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酸雨对三峡库区4种植物幼苗光合生理及根际土壤的影响

2022-04-06刘安芳王云琦王玉杰裴承敏李信莉

西北植物学报 2022年2期
关键词:青冈酸雨马尾松

杨 凤,刘安芳,王云琦*,王玉杰,裴承敏,李信莉

(1 北京林业大学 水土保持学院,重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站,北京 100083;2 北京林业大学 水土保持学院,重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站,北京 100083;3 云南省滇中引水工程建设管理局玉溪分局 云南玉溪 653100;4 广西壮族自治区水利科学研究院,南宁 530023;5 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室 北京 100875)

酸雨是一个全球性的问题,全球各地都受到了不同程度的影响。酸雨对于环境的影响是缓慢的,更是持续性的。中国是继欧洲和北美之后的第三大酸雨污染区[1-2]。近年来中国南部地区降雨pH平均值通常低于4.6,甚至出现pH值为3.6的极端情况[3-4]。重庆市是中国南部地区酸雨危害严重地区之一,根据重庆市生态环境局的资料显示,重庆市自2001-2017年酸雨情况虽然有好转趋势,但问题仍然存在,酸雨频率依旧很高,再加上现在能源的调整和交通的发展,空气中SO2的排放量虽得到有效控制,但汽车尾气中NOX气体排放量在逐年上升,导致酸雨中的氮硫比逐年上升,所以酸雨类型由原来的硫酸型向混合型和硝酸型酸雨发生转变[5-7]。类型转变后酸雨中的氮含量增加可能会改变植物的生长环境,进而会影响陆地植物生态系统。

酸雨能够直接作用于植物叶表面,破坏叶表皮细胞,损伤叶结构,从而降低叶绿素含量和光合效率[8-9]。酸雨也会使土壤的理化性质发生变化,影响植物的根从土壤中吸收水分和养分,抑制植物的生长发育,加剧植物病虫害,加速叶片枯黄脱落,从而导致陆地生态系统严重退化[10-12]。有研究表明,酸雨会影响植物的光合作用,植物的光合能力随胁迫程度的增加而降低[13-14]。研究人员使用土壤pH、阳离子交换能力、交换性H+、Al3+和交换性Na+、K+、Ca2+、Mg2+这些化学指标来评估土壤酸化情况[15-16]。有学者发现,酸性森林土壤中交换性Ca2+和Mg2+减少[17]。目前关于酸雨对植物生长影响的研究中,多数为不同浓度的硫酸型酸雨对单一树种的影响[18-19],或者是在不同浓度硫酸型酸雨作用下多种植物生长情况的对比[20-22]。那么,在硫氮比发生改变的酸雨作用下植物本身及其根际土壤的响应是否会出现相似结果,还是发生截然不同的反应?这都值得我们去探究。

三峡库区是中国重要的森林生态系统,位于中国西南酸雨区,正面临着酸雨频率加快和酸雨类型转变的问题,而目前关于酸雨对三峡库区植物生长影响的研究处于模糊阶段,探究三峡库区植被对酸雨的缓冲性能很有必要。杉木(Cunninghamialanceolata)、马尾松(Pinusmassoniana)、毛竹(Phyllostachysedulis)和青冈(Cyclobalanopsisglauca)是三峡库区水源涵养林的主要树种,其中毛竹主要是以纯林的形式分布,青冈是常绿阔叶林的重要组成树种,马尾松和杉木是针叶林的主要树种,有较高的生态经济社会价值,它们对三峡库区的水源涵养起到重要作用,并且在三峡库区广泛分布。本研究中选取了以上三峡库区4种典型树种进行盆栽模拟试验,旨在找出对不同类型和浓度酸雨具有较好缓冲性能的树种以及确定严重影响植物生长的酸雨浓度及类型,为酸雨转型区的植被建设与土壤酸化修复提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 实验方法

本研究材料为三峡库区典型树种杉木、马尾松、毛竹和青冈,在重庆市北碚区植物苗圃购买同一批次长势相近且生长状态良好的两年生杉木、马尾松、毛竹和青冈幼苗,于2018年3月移栽于塑料花盆中(直径35 cm,高度24 cm)。杉木、马尾松、毛竹和青冈试验苗平均株高分别为126.28、105.51、135.24和45.32 cm,平均地径分别为14.38、12.67、4.78和15.26 mm。试验土壤选取缙云山上的黄壤,其pH为5.5,有机质含量为35.3 g·kg-1,阳离子交换能力为13.7 cmol·kg-1,碱饱和度为50%。幼苗移栽后进行2个月的缓苗,在缓苗期间用蒸馏水进行浇灌且不施肥,只除杂草;缓苗期过后将盆栽幼苗进行不同处理区域分组,从2018年5月至8月进行共4个月的喷酸处理,配制硫酸(sulfuric acid rain, SAR)、硝酸(nitric acid rain,NAR)和混合酸(mixed acid rain,MAR)3种类型的酸雨处理液,每种酸处理液各设置3个浓度水平(pH分别为4.5、3.5和2.5),另设共同对照组(pH为5.7),共组成10个处理。每个处理进行3个重复,每个重复1盆,4种树各需要30盆苗木。具体实验处理设置如图1所示。

