半干旱工业城市中城市树木碳汇、空气污染缓解及BVOC所致大气权衡效应的综合评估

《Urban Ecosystems》：Integrated assessment of carbon sequestration, air-pollution mitigation, and BVOC-induced atmospheric trade-offs of urban trees in a semi-arid industrial city

　　摘要快速的城市化和工业扩张加剧了半干旱城市的空气污染和气候相关挑战，使得对特定物种和有据可依的城市绿化策略的需求日益增加。本研究对伊朗中部Mojarran城（一个半干旱、受工业影响的城市场景）的城市树木相关的生态系统服务和大气不利影响进行了综合评估。本研究将全市树木清查与气象再分析、近地表空气质量信息、区域Sentinel-5P/TROPOMI观测数据和i-Tree Eco模型相结合，以量化碳储存和年固碳量、空气污染物去除量、生物源挥发性有机化合物（BVOC）排放量，以及由BVOC衍生的大气形成潜力。城市树木储存了约6800吨碳，年固碳量超过820吨/年，在21个主要物种之间存在显著差异。在城市尺度上，臭氧生成潜力（OFP；约77,585千克/年）远远超过了直接O?去除量（约9,465千克/年），产生了约68,120千克/年的OFP-O?去除潜力平衡值。蒙特卡洛分析证实了这种对比的稳健性，95%的不确定性区间为61,271.5至75,746.3千克/年，并且所有模拟结果中平衡值均为正值。相比之下，二次有机气溶胶潜力（SOAP；约461.0千克/年）在基准计算下超过了直接PM?.?去除量（约271.5千克/年），但相应的SOAP-PM?.?去除平衡的不确定性区间跨越零值（-285.8至400.8千克/年），表明PM?.?相关的权衡存在更大的不确定性。跨方法评估显示，在碳储存、BVOC排放和SO?去除方面具有强一致性，而PM?.?去除则表现出更大的方法依赖性变异性。物种水平分析揭示了明显的功能权衡，高碳或污染物去除表现并不一定与低BVOC相关的大气不利影响相关。污染碳减排指数（PCRI）在基准权重方案下确定了对叶槐（Acer negundo）为排名最高的物种，而敏感性分析表明整体排名结构在替代权重假设下保持相对稳定。这些发现表明，在半干旱工业环境中，城市树木的表现高度依赖于物种和污染物类型，并支持基于多准则、考虑不确定性的物种选择，而非统一的树冠扩张策略。