北京垂柳和杨树释放的异戊二烯占臭氧生成化学物的52%,远超此前估计。气温升高会放大这个问题,悉尼等城市风险更高。

研究发现,北京城种的杨柳让空气更差

北京种着数百万棵垂柳和杨树,把这座特大城市染成了绿色都会,但它们也往空气里添了麻烦。暨南大学袁斌团队在《科学进展》发表的研究发现,这些树释放的化合物正在成为臭氧污染的重要推手,城市里为速生和耐候而挑选的树种普遍存在这个问题,全球变暖推高气温后,麻烦还会放大。

臭氧的生成链条是:植被、机动车和化工释放的挥发性有机物(VOC)先与大气中的羟基自由基反应,生成过氧自由基,过氧自由基再与氮氧化物作用,产物经阳光照射变成臭氧。吸入臭氧会刺激并损伤呼吸道,引起呼吸困难,哮喘和肺病患者首当其冲。团队本意是研究人类活动对臭氧的影响,在2021年5月到7月间于城市各处采集空气样本测VOC浓度,再结合全市监测站的臭氧数据,拿到结果时自己都不信:城市植被的贡献远超预期。袁斌说,最初他们看到数据时根本不敢相信,反复核对才接受。

不同树种排放VOC的差异很大,柳树和杨树属于高排放的一类,光合作用会释放高浓度异戊二烯,北京约35%的树是异戊二烯释放者。2021年5月到7月,植被占北京VOC总排放的约10%,其余来自车辆和工业。但VOC不会直接生成臭氧,团队转而测量VOC与羟基自由基的反应速率,发现植被贡献了52%的臭氧生成化学物,异戊二烯占主导。人类活动的VOC总量虽然更高,生成臭氧的效率却远低于植物。

温度会让事情变糟,气温越高,植物释放的异戊二烯越多,化学反应也越快。35度时植被VOC的羟基反应速率是20度时的7倍,植被对化学活性的贡献从21%升到74%。研究还逐一调取了24个特大城市的树种构成,估算各自的异戊二烯排放潜力,悉尼、墨尔本等城市预计高于北京,悉尼约65%的树会释放异戊二烯。这些城市当初选树时看重的是长得快和耐旱耐候,没把化学排放考虑进去,柳树和杨树因此成了全球行道树的主力,北京尤其如此。麦考瑞大学环境化学家伊恩·杰米补充,过去几十年机动车等排放大幅下降,植被作为VOC来源的比例被动放大,这个变化趋势还会继续。

换句话说,热浪天气里树木对臭氧的贡献会急剧上升,而夏天恰恰是臭氧污染最重的季节,高温和强日照两个条件同时具备,这正是全球变暖让人担心的地方。问题不在种树本身,而在选什么树。

原文:https://www.nature.com/articles/d41586-026-02586-2