杭州半山国家森林公园典型常绿阔叶树种及其混交林挥发性有机物释放研究

摘要

植物挥发性有机物(volatile organic compounds; VOCs)作为重要的生态保健旅游资源，具有香化环境、杀菌消毒、医疗保健、驱除蚊虫等多种功能。苦槠（Castanopsissclerophylla）和石栎（Lithocarpus glaber）均是杭州半山国家森林公园典型常绿阔叶树种，亦是优良的用材树种，具有较大开发价值。本研究以该区的苦槠和石栎及其混交林为研究对象，对混交林空气（环境）以及苦槠和石栎枝叶释放的挥发性有机物在夏季和冬季中的组分及含量进行监测，定量表征挥发性有机物在夏季和冬季组分及含量的差异性和日动态变化规律，同时分析苦槠和石栎对空气中挥发性有机物组分及含量的影响，以期为人们在半山公园进行森林保健活动提供科学指导。
　　本研究采用QC-1B型气体采样仪通过动态顶空套袋法和开放式采样分别对苦槠、石栎的枝叶及其混交林释放的挥发性有机物进行抽取，经正己烷洗脱浓缩后，气相色谱—质谱联用仪(GC/MS)检测，通过峰面积占比计算其相对含量。分析了挥发物组分、成分、相对浓度、变化规律及季节间的变化等情况，得出以下结论:
　　夏季苦槠枝叶释放10种组分65种挥发性有机物，石栎枝叶释放10种化学组分68种挥发性有机物，烷烃和烯烃占比达80％以上。对于萜烯类化合物而言，苦槠枝叶主要释放α-蒎烯、β-罗勒烯(E)及肉桂烯，占挥发物的百分比和相对浓度分别为20.20％和12.29％;石栎枝叶主要释放α-蒎烯、β-蒎烯及莰烯，占挥发物百分比和相对浓度分别为20.53％和11.65％。
　　夏季苦槠石栎混交林挥发性有机物9:00检测到12种化学组分79种挥发性有机物，13:00检测到17种化学组分91种挥发性有机物，17:00检测到13种化学组分90种挥发性有机物。其中，13:00对人体有害的芳烃相对浓度最高，不建议游人在午后进行森林游憩活动;17:00的萜烯类化合物相对浓度最高，为11.79％，人们在傍晚进行游憩活动对身心健康的效果更好。
　　冬季苦槠枝叶释放6种组分23种挥发性有机物，石栎枝叶释放6种组分25种挥发性有机物，烷烃和烯烃占比达90％以上。苦槠枝叶释放的萜烯类化合物占挥发物的百分比和相对浓度分别为30.34％和3.39％，石栎枝叶为28.20％和3.13％。
　　冬季三个时段的挥发性有机物组分中，9:00检测到6种化学组分28种挥发性有机物，13:00检测到7种化学组分35种挥发性有机物，17:00检测到6种化学组分31种挥发性有机物。其中，13:00的萜烯类化合物相对浓度最高，为3.07％。因此，人们在午后进行森林保健活动有利于人体身心健康。
　　挥发性有机物和萜烯类化合物的相对浓度均与空气温度呈极显著正相关，与相对湿度无明显的相关性，与CO2浓度呈极显著负相关。在舒适度方面，人们在夏季的早晨和下午在林中进行游憩和保健活动会感到更为舒适。夏季挥发性有机物及萜烯类化合物的相对浓度较冬季均高，且差异极显著。
　　本研究能够为人们进行森林游憩活动的最佳时间提供一定的科学理论指导，同时，为森林公园植被建设和管理提供理论参考，进而为森林保健旅游的开展和推广提供理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的意义及主要内容

1．2 国内外研究现状及进展

1．2．1 我国亚热带常绿阔叶林地带分布与类型划分

1．2．2 苦槠、石栎的生物学特性及生态习性

1．2．3 植物挥发性有机物的定义及别称

1．2．4 植物挥发性有机物主要成分

1．2．5 植物挥发性有机物的功能与作用

1．2．6 植物挥发性有机物的应用现状

1．2．7 影响植物挥发性有机物释放的因素

1．2．8 植物挥发性有机物的收集与鉴定方法

1．2．9 植物挥发性有机物的有害性争议

1．3 技术路线

第二章 夏季苦槠、石栎枝叶及其混交林挥发性有机物释放研究

2．1 研究区自然概况

2．2 材料与方法

2．2．1 材料

2．2．2 方法

2．3 结果与分析

2．3．1 夏季苦槠枝叶挥发性有机物释放规律

2．3．2 夏季石栎枝叶挥发性有机物释放规律

2．3．3 夏季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放规律

2．3．4 夏季苦槠、石栎对混交林挥发性有机物组分及含量对比

2．3．5 夏季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放日变化规律

2．4 小结

2．4．1 夏季苦槠、石栎枝叶挥发性有机物释放情况

2．4．2 夏季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放情况

第三章 冬季苦槠、石栎枝叶及其混交林挥发性有机物释放研究

3．1 研究区自然概况

3．2 材料与方法

3．3 结果与分析

3．3．1 冬季苦槠枝叶挥发性有机物释放规律

3．3．2 冬季石栎枝叶挥发性有机物释放规律

3．3．3 冬季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放规律

3．3．4 冬季苦槠、石栎对混交林挥发性有机物组分及含量对比

3．3．5 冬季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放日变化规律

3．4 小结

3．4．1 冬季苦槠、石栎枝叶挥发性有机物释放情况

3．4．2 冬季苦槠石栎混交林挥发性有机物释放情况

第四章 混交林挥发性有机物相对浓度与环境因子的相关性分析

4．1 研究区自然概况

4．2 材料与方法

4．3 结果与分析

4．3．1 混交林挥发性有机物相对浓度与环境因子的相关性分析

4．3．2 混交林舒适度

4．4 冬、夏两季混交林挥发性有机物相对浓度比较

4．5 小结

第五章 结论与讨论

5．1 结论

5．1．1 夏季苦槠、石栎枝叶及其混交林挥发性有机物释放情况

5．1．2 冬季苦槠、石栎枝叶及其混交林挥发性有机物释放情况

5．1．3 混交林各指标相关性及人体舒适度

5．2 讨论

参考文献

在读期间的学术研究

致谢