臭氧脅迫下白皮松生長(zhǎng)、生理與吸收特性的響應(yīng)關(guān)系

徐晶晶，劉 鵬，鄭書旗，陳 波，楊新兵

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河北 保定 071001；2.北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院，北京 100093；3.北京沃爾德防災(zāi)綠化技術(shù)有限公司，北京 100048）

一直以來，人類活動(dòng)都影響著大氣中的臭氧（O3）濃度，從過去的100 多年到現(xiàn)在，人類活動(dòng)導(dǎo)致排放到大氣中的O3不斷增加[1]；對(duì)流層O3是如今主要的空氣污染物之一，其前體物一般為氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）等[2]。由于城市化進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)使得排放到大氣中的O3前體物大量增加，為近地面O3濃度的升高創(chuàng)造了條件。O3引起的污染在城市地區(qū)尤其是我國(guó)的京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角城市群比較嚴(yán)重[3-4]。2019年全國(guó)338 個(gè)地級(jí)及以上城市PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO 等都有不同程度下降，唯有O3濃度為 148 μg/m3，同比上升了6.5%[5]，這種情況已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。近年來，O3濃度在北京市也呈逐年增加趨勢(shì)[6]，北京市環(huán)保局監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示從2013—2015年，北京市每日（8 h）最大O3平均濃度從183.4 μg/m3增加到了202.6 μg/m3[7-8]，O3已經(jīng)成為該地區(qū)夏季的首要污染物；2017年5月環(huán)保部向媒體通報(bào)，稱根據(jù)最新空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果，京津冀及周邊地區(qū)首要污染物為O3；2019年北京市O3日最大8 小時(shí)滑動(dòng)平均第90 百分位濃度值為191 μg/m3，超過國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（160 μg/m3）19.4%[9]。

近年來一些學(xué)者應(yīng)用其他方法如人工控制氣室模擬實(shí)驗(yàn)（封閉式O3熏蒸實(shí)驗(yàn)法、大型人工氣候室法、開頂式氣室法（OTC），還有自由空氣熏蒸氣室法（FACE））等研究O3對(duì)農(nóng)作物和樹木的危害[10]。一些研究者從植物個(gè)體的各項(xiàng)指標(biāo)中發(fā)現(xiàn)，植物長(zhǎng)期暴露在O3環(huán)境中，其生理會(huì)出現(xiàn)一系列的變化，如樹葉早衰和脫落，氣孔數(shù)量減少[11]，光合固碳能力降低，回流根內(nèi)的碳素同化物減少等[12-13]。Schaub 等[14]研究證明O3的吸收影響野黑櫻桃Prunus serotina的光合作用和電導(dǎo)，尤其是在生長(zhǎng)季節(jié)的后期。

在北京，隨著O3污染的日益嚴(yán)重，O3對(duì)植物的影響也越來越大。萬五星等[15]通過野外實(shí)地觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)北京郊區(qū)出現(xiàn)了大量的樹木、灌木和草本植物葉片受O3危害的現(xiàn)象。在未來O3濃度還將繼續(xù)增加的前提下，植物受其危害的程度也將繼續(xù)加大[16]。有關(guān)不同O3濃度對(duì)白皮松的各項(xiàng)指標(biāo)間的影響關(guān)系研究較少，而且對(duì)于這種影響的程度探討也較少。在O3濃度升高的情況下，白皮松的哪些指標(biāo)反應(yīng)最迅速、哪些指標(biāo)受到的影響最大、這些指標(biāo)又是怎樣影響白皮松的生長(zhǎng)和發(fā)育的，這些問題尚無明確定論，需要深入分析。為此，本研究利用開頂式氣室研究O3濃度升高的情況下，白皮松的生長(zhǎng)、生理、光合以及O3吸收指標(biāo)的變化，從而為從生理角度研究樹木對(duì)O3脅迫的響應(yīng)提供數(shù)據(jù)和理論支持。

