贵州典型森林群落植物冠层叶片遭受酸雨直接伤害的模拟实验与效应分析

在贵州龙里地区开展降雨连续监测,依据监测结果,配置不同pH值梯度的模拟酸雨;选择杨梅、油茶等10种贵州典型森林群落优势种,对植物叶片开展模拟酸雨喷淋试验;并利用便携式光合仪LI-6400观测喷淋前后叶片的光合作用,研究酸雨对贵州典型森林群落植物叶片的直接伤害作用.实验结果显示:①pH值5.0和4.0的模拟酸雨基本不会影响供试树种冠层叶片的光合作用;pH值3.0的模拟酸雨使小果红椿、枫树冠层叶片的净光合作用速率不同程度地升高,升高率为11.03%和0.62%,其他树种效果不明显;②pH值2.0的模拟酸雨使供试树种冠层叶片的净光合作用速率降低,其中小果红椿、枫树、白栗和香叶树尤为明显,降低率为28.32%、30.32%、12.21%和11.37%;pH值2.0的模拟酸雨使小果红椿叶片出现可见直接伤害,叶缘和脉间出现黄白色斑点,有穿孔,其他树种未发现可见直接伤害症状.研究表明,研究区典型森林群落植物叶片出现可见直接伤害的酸雨pH值阈值在2.0～3.0之间;同时,在酸雨对叶片造成可见直接伤害之前,存在隐性直接伤害,对叶片造成隐性直接伤害的酸雨pH值阈值为3.0.依据试验结果,从研究区监测数据分析,目前酸雨对该区植物冠层叶片的直接伤害有限.     

模拟酸雨对小麦生长的影响

酸雨对环境及农作物的影响,在国内外已为人们所关注。本文研究了模拟酸雨对小麦的影响。一、材料与方法本试验为盆栽试验。供试土壤为滨海相菜园土。土壤pH8.23,有机质含量0.86％,全氮含量0.048％,全磷(P_2O_5)0.187％,全钾(K_2O)1.8％。供试作物选用辐选2号冬小麦。(一)试验处理为探讨不同浓度模拟酸雨对小麦生长全期可能产生的影响,以pH 5.6、4.0、3.5、3.0、2.05种不同酸度的模拟酸雨进行处理。试验采用5次重复。(二)模拟酸雨的制备根据上海地区酸雨的化学组份,制备模拟酸雨(表1)。以混合酸(硝酸∶硫酸=1∶6,当量浓度)调节pH为5.6、4.0、3.5、3.0、2.0,即     

3类抗性种子萌发过程中糖代谢对酸雨胁迫的响应

为揭示酸雨影响种子萌发机理,以pH 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0的模拟酸雨处理水稻(O.sativa)、小麦(T.aestivum)、油菜(B.chinensis var.oleifera)3种不同抗性种子,研究种子萌发糖代谢对酸雨胁迫的响应.结果表明,水稻、小麦和油菜α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随胁迫强度增加(pH 5.0～2.0)而降低,均低于对照.3个指标响应酸雨胁迫强度的规律(伤害阈值/变幅)是:水稻(pH 3.5～4.0/53.88%～77.7%)＜小麦(pH 3.5～4.5/58.60%～89.41%)＜油菜(pH 4.0～5.0/60.14%～100%).胁迫强度一定时,水稻α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随时间延长而上升,小麦和油菜3个指标先升后降.胁迫时间一定时(3～7 d),3种种子处理组的旺α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量均低于对照,且随胁迫强度增加而降低.3个指标达到最大伤害的胁迫时间为水稻(7 d;7 d,7 d)＞小麦(7 d,6 d,5 d)＞油菜(3 d,7 d,5 d).3个指标对酸雨胁迫强度与胁迫时间的响应规律显示,水稻糖代谢抗酸雨能力＞小麦＞油菜,这是酸雨胁迫下3类种子萌发指标趋异的又一内在原因.     

