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关键词：
异戊二烯,植被,MEGAN,珠三角
发表时间：
2013-01-29 17:16:46
摘要: 利用中巴卫星影像采用监督分类的方法对影像进行解译, 并反演珠江三角洲4种主要的植被类型( PFT ) . 利用自然排放气体和气溶胶模式) ) ) MEGAN(M od el ofEm issions of Gases andA erosols from N ature) , 对典型夏季日珠江三角洲地区植被异戊二烯的排放进行了初步研究. 结果显示: 估算日珠江三角洲植被异戊二烯总的排放量为1. 73 @ 106 kg(以C 计, 下同) . 异戊二烯的排放有明显的日变化特征, 最大排放量出现在14: 00, 为2. 39 @ 105 kg. 广州、江门和惠州的异戊二烯平均排放速率最大, 分别为4580 g# km- 2# h- 1、4250 g# km- 2# h- 1和4130 g# km - 2# h- 1; 同时江门和惠州也为异戊二烯日排放量的高值区, 其日排放总量分别为4. 60 @ 105 kg和4. 29 @ 105 kg, 排放贡献率分别为26. 6%和24. 8%.
挥发性有机物(VOCs)是重要的臭氧形成前体物, 在对流层大气化学中起重要作用, 并对全球环
境变化具有重要影响. 在区域和全球尺度上, 植被排放的VOC s已远远超过了人为排放量( Guenthe
et al. , 1995). Guen ther等( 1995)估算, 全球BVOCs排放量达1. 150 @ 1012 g, 占全球VOCs年排放的90%;而异戊二烯和单萜烯是全球年排放量最大的2 类BVOC s, 异戊二烯在总BVOCs排放量中所占的比重更是接近50% (Guenther et al. , 1995). 研究表明, 异戊二烯具有较高的大气活性, 在大气中的寿命仅为1~ 2h(王永峰等, 2005), 是非常重要的光化学反应剂. 因此, 对区域植被异戊二烯排放的研究可为进一步探讨植被对大气环境的贡献提供重要依据.
BVOCs的排放与区域气候以及植被类型、分布状况密切相关, 国内外在BOVCs排放影响因素方面
都有相应的研究工作. Guenther等( 1995 )建立了BVOCs全球背景站, 对不同类型植被BVOCs排放进
行了长时间的监测, 给出了不同植被的BVOCs排放因子, 并在环境因子对BVOCs排放影响研究的基础
上开发了BVOCs排放模型, 估算了全球BVOC s排放总量和异戊二烯排放量( Guenther et al. , 1995;
2006) , 这些工作已经被应用于全球气候变化的研究中. 环境因子对BVOC s排放的影响主要是太阳辐
射和温度的影响( K linger et al. 2002; 杨小琴,2006; Ow en et al. , 2002). 湿度也能够通过影响气孔导度间接影响叶面温度( B rad et al. , 2005) . 研究结果表明, 阔叶树主要排放异戊二烯, 针叶树主要排放单萜烯(王永峰等, 2005) . 异戊二烯的合成依赖光合作用(王永峰等, 2005) . 因此, 异戊二烯的排放主要发生在白天, 受太阳辐射影响要大于温度的影响; 单萜烯的排放则主要受温度的影响.
珠江三角洲地处亚热带地区, 常年高温高湿,拥有大量亚热带森林且以阔叶林为主, 这都有利于
BVOCs的排放( K linger et al. , 2002; W e i et a l. ,2007) . 植被排放的VOC s对珠江三角洲日趋恶化的气质量问题的需要. 王效科等( 2002)对太湖流域主要植被异戊二烯排放因子进行了测定, 并讨论了温度、辐射等环境因子对排放速率的影响; 但由于没有进行植被区域的分布统计, 故没有给出区域的源排放清单. 杨丹菁等( 2001)对珠江三角洲主要树种的BVOC s排放因子进行了测定, 并给出了总碳氢网格化的排放清单, 为高分辨率生物源清单的估算打下了基础; 但由于很难对区域的树种进行统计, 此方法在实际应用上还存在困难. 胡泳涛等( 2001)在华南地区建立了高时空分辨率VOC s天然源排放清单的估算方法, 根据每个网格中各种植物类型所占比例对排放因子进行加权平均; 但此方法是在模式区域网格内根据树种先给定每个网格的标准排放因子, 一旦网格精度或位置发生了变化, 必须重新对网格的标准排放因子进行重新核定, 工作量非常大. 由于目前中尺度气象模式和大气化学模式对下垫面的处理都是以阔叶林、针叶林、灌木、草地和农田等为基础的植被类型划分( PFT) , 为了未来能将天然源排放模式在线嵌入到区域大气化学模式中,本研究中利用卫星影像, 在珠江三角洲地区反演最新的与大气化学模式相匹配的植被类型分布, 选取标准排放因子, 对珠江三角洲BVOC s中排放量最大、化学活性高的异戊二烯作为研究对象, 应用最新的自然排放气体和气溶胶模式) ) ) MEGAN( Mode l of Em issions o f Gases and Aerosols from Nature), 估算珠江三角洲高分辨率天然源异戊二烯排放, 旨在为更有效地研究该地区光化学烟雾污染提供基础数据和方法.
