園林植物對(duì)汽車尾氣的生理反應(yīng)及抗性的因素分析

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1、園林植物對(duì)汽車尾氣的生理反應(yīng)及抗性的因素分析 　　1 引言 　　伴隨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)我國(guó)汽車數(shù)量猛增，汽車尾氣導(dǎo)致大氣中NOx濃度不斷升高，嚴(yán)重威脅到城市居民和動(dòng)植物健康。汽車尾氣污染下植物葉片膜脂過(guò)氧化及抗氧化系統(tǒng)會(huì)受損，葉綠素含量降低，光合作用會(huì)減弱，葉片變色、脫落甚至枯死（陳華，2006）。不同植物種類、習(xí)性不同，在相同生長(zhǎng)條件下，對(duì)大氣污染物的忍耐力不同 （魯敏，2002）。研究園林植物對(duì)汽車尾氣的不同忍耐能力，可以作為交通繁忙地段選擇和培育抗污染植物時(shí)提供指標(biāo)，同時(shí)也可為深入探討大氣污染對(duì)植物的傷害和植物的抗性機(jī)理提供科學(xué)依據(jù)，為城市開(kāi)展抗污綠化、生物凈化、環(huán)境的生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)提供科學(xué)依

2、據(jù)。 　　2 汽車尾氣有害成分簡(jiǎn)述 　　根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，我國(guó)2014年年末民用汽車保有量達(dá)到15447萬(wàn)輛，比上年末增長(zhǎng)12.4%。隨之而來(lái)的是汽車尾氣污染問(wèn)題，分析顯示汽車尾氣中主要污染物為NOx、CO、CO2、碳?xì)浠衔?、固體懸浮物、鉛及硫氧化合物等，其中NOx是形成光化學(xué)煙霧主要兇手，會(huì)產(chǎn)生臭氧、硝酸及其他有機(jī)酸脂，而硝酸是酸雨形成的主要來(lái)源（劉培桐，1995）。 　　3 汽車尾氣對(duì)植物的影響 　　植物葉片對(duì)汽車尾氣污染最為敏感，李德生（2007）用NO2對(duì)14種植物進(jìn)行熏氣發(fā)現(xiàn)植物在長(zhǎng)時(shí)間接觸濃度較低NO2后生育不良，長(zhǎng)勢(shì)差，缺綠，衰老加速。還發(fā)現(xiàn)針闊葉樹(shù)種葉片

3、受損有所區(qū)別，闊葉樹(shù)先從葉脈出現(xiàn)壞死斑，慢慢在葉緣、葉柄等地也出現(xiàn)壞點(diǎn)，直至整個(gè)葉片脫落；針葉樹(shù)種也從葉片開(kāi)始受損，首先出現(xiàn)壞死的是葉片中上部，逐漸蔓延，直至整個(gè)針葉，但死后不脫落。 　　3.1 對(duì)植物細(xì)胞膜的損傷 　　細(xì)胞膜是植物細(xì)胞內(nèi)部反應(yīng)與外部環(huán)境的界面，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交流、信息傳遞，也能在污染脅迫下作出反應(yīng)。植物在逆境條件下首先細(xì)胞膜發(fā)生變化，汽車尾氣中大量的NO2從植物葉片氣孔進(jìn)入葉片后快速形成NO2-，與NADPH競(jìng)爭(zhēng)，降低了植物光合作用速率，致使細(xì)胞內(nèi)不斷產(chǎn)生活性氧（ROS），從而破壞了系統(tǒng)之間的平衡，植物細(xì)胞中積累大量的O+2、OH-、OH、H2O2和O2等，這些活性

4、氧與植物組織中生物大分子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化、蛋白質(zhì)與核酸的氧化修飾、細(xì)胞膜的破壞，致使植物受到傷害，甚至死亡（焦健等，2006）。 　　3.2 對(duì)光合作用的影響 　　反應(yīng)植物dYLw.nET生長(zhǎng)情況最好的指標(biāo)是光合作用速率，很多學(xué)者對(duì)NOx對(duì)植物光合作用的影響進(jìn)行過(guò)研究，其中Sabarat（1988）將NO2對(duì)植物光合作用的影響機(jī)制歸納為以下3個(gè)方面：①NO2從植物葉片氣孔進(jìn)入葉片后快速形成NO2-，與NADPH競(jìng)爭(zhēng)，降低了植物光合作用速率；②NO2自身屬酸性，進(jìn)入植物細(xì)胞后可改變電子傳遞和光合磷酸化；③NO2的轉(zhuǎn)化物Fe＼|NO自由基復(fù)合物，會(huì)對(duì)含巰基或組氨酸殘基蛋白質(zhì)中酶的活性產(chǎn)

5、生抑制作用。溫達(dá)志（2003）研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)在NO2較高的工業(yè)區(qū)30種園林植物的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度都有一定的下降，陸耀東（2003）對(duì)交通繁忙區(qū)的39種木本植物進(jìn)行研究也得出類似結(jié)論。 　　3.3 對(duì)葉綠素含量的影響 　　葉綠素是植物最主要的色素分子，是植物進(jìn)行光能吸收、傳遞以及電子傳遞過(guò)程中必不可少的傳遞體。大量研究證明汽車尾氣會(huì)導(dǎo)致植物葉片葉綠素含量下降的現(xiàn)象，如Sabarat（1988）對(duì)常春藤、燕麥進(jìn)行為期5d、每天7h的0.5ul/l NO2，導(dǎo)致植物葉綠素a和總?cè)~綠素含量明顯下降。而0.2和0.3ul/l NO2對(duì)葉綠素含量卻有一定刺激增加作用。陳海燕（2006）也

