大气臭氧污染的生物学指标监测评价

臭氧是具有很大危害性的大气污染物之一,近150年来大气对流层中的臭氧质量浓度已经增加了36%,在今后50～100年内还将以每年0.5%-2%的速度继续升高。植物对大气污染物的敏感性是由多种因素相互作用而成的复杂综合性状。以不同质量浓度（分别为0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg·L-1）臭氧（O3）胁迫下的不同类型植物为例,观察植物在不同时间（2、4、6、8 h）的外观伤害症状和细胞膜透性与O3质量浓度的相关性。试验结果表明：不同植物对O3的敏感度不同,蔬菜对臭氧相对较敏感;低质量浓度长时间和高质量浓度短时间的作用条件下,植物的受害症状基本相同,典型症状表现为叶片上散布细密点状斑,斑点的颜色呈白色、黄色、棕褐色,也有褪绿斑;植物细胞膜透性数据即电导率直接反映植物受损程度。综合植物外观症状指标与生理生化指标建立了相对定量化的大气质量生物学指标评价模式,即划分为轻微（0-0.2）、轻度（0.2-0.4）、中度（0.4-0.6）、高度（0.6-0.8）、严重（0.8-1.0）5个受害等级,以定量的判断O3气体对植物的伤害。     

几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应

通过水培试验研究了不同质量浓度的重金属镉(0、20、30、40、50、60 mg·L-1)胁迫对水生美人蕉(Canna glauca)、红蛋(Echinodorus osiris)、风车草(Cyperus alternifolius)、彩叶草(Coleus blumei benth)等湿地植物体内丙二醛、脯氨酸、镉的含量以及细胞膜的透性变化的影响,探讨了镉胁迫下不同湿地植物对镉的生理生化响应和耐受能力,为应用人工湿地处理含镉废水提供依据.研究结果表明,在镉胁迫下4种供试植物叶片的丙二醛含龟和膜透性增加,并且试验条件下,培养液中镉质量浓度越高植物叶片中阿二醛细胞膜透性也越高;植物叶片中脯氨酸质量分数变化则有所不同,培养液中镉质最浓度处于0～40 mg·L-1时,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度增加而增加,镉质量浓度高于40 mg·L-1,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度的增加而降低.不同湿地植物对镉胁迫响应也显著不同,丙二醛含量、脯氩酸质量分数和细胞膜透性大小为:彩叶草>风车草>红蛋>美人焦.由此可见,4种供试植物耐受镉害的能力依次为:美人蕉>红蛋>风车草>彩叶草.美人蕉和红蛋在含镉废水人工湿地生态上程修复中具有很好的应用前景.     

二氧化硫对绿化树种生理指标的影响

利用城市绿化植物对大气污染物的吸附、吸收、转移等净化能力来治理大气污染,尤其是近地表大气的混合污染,是近年来国际上正在加强研究和迅速发展的前沿课题.目前,有关大气污染对绿化植物的影响和作用机理尚缺乏深入系统的研究.一些研究者借助模拟实验来探讨大气污染对植物的伤害,大多侧重于植物可见受害症状的描述和程度的等级划分,有些研究也涉及叶片叶绿素含量、细胞膜透性等生理指标的测定.     

SO_2、HF和SO_2 HF熏气对西红柿和土豆叶片的影响

西红柿和土豆暴露于0.5、1、3 ppm SO_2和10、128、620、1500μg/m~3 HF以及0.5ppm 10μg/m~3、0.5ppm 128μg/m~3的SO_2 HF中4小时,熏气后24小时内测定叶片的过氧化物酶活性、蛋白质和醛糖含量,结果表明:SO_2,HF和SO_2 HF可使过氧化物酶激活,蛋白质发生变化,高浓度的SO_2和HF可使醛糖含量增加。对西红柿、土豆叶片因受害、恢复、再生能力的观察结果表明:从叶片可见伤害症状看出,西红柿是SO_2和HF的敏感植物,土豆则是很强的抗性植物,除1500μg/m~3HF和0.5ppm 128μg/m~3 SO_2 HF稍呈可见伤害外,其它浓度均未受害。但在代谢水平上,土豆和西红柿在本试验各种浓度下均有变化,这表明叶片代谢变化先于叶片可见伤害。     

