模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明,酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的1.6～1.7倍,在pH3.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的2.0～6.5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后,pH4.5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63.0%～80.0%,pH3.5的酸雨使其提高102.7%～630.6%。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷,从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

模拟酸雨对华南典型树种生长及营养元素含量的影响

我国是世界上的第3大酸雨区,而华南地区是我国酸雨比较严重的地区之一。越来越严重的酸雨将对森林生态系统林木生长产生负面影响。本文采用盆栽试验模拟研究酸雨对华南典型树种尾叶桉和马尾松幼树生长及营养元素含量的影响。酸雨水平有4个:pH6.8(CK)、pH5、pH4和pH3。幼树生长期间观察并记录其酸雨受害症状,每隔10a测量一次树高,4个月后统计生物量、叶面积情况,并分析植株样品中的N、P、K、Ca、Mg等元素的质量分数。试验结果表明,在不同酸度酸雨的协迫下,尾叶桉和马尾松幼苗表现出不同程度的受害症状,酸度越高受害越严重。酸雨显著地抑制尾叶桉和马尾松的树高生长,降低幼苗生物量,减少叶面积生长。与对照相比,生长四个月后,pH5、pH4和pH3处理分别导致尾叶桉生物量降低10.79%、19.21%和27.25%,马尾松降低12.78%、22.98%和28.70%。尾叶桉植株内P、Mg、Ca质量分数不同程度地受到酸雨的影响,而N、K质量分数不受酸雨影响;马尾松除了P元素以外,其它元素质量分数在各个酸雨处理之间差异不显著。     

模拟酸雨对水稻根系激素含量与生长的影响

为进一步清晰酸雨抑制植物生长的内在机制,采用水培法研究酸雨(pH 5.0—2.5)对水稻根系激素含量(生长素IAA、赤霉素GA、玉米素ZT、脱落酸ABA)、根系活力与质膜H+-ATPase活性及根系生长的影响.结果表明,与对照(CK)相比,经酸雨胁迫5 d后,pH 5.0组水稻幼苗根长及鲜重下降,但激素含量IAA和ABA、根系活力、H+-ATPase活性、根表面积和体积均显著上升,表明pH 5.0酸雨下水稻幼苗通过提高IAA、ABA含量,根系活力以及激活H+-ATPase活性调控水稻对营养的吸收,使根长及鲜重较其他酸雨处理组受抑较弱.pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨组水稻幼苗IAA/ABA、GA/ABA、ZT/ABA、根系活力以及根系生长指标显著下降,表明pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨降低激素含量影响根系细胞分裂和伸长,抑制根系活力导致水稻根系各生长指标受抑.将胁迫后幼苗移至对照条件下恢复5 d后,pH 5.0酸雨组根系活力和生长指标均恢复至CK,IAA/ABA、GA/ABA和ZT/ABA和质膜H+-ATPase活性有所上升;而pH 4.5—2.5酸雨组各指标变幅减小且优于胁迫期,表明水稻幼苗通过提高生长促进型激素(IAA、GA、ZT)含量、根系活力以及质膜H+-ATPase活性减轻酸雨对根系生长的制约,根系生长指标均有一定程度的恢复,且恢复程度受酸雨强度制约.     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤C?N?P生态化学计量特征对长期模拟酸雨的响应

研究模拟酸雨对森林土壤C、N、P生态化学计量特征的影响,对于认识森林生态系统生物地球化学循环如何响应酸雨加剧具有重要意义。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,2009年6月开始进行人工模拟酸雨的野外实验,共设置4个不同处理水平,即CK(喷洒pH=4.5左右的天然湖水)、T1(pH=4.0)、T2(pH=3.5)和T3(pH=3.0);2009年12月—2017年12月(8年实验周期)对模拟酸雨下土壤pH值和土壤C、N、P质量分数及其生态化学计量特征进行了5次测定。结果显示:对照样地表层(0~10 cm)土壤pH值,土壤C、N、P质量分数分别为(3.89±0.01),(31.99±0.37)、(2.25±0.05)和(0.23±0.01)g·kg-1。长期模拟酸雨处理导致表层土壤pH值显著下降(最大降幅达0.22,P0.05),土壤酸化加剧;同时,表层土壤C质量分数显著增加(最大增幅达14.69%,P0.05),P质量分数呈一定程度的下降趋势(最大降幅达18.79%),但N质量分数没有显著变化。对照样地表层土壤C?N、C?P和N?P分别为(14.24±0.23)、(141.38±3.35)和(9.91±0.26),由于土壤C、N、P质量分数对酸雨响应的差异导致土壤C?P和N?P显著增加(最大增幅分别达41.31%和27.16%,P0.05),从而改变了土壤C?N?P生态化学计量特征。模拟酸雨对上述指标的处理效应随着处理时间的延长而逐渐显现,处理间的差异在试验后期才逐渐达到显著水平(P0.05),且上述各指标在次层(10~20 cm)土壤在不同处理间不存在显著差异。根据研究结果可推测,长期酸雨引起的土壤酸化会改变南亚热带森林土壤C、N、P耦合关系,加剧该区域森林土壤P限制的趋势,降低森林生态系统结构与功能的稳定性。     

