深入开展,建成区绿地
对台州地区 BVOC总排放的贡献将会越来越大,应当对其引起足够的重视。
4. 3　 台州建成区绿地类型间 BVOC排放的比较
台州建成区行道树及河道绿地的 BVOC排放总量约为公园及居民区绿地排放量的 2 倍(表 2)。 其主要
原因在于台州市行道树的树种配置主要为枫香和银杏等,同时在河道两旁种植了大量的垂柳等具有高排放潜
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力的树种。 相对于以上树种,公园及居民区绿化中的常用树种以杜英、香樟及桂花等居多,其 BVOC排放潜力
普遍较低。 枫香的大量种植导致行道树及河道绿地中异戊二烯比例高且远远超出公园及居民区绿化的异戊
二烯排放。 公园及居民区绿化的单萜排放量略微高于行道树及河道树,原因在于公园及居民区绿化中广玉兰
及湿地松等单萜排放树种的种植株树大于道路及河道绿化(图 2)。
表 2　 台州地区不同植被类型 BVOC排放
Table 2　 BVOC emissions from different vegetation types within Taizhou
植被类型
Vegetation categories
异戊二烯
Isoprene
/ ( t C / a)
单萜类
Monoterpenes
/ ( t C / a)
其它 VOC
Other VOCs
/ ( t C / a)
BVOC年排放
Annual emissions
/ ( t C / a)
排放强度
Emission Intensity
/ ( t C·km-2·a-1)
建成区 Built-up area 48. 5 4. 7 3. 5 56. 7 1. 8
公园及居民区
Trees in parks and residential area 16. 5 1. 9 1. 0 19. 4 2. 4
行道树及河道树 Street and riparian trees 32. 0 2. 9 2. 5 37. 3 1. 6
野外森林 Rural forest 43300. 0 2020. 6 1456. 3 46776. 9 10. 3
马尾松林 Pinus massoniana forest 226. 0 1989. 0 534. 7 2749. 6 0. 9
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 51. 8 28. 6 428. 6 508. 9 0. 8
常绿阔叶林 Evergreen broad-leaved forest 63. 9 3. 1 145. 5 212. 5 0. 6
毛竹林 Bamboo forest 42958. 4 0. 0 347. 5 43305. 9 133. 8
a b
c d
e f
图 2　 台州建成区不同绿化类型中主要树种对总 BVOC排放的贡献,包括公园和居民区绿地树种(a、c、e)及行道树和河道树(b、d、f)
Fig. 2　 Main tree species contributing to total BVOC emissions of different urban greening types within Taizhou city, including trees in
parks and residential areas(a, c, e) and trees along streets and rivers (b, d, f)
合欢,广玉兰,湿地松为非本地树种
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行道树及河道树的 BVOC排放强度是公园及居民区绿地的 2 倍(表 2)。 其主要原因在于相对于公园及
居民区绿化,道路及河道旁的成条绿地中乔木种植密度稍大,此外,在河道旁种植了大量垂柳等具有高排放潜
力的树种(图 2)。
4. 4　 台州市区本地树种和外来树种 BVOC排放强度比较
通常认为,外来树种(特别是观赏树种)比本地种具有更高的 BVOC 排放潜力,在城市中,引进大量的观
赏树种往往会使城市区域 BVOC排放增加[32]。 本研究发现,在台州 BVOC 排放能力最高的树种中,垂柳、龙
爪槐和枫香都是本地广泛分布种,而外来观赏性树种合欢的排放潜力仅次于垂柳,排在第二位(图 3)。 同时
台州市区另外两种常见的外来种,广玉兰和湿地松的 BVOC 排放潜力相对较小,与本地种香樟及银杏相当。
台州本地和外来树种两组单株 BVOC排放潜力差异不显著(P>0. 05),不支持外来树种比本地种具有更高的
BVOC排放潜力的观点[32]。 原因可能是,许多观赏树种的起源地就在热带和亚热带地区,亲缘关系相近或起
源相似的种类排放潜力接近[33],因而亚热带城市中引进种与本地种的差异不如温带(其他研究所在地区)
明显。
在台州建成区主要树种的 BVOC排放中,异戊二烯均占有较高的比例,而单萜占主导的树种数量较少,仅
湿地松、广玉兰和香樟等有相对较高的单萜排放(图 3)。 外来种和本地种 BVOC排放总量中异戊二烯和单萜
所占比例也没有明显差异。 例如,本地种垂柳、龙爪槐以及枫香的 BVOC 排放总量中异戊二烯所占的比例较
高,外来种合欢排放总量中异戊二烯所占的比例亦较高。
0
0.5
1.0
1.5
2.0
垂柳 合欢 龙爪槐 枫香 香樟 湿地松 广玉兰 银杏
OVOCsMonoterpeneIsoprene
树种 Species
BVO
C 排放
/
(×1
03 g C
. tree-
1 . a-1 )
BVO
C em
issio
ns
图 3　 台州建成区主要树种单株排放潜力
Fig. 3　 Individual emission potentials of native and non-native tree species in built-up area of Taizhou
5　 结论
2009 年台州地区的 BVOC 总排放量为 4. 6 ×1010 g C / a,其中异戊二烯、单萜和 OVOC 的排放分别占
93． 8% 、3. 5%和 2. 7% 。 野外森林是 BVOC排放的主要来源,约占总排放量的 99. 8% ,其中毛竹林的 BVOC
排放最高,占野外排放总量的 92. 6% 。 建成区绿地对 BVOC排放总量贡献较小,但其单位面积排放强度是野
外(排除毛竹林)的 2 倍,其中,枫香、香樟、龙爪槐、垂柳和合欢是市内 BVOC 排放的主要贡献者。 台州建成
区的主要绿化树种都以排放异戊二烯为主,具有高单萜类排放的树种比例较小。 同时在台州地区,本地种和
外来种的 BVOC排放潜力并无很大的差异。 本研究为今后亚热带其他城市的绿化及大气环境改善提供了一
定的参考和支持。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 2 January,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Dynamics of demersal fish species diversity and biomass of dominant species in autumn in the Beibu Gulf, northwestern South
China Sea WANG Xuehui, QIU Yongsong, DU Feiyan, et al (333)………………………………………………………………
Spatial variation in species richness of birds and mammals in mainland China
DING Jingjing, LIU Dingzhen, LI Chunwang, et al (343)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparative study on learning behavior and electroantennogram responses in two geographic races of Cotesia glomerata