三种木本植物对酸雨的敏感性和抗性

酸雨污染对生态系统和人类生存环境造成严重影响,研究植物抗性及其对环境的适应能力是大气污染胁迫退化生态系统恢复中植物种类选择的基础和前提。作者选择陶瓷工业污染区南海西樵山和相对清洁区肇庆鼎湖山自然生长的木本植物鸭脚木(Schefflera octophylla)、荷木(Schima superba)当年生叶和一年生叶以及马尾松(Pinus massoniana)一年生针叶进行生理指标的测定和分析。结果表明:在酸雨污染环境下,3 种植物叶片的细胞膜透性受到损害,光合色素降解,PSII 最大光化学效率下降;对酸雨污染的敏感性次序为:马尾松>鸭脚木≥荷木,马尾松为酸雨敏感种。初步讨论了树木对酸雨污染的部分抗性生理机制,为酸雨污染地区退化生态系统恢复之植被选择提供理论依据。     

逆境对木兰科树种伤害机理研究进展

逆境对木兰科树种伤害机理的研究已受到广泛重视,但关于木兰科树种抗逆性机制的研究和综合评价缺乏系统性.文章论述了近年来逆境对木兰科树种伤害机理的研究进展,特别是对其光合生理的影响,主要包括植物生物量、净光合速率(Pn)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量(Chl)、蒸腾速率(Tr)及叶绿素荧光等参数,并概述了逆境对木兰科树种细胞膜稳定性和渗透调节作用的影响.提出应加强逆境胁迫下木兰科树种抗性机制的研究,并结合实际的栽培环境,运用多个生理生态指标,对木兰科树种的环境适应性进行综合评价,以期科学指导木兰科树种的保护栽培和引种驯化.     

模拟酸雨对葡萄叶片和花粉的影响

以巨峰葡萄为试材,研究了模拟酸雨对叶片和花粉的影响,结果表明：（１） 经ｐＨ２ ．５ 和ｐＨ２ ．０ 的酸雨处理后叶片在短期内均出现不同程度的可见性受害伤斑,叶绿素含量和净光合速率下降．（２） 酸雨使叶片ＳＯＤ活性及不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）下降,膜脂过氧化产物ＭＤＡ 含量及细胞膜透性显著增加,并且这些指标的变化与酸雨ｐＨ值有显著的相关性．（３）叶片对酸雨处理引起的生理伤害有一定的自我修复功能．（４） 酸雨对叶片的生长和花粉发芽有明显的抑制作用     

16种室内观赏植物对甲醛净化效果及生理生化变化

采用气体密封舱熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,对16种常见室内观赏植物进行甲醛熏气处理,以熏气12h后植物单位叶面积吸收甲醛的量作为指标评价了不同植物对甲醛气体的净化能力,同时测定了熏气后植物的外观形态变化和叶片的SPAD值、相对电导率、丙二醛含量及POD活性等指标。结果显示,被测植物在一定程度上均可以有效吸收甲醛,单位面积吸收量从大到小依次为香石竹（Dianthus caryophyllus）、瑞典常春藤（Lsodon amethystoides）、蚊净香草（Saivia spp.）、比利时杜鹃（Rhododendron hybrida）、柠檬（Citrus limon）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、龟背竹（Monstera deliciosa）、冷水花（Pilea cadierei）、长寿花（Kalanchoe blossfeldiana）、‘粉冠军’（Anthurium spp.）、巢蕨（Neottopteris nidus）、吊竹梅（Zebrina pendula）、栀子花（Gardenia jasminoides var.grandiflora）、百合竹（Dracaena reflex）、口红花（Aeschynanthus radicans）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）。不同植物在甲醛熏气后表现出不同程度的受害反应和生理生化指标的变化,综合分析结果表明香石竹、瑞典常春藤、蚊净香草、袖珍椰子、冷水花、巢蕨等对甲醛的综合净化能力和抗性较好。     

