植物對空氣污染的反應(yīng)

目錄

序

1．緒論

2．二氧化硫

3．臭氧

4．氟化物

5．硝酸過氧化乙酰

6．氯的氧化物

7．顆粒物

8．植物對混合污染物的反應(yīng)

9．空氣污染對植物超微結(jié)構(gòu)的影響

10．空氣污染物對森林的影

11．空氣污染物對地衣和苔蘚的影響

12．空氣污染物與植被覆蓋的相互作用

13．空氣污染物與植物病害的相互作用

14．空氣污染物與農(nóng)業(yè)實(shí)踐的相互作用

譯后記

內(nèi)容索引

植物拉丁名索引 2100433B

本書敘述了大氣污染與植被和農(nóng)業(yè)的相互關(guān)系，并以高等植物為主，較詳細(xì)地敘述了從亞細(xì)胞水平到整個生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)。本書還分章論述了污染物對森林、苔醉和地衣的影響以及六種污染物(二氧化硫、矣氧1氟化物、硝酸過氧化酸、氧化氮和顆粒物)、混合污染對植物的影響。

本書的特點(diǎn)是以植物生理、生化機(jī)制來闡明植物對空氣污染的反應(yīng)。本書可供植物、農(nóng)林及環(huán)境保護(hù)等專業(yè)工作者和大專院校師生參考。

空氣污染對植物的傷害，通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槿~子含有整棵植物的構(gòu)造機(jī)理。最常遇到的毒害植物的氣體是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟化氫、乙烯、氯化氫、氯、硫化氫和氨。

空氣中含SO₂過高，對葉子的危害首先是對葉肉的海綿狀軟組織部分，其次是對柵欄細(xì)胞部分。侵蝕開始時，葉子出現(xiàn)水浸透現(xiàn)象，干燥后，受影響的葉面部分呈漂白色或乳白色。如果SO₂的濃度為(0.3～0.5)X 10^-6，并持續(xù)幾天后，就會對敏感性植物產(chǎn)生慢性損害。SO₂直接進(jìn)入氣孔，葉肉中的植物細(xì)胞使其轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽，再轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。當(dāng)過量的SO₂存在時，植物細(xì)胞就不能盡快地把亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，并開始破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。菠菜、萵苣和其他葉狀蔬菜對SO₂最為敏感，棉花和苜蓿也都很敏感。松針也受其影響，不論葉尖或是整片針葉都會變成褐色，并且很脆弱。

20世紀(jì)50年代后期，臭氧對植物的損害才引起人們的注意。臭氧首先侵襲葉肉中的柵欄細(xì)胞區(qū)。葉子的細(xì)胞結(jié)構(gòu)瓦解，葉子表面出現(xiàn)淺黃色或棕紅色斑點(diǎn)。針葉樹的葉尖變成棕色，而且壞死。菠菜、斑豆、西紅柿和白松顯得特別敏感。在某些森林中的很多松樹，似乎由于長期暴露在光化學(xué)氧化劑中而瀕于死亡。據(jù)估計，損害閾值約為0.03×10^-6，暴露時間為4 h。上述植物在0.1×10^-6或更低的濃度中暴露1～8 h，也曾出現(xiàn)受害情況。苜蓿在濃度0.06×10^-6的臭氧中暴露3～4 h，會受到損害。臭氧還阻礙檸檬的生長。

過氧乙酰硝酸酯(PAN)侵害葉子氣孔周圍空間的海綿狀薄壁細(xì)胞?？梢愿Q見的主要影響是葉子的下部變成銀白色或古銅色。雖然牽?；ㄔ跐舛?.005X 10^-6中暴露8 h，就會受到影響。但是，有害的閾值估計為0.01×10^-6，暴露時間為6 h。以成熟狀況看，幼葉是最敏感的。

氟化氫對植物是一種累積性毒物。即使暴露在極低的濃度中，植物也會最終把氟化物累積到足以損害其葉子組織的程度。最早出現(xiàn)的影響表現(xiàn)為葉尖和葉邊呈燒焦?fàn)?。顯然，氟化物通過氣孔進(jìn)入葉子，然后被正常的流動水分帶向葉尖和葉邊，最后使內(nèi)部細(xì)胞遭受破壞。當(dāng)細(xì)胞被破壞變干時，受害部分就由深棕色變成棕褐色。桃樹、葡萄藤和糖菖蒲等對氟化物十分敏感，超過4至5個星期暴露期的損害閾值低至0.1×10^-9。氟化氫的濃度接近1 X 10^-9時，就值得我們重視了。