酸雨胁迫下接种土壤微生物对栾树幼苗生长的影响

为探讨菌根真菌对宿主植物在酸雨逆境中的调节作用,以华北地区森林群落常见树种栾树(Koelreuteria paniculata)幼苗为研究对象,采用双因素完全随机试验设计开展盆栽试验,设置了3个酸雨梯度(pH分别为3.5、4.5、5.6)及2种土壤微生物接种方式(接种、不接种),对各处理下幼苗生长情况、叶片氮磷含量、根内泡囊-丛枝菌根真菌(Vescile-Arbuscular Mycorrhizal fungi)定殖情况进行测定及分析。结果表明:(1)栾树幼苗根系泡囊-丛枝菌根真菌表现出趋酸性的特征,其侵染率在pH 3.5中定殖率最高(76.3%),在pH 5.6中定殖率最低(34.4%);(2)在pH 3.5和pH 4.5酸雨处理中,接种土壤微生物显著促进了栾树幼苗的生长(P0.05),但在p H 5.6处理则无显著促进作用(P0.05),接种土壤微生物显著降低了3种酸雨胁迫下栾树幼苗叶片氮及氮磷比值,栾树幼苗在强酸胁迫下有更高的菌根依赖性(pH3.5:MD=54.2%,p H4.5:MD=38.7%,pH5.6:MD=0);(3)相关性分析表明,在pH3.5和pH4.5处理中,菌根真菌侵染率与苗木生物量、株高、基径、叶片氮及叶片氮磷比等显著相关(P0.05),而在pH 5.6处理中则均无显著相关关系。栾树幼苗泡囊-丛枝菌根真菌在强酸胁迫下表现出提高定殖率的适应策略;强酸胁迫下(pH 3.5、pH 4.5),泡囊-丛枝菌根真菌对栾树幼苗生长的调节作用较弱酸胁迫(pH5.6)明显;接种土壤微生物通过提高泡囊-丛枝菌根真菌的侵染率促进强酸雨下栾树幼苗基径、株高、地上及地下生物量。研究结果在一定程度上反映了接种土壤微生物对酸胁迫下栾树幼苗的促生长作用模式及调节作用。     

模拟酸雨及Al3+共同作用对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

以蚕豆为材料,研究了模拟酸雨及酸雨与铝共同作用的细胞遗传学效应.结果表明,根尖细胞有丝分裂指数随Al3 浓度的升高和环境酸度的增强而下降;处理组细胞中出现了多种染色体异常,如染色体粘连、滞后及断裂等.模拟酸雨及其与低浓度Al3 (3mg/L)共同作用时可诱发蚕豆根尖细胞微核,其中pH4.5组微核率高于pH3.5组.模拟酸雨与高浓度的Al3 (10～180mg/L)复合处理可引起根尖细胞固缩,固缩率随Al3 浓度增加和pH降低而增高.研究结果表明,pH4.5和pH3.5的模拟酸雨和Al3 对蚕豆根尖细胞具有遗传损伤作用,其效应与Al3 浓度和环境酸度有关.     