1 材料與方法

1.1 研究地概況與試驗(yàn)材料

研究地北京植物園（39°48′N，116°28′E）位于香山腳下，海拔76 m，屬溫帶大陸性氣候。年均溫11.6℃，1月份均溫-3.7℃，7月份均溫26.7℃。極端高溫41.3℃，極端低溫-17.5℃，年降水量634.20 mm，相對(duì)濕度43%～79%。白皮松Pinus bungeana是華北地區(qū)常見的園林綠化樹種，在研究地被廣泛種植。它適應(yīng)性好，抗逆性強(qiáng)，是山區(qū)和半干旱地區(qū)造林的優(yōu)良樹種，也是城市綠化的首選樹種之一。本研究選擇白皮松幼苗為材料進(jìn)行人工控制的盆栽試驗(yàn)。白皮松幼苗均為3年生，有研究表明3年生的樹木處于生長(zhǎng)發(fā)育的早期，使得研究結(jié)果更顯著[17]。苗木花盆直徑為40 cm，高為50 cm。不同氣室內(nèi)的白皮松幼苗大小、冠幅、基徑和株高基本一致。

1.2 試驗(yàn)方法

每個(gè)開頂氣室（OTC）內(nèi)放置3年生白皮松幼苗9 株。共設(shè)置15 個(gè)OTC，利用O3發(fā)生器控制進(jìn)入氣室內(nèi)的O3濃度，O3發(fā)生器出口設(shè)置O3濃度檢測(cè)儀BMT 964。其中一個(gè)OTC 內(nèi)不做任何O3相關(guān)處理，為NF 濃度（正常大氣環(huán)境O3濃度）；另外兩個(gè)分別以NF40（正常大氣環(huán)境O3濃度加40 nmlol/mol）和NF80（正常大氣環(huán)境O3濃度加80 nmol/mol）的濃度進(jìn)行熏蒸處理，每3 個(gè)OTC為一組，共5 組。

表1 試驗(yàn)處理方式Table 1 Different processing methods in experiment

1.3 功能性狀指標(biāo)的測(cè)定

在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，用尺測(cè)量白皮松株高和50cm 處直徑，分別計(jì)算差值，得到株高變化（ΔH）和50 cm 處直徑變化（ΔDBH）。采用光學(xué)顯微鏡觀察視野中氣孔的數(shù)目，計(jì)算視野面積，視野密度（M）=視野中氣孔的平均數(shù)/視野面積，單位為“個(gè)/mm2”。用比例法可求得氣孔的實(shí)際大?。⊿/μm2）和氣孔開度（K/μm2）。應(yīng)用CI340 光合儀測(cè)定不同處理下的白皮松凈光合速率（Pn/μmol·m-2s-1）、蒸騰速率（Et/mnol·m-2s-1）、胞間CO2濃度（Ci/μmol·mmol-1）、氣孔導(dǎo)度（Gs/mnol·m-2s-1），并通過公式計(jì)算水分利用率（WUE/μmol·mmol-1），WUE=Pn/Et。葉綠素含量（CHL/mg·g-1）則采用分光光度計(jì)測(cè)定。最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）利用Yaxin-1161G 葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定；相對(duì)電導(dǎo)率（L）通過電導(dǎo)儀（DDS-307）測(cè)定初始和最終電導(dǎo)值計(jì)算比例得到。整樹耗水量（W）和O3吸收速率（FO3）通過樹干液流技術(shù)測(cè)定并計(jì)算[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 24.0 軟件和Canoco 5.0 軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并進(jìn)行聚類分析、相關(guān)性分析、冗余分析和單因素方差分析，研究各指標(biāo)間的相關(guān)性，以及在不同O3濃度的處理下，各項(xiàng)指標(biāo)是否有顯著差異，以系統(tǒng)評(píng)價(jià)不同濃度梯度O3對(duì)白皮松的傷害。

2 結(jié)果與分析

2.1 O3 脅迫下白皮松各特性指標(biāo)的聚類分析

用SPSS 軟件，將測(cè)定的所有指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析（圖1）?？梢詫?5 項(xiàng)指標(biāo)分為15 類、13 類、8 類、7 類、5 類、4 類、3 類、2 類和1 類。為了便于統(tǒng)籌分析，結(jié)合植物生理學(xué)知識(shí)，我們將測(cè)試的所有指標(biāo)分為5 個(gè)大類和7 個(gè)小類別。第一類包括ΔH、FO3、W、ΔDBH、Pn、Gs、Et和CHL，其中又分為ΔH、FO3、W、ΔDBH 和Pn、Gs、Et、CHL 兩小類；第二類為M、K、S和Fv/Fm；第三類為WUE；第四類為Ci；第五類為L(zhǎng)。

