大气污染物主要通过气孔进入叶片并溶解在叶汁液中,通过一系列的生物化学反应对植物产生毒害,故植物受害症状一般首先出现在叶片。如O3(光化学烟雾的主要成分)主要破坏栅栏组织细胞壁和表皮细胞,使叶片失绿,叶表出现褐色、红棕色或白色斑点。
还有SO2从气孔扩散至叶肉组织,进入细胞后和水反应,形成H2SO3和H2SO3-,从而对叶肉组织造成破坏,使叶片水分减少,叶绿素a/b值变小,糖类和氨基酸减少,叶片失绿,严重时叶片逐渐枯焦甚至死亡。SO2浓度为0.3μL/L时植物会受伤害。
Cl2及HCl毒性较大,空气中的最高允许浓度为0.03μL/L。而固体颗粒物布满叶片、堵塞气孔,妨碍光合作用、呼吸作用和蒸腾作用,从而危害植物,如在一些污染严重的地方道路两侧的行道树、工矿企业附近的树林。
尘埃中的有毒物质还可溶解渗透进入植物体,产生毒害。当然,大气污染物对园林植物的伤害取决于污染物的种类、浓度和持续时间,也称为剂量(dosage),刚好使园林植物受害的剂量称为临界剂量(critical dosage)。对于同一种污染而言,浓度越大,作用时间越长,受害也越严重。
(一)主要的大气污染物及其对植物的危害
大气污染物主要有SO2、NOx、氟化物、O3、Cl2、HCl等物质,对植物影响较大的是SO2和氟化物;Cl2、HCl等虽会对植物产生毒害,但一般是由事故性泄漏引起的,并不常见且危害范围较小;NOx毒性较小。
1. 硫氧化物
主要指SO2,部分是SO3。在气体污染物中,SO2在城市中分布很广、影响较大,主要来自燃煤。在稳定的天气条件下,SO2聚集于低空,与水生成H2SO3,当它氧化为SO3时毒性更大。空气中的SO2与水汽结合,形成硫酸,以降水形式降落到地面,使雨水pH值小于5.6形成酸雨。全球许多地方发生酸雨使森林大面积死亡。
植物受害症状表现为叶片褪绿,变成黄白色。叶脉间出现黄白色点状“烟斑”,轻者只在叶背气孔附近,重者从叶背到叶面均出现。随着时间推移,烟斑由点扩展成面。危害严重时,叶片萎蔫,叶脉褪色变白,植株萎蔫、死亡。植株受害的顺序先期是叶片受害,然后是叶柄受害,后期为整个植株受害。在一定浓度的SO2范围内,叶片的受害与叶龄有关。其受害的先后顺序是成熟叶、老叶、幼叶。这是因为幼叶的抗性最强,成熟叶最敏感,老叶介于二者之间。
对SO2反应敏感的植物,其受害程度也较严重,这些植物有棉、大豆、向日葵、南瓜、大麦、小麦、梨、落叶松等,而黄瓜、马铃薯、玉米、洋葱、柑橘等对SO2有较强的抗性。但一般而言,当大气中SO2超过0.3mol/L时,植物即表现出受害症状,不同剂量对不同植物的伤害有别。
2. NOx
NOx对植物的毒性较其他大气污染物要弱,一般不会产生急性伤害,而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑,逐渐坏死,而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点,逐步扩展到整个叶片。对氮氧化物敏感的植物有扁豆、番茄、莴苣、芥菜、烟草、向日葵等;抗性植物有柑橘、黑麦等。
3. 氟化物
F是卤素中化学性质最活泼的元素,生物很容易被其伤害。HF被叶表面吸收后,经薄壁细胞间隙进入导管,并随蒸腾流到达叶的边缘和尖端,由于卤素的特殊活泼性使叶片部位的叶绿素和各种酶遭到损害,因而使光合作用长时间地受到抑制,或使磷酸化酶、烯醇化酶和淀粉酵钝化。HF对叶的损害首先出现在尖端和边缘。通常受害部位呈棕黄色,呈带状或环带状分布,然后逐渐向中间扩展。当受害严重时,整个叶片枯焦脱落。
正在伸展的幼嫩叶最易受害,氟化物对花粉管伸长有抑制作用,影响植物生长发育。对氟化物较敏感的植物有唐菖蒲、杏、李、梅、荞麦、番茄、玉米及柑橘类等,而榆、梨、苹果、玫瑰、苜蓿、棉花以及豆类作物和蔬菜等对氟化物有较强的抵抗力。
4. O3
O3对植物的生长发育和生理功能的影响也较大,表现在抑制植物根、茎的发育和生长上,而且能抑制花粉的发芽。据 道,在美国,O3对大多数农作物及森林树种的危害比其他空气污染物都大,随着石油、汽车工业的发展,其对植物的危害将会日益增加。
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