抗大气复合污染的城市森林植物初步筛选

大气复合污染成为我国最主要的城市病之一.城市森林建设的植物选择除了达到景观要求和色彩效果外,根据各城市需求选择对污染物综合抗性阈值大的树种,成为当今环境污染背景下维持城市森林生态功能可持续发展的保障.综合分析我国常见城市森林537种植物对二氧化硫、二氧化氮、氟化氢、氯气、臭氧和颗粒物这6种大气污染物的吸附吸收能力,并对植物进行抗性赋值和综合因子分析,得出对大气复合污染综合抗性能力较强的树种主要为桑树、侧柏和臭椿等;对大气复合污染综合抗性中等的树种主要为毛白杨、五角枫、圆柏、山桃、垂柳、泡桐和油松等;对大气复合污染综合抗性相对较弱的树种主要为刺槐、加杨、银杏、核桃、悬铃木、栾树、紫薇和连翘等.根据中国南北方各城市气候背景、经济结构和空气污染特点,因地制宜选择对当地主要空气污染物吸收量较大的植物种类,充分发挥城市森林群落对复合空气污染物的最大净化效果.     

臭氧浓度升高对植物源挥发性有机化合物(BVOCs)影响的研究进展

伴随地表臭氧(O_3)浓度在全球范围内的普遍上升,针对植物源挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)与地表O_3之间复杂的交互作用,本文综述了O_3浓度升高对BVOCs影响方面取得的研究进展,并对未来研究提出了展望.研究进展主要包括BVOCs应对单因子O_3胁迫的影响因素(如BVOCs种类,植物功能类型,植物O_3敏感性及O_3胁迫程度),以及O_3分别与升温/二氧化碳(CO_2)/干旱/氮(N)沉降等因子复合对BVOCs释放的影响.虽然O_3胁迫不影响BVOCs释放的研究最多,但O_3胁迫的降低作用在异戊二烯和落叶树种的研究中更突出,增加的结果更多地出现在单萜(MTs)、常绿植物和急性熏蒸的实验里. O_3与升温/N沉降复合处理增加MTs释放,O_3与CO_2复合处理降低了异戊二烯释放.鉴于研究样本的稀缺,建议加强该领域研究,同时要考虑短期和长期处理、个体和生态系统水平研究的差异;加强以O_3为主的多因子复合及生物与非生物多重胁迫对BVOCs影响的研究,以便更好评估陆地生态系统BVOCs对当前及未来O_3污染情景的响应,为今后大气污染防治提供有价值的理论支撑.     

内蒙古河套灌区秋浇对不同类型农田土壤盐分淋失的影响

秋浇是河套灌区传统的秋后淋盐、春季保墒的一种特殊灌溉制度 ,秋浇对不同类型农田盐分损失影响的试验结果表明 ,秋浇前白菜地土壤含水率最高 ,向日葵地最低 ,秋浇后 5种农田土壤含水率均较高 ,且彼此间无显著性差异。秋浇后不同土壤剖面盐分的损失量按照表层 (0～ 40cm)、中层 (40～ 80cm)、深层 (80～ 1 2 0cm)依次递减(向日葵地除外 )。不同农田的盐分淋失量按照白菜地、向日葵地、玉米地、小麦 -玉米地、小麦地依次递减。非生长季灌溉下 ,农田土壤 0～ 1 0 0cm土层中盐分的淋失量与土壤储水量的增加量 (灌溉前土壤含水率 <2 50 g·kg- 1 ,r =0 .990 2 )密切相关 ,但与灌溉前土壤盐分初始含量无显著性关系     

水稻灌浆期臭氧暴露对产量形成的影响

利用田间原位开顶式气室(Open-topchamber,OTC)研究了长江三角洲地区水稻灌浆期臭氧(O3)暴露对其产量形成的影响,从而确定灌浆期臭氧胁迫对水稻产量的影响.实验设计4种臭氧水平,即过滤空气(CF,O3浓度10nL·L-1);自然大气(NF,O3浓度40nL·L-1);臭氧动态1(O1,O3梯度为50、100、150nL·L-1,平均浓度70nL·L-1);臭氧动态2(O2,O3梯度为75、150、300nL·L-1,平均浓度170nL·L-1).结果表明,随着臭氧浓度的升高,水稻的株高、穗长、分支、穗粒数及水稻生物量和产量等指标均有下降的趋势,但4种处理间均无显著性差异(p>0.05).在试验浓度下,水稻灌浆期短期高浓度O3暴露对其产量没有显著影响,不会造成明显的产量损失,但与全生育期相比,水稻产量对灌浆期的高臭氧浓度更为敏感.     

东北春大豆品种东生1号对臭氧胁迫的响应

采用开顶式气室(OTCs)方法,研究了不同臭氧(O3)浓度处理对春大豆品种"东生1号"的影响,主要包括产量与产量构成因子,叶片与籽粒碳、氮元素与碳氮比、盛花期叶片气体交换速率、叶绿素荧光参数与光合色素含量变化.试验设置3个臭氧水平:过滤大气(CFA,10 nL·L-1)、自然大气(NFA)与自然大气添加40 nL·L-1(NFA+O3).结果表明,经过一个生长季处理(AOT40值累积为10.6μL·L-1·h),与CFA相比,NFA处理东生1号大豆单株产量与百粒重降低4.5%、4%,而NFA+O3处理分别显著降低34%、18%(P<0.05),而处理间株高、主茎节数、单株荚数与每荚粒数均无显著变化.鼓粒期NFA+O3处理叶片C、N元素含量分别显著增加3%、26%,碳氮比则显著降低18%.CFA与NFA相比,NFA+O3显著降低盛花期大豆叶片净光合速率(Asat)、气孔导度(gs)、水分利用效率(WUE)、开放的光系统反应中心激发能捕获效率(F’v/F’m)和作用光下光系统Ⅱ的实际量子效率(ΦPSⅡ),而胞间CO2浓度(ci)、光化学猝灭系数(qP)和光合色素含量则无显著变化.结果表明,O3浓度升高导致东生1号单株产量下降的主要原因是其显著降低百粒重、净光合速率和电子传递效率.     

