近年来，随着我国PM_2.5污染防治取得阶段性成效，臭氧污染问题逐渐凸显，成为影响夏季空气质量和公众健康的主要污染因子。臭氧作为一种典型的二次污染物，主要由氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs）在强光照条件下发生光化学反应生成。在VOCs中，生物源挥发性有机化合物（BVOCs）由于其排放活跃、反应性强，近年来受到越来越多关注。国际上，美国、欧洲等地区通过强化人为VOCs（AVOCs）和NOx的控制，在一定程度上遏制了臭氧污染趋势。然而，随着城市绿化和生态恢复进程加快，BVOCs排放呈上升态势，逐渐成为影响臭氧生成的重要因子。在中国，尽管在人为源减排方面取得显著进展，臭氧浓度却仍持续上升，呈现“PM下降、O₃上升”的趋势，反映出BVOCs在臭氧污染中的潜在贡献仍被低估。当前，国内外关于BVOCs的研究多集中在单一胁迫因素下的排放变化，如高温、干旱或臭氧暴露，尚缺乏对多种非生物胁迫因子复合作用机制的系统性分析。同时，BVOCs如何影响臭氧和二次有机气溶胶（SOA）生成的过程性理解仍不完善，限制了其在污染源解析和管控策略中的有效纳入。

中国科学院东北地理与农业生态研究所区域大气环境学科组研究人员，基于WRF-CMAQ-MEGAN模型系统，对2019年夏季中国区域多种非生物环境胁迫因素（干旱、高温、臭氧、CO₂浓度、风速、叶面积指数）对BVOCs排放的影响进行了综合模拟分析。研究结果显示，干旱和臭氧是影响BVOCs排放的主导因素：干旱通过引发植物气孔关闭显著抑制排放，而臭氧则可激发植物防御反应在一定条件下增强BVOCs释放。在多种胁迫因素共同作用下，BVOCs排放在中东部地区最高可下降25%。此外，研究还发现，尽管BVOCs排放总量仅为人源VOCs的38.4%，其对夏季臭氧浓度的月均贡献率达到11%–19%，在部分生态植被密集区甚至超过交通与工业源，凸显其不可忽视的影响力。更重要的是，BVOCs显著调控臭氧生成机制的前体物限制类型：白天部分区域由VOC限制型转变为NOx限制型，夜间则相反，提示区域臭氧治理策略应结合时间变化特征进行精细化调整。该研究不仅丰富了对BVOCs排放响应机制和环境反馈效应的科学认识，也为我国未来在臭氧与SOA污染协同控制、构建更具科学性和前瞻性的大气污染治理体系提供了关键支撑。

图1 中国不同地区BVOC排放对臭氧生成机制转变的影响

图2 干旱、臭氧、温度、二氧化碳及叶面积指数对中国地区异戊二烯、单萜、倍半萜及其他BVOC排放的影响

该项研究成果已发表于国际权威期刊Agricultural and Forest Meteorology、Journal of Environmental Management和ACS ES&T Air。中国科学院东北地理与农业生态研究所区域大气环境学科组高超博士为第一作者，张学磊副研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金项目、吉林省自然科学基金项目、国家重点研发项目和中国科学院人才计划项目共同资助。

论文信息如下：

Gao C, Zhang X, Yang H, et al. Quantifying the impacts of environmental stress factors on biogenic volatile organic compound emissions in China [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2025, 366: 110480, https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110480.

Gao C, Zhang X, Lun X, et al. BVOCs' role in dynamic shifts of summer ozone formation regimes across China and policy implications[J]. Journal of Environmental Management, 2025, 376: 124150, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124150.

Gao C, Zhang X, Huang L, et al. Model Intercomparisons of MEGAN and BEIS: Synergistic Impacts of Biogenic VOCs and Soil NO Emissions on Summer Ozone and Secondary Organic Aerosol Formation in China[J]. ACS ES&T Air, 2025, https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsestair.5c00038.