酸雨对全生育时期水稻叶绿素荧光的影响

酸雨是全球关注的重大环境污染问题之一,中国亦继西欧和北美之后,成为当今世界第三大酸雨区。光合作用是植物生物量和作物经济产量形成的生理基础,叶绿素荧光常用来判断逆境胁迫对植物光合作用造成的伤害。有研究表明,酸雨会对植物叶绿素荧光造成影响,然不同生长阶段植物对逆境的抵抗能力亦存在差异,采用模拟酸雨（酸雨 pH 值梯度为4.5、3.5、2.5）或模拟天然降水持续胁迫（每隔3天喷施1次）水稻（Oryza sativa）（从幼苗期至灌浆期）,利用原位无损伤叶绿素荧光测定技术（德国Walz公司PAM-210脉冲调制式荧光仪）分别探测和分析幼苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期水稻叶片（处理组和对照组）,研究酸雨对全生育期水稻叶绿素荧光的影响,相关研究未见报道。结果表明,与CK相比,pH 4.5酸雨使幼苗期和孕穗期初始荧光（Fo）显著提高了7.69%、8.84%,使幼苗期、分蘖期和孕穗期非光化学猝灭参数（qN）显著提高了8.64%、4.86%、6.09%,使幼苗期和孕穗期最大光化学量子产量（Fv/Fm）,PSII电子传递速率（ETR）,实际原初光能捕获效率（ΦPSII）,光化学猝灭参数（qP）显著降低,幼苗期、孕穗期降幅依次为Fv/Fm（3.01%、6.88%）、ETR（8.40%、10.24%）、ΦPSII（8.39%、12.23%）、qP（3.79%、12.55%）;pH 3.5、pH 2.5酸雨不同程度地显著降低了各生育时期Fv/Fm、ETR、ΦPSII、qP,幼苗期和孕穗期qN,显著提高了各生育时期Fo,且随酸雨pH值降低,变化幅度增大。同时,pH 4.5或pH 3.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为灌浆期＆lt;幼苗期＆lt;分蘖期＆lt;孕穗期;pH 2.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为分蘖期＜幼苗期＜灌浆期＜孕穗期。总之,酸雨胁迫强度与水稻叶绿素荧光参数存在剂量-效应关系,酸雨持续胁迫会对不同生育时期水稻光合作用造成影响,并且不同生育时期水稻光合作用对酸雨胁迫敏感性存在差异,这些是评价酸雨胁迫对植物影响时需考虑因素。     

模拟酸雨对龙眼坐果的影响及钙调节

pH 4.5的酸雨处理的花粉萌发率比CK下降 9.38%,pH 3.5处理可观察到花粉受害的症状 ,花粉萌发率比CK下降 2 4.2 3%.pH 4.0的酸雨处理雌花 ,其坐果率显著下降 (P <0 .0 5 ) .0 .0 2～ 0 .0 4mmol/L的Ca(NO3 ) 2 溶液处理显著促进酸雨胁迫下花粉的萌发 ,当Ca(NO3 ) 2 的浓度超过 0 .0 8mmol/L时则促进作用开始减弱 .酸雨胁迫后用 2mmol/LCa(NO3 ) 2 溶液或清水喷洒可显著减少因酸雨对雌花和坐果的危害 .图 1表 6参 2 1     

酸雨对生菜的光合、抗氧化系统和产量的影响研究

目前国内外有关酸雨对植物生长危害的影响研究多集中在森林植物和粮食作物,而酸雨对叶菜类蔬菜生长的相关研究较少。酸雨的频发可能会影响蔬菜的生长,进而降低蔬菜产量。为探究酸雨对叶菜类蔬菜生理和产量的影响,选取生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)作为试验材料,采用野外原位研究方法,探究模拟酸雨(pH梯度为3.0、4.0、5.0)和自然降水(CK)对生菜光合、抗氧化系统和产量的影响。结果表明,pH 4.0和5.0酸雨对生菜光合系统影响不显著,pH 3.0酸雨对生菜光合系统影响显著;在整个试验期内,pH 3.0酸雨显著降低生菜净光合作用8.4%—17.0%。pH 3.0、4.0和5.0酸雨均显著提高生菜超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,表明酸雨会激活生菜抗氧化系统,同时会对生菜叶片膜系统造成损伤;在第20天后,pH 3.0酸雨下生菜过氧化氢酶(CAT)活性显著下降13.8%%—35.2%。pH 5.0酸雨对生菜产量影响不显著;pH 4.0和3.0酸雨显著降低生菜地上部产量,分别降低14.6%和16.7%。pH 3.0酸雨使生菜地下部产量显著降低19.0%。综上可见,模拟酸雨对生菜的光合系统、抗氧化酶系统和产量均产生显著影响,且酸雨对生菜的影响阈值在pH 4—5之间,pH 4.0以下的酸雨明显降低生菜产量,但酸雨强度为pH 5.0时已存在生菜减产的风险,研究结果可为生菜栽培的相关农户以及决策部门提供参考。     

