O3 and NOx interactions with foliage: processes and compounds at the needle-air interface
Joensuu J. (2020). O3 and NOx interactions with foliage: processes and compounds at the needle-air interface. https://doi.org/10.14214/df.310
Tiivistelmä
Otsoni (O3) ja typen oksidit (NOx: typpimonoksidi NO ja typpidioksidi NO2) ovat reaktiivisia hivenkaasuja, joilla on merkittävä rooli ilmakemiassa. Terpeenit puolestaan ovat kasvien tuottamia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (BVOC, biogenic volatile organic compounds). Neulasten tai lehtien pinnat ovat ensimmäinen piste, jossa ilmakehä ja kasvi kohtaavat. Boreaaliset metsät edustavat huomattavaa osaa siitä globaalista maa-alasta, jolla ilmakehän ja biosfäärin vuorovaikutukset tapahtuvat.
Työn tavoitteena oli kehittää menetelmiä typen oksidien vaihdon seurantamittauksiin kenttäolosuhteissa ja selvittää neulaspinnoillta löytyvien terpeenien ja nitraattilannoituksen vaikutuksia otsonin ja typenoksidien liikkeisiin neulasten, maaperän ja ilmakehän rajapinnoilla. Menetelmiin kuului metsikkötason mittauksia, versotason kammiomittauksia, neulasnäytteitä ja laboratorioanalyysejä, hyödyntäen sekä jatkuvia seurantamittauksia että kokeellisia mittauksia.
Tutkimusalueella ilman NOx-pitoisuudet ovat matalia, ja versotason NOx-vuot olivat liian pieniä mitattaviksi tarkasti automatisoidulla dynaamisella kammiolla kenttäolosuhteissa. Muiden yhdisteiden aiheuttamien häiriöiden lisäksi signaali-kohinasuhde oli matala, ja merkittävä osa havaituista voista oli kammion pinnoille/pinnoilta. Selkeitä neulasten NOx-päästöjä ei havaittu, eikä typpilannoitus vaikuttanut mittaustuloksiin. Näin ollen on epätodennäköistä, että lannoituskäsittely voisi aiheuttaa merkittäviä neulasten NOx-päästöjä boreaalisesta mäntymetsästä. Ryhmän aiemmin raportoimissa päästöissä on mukana typen oksidien lisäksi muita yhdisteitä.
Sekä verson terpeeniemissiot että neulasvahauutteet sisälsivät enimmäkseen monoterpeenejä. Sekä emissioiden että vahauutteiden terpeenispektreissä havaittiin vaihtelua. Seskviterpeenien osuus oli neulasvahoissa suurempi kuin emissioissa, ja emissioissa ja vahauutteissa havaittiin enimmäkseen eri seskviterpeeniyhdisteitä. Kutikulan läpi tapahtuva terpeenien suora kuljetus synteesipaikasta pintakerrokseen saattaa olla merkittävämpi reitti kuin tähän asti on oletettu.
Avainsanat
NOx-vuo;
dynaaminen kammio;
tyhjän kammion vuo;
nitraattilannoitus;
terpeeni;
neulasvaha
-
Joensuu,
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Sähköposti
johanna.joensuu@helsinki.fi
Julkaistu 19.11.2020
Katselukerrat 3570
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.310 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Raivonen M., Joensuu J., Keronen P., Altimir, N., Kolari P. (2014). Assessment of field monitoring of plant fluxes of oxidized nitrogen with two types of detectors. Boreal Environment Research 19, suppl. B: 20-34.
Joensuu J., Raivonen M., Kieloaho A.-J., Altimir N., Kolari P., Sarjala T., Bäck. J. (2015). Does nitrate fertilization induce NOx emission from Scots pine (P. sylvestris) shoots? Plant and Soil 388: 283-295.
https://doi.org/10.1007/s11104-014-2328-x
Joensuu J., Altimir N., Hakola H., Rostás M., Raivonen M., Vestenius M., Riederer M., Bäck J. (2016). Role of needle surface waxes in dynamic exchange of mono- and sesquiterpenes. Atmospheric Chemistry and Physics 16: 7813–7823.