植物篱对红壤坡耕地的水土保持效应及其机理研究

在浙江诸暨红壤丘陵山区的野外径流小区条件下,设计5种不同植物篱种植模式,结合自然降雨、人工模拟暴雨试验、稀土元素(REE)示踪、土壤抗蚀性评价等方法,研究植物篱的减流减沙效应和控制机理.结果显示,与裸坡相比,自然降雨下麦冬双行植物篱处理地表径流量降低39.4％,土壤流失量降低65.8％,效果最佳.降雨前土壤含水量能显著影响径流和土壤流失的发生特征.土壤容重和孔隙度可作为衡量植物篱控制水土流失效应的最佳指标.根据17个抗蚀性指标建立植物篱条件下红壤抗蚀性的综合评价指标体系,评价结果表明土壤综合抗蚀性由高到低依次为麦冬双行、黄花菜+麦冬双行、黄花菜双行、麦冬单行、黄花菜单行和裸坡.不同坡位植物篱对土壤抗蚀性的影响存在差异,侵蚀泥沙主要来源集中在中下坡位.     

铈对酸雨胁迫下水稻幼苗期防护与修复作用

为进一步了解铈(Ce~(3+))对酸雨胁迫下植物的作用,采用溶液培养法探究Ce~(3+)对酸雨胁迫下水稻幼苗(30 d)的抗氧化酶系统(过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、氧自由基产生速率、硝酸还原酶(NR)、质膜透性和叶绿素含量的影响.结果显示,与对照相比,模拟酸雨(pH 3.0)胁迫下,水稻幼苗NR活性和叶绿素含量降低,POD、SOD、MDA、质膜透性和氧自由基产生速率升高;在水稻叶面喷施30 mg·L~(-1)Ce~(3+)后,与酸雨组相比,防护组与修复组NR活性、叶绿素含量提高,POD、SOD、MDA、质膜透性和氧自由基产生速率降低.酸雨影响植物生长代谢,不利于植物健康生长.30 mg·L~(-1)Ce~(3+)对酸雨胁迫下水稻幼苗各生理指标具有改善作用,可以减轻酸雨对植物的危害,而不同指标防护与修复的作用不同.     

大气污染指示植物的研究

自50年代以来.为寻找一种经济、实用和灵敏的方法来监测环境变化,开展了大量大气污染指示植物的研究.这些工作包括用植物叶片典型症状、树皮、草本植物、附生植物指示气体污染(O_3、PANs、NO_x、SO_2、HF、乙烯等)、粉尘以及重金属污染.进入80年代以后,有关研究集中到利用植物富集的污染物含量结合计算机等先进技术指示和监测大气环境变化及进行大气质量评价.本文对国内外开展的大气污染指示植物研究的历史及其主要方法作了简要介绍,并就利用植物指示和监测大气污染的若干问题进行了探讨.     

氟化氢熏气和喷施防护剂对小麦应激乙烯产生的影响

应用开顶式熏气装置，研究了ＨＦ熏气对小麦叶片细胞质膜透性和ＭＤＡ（丙二醛）含量的影响，以及ＨＦ熏气和氟污染防护剂抗坏血酸（Ｖｃ）对小麦体内应激乙烯产生的影响，结果表明，小麦接触ＨＦ气体时细胞质膜透性增大，ＭＤＡ含量升高，体内乙烯量增加，增加幅度与ＨＦ的作用剂量有关，喷施防护剂Ｖｃ也引起乙烯量增加，Ｖｃ和ＨＦ在诱导乙烯生成上有协同效应，推测乙烯的增生可能是植物对环境变化的防御性反应。     

