坪用白三叶(Trifolium repens)对高浓度臭氧的生理生态响应

Ecophysiological responses of turf-type white clover (Trifolium repens) to elevated O3 concentration

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摘要随着城市化和工业化的发展,近地面大气O3浓度不断升高,威胁着人类健康和植物生长,已引起人们的广泛关注.本实验以我国北方常见草坪植物白三叶(Trifolium repens)为研究对象,通过开顶箱(OTCs)模拟实验,研究了不同O3浓度(CK,约40nmol·mo1-1及80和160 nmol·mo1-1)下白三叶叶片生理生态指标的变化规律.结果表明:(1)短期(7 d)内O3浓度的增加使白三叶叶片出现明显可见伤害症状,叶片色素含量显著降低,超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量显著升高,抗氧化酶活性显著增强(P＜0.05).(2)O3浓度升高抑制了白三叶的生长,特别是其根系的生长.80和160 nmol·mol-1 O3熏蒸(14 d)使白三叶总生物量分别降低45.80％和53.12％,地下部分生物量降低61.86％和67.36％.(3) 80 nmol·mo1-1的O3促进了白三叶总酚的合成,提高其抗氧化能力,但并未能减缓其生物量的下降.而160 nmol·mol-1的O3显著抑制了白三叶抗氧化水平的提高,不仅导致其生物量极显著下降,也对其造成致命的伤害.白三叶对O3较为敏感,夏季城市近地O3浓度的升高可能会对白三叶的生长及其坪用价值造成不利的影响.

作者平琴 ^[1] 徐胜 ^[2] 李静 ^[3] 何兴元 ^[4] 陈玮 ^[4] 黄彦青 ^[4] 学术成果认领

作者单位中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049 ^[1] 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院森林生态与管理重点实验室,沈阳110016 ^[2] 北京绿京华园林工程有限公司,北京,102209 ^[3] 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳,110016 ^[4]

关键词臭氧白三叶叶绿素抗氧化酶生物量总酚 ozone white clover photosynthetic pigments antioxidant enzymes biomass total phenols

主题词臭氧(Ozone)生物量(Biomass)酚(Phenol)叶绿素(Chlorophyll)生长(Growth)

DOI 10.13292/j.1000-4890.201705.014

发布时间 2017-07-26

基金项目

国家自然科学基金项目（41675153,31270518,31170573）；中科院重点部署项目（KFZD-SW-302-01）；东北地区植物全覆盖保护计划（KFJ-1W--17）