模拟酸雨对烤烟叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响

以烤烟为供试材料,采用土培盆栽的方法研究了不同pH值的模拟酸雨(pH5.6、pH4.5、pH4.0、pH3.5、pH3.0、pH2.5、pH2.0)对烤烟叶片叶绿素含量、气体交换和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:pH≥3.5处理的轻度酸雨对烤烟Chl.a含量影响不大,但pH≤3.5处理烤烟叶片Chl.b和总叶绿素含量显著下降.pH≤2.5模拟酸雨使烤烟叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Ls)、胞间CO2浓度(Ci)、叶面饱和蒸气压力亏缺(VPD)显著降低,使烤烟叶片的气孔限制值(Ls)和潜在水分利用效率(WUEi)显著升高,模拟酸雨使pH2.0处理烤烟叶片的蒸腾速率(Tr)和pH2.5处理的瞬时水分利用效率(WUE)显著降低.pH≥3.5处理的光合有效量子产量(EQY)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)与对照差异不大,但pH≤3.0处理明显降低;烤烟叶片的非光化学猝灭呈先升高后降低趋势,pH≥3.5处理的非光化学猝灭(NPQ)明显高于pH≤3.0处理.     

酸雨对水稻、小麦和油菜种子萌发的影响

采用pH2.0、2.5、3.0、3.5、4.0与5.0模拟酸雨处理水稻、小麦和油菜种子的实验结果表明,3者在pH 2.0时不发芽,在pH 2.5时只有水稻和小麦异状发芽,pH≥3.0时,水稻、小麦和油菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数都与pH值显著正相关,水稻和小麦的异状发芽率则随pH值上升而降低.部分生理指标的实验结果表明,水稻、小麦和油菜的吸水值、呼吸速率和贮藏物质运转效率也与pH值显著正相关,水稻与小麦贮藏物质消耗率与pH值显著正相关,而油菜与pH值显著负相关;水稻、小麦和油菜的芽、根长抑制指数都与pH值显著负相关.酸雨胁迫下,种子各项指标变幅为水稻＜小麦＜油菜,这表明抗酸雨胁迫能力为水稻＞小麦＞油菜.     

初始pH对酸性预处理污泥厌氧发酵产氢的影响

对污泥进行不同pH值的酸性预处理,用HCl将污泥pH值分别调到2.0、3.0、4.0、5.0,在4℃条件下放置24 h,然后再用NaOH分别调到2.0～12.0用于批量试验,系统考察了不同初始pH值对酸性预处理污泥厌氧发酵产氢的影响.研究表明,初始pH为2.0～4.0以及12.0时对产氢菌及耗氢菌有抑制作用,总体产氢量少;初始pH为5.0～9.0时,甲烷菌及产氧菌均活跃,产氢滞后时间短.但总体产氢量少;初始pH为11.0时,甲烷菌受到明显抑制,而产氢菌仍然活跃,总体产氢量较高,发酵后期pH恒定在7.0～8.0,经pH为2.0、3.0、4.0和5.0酸性预处理的污泥(干重)累积产氢量分别为0.59、1.83、0.50和0.56 mL/g.     

模拟3种类型酸雨对木荷光合生理特性的影响

我国酸雨类型正在由硫酸型酸雨(Sulfuric acid rain,SAR)逐步向混合型酸雨(Mixed acid rain,MAR)、硝酸型酸雨(Nitricacid rain,NAR)转变,由此将产生各种未知环境效应。以木荷(Schima superba)为试验材料,在试验大棚内测定其在此3种光合生理特性参数。结果表明,在酸雨胁迫下木荷都受到不同程度的伤害。在同酸雨类型不同pH值处理下,3种酸雨类型均以pH 2.5处理各类光合参数数值较低,但是在pH 4.0时MAR处理的光饱和点(LSP)值最高,达到508.3μmol/(m²·s),此时对应的表观量子效率(AQE)值最低,为0.023 CO_2/photon;对照组(CK,pH 5.6)在3种类型酸雨处理中,以SAR处理数值最低。不同酸雨类型同pH值处理下,SAR和MAR处理的光响应曲线pH 4.0组均低于pH 2.5组和CK组,而NAR处理的光响应曲线pH 4.0组高于pH 2.5组和CK组;而且,3种酸雨类型处理pH 2.5组的最大光合速率(A_(max))始终低于CK组。这说明植物的A_(max)在一定程度上随着酸雨浓度的增加而减小。     

