绿化树种生长与VOC释放对城市景观格局响应的基础研究

城市是受人类支配最强的生态系统，其生态过程受到社会经济及自然因素的双重复杂控制。近年来，城市中的植物学研究已开始受到学术界关注，发现城市树木生长快于野外。尽管这会带来更多的生态服务，但树木释放的挥发性有机碳化合物（BVOC）也可能更多，通过形成臭氧和阴霾等对环境副作用增加。本研究拟通过城乡梯度带上各树种生长差异和BVOC释放强度的关联分析，研究树木生长和BVOC释放对城市主要景观生境的响应机理，分析城市中树木生长、BVOC释放及BVOC/NPP的种间差异。通过将人类驱动和环境因子耦合到复杂网络模型中寻求在城市中影响树木生长和BVOC排放的关键因子。为亚热带城市选出10种左右生长强同时释放BVOC少的树种。通过情景分析寻求使城市具有高植被量和低BVOC释放的树种配置与优化管理条件，为城市可持续发展提出建议。此外，本研究也将对城市中植物生态学研究的方法论做出贡献

本研究以亚热带几个案例研究了城市植被的BVOC排放在人类主导环境中的排放特征及其环境驱动机理。主要结果：（1）亚热带城市树木BVOC排放强度（3.13 × 106 g C km-2 yr-1）略高于野外森林（不包括毛竹林）平均值（2.74 × 106 g C km-2 yr-1），而建成区同龄乔木碳吸收远高于野外森林（2-5倍），树木BVOC排放碳占固碳（BVOC/NPP）的比值（1.8%）高于野外森林（0.96%）（不包括毛竹林），说明城市化更促进植被固碳。（2）城市中块状绿地树木BVOC排放强度高于带状绿地，由于带状绿地边缘/面积比大于块状绿地，因而绿地破碎化不促进BVOC排放。（3）亚热带城市常用树种中，BVOC释放低的前10种植物分别为：桂花、青桐、桧柏、山核桃、雪松、四季竹、女贞、银杏、鹅掌楸、苦楝，本地树种和外来观赏树种的BVOC排放强度无显著差异。（4）本地区的地带性植被——常绿阔叶林的BVOC排放强度（2.6× 106 g C km-2 yr-1）及BVOC/NPP（0.51%）均很低，而次生林很高，特别是竹林高达44.2× 106 g C km-2 yr-1（占13.49%），凸显生态修复的重要性。（5）在中国东海岸，BVOC排放强度及BVOC/NPP比值均随纬度减小而增加，说明在大尺度上相同的湿润气候下温度增高促进BVOC排放。（6）以STELLA平台构建的城市植被BVOC模型的情景分析表明，树种组成对BVOC排放影响最大（-32%~56%），绿地面积其次（-24%~24%），树木密度影响最小（-13%~11%），热岛效应和气候变暖均会增强BVOC排放，而CO2浓度升高则抑制BVOC的排放，未来20年气候变化的净影响仍然是增强排放。总之，本研究通过实验和模型找出了城乡复合系统BVOC排放的影响机理，并为亚热带城市植被和野外森林管理策略的制定提供了依据。