*1不同園林地被植物對(duì)SO2的反應(yīng)和抗性研究

魏愛麗,郝愛娟,張珊珊,王　婷,孫亞文,房麗娟,武文萍,張小冰

(太原師范學(xué)院 生物系,山西 太原 030031)

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*1不同園林地被植物對(duì)SO2的反應(yīng)和抗性研究

魏愛麗,郝愛娟,張珊珊,王婷,孫亞文,房麗娟,武文萍,張小冰

(太原師范學(xué)院 生物系,山西 太原 030031)

〔摘要〕園林地被植物在改善大氣環(huán)境中起著舉足輕重的作用．為了探明不同種園林地被植物在二氧化硫(SO2)污染地區(qū)的應(yīng)用價(jià)值,采用急性靜態(tài)熏氣法,研究了12種山西省常見的園林地被植物對(duì)SO2的敏感性差異．結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)所測(cè)12種植物中,高抗型的有沙地柏、側(cè)柏、條檜、大葉黃楊、小葉黃楊和膠東衛(wèi)矛,水臘為中度敏感．紫丁香為敏感型，其余為中抗.所測(cè)植物中沒有高度敏感型,基本上可以在輕度污染的地方種植.

〔關(guān)鍵詞〕園林地被植物;二氧化硫;抗性

SO2是主要的大氣污染物,主要來源于煤和石油的燃燒、含硫礦物的冶煉、含硫工業(yè)的廢氣等[1,2],素有“大氣污染的元兇”之稱．SO2不僅對(duì)動(dòng)植物和人類健康造成嚴(yán)重影響,還可形成酸雨, 對(duì)農(nóng)作物、森林、湖泊、建筑物以及生態(tài)系統(tǒng)都有危害作用[3,4].

山西省是我國(guó)的主要煤炭生產(chǎn)基地,也是煤炭消耗大省,在提供豐富的煤炭資源的同時(shí),空氣質(zhì)量嚴(yán)重降低．SO2污染造成環(huán)境惡化,而園林地被植物在美化生態(tài)環(huán)境和凈化空氣中具有重要的作用[5,6]．研究表明,不同園林綠化植物對(duì)SO2的反應(yīng)和抗性存在差異[7-9],但采用盆栽方法對(duì)山西省抗污園林地被植物篩選的研究報(bào)道很少．本研究應(yīng)用熏氣實(shí)驗(yàn)對(duì)12種盆栽園林地被植物對(duì)SO2敏感性進(jìn)行研究,從而為構(gòu)建美麗山西,篩選適合山西減少大氣污染的地被植物樹種提供科學(xué)依據(jù)．

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)于2014年9月在山西省太原師范學(xué)院植物生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行．供試材料為砂地柏(Sabinavulgaris)、檜柏(Sabinachinensis)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、水蠟(Ligustrumobtusifolium)、紫丁香(Syringaoblata)、大葉黃楊(Euonymusjaponicus)、小葉黃楊(Buxussinica)、金葉女貞(Ligustrum×Vicaryi)、膠東衛(wèi)矛(Euonymuskiautschovicus)、月季(Rosachinensis)、金銀木(Loniceramaackii)、紅葉小檗(BBerberisthunbergii)．

1.2處理及調(diào)查方法

選擇健康、生長(zhǎng)一致、苗齡為2-3年植物材料,于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下培養(yǎng)適應(yīng)2天．然后將材料放入準(zhǔn)備好的自行設(shè)計(jì)的帶有風(fēng)扇的靜態(tài)熏氣箱(1 m×1 m×0.7 m)中,參照魏愛麗等[7](2014)的方法進(jìn)行熏氣8 h,并用加拿大BW-GAXT-S型二氧化硫檢測(cè)儀不斷檢測(cè)熏氣箱內(nèi)氣體的濃度,同時(shí)記錄植物的傷害癥狀,以及出現(xiàn)癥狀的時(shí)間,并在熏氣結(jié)束后,繼續(xù)觀察20 h．SO2處理濃度為0,0.05,0.1,0.2,0.3和0.4 g m-3．參照徐玉梅等[8](2006)、胡丁猛等[9](2005)的方法方法,進(jìn)行受害及抗性類型分級(jí),以出現(xiàn)可見傷害時(shí)的SO2劑量作為臨界劑量,以產(chǎn)生≤10%的受害葉面積的SO2濃度和時(shí)間的總值(g m-3×8 h)作為受害閾值．受害閾值(T≤0.05 g m-3×8 h)為高度敏感型,受害閾值(0.05 g m-3×8 h0.4 g m-3×8 h)為高抗型．