模拟酸雨对亚热带三个树种凋落叶分解速率及分解酶活性的影响

利用凋落物袋法研究了模拟酸雨对中国亚热带地区3个典型树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、银杏(Ginkgo biloba)凋落叶分解速率及酶活性的影响.酸雨分别设置为重度酸雨(pH=2.5)、中度酸雨(pH=4.0)、对照处理(pH =5.6)3个梯度.试验结果表明:酸雨胁迫会抑制凋落叶的分解,且随着酸雨强度的增强,抑制作用更明显.杉木、香樟、银杏3个树种对照处理下周转期分别比中度酸雨短33％、43％、14％,比重度酸雨短44％、52％、17％.3种分解酶对酸雨胁迫的表现不同,脲酶和纤维素酶表现为一定的抑制作用,基本呈现为对照处理(pH=5.6)＞中度酸雨(pH=4.0)＞重度酸雨(pH=2.5),与凋落物的分解速率排列情况一致,蔗糖酶在酸雨胁迫下反而有激活的趋势,表现为重度酸雨(pH=2.5)＞中度酸雨(pH =4.0)＞对照处理(pH=5.6).不同树种对酸雨胁迫的影响有一定的差异性,针叶树种杉木受影响最大,阔叶树种香樟和银杏受影响较小,银杏的抗酸性较强,且针叶树种的分解速率比阔叶树种慢.脲酶和纤维素酶对凋落叶的分解贡献较大,而蔗糖酶的影响相对较小.酶活性与季节有较大的关系,夏季活性相对偏高,冬季活性相对偏低.     

在模拟酸雨胁迫下,棉花(Gossypium hirsutum L.)子叶圆片叶绿素含量和可见伤害症状应变模型研究

以棉花子叶圆片为材料,研究了酸雨在伤害叶绿素过程中的胁迫强度、胁迫时间(胁程)和胁变量三者相互间的数量关系.结果表明,叶绿素含量下降率和可见伤害指数与酸雨pH值之间具有拟合度很高的Logistic曲线关系;Logistic拟合方程中的拐点处pH值和曲线降低率及A,b等参数均是时间的函数,分别与胁程有一定的相关性;在pH值为2.5酸雨胁迫下,叶绿素含量下降率在24h内、可见伤害指数在4h内与胁程之间具有拟合度很高的直角双曲线关系;根据这些关系建立植物酸雨伤害模型.     

在模拟酸雨胁迫下,棉花(Gossypium hirsutum L.)子叶圆片叶绿素含量和可见伤害症状应变模型研究

以棉花子叶圆片为材料,研究了酸雨在伤害叶绿素过程中的胁迫强度、胁迫时间(胁程)和胁变量三者相互间的数量关系.结果表明,叶绿素含量下降率和可见伤害指数与酸雨pH值之间具有拟合度很高的Logistic曲线关系;Logistic拟合方程中的拐点处pH值和曲线降低率及A,b等参数均是时间的函数,分别与胁程有一定的相关性;在pH值为2.5酸雨胁迫下,叶绿素含量下降率在24h内、可见伤害指数在4h内与胁程之间具有拟合度很高的直角双曲线关系;根据这些关系建立植物酸雨伤害模型.     

