模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

酸雨对森林、水体和农田等生态系统造成的危害受到许多研究者的重视,并已取得一些成果,但关于木本园林植物的伤害机理及抗性机制没有得到澄清,尤其是对抗氧化系统的影响研究较少。采用盆栽法,以木兰科(Magnoliaceae)树种抗酸性强的阔瓣含笑(Michelia platypetala)和抗酸性弱的红花木莲(Manglieta insignis)为试材,研究了不同pH值模拟酸雨处理对叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响。结果表明,随着酸雨pH值的下降,两树种叶片抗氧化剂抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)质量分数下降;抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性下降,而过氧化物酶(POD)活性变化趋势不一致,阔瓣含笑一直呈上升趋势,红花木莲则先上升后下降。此外,超氧阴离子(O2?·)产生速率上升,丙二醛(MDA)含量和膜透性增加;相关性分析表明,O2?·产生速率与MDA和膜透性呈显著正相关,与抗氧化酶SOD,GR和抗氧化剂ASA质量分数呈显著负相关,说明酸雨降低了植物体防御活性氧伤害有关的酶系统和非酶系统抗性能力,提高了体内活性氧含量,膜脂过氧化加剧。与红花木莲相比,阔瓣含笑具有较强的抗氧化能力。本研究结果从自由基的产生及清除的角度,探讨木本园林植物的伤害机理以及抗性机制,也为该类园林树种在江南城市中的选择提供一些科学参考依据。     

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     

模拟酸雨与重金属复合胁迫对绞股蓝生长及根际微生物的影响

通过盆栽试验研究了不同pH值的模拟酸雨与Zn(30和400 mg.kg-1)、Cd(1和15 mg.kg-1)单独或复合胁迫对绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)药用成分——总皂甙含量以及根际土壤微生物数量和组成的影响。结果表明:不同pH值的模拟酸雨均能抑制细菌、放线菌、氮素生理类群的生长,其数量随酸雨pH值的降低而不断减少;真菌、纤维素分解菌数量随酸雨pH值的降低呈先升高后降低的变化趋势;绞股蓝茎叶总皂甙含量随酸雨pH值的降低而降低。酸雨影响下,单施低浓度的Zn(30 mg.kg-1)或Cd(1 mg.kg-1)时,根际3大类群微生物、氮素生理类群、纤维素分解菌、绞股蓝总皂甙含量均高于无重金属处理;但当Zn(400 mg.kg-1)或Cd(15 mg.kg-1)处于高浓度时,它们又明显低于无重金属处理。酸雨影响下,Zn(30 mg.kg-1)或Cd(1 mg.kg-1)为低浓度水平时,Zn-Cd复合污染对根际3大类群微生物、氮素生理类群、纤维素分解菌、绞股蓝茎叶总皂甙含量影响表现为拮抗效应;Zn(400 mg.kg-1)或Cd(15 mg.kg-1)为高浓度水平时,Zn-Cd复合污染对根...     

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。     

9种草本观赏植物叶绿素含量和细胞膜透性对酸雨胁迫的响应

研究模拟酸雨(pH 2.0、3.0、3.5)对9种草本观赏植物叶片叶绿素(Chl)含量和细胞质膜透性的影响。结果表明,酸雨强度与草本观赏植物Chl含量呈负相关,酸雨胁迫次数越多,Chl含量越低,不同pH胁迫只是变幅之间存在差异,而在酸雨处理终止后,植物叶片Chl含量逐步恢复,且不同敏感型植物在各时段的恢复速度(或修复进程)不同,其规律为敏感植物<中等植物<抗性植物。酸雨强度与植物叶片质膜透性呈正相关,每增加1次酸雨胁迫,植物叶片质膜透性在前次基础上有所增加,增加幅度也表现出敏感植物>中等植物>抗性植物的基本规律。酸雨处理结束后,3类植物叶片质膜透性基本呈现“低—高—低”变化规律,质膜透性的变化峰值多出现在酸雨处理终止后的48 h,仅变化幅度存在差异,即敏感植物>中等植物>抗性植物。     

