高浓度臭氧对美国薄荷(Monarda didyma L.)叶片光合及抗性生理特征的影响

以一种常见药食两用植物——美国薄荷(Monarda didyma L.)为实验材料,利用开顶箱(OTC)模拟法,研究了不同臭氧浓度(40 (CK)、80、120和160 nmol·mol-1)下薄荷叶片生理生态指标的变化规律。结果表明:(1) 120、160 nmol·mol-1浓度的O3经过14 d的熏蒸对薄荷造成了明显的伤害,叶片表面出现了大量黄褐色斑块,80 nmol·mol-1处理下则无明显的可见伤害症状;(2)处理14 d时,高浓度O3熏蒸(160 nmol·mol-1)降低了薄荷叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ电子传递量子产率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),与对照相比分别下降了30.2%、53.1%、25.7%和3.6%;(3)处理14 d时,与对照相比,高浓度O3熏蒸(160 nmol·mol-1)使得薄荷叶片的丙二醛(MDA)含量显著增加(74.6%)、超氧阴离子(O2·-)产生速率显著上升(31.0%)(P 0.05);而超氧化物歧化酶(SOD)活性(19.5%)及可溶性蛋白含量(20.9%)显著下降(P0.05),表明高浓度O3导致了严重的膜脂过氧化和氧化胁迫,并且破坏了植株抗氧化系统的功能;脱落酸(ABA)含量显著增加(31.0%),表明O3熏蒸显著促进了植物叶片的衰老和脱落(黄叶率增加)。因此,O3污染可能会对薄荷等芳香类植物的生长及其食用和药用价值带来不利的影响。     

遮荫对东北地区四种可食用蕨类植物生长和光合特征的影响

以东北4种蕨类植物——荚果蕨(Matteuccia struthiopteris(L.)Todaro)、猴腿蹄盖蕨(Athyrium multidentatum(Dol1.)Ching)、分株紫萁(Osmunda cinnamomea(L.)var.asiatica Fernald)和蕨(Pteridium aquilinum (L.) Kuhn var.latiusculum (Desy.) Underw.ex Heller)为研究材料,分析在35%、13%和8%全光照处理下4种蕨类植物的生长和光合特征.结果发现:随着遮荫程度的增加,4种蕨类植物的株高减小,比叶面积增加,叶片含水量增加.4种蕨类植物的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率随着遮荫程度的增加而降低,胞间CO2浓度呈上升趋势.在3种遮荫处理下4种蕨类植物的PSⅡ最大光化学效率在0.7~0.8;非光化学猝灭系数随着遮荫程度的增加而降低.4种蕨类植物的叶绿素含量,尤其是叶绿素b含量随着遮荫程度的增加而上升,但在8%全光照下蕨的叶绿素含量呈下降趋势.相比其他蕨类植物而言,蕨具有较高的比叶面积、净光合速率和量子产率,相对较低的非光化学猝灭系数和叶绿素a./b.结果表明,4种蕨类植物最适合在35%全光照下生长,虽然对较低光照条件具有一定的适应性,但生长受到一定的抑制;4种蕨类植物中,蕨具有较强的耐荫性.本研究为东北地区4种可食用蕨类植物的栽培管理及利用提供科学依据.     

基于i-Tree模型的城市森林经济效益评估

城市森林的生态服务功能对改善城市环境质量具有重要作用,如何量化这些生态服务功能是使城市森林发挥最大效益的一个重要前提.随着科学的发展,对城市森林经济效益评估的量化方法已由传统的CTLA法、Burnley法、碳税法、造林成本法等发展到模型测算法.本文介绍的i-Tree模型是由美国林务局(USDA Forest Service)于2006年开发的城市森林效益评估软件,具有许多其他模型如CITY green模型等不可替代的优势,在国际城市森林研究中已得到了广泛的应用,但国内尚未推广.本文主要阐述和评价了模型中UFORE和STRATUM两个主要模块的研究及应用进展,通过作者在国内的应用实践,讨论了该模型在中国的应用前景及存在的主要问题,为城市森林管理提供科学依据.     

国内植物环境胁迫研究应注意的几个基本问题

根据作者多年从事植物逆境研究和教学的经验以及在近几年接触到的国内有关研究工作中发现的问题,为了提高今后研究工作的基础水平和学术期刊稿件的科学水平,特提出几个植物逆境研究中常见到的缺憾和对概念理解上的偏差予以讨论和澄清。问题包括：环境胁迫的定义和定量,植物对环境胁迫的“直接感受”,抗逆性和敏感性,耐逆性和避逆性,适应、驯化和锻炼,环境胁迫的剂量效应关系,伤害和死亡的判定,植物细胞膜的透性和植物自由基清除系统对环境胁迫的反应。     

沈阳市四种乔木树种BVOCs排放特征

采用热解析与气相色谱联用技术对沈阳市4种主要乔木树种--银中杨、垂柳、榆树和皂角的BVOCs排放特征进行了观测.实验发现,不同树种排放BVOCs的组成情况明显不同,银中杨和垂柳以释放异戊二烯为主,且二者的BVOCs排放速率明显高于其他树种;榆树和皂角以释放柠檬烯为主.4种乔木树种BVOCs的释放具有显著的日变化和季节变化规律,各树种的BVOCs排放速率日变化曲线多表现为单峰型,排放高峰一般出现在中午或下午,且夜间几乎均不排放异戊二烯.季节变化趋势主要表现为夏季最高,春、秋季较低.     