空气负离子浓度分布特征及其与环境因子的关系

大气离子是由许多自然和人为的原因产生,并且它们的浓度在不同环境场所下差别很大。选取我国南部沿海某省份作为研究区域,挑选近10处具有代表性的环境场所进行实测研究,收集了空气正、负离子浓度、风速、空气温度、相对湿度、材料和植物负离子浓度等数据。实测数据表明：地面上的空气负离子浓度随着地理环境因素（瀑布、海边、峡谷、乡村田野、郊区旷野、县城等）不同差别很大,其中瀑布〉海边〉峡谷〉溪流〉县城;同时空气负离子浓度与风速、水、植物、相对湿度等有较为密切的关系。通过对实测数据进行分析得出以下结论,1）空气的摩擦可以有效显著地增加空气中负离子的浓度,两者呈现出一定的正相关关系。2）水体在撞击和喷射过程能加快正负电荷的分离,水速流动地越快,相应摩擦产生的电离能越大,周边环境的空气负离子浓度就越高;同时随着距离的衰减,环境中的空气负离子浓度也在不断地降低。3）空气负离子浓度与植物群落的种类结构和配置相关,其中高处复层结构植物〉低处复层结构植物〉低处单层结构植物。4）相对湿度与空气负离子具有良好的相关性。5）温度与空气负离子的关系有待进一步明确。6）适宜的温度、湿度以及风速能使人感到舒服,有益于人体的健康。7）自然生态环境整体而言,空气负离子浓度大,空气清洁度均为A级最清洁。通过结果和分析给城市生态环境建设方面以重要的启示,因此作者从城市规划层面进一步提出以下建议：1）以自然环境的空气负离子浓度值为参考标准研究城市环境的空气负离子浓度和空气清洁度,进行符合气候和生态资源运行状态的设计,对于优化城市生态环境和城乡规划建设的水平有着重要的意义。2）加强自然通风、增加水体景观设计以及扩大绿地并减少不必要的硬质广?     

大气中氟化物和二氧化硫对连云港市郊果树、蔬菜的影响

通过植物监测,对连云港市郊局部地区果树、蔬菜等连年来品质产量下降的原因进行研究。结果发现大气中氟化物(HF)含量高,局部以化工为主的地区污染较为突出,已对果树、蔬菜造成直接危害。此外,二氧化硫(SO_2)及其复合污染也存在一定影响。     

地表臭氧增加对黄花夹竹桃和芒果叶片膜脂过氧化程度和保护酶活性的影响

以黄花夹竹桃（Thevetia peruviana（Pers.）k.Schum.）和芒果（Mangifera indica L.）苗木为材料,研究4种臭氧（O3）体积分数[环境大气NF,φ（O3）=10×10-9~20×10-9;低体积分数处理E50,φ（O3）=50×10-9;中体积分数处理E100,φ（O3）=100×10-9;高体积分数处理E200,φ（O3）=200×10-9]下两种植物叶片膜脂过氧化程度、可溶性蛋白质质量分数、可溶性糖质量分数和保护酶活性的变化情况,旨在揭示地表臭氧体积分数升高条件下2种植物生理代谢活动变化机理及响应规律。结果表明：随臭氧体积分数的增加,2种植物丙二醛含量和膜透性均逐渐上升,且与臭氧体积分数呈显著正相关关系,说明两种植物膜脂过氧化程度加剧;低体积分数O3处理时两种植物可溶性蛋白质量分数均逐渐下降,高φ（O3）处理后小幅回升;黄花夹竹桃可溶性糖质量分数逐渐下降,芒果先上升后下降;2种植物的POD活性均显著上升,但上升幅度有较大差异;2种植物的CAT活性均呈先升高再降低的趋势。研究表明,不同体积分数的臭氧暴露下,黄花夹竹桃和芒果均受到不同程度的伤害,芒果对臭氧表现出较强的抗性,黄花夹竹桃对臭氧较敏感。     

The uptake of hydrogen fluoride by a forest

A mathematical model of hydrogen fluoride (HF) deposition and accumulation of fluoride in a Eucalyptus rostrata forest has been developed. The model is based on tree physiology and meteorological principles. The data base for the model was derived from a literature survey of the physiological characteristics of E. rostrata and similar eucalyptus species and from current knowledge of meteorological processes in plant canopies.Comparison of the mathematical simulations with measurements in the vicinity of a source of HF (an aluminium reduction plant) shows that (1) the pattern of seasonal fluoride accumulation in leaves agrees with that seen in the field, and (2) the vertical pattern of accumulation inside tree leaves agrees with field observations. The simulations indicate that 50% of the released HF was deposited within 81 km of the source and that the concentration of HF in the air 81 km from the source was reduced to 2% of the concentration 1 km from the source. However, a very large forest area (20 600 km²) was required to achieve these reductions.     