在普通碳?xì)浠衔镏?，乙烯是唯一的在已知環(huán)境水平下就能引起植物遭受損害的物質(zhì)。濃度為(0.001～0.5)X 10^-6的乙烯，曾使敏感的植物受到損害。乙烯對植物的影響包括，使花朵凋落和葉子不能很好地舒展。已證實(shí)它對蘭花和棉花有害。在乙烯下暴露6 h的損害總閾值為0.05 X 10^-6。

其他氣體和蒸氣，如氯化氫、氯、硫化氫和氨，比別的氣體更能引起葉子組織劇烈瓦解。有關(guān)文獻(xiàn)中列舉了200種植物對13種不同污染物的敏感性。

關(guān)于顆粒物對植物的總影響還了解得很少。然而，人們已觀察到幾種特定物質(zhì)所引起的損害作用。含氟化物的顆粒物能引起某些植物損害。降落在農(nóng)田上的氧化鎂，曾使農(nóng)作物生長不良。動物誤食沾有有毒顆粒物的植物時，健康會受到損害。這些有毒化合物會被吸收進(jìn)植物組織，或成為植物表面污染而存在下去。

植物對大氣污染的抗性大致分為三種類型：

植物對大氣污染的抗性形態(tài)解剖學(xué)抗性

植物具有某些形態(tài)解剖學(xué)特征，可阻止或減少有害氣體進(jìn)入體內(nèi)，避免有害氣體的侵襲（圖1，圖2，圖3）。

植物對大氣污染的抗性生理學(xué)抗性

大氣中有害物質(zhì)通過氣孔進(jìn)入植物體后，植物通過生理生化過程對有害物質(zhì)進(jìn)行同化降解;或通過根系葉片等器官把它們排出體外；或積累于某些器官中。植物對積累于體內(nèi)的有害物質(zhì)在一定數(shù)量范圍具有忍耐能力。

植物對大氣污染的抗性生物學(xué)抗性

有些植物重新萌發(fā)的能力很強(qiáng)，受到大氣污染侵襲時，雖然產(chǎn)生受害癥狀，如芽枯死、葉片退綠、壞死或脫落，但短期內(nèi)便能重新萌生新芽新葉，很快恢復(fù)生長。2100433B

空氣污染對能見度的長期影響相對較小。但是，如果大氣污染對氣候產(chǎn)生大規(guī)模影響，則其結(jié)果肯定是極為嚴(yán)重的。已被證實(shí)的全球性影響有，CO₂等溫室氣體引起的溫室效應(yīng)以及SO₂、NO_x排放產(chǎn)生的酸雨等。除此之外，在較低大氣層中的懸浮顆粒物形成水蒸氣的“凝結(jié)核”，當(dāng)大氣中水蒸氣達(dá)到飽和時，就會發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象。在較高的溫度下，凝結(jié)成液態(tài)小水滴；而在溫度很低時，則會形成冰晶。這種“凝結(jié)核”作用有可能導(dǎo)致降水的增加或減少。對特殊情況的研究尚未取得一致結(jié)果，一些研究證明降水將增加，例如顆粒物濃度高的城區(qū)和工業(yè)區(qū)的降雨量明顯大于其周圍相對清潔區(qū)的降雨量，通過云催化造成的冰核少量增加來進(jìn)行人工降雨等。另有一些研究表明降水會減少。

一些研究者認(rèn)為，那些伴隨著大規(guī)模氣團(tuán)停滯的大范圍的霾層，可能也會有一些氣候意義。由于太陽輻射的散射損失和吸收損失，大氣氣溶膠粒子會導(dǎo)致太陽輻射強(qiáng)度的降低。計算表明，在受影響的氣團(tuán)區(qū)域，輻射一散射損失可能會致使氣溫降低1℃。雖然這是一種區(qū)域性影響，但它在很大的地區(qū)內(nèi)起作用，以致具有某種全球性影響。