臭氧浓度升高对银杏光合作用的影响

在臭氧浓度升高条件下,采用开顶箱(OTC)方法研究了臭氧浓度升高对沈阳市主要绿化树种银杏光合生理特性的影响.结果表明,与对照相比,高浓度(80±8 nmol·mol-1)臭氧处理下,银杏叶片净光合速率显著降低.处理50 d时,降低幅度为33.90%(P＜0.01),类胡萝卜素含量显著增加(P＜0.05);叶绿素a、叶绿素b与叶绿素(a b)含量变化复杂,叶绿素a/b值则先降低后升高;可溶性糖含量无明显变化,而淀粉含量则随着处理时间的延长显著降低;可溶性蛋白含量低于对照,并随着处理时间延长下降幅度增大;叶片中丙二醛含量随着处理时间显著增加.处理80 d时,丙二醛含量增加了79.53%.光合作用的下降与叶绿素的变化无关,主要与膜脂过氧化有关.光合作用的下降导致了可溶性蛋白质和淀粉的减少,并最终导致生长缓慢.     

地表臭氧浓度升高对陆地生态系统影响的研究进展

浓度不断升高的地表臭氧(O₃)已成为全球性环境问题, 中国也不例外。目前, 高浓度O₃对叶片光合气体交换、植物生长或生物量的影响已备受关注, 但有关O₃对生态系统层次的研究还相对稀缺且存在较大的不确定性。该文梳理了近40年来地表O₃浓度及其影响相关领域的发展趋势和研究热点, 回顾了地表O₃浓度升高对植物影响的研究手段和评估方法, 综述了地表O₃浓度升高对陆地生态系统影响方面取得的重要进展, 主要包括植物应对O₃胁迫的响应机制、地表O₃对粮食产量和作物品质、生态系统固碳能力、群落结构和地下过程的影响及地表O₃污染区域风险; 此外, 针对目前研究的不足, 对未来研究进行了展望。建议利用先进的完全开放式O₃熏蒸系统模拟O₃浓度升高对生态系统影响的同时加强对地下生态过程的研究, 开展O₃与其他环境因子的复合作用研究; 关注O₃污染对粮食安全的影响; 开展联网研究, 建立统一评价体系; 探索减缓地表O₃污染的生态防控措施; 以期为地表O₃污染生态效应领域的发展提供助力。     

臭氧浓度升高对昆虫影响的研究进展

臭氧(O3)是最具危害性的空气污染物之一。目前流层中的臭氧水平从100多年前的10ppb到今天的40ppb,预计到2050年将达到68ppb左右。臭氧通过改变植物"质量"而影响植食性昆虫的取食偏嗜性、行为、生长和发育,进而影响天敌昆虫的适合度。臭氧还通过改变化学信息物质而影响昆虫的行为。本文根据国内外研究进展,结合作者的研究,论述了大气臭氧浓度升高对刺吸式昆虫、咀嚼式昆虫和天敌昆虫的影响,展望了未来研究的前景。     

O3浓度升高对植物活性氧代谢系统影响的研究进展

为了揭示臭氧（O3）浓度升高对植物活性氧代谢系统的影响机理,从代谢生理角度,总结了近年来国内外关于臭氧浓度升高对植物活性氧自由基代谢速率、细胞膜脂过氧化程度、抗氧化系统及生物量和产量影响的研究进展,同时,就臭氧浓度升高与二氧化碳浓度升高的复合作用对植物活性氧代谢系统的影响,及阐明二者相互作用对植物抗氧化系统影响机理的研究进行了综述。在此基础上指出在未来研究中,要在分子水平上进一步深入研究植物活性氧代谢系统对高浓度臭氧、二氧化碳复合作用的响应机理,并应加强高浓度二氧化碳对臭氧胁迫下植物抗氧化系统影响的研究,为解决如何减轻臭氧浓度升高对植物造成的氧化伤害提供基础理论依据。     

大气二氧化碳浓度升高对植物的影响

现代人类的活动,特别是矿场燃料的大量使用和植被的破坏,导致大气CO2浓度持续上升。该文阐述了CO2浓度升高对植物的形态、生理、产量和品质,种群消长,群落组成,生态系统结构与功能的影响。     

大气二氧化碳和臭氧浓度升高对植物挥发性有机化合物排放影响的研究进展

对流层大气中CO₂和O₃浓度变化可对植物挥发性有机化合物(VOCs)的排放产生一定影响,而植物VOCs具有很高的化学活性,可影响低层大气的化学组成,促进光化学污染的形成,对温室效应和全球变化具有潜在的影响.文中总结了大气CO₂和O₃浓度单独及复合作用对植物VOCs排放规律的影响,并对今后植物VOCs排放规律及多重环境胁迫下城市树木VOCs释放机制的研究进行了展望.     