2結(jié)果與分析

2.1種園林地被植物受不同濃度SO2處理后的受害情況

表1　不同濃度SO2對(duì)不同種園林地被植物處理的傷害癥狀

從表1可以看出:從受害程度來看,葉肉組織較葉脈組織容易受傷,而且葉緣最先受傷進(jìn)而向基部逐漸擴(kuò)散．隨著SO2濃度的增加,有的材料表現(xiàn)為原有癥狀程度加深,有的出現(xiàn)新的癥狀．比如:側(cè)柏當(dāng)濃度為0.4 g m-3時(shí)比0.3 g m-3時(shí)癥狀加深,由葉尖向基部逐漸褪色變黃,金銀木濃度為0.1 g m-3時(shí)出現(xiàn)低濃度沒有的黑色斑點(diǎn)癥狀,金葉女貞濃度為0.3 g m-3時(shí)出現(xiàn)低濃度沒有的洞和條紋癥狀,當(dāng)濃度為0.4 g m-3時(shí)膠東衛(wèi)矛在低濃度褐色基礎(chǔ)上出現(xiàn)下垂卷曲癥狀．

熏氣完成后,繼續(xù)觀察20 h,觀察植物的恢復(fù)情況,發(fā)現(xiàn)多數(shù)植物表現(xiàn)出比原有癥狀加重,如水蠟、丁香、金葉女貞、月季和金銀木;而條檜、沙地柏、側(cè)柏、大葉黃楊和小葉黃楊無明顯變化;還有的植物向正常方向恢復(fù),如紅葉小檗在0.1 g m-3的濃度下恢復(fù)4 h后頂葉卷曲程度明顯減?。?/p>

2.2不同濃度SO2對(duì)植物的傷害及植物抗性

從表2可以看出:隨著SO2濃度的增大,不同植物受害面積逐漸增加,除水蠟和丁香外,所有植物在低中濃度(0.05-0.2 g m-3)下受害面積不超過20%;達(dá)到初始受害濃度即臨界濃度時(shí),受害面積小于10%;當(dāng)高濃度處理后,除水蠟和丁香外達(dá)35%以上外,其余植物受害面積雖顯著增大,但基本不超過20%;臨界濃度和閾值濃度分析表明,沙地柏、條檜、側(cè)柏、大葉黃楊和小葉黃楊的閾值濃度在0.4以上,屬于高抗型,結(jié)

表2　不同植物的受害程度及植物對(duì)SO2的抗性級(jí)別

合受害面積分析,當(dāng)濃度小于0.4時(shí),均可以在污染區(qū)使用,紅葉小檗和月季閾值濃度在0.2>T>0.1,屬于中抗,微抗的有金銀木,中度敏感是水蠟,其次是丁香,敏感型的有金葉女貞和膠東衛(wèi)矛,所選材料沒有高度敏感的．基本上可以在輕度污染不嚴(yán)重的地方種植．

