"二氧化硫对植物生长的影响"的探究性实验设计

在各种大气污染物中,研究比较多的是二氧化硫,它是危害植物的主要气体,它直接破坏植物的叶肉组织,使叶片失绿,严重危害植物的生长发育,浓度高时,会使植物枯死。二氧化硫遇到下雨时,形成“酸雨”,“酸雨”会损害森林、植被,对自然生态系统造成严重危害。为了使学生对二氧化硫对植物所带来的危害有一个直观的感性认识,认识到环境保护的重要性,树立环保意识,对学生进行环保教育,特组织学生进行以下探究性实验。     

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地主要双子叶植物叶片解剖特征的比较研究

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地同属中国地带性的草地类型.然而,主导它们的环境因子有所不同.前者主要受生长季低温的影响,后者主要受干旱的影响.发育在这两类草地上的植物,在解剖特征上有何共性和差异,目前少有报道,但却是理解植物适应环境的关键所在.本文通过对青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地71个样地65种双子叶植物叶片解剖特征的研究,对比分析了不同科、属及不同生活型植物叶片对干旱环境以及高寒环境的适应特征,探讨了叶片总厚度、上表皮和下表皮厚度、叶肉组织厚度、叶肉细胞密度、叶肉细胞表面积和体积等多个解剖特征之间的关系以及气候因子(生长季温度、降水)对它们的影响.结果表明:(1)总体上看,青藏高原与内蒙古高原草地植物的叶片解剖特征存在显著差异,除叶肉细胞密度外,青藏高原高寒草地植物的叶片各组成部分厚度、叶肉细胞表面积和体积均大于内蒙古高原温带草地植物;(2)同一科属植物的叶片解剖特征在两地存在显著差异,并显示出与所有物种总体分析一致的规律;(3)在调查范围内,两地草本植物除叶肉细胞密度外,叶片各组成部分厚度以及叶肉细胞表面积、体积均显著大于木本植物;(4)叶片的各解剖指标间存在显著的协同变化:叶片总厚度,上、下表皮厚度,叶肉细胞厚度,叶肉细胞表面积和体积之间均呈显著正相关,而叶肉细胞密度与这些指标显著负相关;(5)总体上看,青藏高原和内蒙古高原草地植物叶片的解剖特征与生长季温度的关系比与生长季降水密切.因此,尽管青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地在外貌上有趋同性,但叶片解剖结构有着显著差异,这可能是由于植物对环境的适应进化及(或)环境的筛选作用共同作用的结果.     

红树林植物叶片形态和解剖特征对叶肉导度、叶片导水率的影响

叶肉导度和叶片导水率是影响光合作用的两个重要过程,叶肉导度通过影响从气孔下腔到Rubisco酶位点的二氧化碳浓度梯度直接影响光合作用,而叶片导水率则通过影响水分供应或气孔行为来影响光合作用,然而对这两个生理过程之间的协同性研究较少。本研究选择9种红树林植物为研究对象,探讨盐生环境下植物叶肉导度和叶片导水率的协同性及其与叶片解剖结构特征之间的相关性。结果表明,9种红树林植物叶片导水率(0.78~5.83 mmol·m~(-2)·s~(-1)·MPa-1)、叶肉导度(0.06~0.36 mol·m~(-2)·s~(-1))、最大光合速率(7.23~23.71μmol·m~(-2)·s~(-1))等特征的差别较大;叶肉导度与最大光合速率呈显著正相关,而与比叶重无显著相关性,其原因是由于比叶重与叶片厚度、叶片密度不存在相关性;叶脉密度与气孔密度呈较强的相关性,说明红树林植物叶片水分运输与散失相关的叶片结构之间存在协同关系;叶片导水率不受叶脉密度影响,并且与叶肉导度、最大光合速率也不存在相关性,这很可能与红树林植物叶片的肉质化、有发达的储水组织有关,体现了红树林植物叶片结构和功能的特殊性。     

