植物对空气污染的反应

目录

序

1．绪论

2．二氧化硫

3．臭氧

4．氟化物

5．硝酸过氧化乙酰

6．氯的氧化物

7．颗粒物

8．植物对混合污染物的反应

9．空气污染对植物超微结构的影响

10．空气污染物对森林的影

11．空气污染物对地衣和苔藓的影响

12．空气污染物与植被覆盖的相互作用

13．空气污染物与植物病害的相互作用

14．空气污染物与农业实践的相互作用

译后记

内容索引

植物拉丁名索引 2100433B

本书叙述了大气污染与植被和农业的相互关系，并以高等植物为主，较详细地叙述了从亚细胞水平到整个生态系统的反应。本书还分章论述了污染物对森林、苔醉和地衣的影响以及六种污染物(二氧化硫、矣氧1氟化物、硝酸过氧化酸、氧化氮和颗粒物)、混合污染对植物的影响。

本书的特点是以植物生理、生化机制来阐明植物对空气污染的反应。本书可供植物、农林及环境保护等专业工作者和大专院校师生参考。

空气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中，因为叶子含有整棵植物的构造机理。最常遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。

空气中含SO₂过高，对叶子的危害首先是对叶肉的海绵状软组织部分，其次是对栅栏细胞部分。侵蚀开始时，叶子出现水浸透现象，干燥后，受影响的叶面部分呈漂白色或乳白色。如果SO₂的浓度为(0.3～0.5)X 10^-6，并持续几天后，就会对敏感性植物产生慢性损害。SO₂直接进入气孔，叶肉中的植物细胞使其转化为亚硫酸盐，再转化成硫酸盐。当过量的SO₂存在时，植物细胞就不能尽快地把亚硫酸盐转化成硫酸盐，并开始破坏细胞结构。菠菜、莴苣和其他叶状蔬菜对SO₂最为敏感，棉花和苜蓿也都很敏感。松针也受其影响，不论叶尖或是整片针叶都会变成褐色，并且很脆弱。

20世纪50年代后期，臭氧对植物的损害才引起人们的注意。臭氧首先侵袭叶肉中的栅栏细胞区。叶子的细胞结构瓦解，叶子表面出现浅黄色或棕红色斑点。针叶树的叶尖变成棕色，而且坏死。菠菜、斑豆、西红柿和白松显得特别敏感。在某些森林中的很多松树，似乎由于长期暴露在光化学氧化剂中而濒于死亡。据估计，损害阈值约为0.03×10^-6，暴露时间为4 h。上述植物在0.1×10^-6或更低的浓度中暴露1～8 h，也曾出现受害情况。苜蓿在浓度0.06×10^-6的臭氧中暴露3～4 h，会受到损害。臭氧还阻碍柠檬的生长。

过氧乙酰硝酸酯(PAN)侵害叶子气孔周围空间的海绵状薄壁细胞。可以窥见的主要影响是叶子的下部变成银白色或古铜色。虽然牵牛花在浓度0.005X 10^-6中暴露8 h，就会受到影响。但是，有害的阈值估计为0.01×10^-6，暴露时间为6 h。以成熟状况看，幼叶是最敏感的。

氟化氢对植物是一种累积性毒物。即使暴露在极低的浓度中，植物也会最终把氟化物累积到足以损害其叶子组织的程度。最早出现的影响表现为叶尖和叶边呈烧焦状。显然，氟化物通过气孔进入叶子，然后被正常的流动水分带向叶尖和叶边，最后使内部细胞遭受破坏。当细胞被破坏变干时，受害部分就由深棕色变成棕褐色。桃树、葡萄藤和糖菖蒲等对氟化物十分敏感，超过4至5个星期暴露期的损害阈值低至0.1×10^-9。氟化氢的浓度接近1 X 10^-9时，就值得我们重视了。

在普通碳氢化合物中，乙烯是唯一的在已知环境水平下就能引起植物遭受损害的物质。浓度为(0.001～0.5)X 10^-6的乙烯，曾使敏感的植物受到损害。乙烯对植物的影响包括，使花朵凋落和叶子不能很好地舒展。已证实它对兰花和棉花有害。在乙烯下暴露6 h的损害总阈值为0.05 X 10^-6。

其他气体和蒸气，如氯化氢、氯、硫化氢和氨，比别的气体更能引起叶子组织剧烈瓦解。有关文献中列举了200种植物对13种不同污染物的敏感性。

关于颗粒物对植物的总影响还了解得很少。然而，人们已观察到几种特定物质所引起的损害作用。含氟化物的颗粒物能引起某些植物损害。降落在农田上的氧化镁，曾使农作物生长不良。动物误食沾有有毒颗粒物的植物时，健康会受到损害。这些有毒化合物会被吸收进植物组织，或成为植物表面污染而存在下去。

植物对大气污染的抗性大致分为三种类型：

植物对大气污染的抗性形态解剖学抗性

植物具有某些形态解剖学特征，可阻止或减少有害气体进入体内，避免有害气体的侵袭（图1，图2，图3）。

植物对大气污染的抗性生理学抗性

大气中有害物质通过气孔进入植物体后，植物通过生理生化过程对有害物质进行同化降解;或通过根系叶片等器官把它们排出体外；或积累于某些器官中。植物对积累于体内的有害物质在一定数量范围具有忍耐能力。

植物对大气污染的抗性生物学抗性

有些植物重新萌发的能力很强，受到大气污染侵袭时，虽然产生受害症状，如芽枯死、叶片退绿、坏死或脱落，但短期内便能重新萌生新芽新叶，很快恢复生长。2100433B

空气污染对能见度的长期影响相对较小。但是，如果大气污染对气候产生大规模影响，则其结果肯定是极为严重的。已被证实的全球性影响有，CO₂等温室气体引起的温室效应以及SO₂、NO_x排放产生的酸雨等。除此之外，在较低大气层中的悬浮颗粒物形成水蒸气的“凝结核”，当大气中水蒸气达到饱和时，就会发生凝结现象。在较高的温度下，凝结成液态小水滴；而在温度很低时，则会形成冰晶。这种“凝结核”作用有可能导致降水的增加或减少。对特殊情况的研究尚未取得一致结果，一些研究证明降水将增加，例如颗粒物浓度高的城区和工业区的降雨量明显大于其周围相对清洁区的降雨量，通过云催化造成的冰核少量增加来进行人工降雨等。另有一些研究表明降水会减少。

一些研究者认为，那些伴随着大规模气团停滞的大范围的霾层，可能也会有一些气候意义。由于太阳辐射的散射损失和吸收损失，大气气溶胶粒子会导致太阳辐射强度的降低。计算表明，在受影响的气团区域，辐射一散射损失可能会致使气温降低1℃。虽然这是一种区域性影响，但它在很大的地区内起作用，以致具有某种全球性影响。