昆虫对植物的选择性以及植物化学成分对昆虫的影响

植物与昆虫之间的关系一直被人们作为重要的研究目标。昆虫依靠绿色植物生存,植物通过自身的化学物质影响昆虫的进化方向,两者形成了复杂的协同进化关系。本文阐述了昆虫在定居、产卵、取食过程中运用不同的嗅觉、味觉、触觉刺激标准来选择适宜的寄主或寄主位置的方法,以及植物体内的化学成分对昆虫的营养作用和通过毒杀、拒食、招引天敌寄生蜂等方式抵御昆虫的进攻。     

臭氧浓度升高对植物抗氧化系统的影响

臭氧是重要的温室气体之一,大气中臭氧浓度不断增加.高浓度臭氧对植物有高度毒性,能够给植物带来可见的叶片伤害,体内活性氧水平上升,同时也能刺激植物体内抗氧化系统的活性.目前高浓度臭氧对植物抗氧化系统的影响已经成为植物对全球变化响应研究的重要方向之一.本文综述了国内外关于高浓度臭氧对植物的毒害机理、植物对于高浓度臭氧伤害的抵御反应、以及在高浓度臭氧与CO2复合作用对植物影响的相关报道,以期改善人们对臭氧浓度升高对植物影响的理解.     

大气CO_2浓度升高对植物-植食性昆虫的作用机制

大气二氧化碳浓度升高及其伴随的全球变暖引起国内外科学家的极大关注。CO2浓度升高主要通过改变植物的初级和次级代谢产物,影响以之为食的昆虫。本文结合作者近年来的研究成果,着重于以CO2浓度升高为作用因子,以植物和植食性昆虫的相互关系为对象,比较了咀嚼式口器昆虫与刺吸式口器昆虫对大气CO2浓度升高的响应特征,分析了不同取食类型昆虫-植物对大气CO2浓度升高的响应机制。     

大气CO2浓度升高对森林食叶昆虫的潜在影响

评述了大气CO₂浓度升高对森林食叶昆虫的影响,昆虫对森林取食为害水平的潜在变化,以及研究中的主要实验方法.大气CO₂浓度升高通过引起叶片化学变化进而影响食叶昆虫个体的取食和生长;但物种对环境变化反应的特异性、植物化学对高浓度CO₂的反应强度、昆虫对植物生理变化的敏感性和适应性、研究周期的长短、其它环境因子的协同效应以及不同实验中植物生长条件和研究方法的差异均将影响昆虫反应的方向和强度;CO₂气体浓度增高本身可能不足以对食叶昆虫个体的新陈代谢构成影响;大气CO₂浓度升高也可能影响森林食叶昆虫种群的大小.     

UV-B辐射增强和O3浓度升高对大豆叶片内源激素和抗氧化能力的影响

揭示大豆叶片内源激素对UV-B和臭氧胁迫的代谢机制和响应方式,为从分子水平研究植物内源激素对UV-B(Ultraviolet-B)和O3(Ozone)胁迫的适应机制奠定基础。以大豆(Glycine max.)为试验材料,利用开顶式气室研究UV-B(0.32W/m2)和O3((110±10)nmol/mol)复合胁迫对大豆叶片内源激素含量及活性氧代谢系统的影响。结果表明:在大豆整个生育期内,与对照相比,UV-B胁迫使大豆叶片ABA(Abscisic acid)含量、ZR(Zeatin riboside)含量和IAA(Indoleacetic acid)含量显著降低,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA比值升高,O·-2(Superoxide anion free radical,O·-2)产生速率和MDA(Malonaldehyde)含量升高,SOD(Superoxide dismutase)、CAT(Catalase)和POD(Peroxidase)活性显著降低;高浓度O3胁迫下,大豆叶片ABA和IAA含量显著下降、ZR含量显著增加,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值显著升高,O·-2产生速率和MDA含量增加,SOD、CAT和POD活性显著降低;UV-B和O3复合胁迫下,大豆叶片ABA含量、ZR含量和IAA含量降低,ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值下降,而IAA/ABA值升高,O·-2产生速率和MDA含量显著增加,SOD、CAT和POD活性显著降低。UV-B辐射增强和O3浓度升高单一及复合作用使大豆叶片内源激素间平衡改变,进而影响大豆叶片的代谢水平。持续胁迫下,植株抗氧化能力下降,对大豆表现为伤害效应。UV-B和O3复合胁迫比单独胁迫时的影响有所加深,但是小于两者单独作用时影响的简单累加。     