模拟酸雨对磷基材料稳定化土壤Cu、Cd、Pb和P活性的影响

为了研究酸雨淋溶前后不同磷基材料对土壤重金属稳定化的影响,通过室内土柱淋溶实验,考察不同pH值酸雨淋溶前后磷酸二氢钾(PDP)和羟基磷灰石(HAP)稳定化重金属污染土壤pH值、重金属和P有效活性的变化。结果表明:PDP和HAP增加了土壤pH值和速效P含量,降低了土壤有效态Cu、Cd和Pb含量,促进了重金属由活性态向非活性态和潜在活性态转化,但pH=3.5的酸雨使PDP和HAP处理土壤pH值降低0.45和0.47,且酸雨淋溶降低了PDP处理速效P含量,提高了土壤有效态Cu和Cd含量;酸雨淋溶使HAP处理土壤总Cu含量和CK处理总Cd含量分别降低14.5%～15.9%和20.4%～26.5%,但增加了HAP和PDP处理离子交换态Cu和Pb含量;PDP和HAP处理显著增加了土壤总P、树脂P、HCl结合态P和残渣态P含量,但酸雨淋溶降低了PDP处理总P和树脂P含量,显著增加了HAP和PDP处理土壤稳定态P含量(P0.05)。模拟酸雨作用下HAP较PDP处理对Pb和Cd具有更好的稳定化效果和更低的P释放风险,具有更好的应用潜力。     

模拟酸雨对外来入侵植物三叶鬼针草生长及化感作用的影响

外来入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）对我国华南地区生态系统造成严重危害,同时华南地区也是强酸雨分布区域。采用不同pH值（2.5,4.0,5.6）的模拟酸雨对三叶鬼针草种子和幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响;室外模拟酸雨喷淋三叶鬼针草,生物测定三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用的变化。结果表明：pH为4.0和5.6的酸雨处理后提高了三叶鬼针草种子的萌发率;pH为4.0的酸雨促进幼苗生长,增加幼苗苗高和生物量;而pH为2.5的酸雨抑制三叶鬼针草种子萌发率和幼苗生长。同时,pH 4.0和2.5酸雨增强了三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用。研究表明：三叶鬼针草具有较强的耐酸能力,酸雨胁迫可能通过促进外来入侵植物三叶鬼针草的生长和提高化感潜力而有利于其进一步入侵。     

Response of peroxidase and catalase to acid rain stress during seed germination of rice, wheat, and rape

Seed germination of plants with various acid-resistance display different responses to acid rain. To understand the reason why such differences occur, the effects of simulated acid rain (pH 2.5–5.0) on the activities of peroxidase (POD) and catalase (CAT) during seed germination of rice (O. sativa), wheat (T. aestivum), and rape (B. chinensis var. oleifera) were investigated. Results indicated that the maximum change in activities of CAT and POD by acid rain treatment with different acidity and time in relation to the referent treatment without acid rain, was in the order: rice (28.8%, 31.7%) < wheat (34.7%, 48.3%) < rape (79.3%, 50.0%). The pH level for which the treatment with acid rain did not cause significant difference (p < 0.05) was in the order: rice (3.5).wheat (4.0).rape (5.0). Moreover, the change in activity of POD was higher than that of CAT, which showed that POD was more sensitive to acid rain stress than CAT. The difference in the ability of POD and CAT in removing free radicals was one reason why the germination indexes of these three species behaved differently.     