源于大气的氟在水稻不同器官的分布及对糙米含氟量的影响

用开顶式熏气罩熏气的方法,研究了气源氟在水稻不同器官的分布及对糙米含氟量的影响。结果表明:气源氟主要分布于水稻叶片中,根含氟量不受气源氟的影响;籽粒含氟量取决于籽粒器官形成后空气氟浓度,与籽粒器官形成前的空气氟浓度无关;糙米氟含量与水稻抽穗齐穗后所暴露的氟剂量间呈极显著线性相关关系。     

Do plant density, nutrient availability, and herbivore grazing interact to affect phlorotannin plasticity in the brown seaweed Ascophyllum nodosum

Plants have different strategies to cope with herbivory, including induction of chemical defences and compensatory growth. The most favourable strategy for an individual plant may depend on the density at which the plants are growing and on the availability of nutrients, but this has not been tested previously for marine plant–herbivore interactions. We investigated the separate and interactive effects of plant density, nutrient availability, and herbivore grazing on the phlorotannin (polyphenolic) production in the brown seaweed Ascophyllum nodosum. Seaweed plants grown at low or high densities were exposed either to nutrient enrichment, herbivorous littorinid gastropods (Littorina obtusata), or a combination of nutrients and herbivores in an outdoor mesocosm experiment for 2 weeks. Seaweeds grown at a low density tended to have higher tissue nitrogen content compared to plants grown at a high density when exposed to elevated nutrient levels, indicating that there was a density dependent competition for nitrogen. Herbivore grazing induced a higher phlorotannin content in plants grown under ambient, but not enriched, nutrient levels, indicting either that phlorotannin plasticity is more costly when nutrients are abundant or that plants responded to herbivory by compensatory growth. However, there were no significant interactive or main effects of plant density on the seaweed phlorotannin content. The results indicate that plants in both high and low densities induce chemical defence, and that eutrophication may have indirect effects on marine plant–herbivore interactions through alterations of plant chemical defence allocation.     

Toxicity and accumulation of lead and chromium in Hydrocotyle umbellata

The aquatic plant, Hydrocotyle umbellata, was studied for its toxicity and accumulation of lead (Pb) and chromium (Cr) in a synthetic solution. Plants were cultured in a modified Hoagland's nutrient solutions supplemented with 20, 40, 60, 80, and 100 mg Pb/l as lead nitrate [Pb(NO3)2] and 2, 4, 6, 8, and 10 mg Cr/l as potassium dichromate (K2Cr2O7). They were separately harvested after 3, 6, 9, and 12 days. Plants exposed to Pb and Cr showed significant decreases in the biomass productivity and total chlorophyll content when the exposure time and metal concentration were increased. The accumulation of Pb and Cr in the plants was significantly increased, but it was not linear with the exposure time and metal concentration. Both metals were accumulated higher in the roots than in the shoots. The bioconcentration factor of Pb was higher than that of Cr at the same exposure time, indicating a higher accumulation potential of Pb than Cr in H. umbellata. Toxicity symptoms of both metals showed a reduction in the production of new plantlets, withering of petioles, and change in color of roots from light green to dark brown. Pb caused leaf chlorosis, whereas Cr caused leaf necrosis. The toxicity symptoms increased when the exposure time and metal concentration were increased.     

溶氧条件对美人蕉和风车草根系泌氧特征的影响

采用标准氧化染色法研究了美人蕉和风车草在水培畜禽废水自然、缺氧和好氧3种溶氧状态下根系径向泌氧（Radial oxygen loss,ROL）类型的变化和特征,采用显微镜明暗场观察了相应的根系横截面特征。结果发现美人蕉在3种溶氧状态下根系径向泌氧类型分别为均匀强泌氧、根尖强烈泌氧和不泌氧3种;风车草的径向泌氧类型则分别...