干旱胁迫下CO2浓度升高对转StAPX番茄植株耐旱能力的影响

在干旱胁迫伴随大气CO2浓度以及升高的CO2浓度（加倍）条件下,以过量表达番茄类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StAPX）的转基因番茄为试材,探明干旱胁迫TCO2浓度升高对转基因及其野生型番茄植株清除活性氧及耐旱能力的影响。结果表明：升高的CO2浓度明显增加了干旱胁迫下植物的光合水平;升高的CO2浓度明显降低了干旱导致的植物体内H2O2．和O2的积累,影响了干旱胁迫下番茄植株的水．水循环系统的活性氧清除酶活性和小分子抗氧化物质含量;干旱胁迫下即使伴随升高的CO2浓度,测试番茄植株体内的渗透调节物质含量变化也不太明显;升高的CO2浓度明显降低了干旱胁迫下的植物细胞膜伤害程度;干旱胁迫下,升高的CO2浓度对转基因番茄株系比对野生型植株的影响更加明显。结果证明干旱逆境下,升高的CO2浓度能够在一定程度上进一步提高转基因番茄植株的耐旱性。     

高浓度O3及太阳辐射减弱对冬小麦PSⅡ光合活性及光能耗散的影响

为给地表太阳辐射减弱和O3浓度增加等大气环境变化条件下我国粮食生产和安全提供安全评估依据,利用开顶式气室(OTC)和黑色遮光网开展了1种熏气水平和2种辐射减弱程度的大田试验(野外CK,T1:遮光20%,T2:遮光40%,T3:O3浓度100 nL/L,T4:O3浓度100 nL/L与遮光20%复合,T5:O3浓度100 nL/L与遮光40%复合)。结果表明:T1、T2和T4组的Fv/Fm、L(PFD)与CK均相似且变化不明显,Yield、qP、Y(NO)、(1-qP)/NPQ分别较CK不同程度下降,而NPQ和Y(NPQ)较CK分别较大程度升高;T3—T5组的Fv/Fm,L(PFD)、Yield、qP、Y(NO)和(1-qP)/NPQ较CK不同程度降低,而NPQ和Y(NPQ)较CK分别显著升高且T5增幅显著大于T1—T4组。综上表明,复合胁迫下,冬小麦光能更多地向调节性热耗散途径分配,辐射减弱效应能使臭氧胁迫下冬小麦较好地自我调节以更好地适应逆境环境。尽管冬小麦对复合胁迫具有一定的适应能力,地表臭氧浓度升高和辐射减弱仍然是我国粮食生产中面临的一个重要问题。     

O3浓度升高对小麦根际土壤酶活性和有机酸含量的影响

近地层臭氧(O₃)浓度升高作为全球气候变化的重要因素之一,对土壤生态环境和农作物生长发育造成了很大影响.本研究采用开顶式气室(OTCs)法,探究臭氧浓度升高对小麦不同生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期)根际土壤酶活性(过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶)和有机酸含量(草酸、柠檬酸和苹果酸)的影响规律,并结合根际土壤理化性质、植株根系生长状况等分析其产生影响的原因.结果表明: O₃浓度升高不同程度地提高了小麦成熟期土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶活性,其中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性提高达显著水平;在抽穗期,脱氢酶和转化酶活性因臭氧浓度升高而显著提高,增幅最高可达76.7%.在成熟期,O₃浓度升高显著提高了根际土壤中柠檬酸和苹果酸含量;显著降低了根际土壤pH、电导率、总碳和总氮含量,增加了土壤氧化还原电位(Eh);显著降低了小麦根系生物量、总根长和根总表面积,而增加了根平均直径.     

短期CO2浓度升高和干旱胁迫对白羊草土壤碳氮和微生物根际效应的影响

采用人工气候室和盆栽控水试验研究黄土丘陵区典型草本植物白羊草在倍增CO₂浓度(800 μmol·mol^-1)下和充分供水(75%～80%的田间持水量)、轻度干旱胁迫(55%～60%的田间持水量)和重度干旱胁迫(35%～40%的田间持水量)下根际和非根际土壤碳氮含量和微生物群落结构及其根际效应.结果表明: CO₂浓度升高和干旱胁迫对白羊草根际和非根际土壤有机碳、全氮和水溶性有机碳(DOC)含量及其根际效应均无显著影响.轻度干旱胁迫下CO₂浓度升高显著促进了根际土壤水溶性有机氮(DON)的消耗,导致DOC/DON升高,提高了DON的负根际效应和DOC/DON的正根际效应.干旱胁迫和CO₂浓度升高对土壤总磷脂脂肪酸(总PLFA)和细菌PLFA的根际效应无显著影响.CO₂浓度升高条件下干旱胁迫显著提高了根际土壤G⁺/G^- PLFA,降低了非根际土壤G⁺/G^- PLFA,导致其根际效应显著提高,表明根际微生物群落由自养微生物群落向异养微生物群落的转变.