园林绿化植物对大气二氧化硫和氟化物污染的净化能力及修复功能

研究32种盆栽于佛山市污染区的城市园林绿化植物对大气二氧化硫(SO2)和氟化物的净化能力及其对大气污染的修复功能。结果显示,竹节树、傅园榕等14种植物对SO2、氟化物等污染气体不但具有较强的抗性,而且具有较高的吸收净化能力,叶片平均含硫量达17442(11754—27658mg kg^-1 DW),是清洁区(5988mg kg^-1 DW)的2．9倍;平均含氟量达3725．9(1954．9—5331.7mg kg^-1 DW),是清洁区(1703：mg kg^-1DW)的21倍。表明这些植物对大气SO2、HF复合污染具有很好的净化能力和修复功能。是值得推广的城市园林绿化树种。     

一种简易的向植物薄叶片内注射溶液的装置

在植物生理学实验中,有时需要将某种溶液或悬液(如抑制剂、诱导剂、病原物等)直接引入正常生长的活体叶片内。对厚实的叶片如烟草,可以直接用小的注射器注入主脉或叶肉组织内(Klement Z.,Nature1963,199:299),而对叶片很薄的禾本科植物来说则     

桂花叶片含硫量分析在监测大气中SO2污染的作用

<正> 利用植物监测大气污染早已为人们所发现,但目前多从植物(如紫花苜蓿、向日葵,地衣等)叶片出现的伤害症状来估测大气受污染的程度。植物能吸收大气中的污染物质,使叶片含污染物质的量增加。并且污染物质在植物体内的含量有一定的稳定性,能比较准确地反映大气的污染程度。利用分析叶片污染物质含量来估测大气的污染状况是切实可行的。 几年来我们研究了植物对大气污染的净化能力,对桂林市内和市郊十多种主要绿化植物叶片污染物质含量进行了分析。并为了利用分析叶片污染物质含量来监测环境。对桂花树叶片含硫量分析监测大气的SO_2污染作了一些工作,现将结果进行整理如下,供参考。     

细颗粒物(PM2.5)与植被关系的研究综述

细颗粒物即PM,2.5,粒径小,沉降困难,危害严重,植被在一定程度上有助于减轻颗粒物污染.本文从阐述PM2.5的沉降机理出发,分析PM2.5与植被之间的相互作用.植被的阻滞吸收作用对大气颗粒物移除存在积极影响,而过多的空气颗粒物滞留对植物生长起到一定的负面作用,但以植被对大气颗粒物的移除为主导作用.以此为基础,从林分尺度-环境特性、单木尺度-树种特性和叶片尺度-颗粒物种类和分布特性这3个角度出发,结合外界影响因素(气象学要素、空气动力学要素、大气颗粒浓度水平、植物物候变化)、气室实验以及滞留颗粒物特征等阐述植被林冠、枝干及叶片等对移除PM2.5的影响.最后,文章指出今后的研究应当向定量化方向发展,注重不同树种移除PM2.5能力的对比分析及系统研究,并针对研究区域确定防治大气PM2.5污染的优势树种.     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。     

耦合叶肉导度的陆面过程模型最大叶肉导度参数的敏感性分析

陆面过程模型添加叶肉导度能有效改善模型模拟的CO₂施肥效应精度,但叶肉导度模拟受最大叶肉导度参数取值的影响,优化模型中最大叶肉导度参数是改进陆面过程模型叶肉导度和CO₂施肥效应模拟的重要途径。以EALCO（Ecological Assimilation of Land and Climate Observations）模型为例添加叶肉导度,通过人为改变最大叶肉导度值的取值,分析模型输出结果对最大叶肉导度的响应,揭示最大叶肉导度参数在模型中的敏感性,并与已有研究结果或观测数据比较,探讨耦合叶肉导度的陆面过程模型最大叶肉导度参数优化的途径。模拟试验以美国哈佛森林典型温带落叶阔叶林生态监测站（US-Ha1 site,Harvard Forest Environmental Monitoring site）数据为驱动。结果显示：（1）随最大叶肉导度增加,总初级生产力（GPP, Gross Primary Production）模拟精度增加,但最大叶肉导度取值大于1.0 mol m^-2 s^-1后模拟精度改善有限,最大叶肉导度小于1.0 mol m^-2 s^-1时GPP模拟精度对最大叶肉导度变化响应敏感;（2）证实了叶肉导度与气孔导度之间存在明显线性关系,最大叶肉导度取值的变化能明显影响这种线性关系的斜率。当最大叶肉导度取值从0.5 mol m^-2 s^-1增加到1.2 mol m^-2 s^-1时,气孔导度与叶肉导度的比值从0.75左右降至0.36,这个结果表明,通过明确某一植被功能型叶肉导度与气孔导度比值,可以间接确定模型最大叶肉导度的合理取值范围;（3）证实了陆面过程模型添加叶肉导度能改进CO₂施肥效应模拟精度,最大叶肉导度值能影响施肥效应模拟结果,当最大叶肉导度高于0.57 mol m^-2 s^-1后,随最大叶肉导度增加,模拟GPP随大气CO₂浓度增加的增长率呈下降趋势;（4）在月尺度上叶肉导度模拟对最大叶肉导度值的敏感性随不同生长季而不同,在生长盛期的7、8月份最大叶肉导度对叶肉导度模拟结果影响最大,其次是5、6、9月份等生长次盛期,其他月份的影响较小。     