模拟酸雨对菜豆叶片的伤害和Mefluidide保护效应的研究

酸雨的污染和危害已成为一个世界性的问题,我国的酸雨危害也日渐引起关注.由于酸雨所涉及到的地区不少是农作区,必然会危及农作物的产量.近年来对酸雨危害作物的机理已有报道,但关于寻求保护作物免于酸雨危害的研究则不多见.已有报道,Mefluidide(N-[2,4-dimethyl-5-[(trifluoromethyl)sulfonyl]amino]phenylacetamide)(N-[2,4-二甲基-5-[(三氟甲基)磺酰]氨基]苯乙酰胺),一种合成的植物生长调节物质,对植物生长和发育以及物质代谢都有影响,尤其是能有效地保护低温敏感作物免于冷害,而且发现Mefluidide处理的植物,在冷害期间不表现细胞膜透性的增加.另外,有人发现pH2.0—4.0的模拟酸雨喷洒植株(青菜、菠菜和萝卜等)也会导致膜透性增加.我们以模拟酸雨引起菜豆叶片的伤害症状和一些生理指标为依据,     

酸度和铝对栅藻生长及光合放氧的影响

本文研究pH和铝对栅藻生长和光合放氧的影响。pH及铝均能抑制栅藻的生长。当pH5.0时,栅藻生长受到50%的抑制;pH3.0时,几乎不能生长。pH4.0时,30ppm的铝抑制藻生长的50%。pH在4.0~7.0范围内对栅藻光合放氧无影响;30ppm以下的铝短时间内对光合放氧也无明显影响。      

模拟酸雨对马尾松和杉木幼树的影响

本实验模拟酸雨pH值为6.63(对照),4.5,3.0和2.0。实验结果表明,杉木针叶汁液pH值和土壤pH值随模拟酸雨pH值下降而降低,土壤比叶汁液更容易被酸化,也更难恢复。模拟酸雨对马尾松和杉木单位叶干重净光合速率影响不显著,最高酸度的模拟酸雨由于减少光合组织而显著降低单株净光合速率。模拟酸雨显著增大了马尾松和杉木呼吸速率。模拟酸雨对茎生物量没有影响,主根和叶生物量有减少的趋势,但不显著,须根生物量有显著减少,模拟酸雨抑制植物生长的机制是增大呼吸速率使物质消耗增加和减少光合组织,导致物质生产减少。     

模拟酸雨对水稻叶片质膜H+-ATPase活性与胞内Ca2+浓度的影响

在水培条件下研究了模拟酸雨(pH=2.5～5.5)对水稻叶片胞内Ca2+浓度和质膜H+-ATPase活性的影响.结果表明:与对照组(CK)相比,酸雨处理5 d(胁迫期)后,pH=5.5和5.0处理组的水稻叶片胞内H+浓度、质膜H+-ATPase活性、胞内Ca2+浓度、质膜Ca2+-ATPase活性无显著变化;pH=4.0和3.5处理组各指标显著升高,且H+-ATPase活性随Ca2+浓度升高而上升;pH=3.0和2.5处理组各指标显著降低,此时胞内Ca2+缺失,对H+-ATPase活性的调节作用受到限制.经正常条件培养5 d(恢复期)后,pH=4.0和3.5处理组各指标均恢复至CK的处理水平,表明H+-ATPase活性受到Ca2+调控已恢复到正常;pH=3.0和2.5处理组的Ca2+浓度高于CK及胁迫期,H+-ATPase活性低于CK但高于胁迫期,表明H+-ATPase活性受Ca2+调控得到部分恢复.因此,酸雨胁迫下胞内Ca2+对质膜H+-ATPase活性有一定调节作用,且受酸雨强度的制约.     

树冠及叶凋落物对模拟酸雨缓冲能力的初探

用模拟试验的方法,对树冠、叶凋落物和鲜树叶缓冲酸雨的能力进行研究。结果表明,阔叶树比针叶树缓冲能力大;树叶汁液pH高的比低的缓冲能力大;阔叶树面积的大小,与缓冲能力成正比;针叶则相反。在pH2.0、3.0的处理中,它们的缓冲能力排序为:叶凋落物>鲜树叶>树冠。在pH4.5时,则是叶凋落物>树冠>鲜树叶。     