3討論

SO2對(duì)植物的傷害癥狀與SO2的濃度、污染時(shí)間及植物種類有關(guān)[9-11]．魏愛麗等[7](2014)的研究表明,即使同一種植物萱草,不同品種之間,差異也很大．本研究結(jié)果表明,不同植物受不同濃度SO2處理后,均為葉尖和葉緣先受傷害,表現(xiàn)為葉尖葉緣卷曲皺縮,而且葉肉組織較葉脈組織更易受傷,癥狀為葉片褪色或出現(xiàn)不規(guī)則病斑,并隨著濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)不但原有癥狀程度加深,而且還會(huì)引發(fā)新的癥狀,可能因?yàn)镾O2通過植物氣孔進(jìn)入細(xì)胞間隙,再進(jìn)入葉肉細(xì)胞,在細(xì)胞中溶于水形成亞硫酸,同時(shí)產(chǎn)生大量的自由基等,造成葉綠素含量下降,細(xì)胞膜透性下降等[4],所以對(duì)植物的傷害表現(xiàn)在葉上．試驗(yàn)中針葉類癥狀比其他樹種更輕微,或許是由于針葉類植物葉表面積小,氣孔不多且易被油脂物質(zhì)堵塞,二氧化硫不能暢快地進(jìn)入葉內(nèi),因此癥狀表現(xiàn)不明顯．

熏氣完成后,繼續(xù)觀察20 h,觀察植物的恢復(fù)情況,發(fā)現(xiàn)多數(shù)植物表現(xiàn)出在原有癥狀的基礎(chǔ)上有加重的趨勢(shì),可能是植物吸收的SO2沒有通過其他器官排出體外,轉(zhuǎn)化成有害物質(zhì)對(duì)植物造成了受傷．有的植物繼續(xù)觀察20 h癥狀無變化,如條檜,沙地柏,側(cè)柏;造成這種情況是由于低濃度下只能引起輕微受傷,而沒有達(dá)到閾值濃度．還有的植物向正常方向恢復(fù),膠東衛(wèi)矛在0.3g/m3的濃度下恢復(fù)7 h后褐色水漬斑消失,紅葉小檗在0.1 g m-3的濃度下恢復(fù)4 h后頂葉卷曲程度明顯減?。赡苓@些植物能夠自行解毒,將吸入體內(nèi)的SO2轉(zhuǎn)化為毒性很小的亞硫酸根離子．

本試驗(yàn)結(jié)合顯癥時(shí)間、傷害癥狀、臨界濃度和閾值濃度分析得出:實(shí)驗(yàn)所測(cè)12種植物中高抗型植物有沙地柏、側(cè)柏、條檜、大葉黃楊、小葉黃楊和膠東衛(wèi)矛,中度敏感型的有水蠟,敏感型的有紫丁香，其余均為中抗．所選材料沒有高度敏感的．基本上可以在輕度污染不嚴(yán)重的地方種植．

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Studies on the Response and Resistance Levels of Different Landscape Ground Cover Plants to Sulfur Dioxide

WEI Aili, HAO Aijuan, ZHANG Shanshan, WANG Ting,SUN Yawen, FANG Lijuan,WU Wenping, ZHANG Xiaobing

(Department of Biology, Taiyuan Normal University, Taiyuan 030031, China)

〔Abstract〕Landscape ground cover plants play key roles in improving atmospheric environment quality. In order to prove the application value of those plants in SO2 pollution areas, actue artificial fumigation protocol was carried out to study the sensibility difference of 12 kinds common ground cover plants in Shanxi Province. The results showed that Sabina vulgaris, Sabina chinensis,Platycladus orientalis, Euonymus japonicus, and Buxus sinica showed higher resistance level, and can be used in serious pollution areas. BBerberis thunbergii and Rosa chinensis showed intermediate resistance level. Lonicera maackii showed tiny resistance level. Ligustrum Vicaryi and Euonymus kiautschovicus showed sensitivity pattern. Ligustrum obtusifolium and Syringa oblata showed intermediate sensitivity pattern. No plants showed serious sensitivity to SO2. All the plants can be used in mild pollution areas.

〔Key words〕landscape ground cover plants;sulfur dioxide; resistance levels

*收稿日期：2015-11-10

基金項(xiàng)目：山西省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目(2014091003-0108),山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20140311014-1)Supported by Science and technology base platform program of Shanxi Province(2014091003-0108)and Science and technology program of Shanxi Province(20140311014-1).

作者簡(jiǎn)介：魏愛麗(1969-),女,山西太谷人，博士,太原師范學(xué)院生物系教授,主要從事生態(tài)與環(huán)境毒理研究．

〔文章編號(hào)〕1672-2027(2016)01-0093-04〔中圖分類號(hào)〕X173

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A