Effects of ozone and aerosol pollution on photosynthesis of poplar leaves

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

臭氧和气溶胶复合污染对杨树叶片光合作用的影响

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

模拟氮沉降对青藏高原地区油菜幼苗期生长和生理特性的影响

以甘蓝型油菜(青杂303)为研究材料,通过研究分析油菜幼苗期的生长和生理特性,旨在探讨油菜幼苗对青藏高原地区未来大气氮沉降的响应机制。实验以NH4NO3氮肥模拟大气氮沉降的NH4+、NO3-输入并分别喷施0、2.5、5.0 g/m2.a模拟青藏高原地区大气氮沉降增加的0倍、2倍、4倍背景。结果表明:施氮处理对油菜幼苗生长具有促进作用,油菜幼苗的地上部分干重、叶面积和株高等形态指标都发生了显著变化;随着施氮量增加油菜幼苗叶片的抗氧化酶活性增强,氮肥输入量为5.0 g/m2.a的处理组中,其幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性与对照的相比均具有极显著差异。因此,反映出青藏高原地区生态系统中植物生长受到有效氮的限制,在外界有效氮输入下,对植物生长发育具有促进作用。     

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.     

小麦对Pb胁迫的生理生化反应研究

为了确定Pb污染土壤对植物生态系统造成的影响,运用植物幼苗早期生长实验,研究了Pb不同浓度(50、100、200、300)对小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)以及叶片中叶绿素含量的影响。结果表明,Pb污染土壤对小麦的生理系统产生明显的影响,小麦叶片可溶性蛋白含量可以很好的指示土壤Pb污染的胁迫。在Pb胁迫下,小麦叶片MDA含量并没有显著增加;小麦植株叶片POD酶活能够被诱导而升高,小麦叶片中SOD酶活性没有一致的变化规律;幼苗受到损伤的明显症状之一是叶片叶绿素含量下降;重金属对小麦幼苗的毒害机理之一是抑制了蛋白质的生物合成。     

大气中几种污染物的植物监测

当大气受到污染后，植物就会不同程度地作出反应，如叶片的变色、脱落或枯死等。因此，可以利用植物对大气污染的异常反应，监测大气中有害物质的成分和含量，以了解大气的质量状况。大气污染中的主要有害物质有：臭氧、过氧酰基硝酸酯类、二氧化硫和氟化物等。 臭氧 这是一种气态的次生大气污染物，氮氧化物在阳光照射下发生复杂反应的产物。它具有很强的毒性。 当植物与其周围环境进行正常的气体交换时，臭氧经气孔进入植物叶片，诱发一系列的污染伤害。其急性典型症状为：叶片上均匀地散布着形状、大小较规则的细密点状斑，呈棕色或黄褐…     