WANG Guohong, LIU Yong, GE Feng, et al (351)
………………
………………………………………………………………………………
Biological characteristics and habitat requirements of Parnassius imperator (Lepidoptera: Parnassidae)
FANG Jianhui, LUO Youqing, NIU Ben,et al (361)
………………………………
………………………………………………………………………………
Annual variability in biological characteristics of Illex argentinus in the southwest Atlantic Ocean
FANG Zhou, LU Huajie, CHEN Xinjun, et al (371)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The impact of run鄄of stream dams on benthic macroinvertebrate assemblages in urban streams
HAN Minghua, YU Haiyan, ZHOU Bin, et al (380)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Effect of suspended sediment on the feeding physiology of Pinctada martensii in laboratory
LI Zhimin, SHEN Yuchun, YU Nantao, et al (386)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Potential nutrient limitation of phytoplankton growth in the Western and Central Pacific Ocean
XU Yanqing, CHEN Jianfang, GAO Shengquan, et al (394)
………………………………………
………………………………………………………………………
Ingestion of selected HAB鄄forming dinoflagellates ZHANG Qingchun, YU Rencheng, SONG Jingjing, et al (402)……………………
Formation of aggregation by Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae) in response to high grazing pressure
WANG Xiaodong, WANG Yan (414)
……………………………
………………………………………………………………………………………………
Growth and reproduction of the green macroalga Ulva prolifera ZHANG Bixin, WANG Jianzhu, WANG Yifu, et al (421)…………
Screening of growth decline related genes from Alexandrium catenella ZHONG Jie, SUI Zhenghong, WANG Chunyan, et al (431)…
Analysis of inherent optical properties of Lake Taihu in spring and its influence on the change of remote sensing reflectance
LIU Zhonghua, LI Yunmei, LU Heng, et al (438)
…………
…………………………………………………………………………………
Neural network modeling of the eutrophication mechanism in Lake Chenghai and corresponding scenario analysis
ZOU Rui,DONG Yunxian, ZHANG Zhenzhen, et al (448)
……………………
…………………………………………………………………………
The compensatory growth of shrubby Pinus thunbergii response to the boring stress in sandy coast
ZHOU Zhen, LI Chuanrong, XU Jingwei, et al (457)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Selected body temperature and thermal tolerance of tadpoles of two frog species (Fejervarya limnocharis and Microhyla ornata)
acclimated under different thermal conditions SHI Linqiang, ZHAO Lihua, MA Xiaohao, et al (465)…………………………
Effects of landscape structure and key landscape factors on aphids鄄parasitoids鄄hyper parasitoids populations in wheat fields
ZHAO Zihua, WANG Ying, HE Dahan, et al (472)
…………
………………………………………………………………………………
Effects of cadmium on lipid peroxidation and ATPase activity of plasma membrane from Chinese kale (Brassica alboglabra Bailey)
roots ZHENG Aizhen (483)…………………………………………………………………………………………………………
Effects of ginger aqueous extract on soil enzyme activity, microbial community structure and soil nutrient content in the rhizosphere
soil of ginger seedlings HAN Chunmei, LI Chunlong, YE Shaoping, et al (489)…………………………………………………
Manganese tolerance and accumulation in mycelia of Cordyceps kyusyuensis
LUO Yi, CHENG Xianhao, ZHANG Congcong, et al (499)
……………………………………………………………
………………………………………………………………………
Influence of oxytetracycline exposure on antibiotic resistant bacteria and enzyme activities in wheat rhizosphere soil
