三种木本植物对酸沉降的敏感性和抗性-生态环境学报.DOC

三种木本植物对酸雨的敏感性和抗性 余春珠1, 2，温达志1*，彭长连1 1.中国科学院华南植物园, 广东 广州 510650；2.中国科学院研究生院，北京 100039 摘要：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。 关键词：木本植物；酸污染；敏感性；抗性 中图分类号：Q945.11 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2005）01-0086-05森林冠层是植物与大气层之间进行能量、C和水分交换的活动界面，因此，树冠特性的研究对评估生态系统质量及其功能状况具有十分重要的作用[1]。冠层特征与生物和非生物干扰如极端气候条件、大气污染和昆虫侵袭之间的相关关系曾有报道。Waring等[2]认为冠层叶面积的下降与污染引起的长期胁迫有关，而Aber等[3]提出了森林对长期N污染表现出叶生物量先渐渐增加，但随森林衰退而下降的理论。有研究指出生长效率受环境胁迫和酸污染引起的N和Mg元素的不平衡，低生长效率增加了森林对昆虫侵袭的敏感性[4]。可见，直接暴露在大气中的树冠比其他森林结构组分对干扰更敏感，反应更加迅速。林木对酸污染的敏感性和抗性在生理上的反应是多方面的，如光合作用、呼吸作用、气孔运动及蒸腾作用等方面都可能变化，因此可用生理指标来比较树木对酸污染的敏感性和抗性[5]，可在形态结构受害症状出现之前就被检测到。 改革开放以来，珠江三角洲随着陶瓷工业的迅速崛起和生产规模的持续扩大以及自然资源过度开发利用导致环境不断恶化，已经对自然群落、生态系统服务功能[6]和周边居民生存环境构成严重威胁，这些污染主要为酸污染前体物[7]。据佛山市南海区环保局的统计资料，2001年全市平均酸雨频率为75.8%，酸雨总量占总雨量的80.9%，降水平均pH值为4.48，酸雨频率高于广东全省的平均水平，且有上升的趋势[8]。我们选择西樵山的乡土木本树种鸭脚木、荷木和马尾松，通过检测其生理生化指标的变化，探讨木本植物对酸污染的敏感程度和耐受能力的差别，分析影响树木对酸污染的敏感性和抗性的内部生理因素，阐明树木对酸污染的抗性机制，为城市园林和道路绿化树种的选择提供科学参考。 1 研究地概况 西樵山位于广东省珠江三角洲腹地西南部22°38′~23°34′ N，112°22′113°23′ E，距广州市4023°09′21~23°11′30 N，112°30′112°33′41 E，距广州86 km。该区周边无污染性工厂，受污染排放的直接影响较轻，空气质量良好。 2 材料与方法 2.1 材料 2003年9月，在2个实验点上以污染源远距离传输方向为南北向，东、南、西、北方位采集混合植物样品；选择冠层中部中等大小枝条相对健康、未出现可见伤害症状的鸭脚木(Schefflera octophylla)、荷木（Schima superba）当年生和一年生叶片以及马尾松（Pinus massoniana）1)一年生针叶，所选择的叶片在冠层和在枝条上着生的位置尽可能一致。采集后的叶片迅速放入装有液氮的冰壶中保存，当天带回实验室进行以下指标的测定。 2.2 细胞膜渗透率测定 用水洗净叶片，擦干，用打孔器取面积为1 cm2的30个圆片（针叶平铺好打孔），放入50 mL烧杯中，加去离子水20 mL搅拌，25 ℃恒温2.5 h。膜渗透率用DDS-11A型电导仪测定浸出液和煮沸后浸出液的电导率的相对比率。 2.3 DPPH清除率测定 参考Larrauri和Yokozawa等[9, 10]的方法及彭长连等进行修改的方法[11]。利用1,1-二苯基苦基苯肼溶液的特征紫红色团的吸收峰，以分光光度法测定加抗氧化剂或植物提取液后Ａ525 nm吸收的下降表示其对有机自由基消除能力。 2.4 光合色素测定 参照林植芳等[12]的方法，以80%丙酮提取，分光光度法测定叶绿素和类胡萝卜素的含量。 2.5 叶绿素荧光测定 根据彭长连等[13]的方法，用脉冲调制荧光仪（PAM，Germany）测定叶片叶绿素荧光诱导曲线。在叶片暗适应15 min