圖1 指標(biāo)聚類分析Fig.1 Cluster analysis

第一類指標(biāo)主要反映的是白皮松的生長(zhǎng)狀況、O3吸收狀況以及光和能力，其中株高和50 cm 處直徑反應(yīng)的是白皮松的生長(zhǎng)情況，耗水量和O3吸收速率反應(yīng)的是白皮松吸收O3的情況。典型相關(guān)分析表明兩組數(shù)據(jù)之間呈高度正相關(guān)（P＜0.001），相關(guān)性為0.998。表明株高變化（ΔH）、O3吸收速率（FO3）、耗水量（W）與50cm處直徑變化（ΔDBH）隨O3濃度升高出現(xiàn)十分類似的變化。Pn、Gs、Et和CHL 反應(yīng)了白皮松的光合生理特性，從組內(nèi)平均數(shù)連接距離來看，白皮松的光合生理指標(biāo)與生長(zhǎng)狀況和O3吸收狀況接近，表明白皮松的部分光合生理特性的改變可能與其生長(zhǎng)變化和O3吸收狀況有密切的關(guān)聯(lián)。

第二類指標(biāo)M、K、S和Fv/Fm，主要反映的是氣孔特性與最大光化學(xué)效率，它們隨著O3濃度升高而降低。氣孔指標(biāo)與Fv/Fm之間呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.946（P＜0.001）。

第三類指標(biāo)為水分利用效率（WUE），隨著O3濃度的升高表現(xiàn)為逐漸降低。

第四類指標(biāo)為胞間CO2濃度（Ci），隨著O3濃度的升高，白皮松Ci逐漸升高。第五類指標(biāo)為相對(duì)電導(dǎo)率（L），與它變化最接近的指標(biāo)為胞間CO2濃度（Ci）。

2.2 O3 脅迫下白皮松各特性指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系

Ci和L呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.775，二者與其余生理因子均呈負(fù)相關(guān)（表2），說明隨著O3濃度的升高二者的變化趨勢(shì)一致，而胞間CO2濃度（Ci）和相對(duì)電導(dǎo)率（L）的升高，表明了白皮松的葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)可能遭到了一定程度的破壞。ΔH、ΔDBH 均與W、FO3相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)均在0.92 以上，說明白皮松對(duì)O3的吸收以及對(duì)水分的耗用顯著影響了自身的生長(zhǎng)。M、K兩項(xiàng)指標(biāo)與S相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)在0.92 以上，說明氣孔的密度和開度變化與氣孔大小有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。WUE 與Gs相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)為0.79。Pn、Et與Gs三者間的相關(guān)性很高，相關(guān)系數(shù)均大于0.91，這3 項(xiàng)指標(biāo)與白皮松的光合特性密切相關(guān)，且隨著O3濃度升高三者的變化相一致。冗余分析結(jié)果表明（圖2），Ci、L與O3濃度呈現(xiàn)高度的正相關(guān)，其余指標(biāo)與前三者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，并且WUE、CHL、Pn、Et等光合生理特性與O3濃度相關(guān)性最高，隨著O3濃度的升高，白皮松的光合性能越來越低。

表2 白皮松各特性指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of indices of Pinus bungeana

圖2 白皮松生長(zhǎng)、生理和吸收特性與O3 的RDA 排序Fig.2 RDA sequence of growth,physiology,uptake characteristics and O3

2.3 不同濃度O3 對(duì)白皮松影響的差異性

通過方差齊性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示株高變化（ΔH）、蒸騰速率（Et）和胞間二氧化碳濃度（Ci）不滿足方差齊性（P＜0.05），其余指標(biāo)均通過方差齊性檢驗(yàn)。將這些指標(biāo)進(jìn)行方差分析，來得到不同處理下的白皮松指標(biāo)值差異。

在對(duì)照試驗(yàn)中，白皮松的各項(xiàng)指標(biāo)的差異均變化顯著（P＜0.001），表明O3濃度高低對(duì)試驗(yàn)測(cè)試的所有指標(biāo)都有較大的影響（表3）。F值大小排序?yàn)椋篎O3＞W(wǎng)＞S＞M＞Gs＞K＞ΔDBH＞Fv/Fm＞L＞CHL＞Pn＞W(wǎng)UE，表明NF、NF40和NF80 處理下，O3吸收特性和氣孔變化最大，反應(yīng)最為敏感，其次是白皮松的生長(zhǎng)狀況，最后是生理和光合特性。