高浓度臭氧对蒙古栎叶片酚类物质含量和总抗氧化能力的影响

采用开顶箱(OTC)法,研究了高浓度臭氧(80±8 nmol·mol^-1)熏蒸处理对蒙古栎叶片 中总酚、类黄酮、单宁及丙二醛(MDA)含量的影响,使用1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH) 法测定了蒙古栎叶片的总抗氧化能力.结果表明:蒙古栎叶片中总酚、类黄酮、缩合单宁和MDA的含量都有所增加,其中总酚和缩合单宁含量分别增加了48.17%和26.77%,差异显著（P<0.05）;类黄酮和MDA含量分别增加了24.66%和5.26%,差异不显著(P＞0.05);蒙古栎叶片总抗氧化能力显著增强(P<0.05),且与叶片中总酚和缩合单宁含量呈显著的正相关关系.     

高浓度臭氧胁迫两种园林观赏草的逆境生理特征比较

以两种常见园林观赏草：白穗狼尾草（Pennisetum alopecuroides ‘White’）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）作为试验材料,利用开顶箱（OTCs）模拟法,研究了不同高浓度臭氧（O₃,EO）：80 nmol/mol（EO-80）、120 nmol/mol（EO-120）和160 nmol/mol（EO-160）下两种观赏草叶片逆境生理特征的变化规律。结果表明：（1）短期（7 d）内随O₃浓度增加,白穗狼尾草叶绿素和类胡萝卜素含量较对照呈下降趋势,拂子茅较对照无显著变化。（2）在EO-120、EO-160下处理7 d时,两种观赏草叶片的净光合速率（P_n）和气孔导度（g_s）较对照显著下降,且白穗狼尾草下降的幅度均大于拂子茅。（3）不同高浓度O₃胁迫下,两种观赏草叶片丙二醛（MDA）含量较对照均有所升高,其中在EO-160下处理21 d时白穗狼尾草和拂子茅叶片MDA含量分别增加30.2%（P<0.05）和13.5%（P>0.05）,表明在EO-160浓度胁迫下白穗狼尾草受到的膜脂过氧化伤害大于拂子茅。（4）在EO-120和EO-160下处理21 d时,白穗狼尾草叶片可溶性蛋白含量较对照分别显著下降24.2%和43.1%,而拂子茅较对照分别下降19.0%和22.9%（P<0.05）。（5）与对照组相比,高浓度O₃下两种观赏草叶片的过氧化物酶（POD）活性随胁迫时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈先升后降。（6）综合以上生理特征比较及主成成分分析表明,佛子茅比白穗狼尾草更耐O₃,前者在O₃高污染地区可能会有更高的应用价值。     

连续两个生长季大气CO2浓度升高对银杏希尔反应活力和叶绿体ATP酶活性的影响

近年来,随着温室气体浓度不断上升,有关CO2浓度升高对植物影响的研究已取得一定进展,但CO2浓度升高对植物光合作用的影响需要从生理生化水平上进一步深入的研究.以沈阳城市森林树种银杏(Ginkgo biloba L.)为研究对象,利用开顶式气室研究连续两个生长季大气CO2浓度升高对银杏光合特性的影响.结果表明,在大气CO2浓度为700μmol·mol-1条件下,与对照相比,第1个生长季CO2处理的银杏叶片净光合速率极显著增加(P<0.01),希尔反应活力极显著增大(P<0.01)、Ca2+/Mg2+-ATP酶活性显著(P<0.05)或极显著增强(P<0.01)、光合产物淀粉的含量极显著增多(P<0.01);第2生长季CO2处理的银杏叶片净光合速率显著增加(P<0.05),希尔反应活力在通气60d时极显著(P<0.01)增大,Ca2+/Mg2+-ATP酶活性在处理30d时显著降低(P<0.05),淀粉含量增多.与第1个生长季相比,第2个生长季CO2处理的银杏叶片净光合速率降低,希尔反应活力减小,Ca2+/Mg2+-ATP酶活性减弱,叶绿素含量增多,淀粉含量减少.试验中出现了光合适应现象.     

岷江上游土地利用/覆被变化及其驱动力

岷江上游具有自然环境的复杂性、生态系统的脆弱性、经济发展的边缘性、社会文化的过渡性等特性,其土地利用/土地覆盖变化的特点可以代表我国西南山地土地资源及利用中所存在的普遍问题.林地和草地是岷江上游地区的主要土地利用类型.从1974～2000年间各个土地利用类型均发生了不同程度的变化,林地面积持续减少,其它类型面积均有不同程度的增加.类型间的面积变化均为双向,主要发生在有林地、灌木林地、经济林地、草地、居民用地和耕地之间,且主要在林地和草地两个类型之间.其中1974～1986年的变化大于1986~2000年.人口和经济是该区土地利用变化的主要驱动因素.自实施天然林保护工程和退耕还林还草工程以来,该区土地利用状况有所好转,正在向好的方向发展.     

干旱胁迫对杨树光合生理指标的影响

采用PEG模拟干旱胁迫的方法,利用气体交换法和叶绿素荧光技术,研究了干旱胁迫下小青杨（Populus pseudo-simonii）的光合生理变化.结果表明,干旱胁迫初期,小青杨的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)和胞间CO₂浓度(C_i)值均随干旱胁迫增强而下降,杨树P_n的下降主要是由于g_s下降引起的;干旱胁迫后期,C_i值逐渐升高,非气孔限制成为光合作用的主要限制因子.干旱胁迫后期,PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)明显下降,光抑制增强,光合电子传递受阻.POD酶的活性在胁迫初期升高,后期降低,说明干旱胁迫初期对保护系统酶活性升高有诱导作用,随着胁迫时间的延长,F_v/F_m和F_v/F_o降低,活性氧清除酶活性下降,活性氧代谢的平衡被打破,导致光合器官的伤害.由此表明,干旱胁迫后期P_n的降低与PSⅡ荧光参数及POD酶活性下降有关.