臭氧污染、氮沉降和干旱胁迫交互作用对杨树叶和细根非结构性碳水化合物的影响

快速城市化和工业化进程,导致植物生长季常暴露于高浓度地表臭氧(O3)、干旱和氮(N)沉降的环境中.为探究植物非结构性碳水化合物(NSC)及其组分(可溶性糖和淀粉)对多重环境因子胁迫的响应格局,本实验设置2个O3 处理(对照,以过滤空气计;增加O3,未过滤空气+40 nmol·mol-1 O3)、2个水分处理(充分灌溉;...     

西宁近郊大气氮干湿沉降研究

本研究在青海省西宁市城郊二十里铺莫家泉湾气象站开展了完整的2年(2014和2015年)大气无机氮干沉降和混合沉降(湿沉降加部分干沉降)监测.干沉降估算通过被动采样器采集的NH_3和NO_2浓度和Geos-Chem全球化学模式模拟的气体干沉降速率相乘获得;混合沉降的测定采用雨量器.结果表明,气态NH_3和NO_2年均浓度分别为8.8μg·m-3和19.6μg·m-3,且2015年NH_3月均浓度显著高于2014年.NH_3浓度的季节变化呈现春夏高、秋冬低的特征,而NO_2浓度季节变化幅度较小.降水中NH_4~+-N和NO-3-N年均浓度为2.2 mg·L~(-1)和1.8 mg·L~(-1),秋季降水NH_4~+-N浓度比其他季节低55%,而NO-3-N浓度在秋冬季比春夏季高约26%.气态NH_3和NO_2的干沉降量分别为9.0 kg·(hm~2·a)~(-1)和2.8 kg·(hm~2·a)~(-1),降水中NH_4~+-N和NO-3-N的混合沉降量分别为7.6 kg·(hm~2·a)~(-1)和6.2 kg·(hm~2·a)~(-1).还原态氮(NH_3和NH_4~+-N)在氮沉降中占主导地位.大气氮素总沉降(干沉降加混合沉降)量为25.6 kg·(hm~2·a)~(-1),为城郊农田提供重要的环境养分;但这一氮素输入量超过了陆地生态系统氮沉降临界负荷[10~20 kg·(hm~2·a)~(-1)],意味着研究区周边林地(如北山)和水体生态系统面临"氮饱和"的环境风险.     

河套灌区地下水氮污染状况

河套灌区浅层地下水氮浓度和地下水埋深的季节变化规律调查结果表明:3月地下水NO3--N和TN浓度显著高于5、7和9月,地下水埋深也比5月和7月深。不同类型的井水N浓度差异较大:农田与庭院的井水NO3--N浓度显著高于村庄附近的井水,而NH4+-N和TN则表现为庭院井水浓度显著高于农田和村庄。地下水氮形态以NO3--N为主,全年17.1%的水井地下水NO3--N浓度高于10 mg.L-1,最高达184.4 mg.L-1。在灌溉量和其他生产条件相同的情况下,沙壕渠试验站农场内施肥区井水NO3--N浓度[(17.55±15.02)mg.L-1]明显高于未施肥区[(7.67±4.48)mg.L-1],且65.5%的水样NO3--N浓度超过WHO规定的生活饮用水NO3--N浓度上限值(10 mg.L-1),而未施肥区仅有27.6%的水样超标。井水NO3--N的来源主要为农田氮肥与动物粪肥,当地地下水NO3--N污染已不容忽视。     

北方常见绿化树种BVOCs排放特征及其与光合作用参数的相关性

为了解北方常见绿化树种植物源挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)的排放特征及其与光合作用参数(净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO₂浓度c_i、蒸腾速率T_r)的相关性,本实验采用动态采样装置收集14种落叶乔木BVOCs排放数据.结果表明,不同科属间异戊二烯和总BVOCs(异戊二烯、单萜和倍半萜烯之和)释放速率差异显著(P<0.01).除金银木和榆树,其他绿化树种均释放异戊二烯、单萜和倍半萜烯类物质,其中杨柳科(杂交杨‘546’、速生杨‘107’、小叶杨、垂柳)和豆科植物(国槐、刺槐、龙爪槐)排放异戊二烯较多,释放速率在(30.1±4.3)～(91.8±10.0)μg·(g·h)^-1之间;木犀科(白蜡、丁香)、蔷薇科海棠、无患子科栾树和槭树科元宝枫主要排放单萜和倍半萜烯,其中白蜡和元宝枫单萜释放速率最高,分别为(10.6±4.8)μg·(g·h)^-1和(11.8±6...     

臭氧污染的生态风险和防护对策

本文梳理了臭氧污染对我国粮食产量、食品安全和森林生态功能的严重影响,提出减缓臭氧危害的生态修复措施,建议加强传统育种筛选和现代分子标记辅助育种工作,达到精准、快速地提高植物臭氧抗性的目的;加强化学保护剂和新型纳米材料的研发,完善水肥一体化等相关田间精准管理措施,发展减少大气臭氧(O₃)污染的生态之路。