近日,我院2020级硕士研究生曹晶在“基于高精度植被数据的中国天然源VOCs排放及其对土地覆盖变化响应”的研究中取得了重要进展。以“Biogenic volatile organic compound emission and its response to land cover changes in China during 2001-2020 using an improved high-precision vegetation data set”为题发表在全球大气科学领域顶级期刊Journal of Geophysical Research-Atmospheres(自然指数期刊,SCI二区TOP,IF=3.8)接收。青岛大学为第一作者单位,曹晶硕士为第一作者,团队李玲玉副教授为通讯联系人。此研究得到了国家自然科学基金(42075103)及山东省高校青年创新团队发展计划(2022KJ147)的资助。
天然源挥发性有机化合物(Biogenic volatile organic compounds, BVOCs)是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物,主要来自植被排放。随着中国植被覆盖率的持续增加,建立高精度植被数据库和BVOCs排放清单对气候变化背景下大气复合污染的精准防控具有重要意义。该研究综合多源高分辨率植被覆盖数据建立高精度植被分布数据库(High-resolution vegetation distribution, HRVD),构建中国高时空分辨率BVOCs排放清单,探究了不同土地覆盖数据对BVOCs排放模拟的影响以及2001–2020年土地覆盖变化对BVOCs排放的影响。研究结果表明:(1)2020年中国BVOCs总排放量为15.66 Tg,主要来源为乔木;排放具有明显的季节变化(夏高冬低)和空间差异(东南高西北低);(2)CNLUCC和MODIS数据集模拟的排放量分别比HRVD数据库模拟的排放量高1.53%和1.72%,且不同土地覆盖数据集模拟的BVOCs排放差异与土地覆盖差异的空间分布一致。HRVD数据库的模拟结果最准确,将模拟值与观测值的偏差从69.06%降至65.35%,且低估率较MEGAN默认植被数据降低了2.13倍;(3)2001–2020年间,中国BVOCs排放量年均增加72.06 Gg,其中植被覆盖表面叶面积指数(LAIv)是BVOCs排放变化的主要驱动因素;BVOCs排放的总羟基自由基(OH)反应性以1.59 s−1yr−1的速率增加,其中异戊二烯的贡献最大。综上,该研究提升了对气候变化和植被覆盖增加情境下大气污染物排放模拟的精确性,为应对气候变化和大气复合污染提供了关键数据支持。