模拟酸雨对薇甘菊种子萌发和幼苗生长的影响

薇甘菊是入侵性杂草,已在我国华南地区及云南部分地区造成严重危害。我国华南地区同时也是强酸雨分布区域。采用不同pH值的模拟酸雨对薇甘菊种子及幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响。测定了不同pH值下薇甘菊幼苗叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧阴离子产生速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。结果表明,薇甘菊种子具有较强的耐酸能力,pH≥3．5时均能正常萌发,pH≤3．0时不能萌发。不同pH值模拟酸雨对薇甘菊幼苗叶绿素含量影响不显著。随着模拟酸雨pH值下降,超氧阴离子产生速率上升,丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性呈先上升后下降。pH3．5时,丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化物酶活性均达最大值;pH4．0时超氧化物歧化酶活性达最大值。结果表明薇甘菊对华南地区酸雨胁迫表现出适应。     

模拟酸雨对龙眼叶绿体的伤害效应

龙眼叶绿体超氧化的歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POD)活性，谷胱甘肽（GSH）和抗坏血酸含量（AsA)含量随酸雨的pH值下降而降低，膜脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量则随酸雨的pH下降而增加。pH3.0的酸雨胁迫2h，SOD和AsA-POD活性，GSH和AsA含量有所增加，并随胁迫时间的延长而下降。pH3．5的酸雨处理使类整体膜崩解，叶绿体基粒片层结构混乱；pH3.0的酸雨处理的叶绿体片层结构伤害更为严重。图5图版2参21     

模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用有效成分含量的影响

研究了模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用成分绿原酸、桃叶珊瑚甙、总黄酮含量的影响.结果表明,春夏秋季在系列模拟酸雨胁迫下,杜仲叶叶液pH值、K 、Ca2 含量随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关;杜仲叶膜保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和膜保护物质抗坏血酸(AsA)含量在春夏两季随酸雨pH值降低呈单峰曲线型变化,秋季则均随酸雨pH值降低而降低,且呈显著正相关;抗性物质脯氨酸(Pro)含量春夏两季随酸雨pH值降低而升高,呈显著负相关,秋季则在pH3.0和2.5的强酸雨胁迫下急剧降低;膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量无论春夏秋季均与酸雨pH值呈显著负相关;春季仅pH2.5的强酸雨对杜仲叶绿原酸、桃叶珊瑚甙和总黄酮等药用成分含量影响较大,夏秋两季各药用有效成分则均随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关.图1表2参27     

南方红豆杉种子的化学成分分析

对南方红豆杉种子 (种仁 )的化学成分分析表明 :南方红豆杉干重 (DW)种子粗蛋白、粗脂肪、淀粉、可溶性糖的质量分数wDW分别为 9.92g (10 0g) -1,72 .86g (10 0g) -1,4 .15g (10 0g) -1,0 .38g (10 0g) -1;氨基酸的wDW为 9.10g (10 0g) -1,其中必需氨基酸占总氨基酸量的 2 8.0 5 % ;种子油脂肪酸组成以不饱和的油酸和亚油酸为主 ,其相对含量为 4 8.4 %和 4 2 .2 % ;种子元素质量分数分别为 :wDW(N) =15 87.2mg (10 0g) -1,wDW(P) =5 6 5 .4mg (10 0g) -1,wDW(K) =2 6 1.1mg(10 0g) -1,wDW(Ca) =18.4mg (10 0g) -1,wDW(Mg) =35 0 .5mg (10 0g) -1,其余微量元素含量由多到少依次为Zn >Fe>Na>Cu >Mn .表 4参 6     

鸡爪槭光合特性对模拟酸雨的响应

研究了模拟酸雨（对照、pH 5.0、pH 4.0、pH 3.0、pH 2.0）胁迫对鸡爪槭（Acer palmatum Thunb.）叶片光合特性的影响。结果表明,试验前20 d,所有处理净光合速率日积分值（DIV of Pn）、蒸腾速率日积分值（DIV of Tr）及水分利用效率（WUE）日均值均显著高于对照（P〈0.05）。试验中后期（喷后40 d、喷后60 d）,pH 5.0的处理Pn日积分值均最高,WUE相对较高而Tr日积分值相对较低。pH≤4.0的处理在同一时期Pn日积分值、Tr日积分值均随pH值的降低而降低,WUE日均值变化趋势则相反。各处理Pn日积分值、Tr日积分值和WUE日均值均随试验时间的延长而降低。喷后60 d,pH 4.0的处理较pH 2.0和pH 3.0的处理WUE低而Pn日积分值和Tr日积分值则相反。综合分析表明,pH 5.0的酸雨处理有利于鸡爪槭叶片光合能力的发挥,酸度低于pH 3.0则会使光合能力下降,影响植株生长。