ZHANG Hao, ZHANG Lilan, WANG Jia, et al (508)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of elevated nitrogen deposition on soil organic carbon mineralization and soil enzyme activities in a Chinese fir plantation
SHEN Fangfang, YUAN Yinghong, FAN Houbao, et al (517)
……
……………………………………………………………………
Differences in clonal growth between female and male plants of Rhus typhina Linn. and their diurnal changes in photosynthesis
and chlorophyll fluorescence ZHANG Mingru,WEN Guosheng,ZHANG Jin,et al (528)…………………………………………
Soil water holding capacity under four typical ecosystems in Wuyunjie Nature Reserve of Hunan Province
PAN Chunxiang, LI Yuyuan, PENG Yi, et al (538)
……………………………
………………………………………………………………………………
The effect of different land use patterns on soil properties in alpine areas of eastern Qilian Mountains
ZHAO Jinmei, ZHANG Degang, LIU Changzhong,et al (548)
…………………………………
……………………………………………………………………
Responses of soil macro鄄fauna to land desertification in sandy grassland LIU Rentao, ZHAO Halin (557)……………………………
Characteristics of cultivable microbial community number and structure at the southeast edge of Tengger Desert
ZHANG Wei,ZHANG Gaosen,LIU Guangxiu,et al (567)
………………………
…………………………………………………………………………
Physiological and ecological responses of maize to different severities of desertification in the Southern Taklamakan desert
LI Lei,LI Xiangyi,LIN Lisha,WANG Yingju,et al (578)
……………
…………………………………………………………………………
Characterization of caloric value in fifteen plant species in Leymus chinensis steppe in Xilin River Basin,Inner Mongolia
GAO Kai, XIE Zhongbing, XU Sutie, et al (588)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial pattern responses of Achnatherum splendens to environmental stress in different density levels
ZHANG Mingjuan, LIU Maosong, XU Chi,et al (595)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of environmental factors on species distribution and diversity in an Abies fargesii鄄Betula utilis mixed forest
REN Xuemin, YANG Gaihe, WANG Dexiang, et al (605)
……………………
…………………………………………………………………………
Effects of alginate cerium complexes on ascorbate鄄 glutathione cycle in spinach leaves under chlorpyrifos stress
LUAN Xia,CHEN Zhende,WANG Dongfeng,et al (614)
………………………
……………………………………………………………………………
Analysis on spatiotemporal changes of urban thermal landscape pattern in the context of urbanisation: a case study of Xiamen
City HUANG Jucong, ZHAO Xiaofeng, TANG Lina, et al (622)…………………………………………………………………
The analysis of the green vegetation cover change in western Sichuan based on GIS and Remote sensing
YANG Cunjian, ZHAO Zijian, REN Xiaolan, et al (632)
………………………………
…………………………………………………………………………
An inventory of BVOC emissions for a subtropical urban鄄rural complex: Greater Taizhou Area
CHANG Jie, REN Yuan, SHI Yan, et al (641)
…………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Litter decomposition and nutrient dynamics of Carex lasiocapa under different water conditions
HOU Cuicui, SONG Changchun, LI Yingchen, et al (650)
………………………………………
………………………………………………………………………
Nest鄄box color preference and reproductive success of great tit ZHANG Keqin, DENG Qiuxiang, Justin Liu, et al (659)……………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 2 期摇 (2012 年 1 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 2摇 2012
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