黄土高原不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律

叶片作为植物与外界进行物质交换的桥梁,其解剖性状能够相互协调以应对外界环境对植物生长造成的不利影响,从而反映出植物对环境变化所采取的适应策略。通过对黄土高原不同植被带(森林草原带、典型草原带、荒漠草原带)草地群落中常见115种植物(包括单子叶植物,双子叶植物,木本植物和草本植物四种功能型植物)叶片进行取样,并运用石蜡制片技术和光学显微技术获得叶片解剖性状(包括表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉厚度和叶片厚度),旨在研究不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律及其与群落内物种相对优势度之间的关系,为黄土高原植被恢复和生态环境改善提供理论依据。结果表明：(1)沿着干旱梯度,从森林草原带、典型草原带到荒漠草原带,除叶肉厚度外,植物各叶片解剖性状值均呈现增大趋势,表明干旱地区叶片的旱生结构特征明显。(2)不同功能型植物叶片解剖性状与环境因子的关系各异。木本植物和草本植物的栅栏组织厚度和栅海比均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。同时,木本植物的叶片厚度与水分呈显著负相关关系(P<0.05),而草本植物表皮厚度仅与土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)...     

亚硫酸盐对小麦幼苗叶组织生长代谢的影响

在低浓度亚硫酸盐作用下,小麦幼苗叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性升高;随着亚硫酸盐浓度的增加,叶片的叶绿素含量下降,游离脯氨酸和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量增加,SOD活性下降,POD活性显著升高。研究表明,高浓度的亚硫酸盐对植物生长有抑制和毒害作用。     

多花黄精和安徽黄精叶片发育的比较解剖学研究

对多花黄精(Polygonatum cyrtonema)和安徽黄精(P.anhuiense)不同发育时期的叶片进行了比较解剖学研究。结果表明:(1)在叶片发育过程中,气孔器指数都是由低到高,达到最高值后再逐渐降低并趋于稳定;(2)叶片长宽比在发育过程中都呈上升趋势,且与叶片形状之间有一定的相关性,叶片长宽比与表皮细胞长宽比之间没有明显的相关性;(3)两者叶片的上下表皮细胞的发育方式基本一致,都是由表皮细胞进行横向和径向生长的过程;(4)在叶片的分化过程中,首先分化出来的是表皮,其次是叶肉,最后是叶脉;(5)多花黄精的叶缘在发育早期叶肉中有大型薄壁细胞出现,但叶片成熟时,大型薄壁细胞消失或继续保存,而安徽黄精在整个发育过程中,叶肉中都未见大型薄壁细胞出现。该研究为黄精属互生叶类和轮生叶类植物的叶片发育研究积累了实验资料。     

大气颗粒物对植物影响研究进展

大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称。大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响。种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程度的影响。本文围绕大气颗粒物的成因及组成,大气颗粒物对植物生长发育、生理生化、抗病虫性、植物生产力和产量的影响方式及机理与减轻途径等进行了系统综合与评述,并展望了未来的研究趋势。综合发现,大气颗粒物对植物的影响广泛且复杂多样,并受到环境条件、颗粒物浓度及组成、植物种类及研究尺度的影响。通过提前预知大气颗粒物浓度变化、提供充足的营养和水分、及时冲洗叶片、人工补光及合理选择并种植植物等方式可避免或者减轻大气颗粒物所带来的负面效应。未来可增加大气颗粒物影响下景观和造林植物的研究、大尺度植被生理生态、各种化合物和微生物颗粒物对植物影响的研究,研究内容可关注植物生理生态、植物叶片氮分配、叶肉细胞导度及植物遗传育种学等。     

叶片组织结构特征对氯气、二氧化硫的抗性研究

为研究叶片组织结构和植物对大气污染的抗性关系,本文对75种植物叶片的解剖结构进行了观察,并测量了它们的形态指标。初步结论如下:(1)早生结构的叶片,表现为叶较厚、角质层厚等,对大气污染具较强的抗性;(2)具发达贮水组织的肉质叶,抗性较强;(3)阴生结构叶片,如叶较薄、纸质或柔软者,多是敏感植物;(4)在少数科中,如桑科、赤铁科,夹竹桃科等有不少种类属抗性植物;(5)在污染条件下,气孔开放度对植物的伤害有重要影响;(6)栅栏组织细胞层数,栅栏组织厚度和叶片厚度之比,对植物的敏感性没有直接相关关系;(7)叶片解剖结构特征,在评价植物对大气污染的抗性有其局限性。