境变化具有重要影响. 在区域和全球尺度上, 植被排放的VOC s已远远超过了人为排放量( Guenthe
et al. , 1995). Guen ther等( 1995)估算, 全球BVOCs排放量达1. 150 @ 1012 g, 占全球VOCs年排放的90%;而异戊二烯和单萜烯是全球年排放量最大的2 类BVOC s, 异戊二烯在总BVOCs排放量中所占的比重更是接近50% (Guenther et al. , 1995). 研究表明, 异戊二烯具有较高的大气活性, 在大气中的寿命仅为1~ 2h(王永峰等, 2005), 是非常重要的光化学反应剂. 因此, 对区域植被异戊二烯排放的研究可为进一步探讨植被对大气环境的贡献提供重要依据.
BVOCs的排放与区域气候以及植被类型、分布状况密切相关, 国内外在BOVCs排放影响因素方面
都有相应的研究工作. Guenther等( 1995 )建立了BVOCs全球背景站, 对不同类型植被BVOCs排放进
行了长时间的监测, 给出了不同植被的BVOCs排放因子, 并在环境因子对BVOCs排放影响研究的基础
上开发了BVOCs排放模型, 估算了全球BVOC s排放总量和异戊二烯排放量( Guenther et al. , 1995;
2006) , 这些工作已经被应用于全球气候变化的研究中. 环境因子对BVOC s排放的影响主要是太阳辐
射和温度的影响( K linger et al. 2002; 杨小琴,2006; Ow en et al. , 2002). 湿度也能够通过影响气孔导度间接影响叶面温度( B rad et al. , 2005) . 研究结果表明, 阔叶树主要排放异戊二烯, 针叶树主要排放单萜烯(王永峰等, 2005) . 异戊二烯的合成依赖光合作用(王永峰等, 2005) . 因此, 异戊二烯的排放主要发生在白天, 受太阳辐射影响要大于温度的影响; 单萜烯的排放则主要受温度的影响.
珠江三角洲地处亚热带地区, 常年高温高湿,拥有大量亚热带森林且以阔叶林为主, 这都有利于
BVOCs的排放( K linger et al. , 2002; W e i et a l. ,2007) . 植被排放的VOC s对珠江三角洲日趋恶化的气质量问题的需要. 王效科等( 2002)对太湖流域主要植被异戊二烯排放因子进行了测定, 并讨论了温度、辐射等环境因子对排放速率的影响; 但由于没有进行植被区域的分布统计, 故没有给出区域的源排放清单. 杨丹菁等( 2001)对珠江三角洲主要树种的BVOC s排放因子进行了测定, 并给出了总碳氢网格化的排放清单, 为高分辨率生物源清单的估算打下了基础; 但由于很难对区域的树种进行统计, 此方法在实际应用上还存在困难. 胡泳涛等( 2001)在华南地区建立了高时空分辨率VOC s天然源排放清单的估算方法, 根据每个网格中各种植物类型所占比例对排放因子进行加权平均; 但此方法是在模式区域网格内根据树种先给定每个网格的标准排放因子, 一旦网格精度或位置发生了变化, 必须重新对网格的标准排放因子进行重新核定, 工作量非常大. 由于目前中尺度气象模式和大气化学模式对下垫面的处理都是以阔叶林、针叶林、灌木、草地和农田等为基础的植被类型划分( PFT) , 为了未来能将天然源排放模式在线嵌入到区域大气化学模式中,本研究中利用卫星影像, 在珠江三角洲地区反演最新的与大气化学模式相匹配的植被类型分布, 选取标准排放因子, 对珠江三角洲BVOC s中排放量最大、化学活性高的异戊二烯作为研究对象, 应用最新的自然排放气体和气溶胶模式) ) ) MEGAN( Mode l of Em issions o f Gases and Aerosols from Nature), 估算珠江三角洲高分辨率天然源异戊二烯排放, 旨在为更有效地研究该地区光化学烟雾污染提供基础数据和方法.
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