6、得出類似結(jié)論：低強(qiáng)度的大氣污染，植物葉綠素含量可能變化不明顯甚至有所增加。 　　4 植物對(duì)汽車尾氣的應(yīng)對(duì)機(jī)制及抗NOx污染植物選擇 　　植物吸收污染物：一是植物根部吸收后經(jīng)木質(zhì)部向上運(yùn)輸；二是植物葉、表皮的氣孔或角質(zhì)層吸收大氣中的多種化學(xué)物質(zhì)，包括NO、NO2、SO2、HF、重金屬、粉塵等經(jīng)韌皮部向下運(yùn)輸和分布（薛較亮等，2000）。植物吸收汽車尾氣后主要靠持留和去除來(lái)凈化化學(xué)性污染物。持留是指植物截獲、吸附和滯留等，去除包括植物吸收、降解、轉(zhuǎn)化、同化和超同化等（陶雪琴等，2007）。植物的葉片形態(tài)（針闊葉）、粗糙程度、葉片著生角度和表面分泌物對(duì)污染物的持留有很大關(guān)系（Trapp. 200

7、1）。陶雪琴（2007）研究發(fā)現(xiàn)植物一般經(jīng)代謝過(guò)程或自身的酶等來(lái)降解細(xì)胞內(nèi)吸收的N0x，同時(shí)植物也可以經(jīng)過(guò)生理過(guò)程將汽車尾氣污染物由一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)，如植物可將空氣中的SO2和NOx轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和硝酸鹽，其正好符合Omasa（2002）提出的"超同化植物";的概念，將汽車尾氣中的某些成分轉(zhuǎn)化成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)源高效吸收與同化，同時(shí)促進(jìn)自身的生長(zhǎng)，如植物吸收的NO2部分參與植物的生命活動(dòng)，部分通過(guò)根系排出體外。 　　植物在城市生態(tài)平衡中起著"除污吐新";的作用，不同植物"吸污抗污";能力不一樣，一些植物對(duì)汽車尾氣很敏感，另一些植物在長(zhǎng)期的汽車尾氣污染下仍生長(zhǎng)旺盛，表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗性，從而達(dá)到降解

8、大氣污染物的目的（劉艷菊，2001）。因此研究如何防止植物增毒和如何強(qiáng)化植物解毒是利用植物應(yīng)對(duì)汽車尾氣污染的關(guān)鍵。 　　學(xué)者在植物dYLw.nET的吸污、抗污方面做了大量研究，陳卓梅（2007）在對(duì)38種浙江省主要園林植物進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)得出：各物種對(duì)NO2的抵抗能力差異較大，常綠植物抗性強(qiáng)于落葉植物，山茶科和樟科植物抗性強(qiáng)于金縷梅科植物；各物種吸污性也相差很大，相對(duì)吸污能力最強(qiáng)的達(dá)404.05%，最弱的僅0.07%，以落葉植物吸污能力強(qiáng)于常綠植物。胡羨聰（2003）對(duì)南方常見(jiàn)樹(shù)種進(jìn)行研究得出一般情況下抗污性強(qiáng)的植物光合作用弱、凈化能力弱，但也有些物種表現(xiàn)出抗性較強(qiáng)，又具較高的凈化能力，如小葉榕、

9、紅花夾竹桃、桃花心木等，這類既有較強(qiáng)抗性又有較強(qiáng)凈化能力的植物可多應(yīng)用于道路繁忙區(qū)的綠化。孔國(guó)輝（2003）篩選出了適宜北方對(duì)NOx具有較強(qiáng)抗性的植物種饅頭柳、丁香、構(gòu)樹(shù)、海棠、金銀木、自蠟等，適宜南方種植的有小葉榕、竹柏、鐵冬青、紅花油茶、夾竹桃、儀花、密花樹(shù)等吸污、抗污能力強(qiáng)的植物。趙磊（2013）選出適宜中部城市種植的抗NOx污染能力較強(qiáng)的有欒樹(shù)、廣玉蘭、女貞、樟樹(shù)、法國(guó)冬青、紫葉李、海桐、桂花、紅繼木、懸鈴木、枇杷、石楠、杜鵑、山杜英等。　　5 研究展望 　　隨著汽車保有量急劇上升，汽車尾氣已成為大氣污染物的主要來(lái)源之一。盡管在前面提到植物能夠抗污吸污，但目前對(duì)植物吸污機(jī)理研究不夠透

10、徹。城市綠地消減汽車尾氣的規(guī)劃設(shè)計(jì)也未有效開(kāi)展，幾乎沒(méi)有成功案例可循。隨著我國(guó)城市大氣問(wèn)題的日益突出，城市綠地減污規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)將成為城市園林綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在以后可集中對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。 　?。?）汽車尾氣中主要物質(zhì)在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化機(jī)理的研究； 　?。?）凈化效果影響因素的研究； 　?。?）脅迫生境下轉(zhuǎn)基因植物的研究； 　?。?）高效凈化植物的篩選； 　　（5）高效凈化植物大范圍種植效果研究等。 　　參考文獻(xiàn)： 　　【1】陳 華.植物葉片監(jiān)測(cè)城市大氣SO2研究以惠州市為例.廣州：中山大學(xué)，2006. 　　【2】陳卓梅.二氧化氮脅迫下樟樹(shù)的生理生化響應(yīng)研究.杭州：浙江

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