由于株高變化（ΔH）、蒸騰速率（Et）和胞間二氧化碳濃度（Ci）不滿足方差齊性（P＜0.05），采用非齊性多重比較（表4）。不同O3濃度處理下的白皮松高度變化（ΔH）均表現(xiàn)出明顯差異（P＜0.05），其中NF 氣體室內(nèi)白皮松幼苗高度變化（ΔH）和NF40、NF80 氣室相比差異極顯著（P＜0.001），NF40 與NF80 處理下的ΔH差異相對(duì)較小。而蒸騰速率（Et）與胞間CO2（Ci）濃度則相反，NF40 與NF80 處理下的差異最為顯著（P＜0.001），其次是NF 與NF80 處理，NF 與NF40 處理下的差異不顯著（P＞0.05）。

其余指標(biāo)不同處理下的差異則采用齊性方差分析多重比較（表5），NF 與NF40、NF 與NF80處理下的ΔDBH 差異極顯著（P＜0.001），NF40與NF80 處理下的ΔDBH 差異較小，表明在NF40處理下白皮松生長(zhǎng)已經(jīng)受到較為明顯的抑制；K、S在NF、NF40 和NF80 三項(xiàng)處理均差異顯著（P＜0.001），表明氣孔特性在不同臭氧濃度下變化最為活躍，其中NF 與NF80 的O3濃度處理下K、S差異最為顯著，其次是NF40 與NF80；M在NF、NF40 處理下差異較顯著（P＜0.05）；WUE 在NF 與NF80 處理下差異最大，其次是NF40 與NF80，NF 與NF40 差異性不顯著（P＞0.05），這表明白皮松的水分利用率在更高濃度的O3脅迫下才會(huì)有明顯的降低；Pn和Gs在NF 與NF80 處理下差異最大（P＜0.001），在NF 與NF40 處理下差異較顯著（P＜0.05），NF40 與NF80 處理下差異相對(duì)較?。籉v/Fm在NF 與NF40 處理下差異最不顯著，NF40 與NF80 相比Fv/Fm差異顯著，NF 與NF80 差異最為顯著（P＜0.001）；CHL在NF、NF80 處理下差異最顯著，其次是NF 與NF40，NF40 與NF80 差異最小；L在NF 與NF40處理下差異最不顯著，而其它兩組對(duì)比差異顯著（P＜0.001）；W和FO3在NF40 與NF80 處理下差異較小，其中W在兩組處理中差異較顯著（P＜0.05），F(xiàn)O3差異不顯著（P＞0.05），在NF 與其它兩組處理下W和FO3差異較大。

表5 多重比較分析Table 5 Multiple comparisons

3 討 論

在整個(gè)試驗(yàn)期間，可以測(cè)量到白皮松的生長(zhǎng)指標(biāo)隨著不同濃度的O3熏蒸處理表現(xiàn)出差異，NF80 處理下的白皮松株高和直徑均低于NF40，NF40 處理下的低于NF，表明O3抑制白皮松幼苗生長(zhǎng)。這與牛駿峰[19]等對(duì)雜交楊Populus tremula×P.tremuloides的研究結(jié)果一致，O3影響下的雜交楊株高、直徑以及生物量均低于正常環(huán)境的值。通過聚類分析、相關(guān)性分析以及冗余分析可以發(fā)現(xiàn)，白皮松生長(zhǎng)指標(biāo)（ΔH、ΔDBH）與O3吸收狀況（FO3、W）相關(guān)性最高，這是因?yàn)镺3進(jìn)入植物體內(nèi)影響了各部分的功能，從而導(dǎo)致植物對(duì)水分的吸收減少，對(duì)植物器官的供應(yīng)也產(chǎn)生一定的影響，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢。