《模拟酸雨对水稻生长及水稻土壤影响的研究》通过鉴定

重庆是我国酸雨频率高,酸度较强的地区,研究酸雨对生物生长的影响是人们迫切关心的问题。1984年重庆市环保局委托重庆市农科所开展“模拟酸雨对水稻生长及水稻土壤的影响研究”,经过两年(两季水稻作物生长)的实验,得出了pH为3.0以上的模拟酸雨虽然对水稻植株(不包括根部)和产量无直接的影响,但模拟酸雨对水稻土壤的酸度、交换性能、微生物活性及养分含量都有显著的影响,并通过土壤的影响进而影响水稻的分孳生长、营养代谢、光合性能及粒籽品质,即水稻粗蛋白减少。实验还表明汕优二号较桂潮二号敏感,即碱     

酸性降水对我国森林的影响

综述了近几年来酸雨对我国森林影响的主要调查和实验研究成果,所涉及的内容包括酸雨对木本植物的直接伤害,酸雨对森林生长和生产力的影响,以及对森林土壤、土壤微生物、病虫害的影响等方面。      

腐殖酸及酸雨对贫铀在土壤中迁移的影响研究

 利用经过完善的贫铀迁移模型,研究腐殖酸(HA)及酸雨对贫铀在土壤中迁移的影响.结果表明,对照组(北京地区土壤)DU迁移到达9~11cm,分别添加2%、5%、10%HA的实验组DU迁移依次降低,分别为21~23cm、15~17cm、11~13cm,说明腐殖酸促进了DU迁移; pH值为4.0和3.0的模拟酸雨,分别使贫铀迁移至29~31cm及35cm以上,说明酸雨促进了贫铀迁移;在酸雨和腐殖酸综合作用下贫铀迁移仅到5~7cm,说明腐殖酸和酸雨综合作用抑制了贫铀迁移.     

模拟酸雨对红壤中硅铝铁释放的影响

通过模拟酸雨对湖南红壤的淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝铁离子动力学释放规律和特点.结果表明,在一定淋溶范围时,酸雨酸度是决定红壤矿物溶解及离子释放的主要因素,且硅、铝、铁对酸雨响应存在差异.在pH<5.6的各酸度酸雨淋溶下,硅均有大量释放,铁基本无释放.pH在3.0～5.6时铝的释放量很小,只有在酸雨pH值较低时才会有大量溶出.随酸雨淋溶的进行,酸雨pH在3.0～5.6的硅铝释放能力总体呈下降趋势.pH 2.5的酸雨可使红壤矿物的风化作用加强,硅铝释放量均明显增加,铝的增幅更大,但随淋溶量增加硅铝释放能力的增长速度趋缓.实验结果还表明,红壤受酸雨影响pH值降到一定程度后,淋出液中铝浓度与其pH值及DOC都呈线性负相关,酸沉降可破坏固相有机络合铝并使其溶出,但强酸性酸雨作用下红壤溶解而释放的铝主要来自铝硅酸盐的溶解.     

臭氧和模拟酸雨对冬小麦气体交换、生长和产量的复合影响

为探明酸雨和臭氧(O3)对作物是否存在复合影响,运用田间原位开顶气室研究了pH4.0模拟酸雨(SAR)和O3对冬小麦气体交换、生长和产量的影响.该实验包括3种处理:CF处理采用经活性炭过滤后的空气,作为对照;CF100处理采用经活性炭过滤后的空气加人恒定浓度为100 nL·L-1的O3;CF100 SAR处理为在CF100的基础上对冬小麦喷施pH 4.0模拟酸雨,喷施量为150 mL·m-2,每10d一次.结果表明:①CF100和CF100 SAR组冬小麦叶片细胞膜系统受到破坏,光合色素含量和气体交换参数降低,抑制了作物生长,导致生物量和产量下降.与CF相比,CF100和CF100 SAR处理下冬小麦产量分别降低了68.2%和63.6%;②与CF100组相比,CF100 SAR组对冬小麦细胞膜系统和叶绿素a含量产生显著的复合影响(p＜0.05),而对叶绿素b和类胡萝卜素含量、气体交换、小麦生长、生物量和产量的复合影响不显著.