模拟酸雨对不同营养水平湖泊pH值的影响

长江中下游湖区是全球的强酸雨中心之一,为了研究酸雨对该地区湖泊p H值的影响,通过野外调查和实验模拟展开了研究。对长江中下游68个湖泊的调查结果表明,酸雨区湖泊p H均值显著低于非酸雨区(P0. 05)且湖泊p H值与水温、溶解氧含量和叶绿素a含量呈显著正相关,与总氮、硝酸盐、溶解性无机碳含量和浊度呈显著负相关。模拟实验结果表明,在不同p H值(2. 5、4. 0和5. 0)酸雨作用下,虽然各处理组p H值日变化趋势相同,但低营养组p H值低于高营养组且p H值增加速率慢于后者,低和高营养组不同酸雨处理p H值差异均随时间推移逐渐减小。实验结束时,实验组和对照组p H值无显著差异。湖泊富营养化会增加叶绿素a含量,增强水体对酸雨的缓冲能力,但持续性酸雨会对湖泊p H值、水生生物和生物地球化学循环产生潜在影响。     

镧对酸雨胁迫下水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响

分别采用pH值为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模拟酸雨和La(浓度为1mg·l-1)处理水稻种子,测定不同酸雨胁迫下La对水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,结果表明,当酸雨胁迫7d时,随胁迫强度的增加(pH5.0-2.0),可溶性蛋白含量逐渐降低,而脯氨酸含量逐渐升高.La可缓解pH5.0-3.0胁迫的伤害;但对pH2.5-2.0无明显防御作用.pH4.0时,解除酸雨胁迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即时提升(第6天和第4天),La处理亦可提高可溶性蛋白含量,对脯氨酸含量均无明显影响,pH2.5处理过长时(t≥5d),对水稻种子造成不可逆伤害,可溶性蛋白含量小于对照,而脯氨酸含量大于对照,La处理无明显效应;当酸雨处理3d时,可溶性蛋白与脯氨酸含量均显著大于对照,经La处理后均有所提高,表明La丑对酸雨胁迫下水稻种子萌发有一定防御作用.     

模拟酸雨胁迫下镧对高梁种子萌发的影响

以高粱(熊杂9号)为试材,研究酸雨胁迫下镧对高粱种子萌发、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和质膜透性的影响.结果显示,用12 mg·l~(-1)的LaCl_3溶液浸种处理高粱种子效果最佳.经La(Ⅲ)处理后,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均较单一酸雨处理组升高,pH 2.5时增幅最明显;pH 2.0时,酸雨严重破坏种子内部结构,La(Ⅲ)的加入已无法缓解酸雨引发的伤害.而经La(Ⅲ)处理后,低强度(pH 5.0-3.5)酸雨胁迫下,种子的POD活性较单一酸雨处理组升高,高强度(pH 3.0-2.0)时降低;可溶性蛋白含量较所有单一酸雨处理组升高,MDA含量和质膜透性较单一酸雨处理降低,pH 2.5-2.0时该效果尤为明显.表明La(Ⅲ)可通过调节高粱种子内部的POD活性减轻酸雨胁迫引发的膜脂过氧化,缓解对种子萌发的伤害.     

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。     

地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体对酸雨胁迫的耐受性差异

通过长期的进化,植物可以在个体、细胞及生理生化等多个水平上对酸雨胁迫作出响应.采用不同pH的模拟酸雨胁迫处理苔藓植物地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体,比较两者之间的耐受性差异.结果表明:(1)与对照(pH 6.8)相比,酸雨胁迫可对地钱造成可见伤害症状;存活率、叶绿素含量、PSII原初光能转化效率(F_v/F_m)和实际光化学量子产量(Y_(eild))均降低,而丙二醛(MDA)含量、抗氧化物酶(POD、SOD、CAT)活性、基础荧光(F_0)和非光化学淬灭系数(NPQ)均升高.(2)与对照相比,中(pH 4.0)、重度(pH 2.5)酸雨胁迫可对地钱的上述测定值造成显著影响;(3)中度酸雨胁迫下,存活率、MDA、POD、SOD、光合色素含量、F_v/F_m值、F0、NPQ值和Yeild值的变化雌雄之间均达到了显著性差异水平,其中雌性的存活率、POD、SOD、F_v/F_m值和Y_(eild)值均低于雄性.综上所述,酸雨胁迫会对地钱的植株、细胞膜系统以及光合系统造成不同程度的损伤,且雌雄配子体之间存在差异;酸雨胁迫下雄配子体抗褪绿和抗氧化的能力要高于雌配子体,表现出对酸雨胁迫更强的耐受性.本研究结果可为深入研究植物的性别生态适应以及酸雨对植被的影响提供重要的理论依据.     