氣孔是氣體進(jìn)入植物體內(nèi)的主要通道。一般來說，氣孔開度和大小越大，進(jìn)入植物體內(nèi)的O3就越多；當(dāng)超出了植物體的耐受限度，植物會(huì)縮小氣孔。試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，在NF、NF40以及NF80 濃度O3的處理下，白皮松的氣孔密度、開度和大小均降低。有學(xué)者指出，在城市環(huán)境中隨著污染程度的增加，氣孔密度會(huì)呈增大的趨勢(shì)，而氣孔面積及氣孔開度則有所減小[20]，這可能是因?yàn)楸狙芯可婕暗降腛3與環(huán)境中PM2.5、PM10性質(zhì)有較大差別，在城市污染大氣中，部分氣孔受到懸浮顆粒物的阻塞影響植物的水汽交換過程，而采取增加氣孔數(shù)量的策略去彌補(bǔ)也是很有可能的。也有學(xué)者表明O3濃度升高會(huì)降低氣孔靈活性，使得氣孔對(duì)外界環(huán)境的反應(yīng)變慢[21-23]。氣孔關(guān)閉的反應(yīng)速度和O3進(jìn)入的量值與不同樹種對(duì)O3的敏感性有關(guān)，較敏感的樹種在同等O3濃度下耐受值較小，此時(shí)可能引起植物的細(xì)胞保衛(wèi)作用失效，不但會(huì)使氣孔開度和大小增加，同時(shí)也使植物無法快速關(guān)閉氣孔，試驗(yàn)中白皮松未出現(xiàn)此類情況，這可能是因?yàn)榘灼に傻臍饪状笮『烷_度均低于寬大葉片的樹種，在相同濃度的O3中吸入更少，耐受值更高。氣孔特性（K、M、S）與光合生理指標(biāo)（Pn、WUE、Et、Gs、Ci、CHL、Fv/Fm、L）相關(guān)性最高，這是因?yàn)橹参锶~片是光合作用的主要場(chǎng)所，而氣孔是O3進(jìn)入葉片的主要通道，隨著O3濃度的升高，植物的氣孔大小、密度和開度逐漸下降，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入葉片的CO2大量減少，從而使植物的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率等降低。

光合作用是植物最基本的生理過程，長(zhǎng)期O3環(huán)境對(duì)植物的影響也表現(xiàn)在了光合特性中。氣孔導(dǎo)度（Gs）下調(diào)會(huì)導(dǎo)致氣孔阻力的增加，CO2和H2O 難以進(jìn)入到植物內(nèi)部，進(jìn)一步影響到植物蒸騰速率（Et）、耗水量（WUE）的變化。葉綠素含量（CHL）是反映樹木光合能力的重要指標(biāo)，對(duì)植物光合速率、初級(jí)生產(chǎn)力等具有一定的影響[24]，研究發(fā)現(xiàn)白皮松CHL 隨著O3濃度的升高而降低，這是因?yàn)镺3可破壞葉綠體的結(jié)構(gòu)和組分[25-27]。試驗(yàn)結(jié)果表明O3濃度升高導(dǎo)致白皮松Gs、Et和WUE 均有明顯降低。光合速率反映了植物在一定環(huán)境下的光和能力，研究表明白皮松的凈光合速率（Pn）在NF40 和NF80 濃度的O3處理下，分別下降了11.71%和18.81%。而試驗(yàn)中白皮松胞間CO2濃度（Ci）隨著O3濃度的升高而升高，這表明引起白皮松光合能力下降的因素主要是非氣孔因素。白皮松的光合生理指標(biāo)（Pn、WUE、Et、Gs、Ci、CHL、Fv/Fm、L）與生長(zhǎng)指標(biāo)（ΔH、ΔDBH）、氣孔特性（K、M、S）和相關(guān)性都較高。而本試驗(yàn)中胞間CO2濃度隨著O3濃度升高而顯著升高，表明造成白皮松光合速率等光合指標(biāo)降低的因素不只是氣孔因素，可能是由葉肉細(xì)胞同化能力降低等非氣孔因素所致[28]。此外，有研究表明O3升高使光合電子傳遞鏈?zhǔn)茏鑋29]，降低葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm（最大光化學(xué)量子產(chǎn)量），這與本試驗(yàn)中對(duì)白皮松的研究結(jié)果一致，葉綠素在O3這種強(qiáng)氧化劑下分解，導(dǎo)致植物光合作用受到影響，也進(jìn)一步促使最大光化學(xué)速率（Fv/Fm）等降低。相對(duì)電導(dǎo)率（L）的大小能反映植物細(xì)胞膜受害程度，通過測(cè)定植物的相對(duì)電導(dǎo)率變化值可以了解植物膜系統(tǒng)受傷程度[30]。本研究顯示隨著O3濃度升高，白皮松L值逐漸增大，這是因?yàn)镺3是一種強(qiáng)氧化劑，可以改變膜透性，O3通過氣孔進(jìn)入葉片，細(xì)胞膜受到破壞，相對(duì)電導(dǎo)率（L）就隨之增加，說明白皮松葉片細(xì)胞膜已經(jīng)受到了明顯的損害。相比NF 濃度，NF40 和NF80 下水分利用率（WUE）分別減少了2.62%和6.70%,說明O3濃度升高抑制了白皮松耗水。光合能力下降則難以維持植物正常生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，進(jìn)一步導(dǎo)致植物生長(zhǎng)變緩。

