来自植被排放的生物源挥发性有机物（BVOC）是臭氧和二次有机气溶胶重要的前体物，影响空气质量、云以及气候。BVOC受到植被、气象要素和二氧化碳浓度等多个因子的影响。在全球植被变绿和人为减排背景下，自然源的贡献日益突出。然而，全球BVOC长期排放如何变化，其主要驱动因子是什么，目前对此仍认识不清。
近日，中国科学院大气物理研究所王浩博士后，联合美国德州农工大学刘小红教授以及中国科学院大气物理研究所吴成来和林光星研究员，利用最新的生物源排放模型MEGANv3.2，结合随时间变化的高空间分辨率MODIS植被遥感资料和高时间分辨率MERRA-2气象再分析资料，对2001-2020年全球BVOC排放通量进行模拟，并分析了全球和不同热点地区BVOC排放趋势以及其中各个不同驱动因子的分别贡献。
结果表明：近20年来，全球不同热点地区异戊二烯（BVOC的主要成分）排放趋势差异很大（图1）。在东亚、南亚以及欧洲，异戊二烯排放显著增加，相对趋势达每年+0.37%至+0.66%，其中植被变绿起主导作用，气象因子贡献了另一半，但主导的气象要素不尽一致。例如土壤变湿是东亚和南亚异戊二烯排放增加的关键驱动因素，而升温则是欧洲异戊二烯排放增加的关键机制（图2）。相反，在东南亚和南美，由于毁林和农业急剧扩张，导致植被BVOC排放能力减小，抵消了近一半由气象因子引起的异戊二烯排放增加量。此外，对于中非，异戊二烯排放显著减少，趋势达每年-0.74%，温度降低是其主要驱动因子。
这项研究有助于深入认识和理解近20年全球和区域尺度BVOC排放长期变化规律，同时也为未来BVOC排放变化趋势的预估提供重要参考。相关研究近期发表在大气化学物理杂志《Atmospheric Chemistry and Physics》上。模拟生成的2001-2020年全球BVOC排放清单也公开发布在《Science Data Bank》上，供国内外学者下载使用。
该研究得到国家重点研发计划项目（2020YFA0607801）、国家自然科学基金项目（41830966，42305120，41975119和42075166）以及中国科学院特别研究助理项目资助，同时也得到国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”支持。
论文信息：
Wang, H., Liu, X., Wu, C., and Lin, G.: Regional to global distributions, trends, and drivers of biogenic volatile organic compound emission from 2001 to 2020, Atmos. Chem. Phys., 24, 3309–3328, https://doi.org/10.5194/acp-24-3309-2024, 2024.
BVOC排放清单信息：
Wang,H.,Liu,X.,Wu,C.,and Lin,G.:Global biogenic volatile organic compound (BVOC) emission inventory during 2001 to 2020,V1,Science Data Bank [data set],https://doi.org/10.57760/sciencedb.iap.00008,2024.
图1 全球九个热点区域异戊二烯排放总量年际变化（黑线表示考虑了植被参数、气象参数以及CO2年际变化后的结果，绿线、红线以及蓝线分别代表只考虑了植被参数、气象参数以及CO2年际变化后的结果）
图2 2001-2020年全球九个地区异戊二烯排放趋势。(a) ALL 表示考虑所有驱动因素年际变化的模拟结果，而VEG、MET 和 CO2分别表示仅考虑植被、气象和CO2浓度年际变化的模拟结果。(b) 单个植被参数的贡献，包括LAIv（叶面积指数）和PFT（植被功能类型）。(c) 各气象要素的贡献，包括T2m（地表 2米温度）、RAD（地表太阳辐射）和SM（土壤湿度）。单星号、双星号和三星号分别表示使用Mann-Kendall检验的90%、95%和99%置信水平。
