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异戊二烯（C5H8，2-甲基-1，3-丁二烯，ISO）是单体最具代表性的植物源挥发性有机化合物(BVOCs)，不仅在植物抵御生物与非生物胁迫中扮演重要角色，同时也是大气主要污染物臭氧(O3)及二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物，对大气光化学进程和全球气候变化有重要影响。自工业革命以来，不断攀升的地表O3背景浓度、频发的干旱及过量活性氮(Reactive nitrogen，Nr)排放是全球普遍面临的环境变化问题。高浓度O3、干旱及Nr导致的N沉降不仅影响植物生长和代谢，还可以影响植物源ISO的合成和释放。尽管研究已开展多年，但单因子O3、干旱或N沉降对ISO的影响因被试植物、处理方式等差异尚无统一定论，而有关O3和干旱、O3和N沉降复合作用对植物ISO释放的研究甚少。因此，本研究利用“固相吸附-热脱附”法，研究地表O3浓度升高和田间适度干旱(MD)，地表O3浓度升高和人工N沉降以及三者复合作用对标况下杨树叶片ISO释放速率(ISOleaf)和整株ISO释放速率(ISOplant)的影响。此外，研究利用O3梯度熏蒸实验量化杨树ISO相对释放量（ISOrelative）与O3评估指标间的剂量响应关系，初步评估当前大气O3浓度对落叶阔叶林ISO释放的区域影响，旨在全面地探讨单叶、整株及生态系统水平植物源ISO应对复合环境因子的响应。研究取得以下成果: 1.在叶片水平上，与饱和光合速率(Asat)和叶绿素含量(Chl)的响应一致，ISOleaf受到O3浓度、MD、N添加水平、叶位和熏蒸时间的影响。高浓度O3(E-O3)显著降低杨树ISOleaf、Asat和Chl,MD和N添加显著增加叶片Asat、Chl和ISOleaf，但O3和MD、O3和N添加对ISOleaf的影响无显著交互作用;与上部叶位相比，O3和MD对杨树中部叶位的影响更明显。在充分灌溉条件下，杨树垂直剖面不同叶位ISOleaf呈现先增加后降低趋势，但E-O3处理下ISOleaf降低幅度更明显。ISOleaf与叶片Asat和Chl呈显著正相关，且这种相关性不受O3、MD和N添加水平的影响;E-O3处理下，ISOleaf与胞间二氧化碳浓度(Ci)呈显著负相关，与气孔导度(gs)无显著相关性，且不同水分处理和N添加水平下无显著差异。 2.在整株水平上，O3和熏蒸时间对ISOplant和整株水平饱和光合速率(Pnplant)的降低与叶片水平保持一致，但整体来看N50添加(50kg N ha-1a-1)和MD对ISOplant和Pnplant无显著影响。O3和MD显著降低杨树整株叶面积（Areaplant），N添加显著增加Areaplant。整株水平上，MD对ISOleaf的刺激作用补偿了MD对Areaplant的降低，N50对Areaplant的增幅没有显著增加ISOplant。与叶片水平不同，整株水平上MD缓解O3对ISOleaf的降低，故O3和MD复合因子对ISOplant的影响有显著的交互作用，但N50没有改变ISOplant应对O3胁迫的响应，故复合作用表现为累加效应。 3.ISO与O3剂量响应关系实验表明:充分灌溉条件下，ISO释放与AOT40（O3小时浓度超过40ppb的累积值）和PODY（O3气孔吸收通量超过植物自身O3解毒能力Y nmol O3m-2s-1的累积值）之间的相关性具有非常好的匹配。NF+40（环境空气增加40ppb）和NF+60（环境空气增加60ppb）显著降低两种基因型杨树ISOleaf和ISOplant。与ISOleaf相同，ISOplant与AOT40和PODY都存在显著负相关。两种基因型杨树整株ISOrelative与AOT40的相关性具有显著差异，但与PODY间无基因型差异。考虑到ISO-POD7之间较高的R2，研究推荐POD7作为杨树ISO释放应对O3胁迫的评估指标。 4.区域模型评估初探结果表明:2015年全国落叶阔叶林ISO释放总量在MEGAN和PS_BVOC中分别为9.01TgC和11.47Tg C。在考虑土壤水分和仅使用单一杨树ISO-O3剂量关系的情况下，MEGAN和PS BVOC模型考虑当前大气O3浓度影响后落叶阔叶林ISO释放总量整体降低幅度处于1.0～3.5％和0.5～2.4％之间。整体来看，基于敏感型杨树‘546’ISOrelative与AOT40剂量关系比基于杨树ISOrelative与POD7剂量关系得到的ISO总量差异更加明显。 本研究表明未来大气污染减排措施如O3污染控制、水分灌溉策略和Nr输入的改变如氮氧化物排放、农田施肥等都可能改变叶片或整株水平植物源ISO的释放。尽管在个体水平上研究推荐POD7作为杨树ISO释放应对O3胁迫的评估指标，但在区域水平上基于ISOrelative与AOT40剂量关系得到的ISO总量差异更加明显。未来应在加强不同植物功能类型ISO释放与O3评估指标剂量关系研究的基础上，结合群落和生态系统水平的观测对区域ISO总量评估模型进行进一步优化，更深入探究植物源ISO释放应对多重环境变化情景下的响应。