通過對(duì)比不同氣室的白皮松生長(zhǎng)情況發(fā)現(xiàn)，NF 和NF80 的O3處理下，白皮松的各項(xiàng)指標(biāo)差異均顯著（P＜0.05），說明白皮松對(duì)O3濃度大幅度升高會(huì)產(chǎn)生比較明顯的響應(yīng)。一些指標(biāo)（ΔH、ΔDBH、M、CHL、Pn、Gs、W和FO3）在O3濃度上升到NF40 時(shí)就會(huì)出現(xiàn)較明顯的反應(yīng)，在更高濃度的處理中表現(xiàn)出的差異不明顯，說明NF40 濃度梯度下更多影響到的是白皮松生長(zhǎng)和O3吸收情況，以及氣孔密度和部分的光合能力。而一些指標(biāo)（K、S、WUE、Fv/Fm、Et、Ci、L）則 在NF40 與NF80處理下表現(xiàn)出更明顯的差異，在NF 與NF40 處理下差異顯著性相對(duì)較小，一方面表明白皮松具有一定的抗O3能力，因?yàn)镹F40 濃度就已經(jīng)接近O3引起植物傷害的閾值，甚至NF80 已經(jīng)超過引起植物傷害的閾值[31]；另一方面表明O3濃度升高到NF80，對(duì)白皮松的生理特性、氣孔特性和部分光和能力會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

本研究?jī)H選擇了兩個(gè)O3濃度梯度與正常環(huán)境大氣O3濃度進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，且臨界值是浮動(dòng)值，受到正常環(huán)境下大氣O3濃度的影響；僅針對(duì)O3脅迫下的生長(zhǎng)、光合、部分生理指標(biāo)和吸收特性之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了研究，對(duì)于其抗性指標(biāo)未進(jìn)行試驗(yàn)與測(cè)定。對(duì)開頂氣室內(nèi)的正常環(huán)境O3進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到相對(duì)一致穩(wěn)定的濃度；細(xì)化O3濃度梯度以研究和比較各個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生變化的閾值，并加入O3脅迫下白皮松抗性（抗氧化系統(tǒng)）的定量分析，將是下一步研究的方向。

4 結(jié) 論

本研究以白皮松為研究對(duì)象，分析了其功能性狀對(duì)不同濃度O3脅迫的響，得出如下結(jié)論：

1）白皮松的株高增長(zhǎng)（ΔH）、50cm 處直徑增長(zhǎng)（ΔDBH）、氣孔大小（S）、氣孔密度（M）、氣孔開度（K）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Et）、水分利用率（WUE）、最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、葉綠素含量（CHL）、整樹耗水量（W）和O3吸收速率（FO3）均隨著O3濃度的升高而降低；而胞間CO2濃度（Ci）和相對(duì)電導(dǎo)率則隨著O3濃度的升高而升高。

2）O3脅迫下白皮松生長(zhǎng)指標(biāo)（ΔH、ΔDBH）與O3吸收狀況（FO3、W）相關(guān)性最高，其次是光合指標(biāo)（Pn、WUE、Et、Gs、Ci）與生長(zhǎng)指標(biāo)（ΔH、ΔDBH）和氣孔特性（K、M、S），部分生理指標(biāo)（L、Fv/Fm）與光合（Pn、WUE、Et、Gs、Ci）和氣孔（K、M、S）的相關(guān)性相對(duì)較弱。

3）O3與白皮松植物功能性狀間關(guān)系密切，相比NF 濃度，NF40 濃度下白皮松白皮松生長(zhǎng)（ΔH、ΔDBH）和O3吸收（W和FO3），以及氣孔密度（M）和部分的光合能力（Pn、Gs）指標(biāo)明顯下降；相比NF40 濃度，NF80 濃度下白皮松生理特性（Fv/Fm、L）、氣孔特性（K、S）和部分光和特性（WUE、Et、Ci）產(chǎn)生更明顯的差異。

4）在試驗(yàn)期間，即使是在NF80 濃度下白皮松也并未停止生長(zhǎng)，也并沒有出現(xiàn)氣孔反應(yīng)延遲或失調(diào)等情況，說明其在O3脅迫的條件下，仍能通過調(diào)整葉功能性狀維持著自身生長(zhǎng)與體內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的平衡，也初步證明它有一定的抗O3能力。