北亚热带东部地区园林阔叶树种BVOCs释放特性的研究

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园林植物是城市生态环境中不可缺少的重要组成部分,在改善环境、净化空气和维持生态平衡等方面具有十分重要的作用。为了明确北亚热带东部地区常见园林阔叶绿化树木BVOCs释放特征及其组成,结合机械损伤后树种BVOCs释放,探究植物BVOCs释放与树种生物学特性、生境适应性以及光合生产力的关系,进而为园林树种BVOCs复杂进化提供理论依据,为未来科学研究提供数据支持。本研究采用气体吸附采样,应用TD-GC-MS质谱技术,对浙江省45种常见园林绿化树木进行了测定,得到如下结论:(1)北亚热带东部地区常见阔叶园林绿化树种BVOCs释放主要以类异戊二烯为主,植物释放BVOCs种类越多,其释放量往往越大。机械损伤后,植物BVOCs释放通量普遍增加。其中香樟BVOCs相对释放比例达到所有树种的最大值,为84.02%。GLVs增加明显,占BVOCs组成的55.97%。(2)单萜和香味物质释放与植物叶片含水量(LWC)、单个植物叶面积(AL)和比叶重(LMA)具有相似的变化规律。相关性分析表明:类异戊二烯释放通量分别与LWC和LMA呈线性相关。香味物质与单萜相伴产生,且为线性正相关。从物种生理生态学特征方面来看,常绿革质树种主要以香味物质和单萜释放为主,落叶纸质树种是主要的异戊二烯释放体。从生长习性方面来看,喜光、喜温和耐旱树种主要释放异戊二烯,耐湿、耐荫树种是主要的香味物质释放源。(3)不同类异戊二烯释放树种具有不同的光合参数。从单个树种来说,净光合速率分别与蜡梅(异戊二烯),乐昌含笑(单萜)和刨花楠(倍半萜)释放通量呈线性正相关,同时与总倍半萜释放呈线性相关。刨花楠具有较高的最大净光合速率(Pnmax)、蒸腾速率(Tr)、暗呼吸速率(Rd)和Rubisco酶最大羧化速率(Vcmax),黄山栾树具有最高的光饱和点(LSP)和较低的光补偿点(LCP),因此,黄山栾树具有宽泛的光环境适应能力。而乐昌含笑具有最高的最大电子传递速率(Jmax),其Jmax/Vcmax比值最高,这说明乐昌含笑的Vcmax受到限制,其光能利用率最低,结合乐昌含笑的LSP,我们推测这可能是由于光系统受到抑制,导致其碳同化效率过低。(4)聚类分析表明,不同树种BVOCs释放显示出明显的分类信号,物种特征也具有部分效应,尽管这种关系很弱,但对植物BVOCs的进化产生了影响。我们猜测植物在长期进化过程中产生了一定程度的分化。综上所述,植物BOVCs的释放能力以及释放种类发生了一定程度的分化。影响植物BVOCs释放的因素并不是单一的,但从植物亲缘关系角度来看,外界因素对植物BVOCs释放的影响似乎要大于植物自身因素。无论植物BVOCs的释放能力及种类发生哪种变化,植物对外界损伤的防御策略是存在着一定的共性的。
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