臭氧对南方3种木本植物的急性伤害症状及其生理指标变化

近地层O3污染越来越严重,而O3污染对中国木本植物的影响的报道较少。作者对南方3种木本植物尾叶桉(Eucalyptusurophylla)、米兰(Aglaiaodorata)和马尾松(Pinusmassoniana)进行连续3d,每天6h的O3熏气处理。臭氧体积分数分别为200×10-9和400×10-9。实验过程中对植物的外部受害症状进行观察记录,测定叶片的叶绿素含量、过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量等生理指标。结果表明:3种植物对O3污染表现出不同的受害症状。受O3污染危害最重的为米兰,其次为尾叶桉,而马尾松抗性最强。O3污染导致植物叶绿素含量、可溶性糖含量呈下降趋势,而POD活性升高,少数种类则出现微弱的下降趋势。CAT基本表现为低浓度O3污染时活性上升,在高浓度时,由于酶的结构受破坏,而出现下降的趋势,但也有的种类是外部臭氧浓度越高,则CAT含量越高。丙二醛含量则是多数情况比对照升高,而某个种类变化不明显或稍有下降。可溶性蛋白含量是在低浓度O3污染时有所上升,而高浓度时则出现下降的情况。研究结果表明,在评价不同植物种类对污染物的抗性时,不能仅考虑某个生理指标的变化,还要综合考虑各个指标的状况。

北京远郊区臭氧污染及其对敏感植物叶片的伤害

臭氧(O3)是一种氧化性很强且生物危害很大的二次污染物。监测表明北京远郊区O3浓度高于近郊区和城区,经常超过敏感植物O3临界浓度(78.5μg/m3),自然植物的暴露剂量AOT40(超过78.5μg/m3的空气O3浓度小时值累计量)值达到了98.9mg/m3,可能已经对植物生长造成危害。通过对远郊区O3浓度监测点(北京蟒山森林公园)26种乔木和灌木植物的调查,参考国外有关植物野外观测和模拟实验的植物O3伤害症状特征及植物O3伤害鉴别标准,发现其中15种植物出现了比较明显的O3伤害症状,表现为叶片出现点状、块状黄斑或褐色灼伤状干枯,表明北京远郊区的乔木和灌木已经受到了空气O3污染的危害。另外11种植物也出现了类似O3危害的伤害症状,需要进一步的研究验证是否由O3污染造成。

黑麦草属2草种对臭氧浓度倍增的生理响应

以一年生黑麦草(Lolium multi florum)和多年生黑麦草(Lolium perenne)为实验材料,利用开顶箱(OTC)模拟法,研究了这2种黑麦草在正常大气O_3(CK,40 nmol·mol^(-1))及其浓度倍增(80,120,160 nmol·mol^(-1))条件下叶片生理生态指标的变化规律。结果表明:随着O_3胁迫加剧,2种黑麦草呈现出较为类似的伤害症状,但一年生黑麦草在熏蒸前期先出现黄褐色点状伤斑。与对照相比,高浓度O_3均显著提高了一年和多年生黑麦草叶片丙二醛(MD)A)含量(分别提高21.7%和28.1%)及SOD活性(分别提高71.2%和129.8%)与POD活性(分别提高32.3%和57%)(P<0.05);高浓度O_3显著降低了2种黑麦草叶片的净光合速率(P_n)(分别降低51.6%,57.5%)、气孔导度(G_s)(分别降低45%,52.5%)、最大光化学效率(F_v/F_m)(分别降低6.4%,5.5%)、实际光化学效率(Φ_(PSII))(分别降低18.9%,10.5%)(P<0.05)。多年生比一年生黑麦草更耐臭氧,主要原因在于臭氧浓度不超过120 nmol·mol^(-1)的胁迫下,多年生黑麦草具有更高的抗氧化能力以及适应臭氧的气孔调节能力,从而减缓了臭氧对其的伤害。本研究旨在为植物对臭氧逆境的适应机理研究以及全球气候变化背景下城市草坪植物筛选及其应用提供科学依据。

酸雨和O_3复合污染及酸雨单因子污染对马尾松的伤害症状及其生理反应比较研究

比较酸雨和O3复合污染与酸雨单因子污染对马尾松伤害及叶片生理指标变化的影响。对马尾松幼苗的外部受害症状进行观察记录,测定其叶片的叶绿素含量、过氧化氢酶活性(CAT)、过氧化物酶活性(POD)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白质含量等生理指标。结果表明:复合污染比酸雨单因子污染对马尾松幼苗伤害更严重,生理指标变化更明显。复合污染处理导致马尾松叶片叶绿素、MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量下降,CAT活性降低,POD活性提高,在单因子酸雨污染条件下,叶绿素的含量变化不明显,说明该种类在此项指标方面对酸雨有较强的抗性;在CAT活性方面表现出随污染物浓度的增加而明显上升,且差异各处理均达到显著水平。POD活性方面也表现出随污染物浓度的增加而增加,且各浓度处理的差异均达到显著水平。MDA含量是随污染物浓度的增加而增加。差异比对照达到显著水平。而在可溶性糖和可溶性蛋白含量方面则污染处理的与对照的变化值无明显差异。酸雨单因子污染和O3复合污染在症状和生理指标上不同的变化,说明同一种植物对不同污染物的反应强度和变化动态有相当大的区别,对于进一步研究生物物种的独特性状对不同污染物和浓度的反应和适应特点,探究其组织结构和生理生化性状对污染物作用特性的综合表现的差异性及生态复杂性提供了更多有力的证据。

三种冷季型草坪草对高浓度O3的生理响应

以3种常见冷季型草坪草——白三叶(Trifolium repens)、草地早熟禾(Poa pratensis)和苇状羊茅(Festuca arundinacea)为实验材料,利用开顶箱(OTC)模拟法,研究了这些草坪草在高浓度O3(80和120 nmol·mol-1)处理下生理生态指标的变化。结果表明:3种草坪草随O3胁迫加剧,呈现不同的伤害症状,其中,白三叶在熏蒸前期最先出现黄褐色点状伤斑。高浓度O3显著抑制了3种草坪草植株的生长。与对照相比,高浓度O3处理下显著提高了3种草坪草叶片中丙二醛(MDA)含量及SOD活性(88%、74%、47%)与POD活性(136%、5%、9%)(P<0.05)。草地早熟禾与苇状羊茅的脱落酸(ABA)含量随O3浓度升高而升高,而白三叶的ABA含量则呈现出先升高后降低的趋势。研究表明:白三叶对高浓度O3最为敏感,可用于做臭氧的指示植物;苇状羊茅对O3的敏感性最低,抗性最强。