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。     

6种绿化树种的气孔特性与臭氧剂量的响应关系

采用开顶式气室装置研究5种臭氧(O_3)浓度对6种绿化树种,即杨树基因型‘546’(Populus deltoides cv.‘55/56’×P.deltoides cv.‘Imperial’)和‘107’(P.euramericana cv.‘74/76’)、白蜡(Fraxinus chinensis)、法桐(Platanus orientalis)、洋槐(Robinia pseudoacacia)、国槐(Sophora japonica)的气孔密度、开度和大小的影响。结果表明,随着O_3浓度的升高,气孔密度、开度和大小均显著降低,不同树种的各项气孔特征指标之间均存在显著性差异,O_3处理、树种、采样时期以及O_3和树种之间、采样时期和树种之间存在显著交互作用。6种树种的各项气孔指标与O_3剂量(AOT40,小时O_3浓度大于40nmol/mol的累计值)间具有显著的线性负相关关系(P0.05),即随着O_3浓度的升高而显著降低。为深入研究环境变化背景下城市植物的叶组织结构和功能在适应地表O_3污染方面提供理论证据。     

FACE实验技术和方法回顾及其在全球变化研究中的应用

化石燃料的燃烧和城市化进程的加快导致大气中二氧化碳(CO₂)和臭氧(O₃)浓度日益升高, 大气气体浓度的变化会对植物个体和陆地生态系统结构与功能产生影响。CO₂浓度升高增加了陆地生态系统碳汇能力, 而O₃导致作物减产和生态系统固碳损失。自由空气中气体浓度增加(FACE)系统是最接近自然的一种模拟大气气体浓度增加对生态系统影响的研究平台, 已广泛应用于各种生态系统, 为理解陆地生态系统生态过程对全球变化的响应及评估未来情景的生态风险提供了重要科学依据。该文从FACE技术特点出发, 介绍了国内外建成的大型CO₂/O₃-FACE系统, 分析了FACE系统的不同布气方式在不同生态系统研究过程中的优点与缺点, 概述了全球FACE运行的现状和取得的主要成果, 并指出了FACE系统存在的主要问题和前沿研究方向。