闽西北邵武市酸雨分布特征及其与气象条件的关系

利用1992-2005年邵武市的探空、降水量和酸雨资料,分析了邵武市不同气象条件对降水酸度、酸雨出现率的影响,结果表明:(1)闽西北是福建省酸雨污染较严重的地区之一,相对于夏、秋二季,冬、春二季的降水酸度更强、酸雨出现率更高。(2)降水的量级对降水酸度、酸雨出现率有明显影响。(3)逆温层对酸雨有较大的影响,逆温特征越明显,降水pH值越低,酸雨出现概率越大。(4)1500 m高空风速、风向在一定程度上影响邵武市降水酸度和酸雨出现机率。(5)邵武市上空850 hPa~700 hPa高度层在暖平流控制下不仅降水酸度强且出现酸雨的机会大。相反,如果850hPa~700 hPa高度层在冷单流控制下不仅降水酸度弱且出现酸雨的机会小。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(Salvia cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同p H(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示:模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随着p H的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(S. cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同pH(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示：模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随pH的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

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     

酸雨胁迫对木荷叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽试验,研究了3种不同pH值（2.5、4.0、5.6）的模拟酸雨溶液对2年生木荷（Schima superba）幼苗叶片气体交换和荧光参数的影响。结果表明：在不同酸雨处理下,净光合速率和气孔导度日变化均呈＂双峰＂型,最大净光合速率和最高表观量子效率（AQE）变化趋势依次是pH4.0〉pH5.6〉pH2.5,说明pH4.0处理对木荷光合作用有促进作用;在不同酸雨处理下,PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）和相对叶绿素含量均呈现出pH4.0〉pH5.6〉pH2.5的变化趋势,pH4.0酸雨处理下表现出最高值,说明适度降低酸雨pH值（pH4.0）并不会对木荷的光合系统活性造成损伤,反而有促进作用,表明木荷对酸雨有较强的适应能力。     

模拟酸雨对石灰岩的破坏和表面腐蚀

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分,以不同pH值(4.0,5.6)的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理,研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响,包括溶液中pH值变化,Ca2+离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结构变化.结果表明,不同酸度酸雨淋溶后石灰岩都受到一定程度的影响,随着模拟酸雨酸度的增大,Ca2+的释放量呈上升趋势;Ca2+溶出速率,与H+的消耗速率不呈现明显的相关关系;经过120 h酸雨淋溶后,石灰岩重量损失率在0.083%～0.25%.酸雨淋溶后石灰岩表面结构产生了腐蚀,表面粗糙度增加,孔隙变深变宽,并在一定程度上缓解了酸雨的进一步腐蚀.表明高酸度雨水对南京六朝石刻等石灰岩建筑有影响.     

模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下,土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明,酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放,酸雨pH值越低,铝离子释放量越大;酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化,酸雨pH越低,土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量愈低,交换态铝含量越高,土壤中铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

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。     

镧对酸雨胁迫下水稻萌发种子POD与质膜透性动态变化的影响

采用模拟酸雨和镧复合处理水稻(O.sativao)种子,测定不同酸雨胁迫强度下镧对种子质膜透性(E%)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,用pH4.0和pH2.5的酸雨连续胁迫7d,随着胁迫时间的增加,水稻种子的质膜透性呈现先减小后逐渐增大再减小的趋势,过氧化物酶(POD)活性一直保持升高的趋势.经镧处理后,水稻种子的质膜透性变小,POD活性有所增高.而在第5天和第3天,pH=2.5和pH:4.0酸雨胁迫下的水稻种子换用隔夜自来水培养,使得其质膜透性有所减少,过氧化物酶活性得以回升.镧对种子的萌发具有一定的防护效应,减轻了酸雨对萌发期间的伤害程度,增强了种子抗酸雨的能力.     

SO2和酸雨对大豆的单一及复合效应

应用开顶式熏气装置研究了SO2和模拟酸雨对大豆的单一与复合作用效应．结果表明：经SO2和酸雨处理后,大豆叶绿素含量减少、膜透性增加,叶液pH值降低,但SO2和酸雨对叶片含糖量的影响不明显;SO2＋酸雨对大豆的复合作用效应明显大于SO2或酸雨单因子作用效应;SO2＋酸雨对大豆的复合作用效应与SO2熏气浓度,酸雨pH和暴露时间有密切关系.