1.2 测定指标及方法

1.2.1 光响应曲线利用Li-6400便携式光合测定仪(Li-COR)于2018年9月进行光合-光响应曲线测定,同时配套使用6400-07针叶叶室测针叶树种。测定时,光合有效辐射强度设置1 500、1 200、1 000、800、600、400、200、150、100、50、20和0 μmol·m-2·s-112个梯度,叶室温度为25 ℃,CO2浓度设置为400 μmol·mol-1,气体流量为500 μmol·s-1,相对湿度为50%。在测量前一天晚上给苗木浇足水分,第2天早上8:00-11:00进行测量,每个处理均取3株健康植株,每株选主梢上相似且成熟健康的叶片,针叶需并排压在叶室内,主要观测植物叶片的净光合速率变化情况。

1.2.2 叶绿素含量酸雨处理结束后,于2018年9月取植物叶片鲜样,将新鲜叶片擦净组织表面污物后去掉中脉剪碎,称取0.5 g放入研钵中加纯丙酮在室温下暗处浸提后提取叶绿素,在可见光分光光度计下比色,测定663 和645 nm波长处的吸光值。分别按舒展等[25]的方法计算出叶绿素a、叶绿素b 及叶绿素a+b的含量。

1.2.3 株高增长量种植时在离地面1 cm处的幼苗主干上用油漆画线作为测量株高的基线,实验在最后一场酸雨处理结束后于2018年9月利用卷尺测量试验苗株高,按照公式计算株高增长量和抑制率。

株高增长量=处理后的株高— 处理前的株高;

抑制率=(对照组株高增长量—处理组株高增长量)/对照组株高增长量×100%。

1.2.4 根际土壤 pH 和盐基离子含量地上部分的指标测定结束后,采用抖落法收集根际土[26],采集到的土样通过2 mm的网孔进行筛分装袋备用分析。采用国家相关行业标准测定土壤的pH值(NY/T 1377-2007,pH 计)、交换性钠、钾含量(LY/T 1246-1999,火焰光度计)和交换性钙、镁含量(NY/T 1246-1999,原子吸收分光光度计),且所有指标在2018年9月15日之前测定结束。

1.3 数据分析

采用Excel对植物株高生长量变化和根际土壤交换性盐基离子含量进行统计分析,再利用 Origin2018做相关指标变化图,如植物净光合速率、叶绿素含量和土壤pH值变化等。

同时,采用隶属度函数法对4种树种抗酸性进行综合评价,函数值值越大,说明对酸雨类型的耐受性越强。各指标的计算公式如下:

Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (正相关)

Uij=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (负相关)

Uij为酸雨耐受性值;i代表了树种;j表示指标;Xij表示i树种j指标的值;Xjmax为4个品种中j指标的最大值;Xjmin代表4个品种中j指标的最小值。

2 结果与分析

2.1 酸雨类型和浓度对植物幼苗光合-光响应曲线的影响

首先,在不同浓度硫酸型酸雨作用下,4种植物幼苗净光合速率随光照强度的变化趋势(光合-光响应曲线)如图2,A-D所示,随光照强度增大先呈上升趋势,当达到最大值后趋于平缓或者略有下降。其中,当PAR≤200 μmol·m-2·s-1时,4种植物幼苗净光合速率在不同类型及不同浓度酸雨胁迫下均迅速升高;当PAR>200 μmol·m-2·s-1时,各植物幼苗净光合速率的上升趋势均较为平缓;PAR≥400 μmol·m-2·s-1时,幼苗净光合速率趋于稳定状态,且在不同浓度及类型酸雨处理下净光合速率有显著差异,说明此时的光照强度不再是制约植物净光合速率的唯一条件,酸雨对植物的影响不容忽视。与对照(pH 5.7)相比,pH值为4.5的硫酸型酸雨胁迫(S4.5)对4种植物的净光合速率均有促进作用,但随着酸雨浓度的增加,酸雨胁迫植物净光合速率明显减小,光合作用受到明显抑制,S2.5处理抑制作用最大。相比较而言,4种参试植物中毛竹受酸雨的影响最明显,净光合速率在各浓度酸雨胁迫下的变化幅度最大(图2,C);在硫酸型酸雨胁迫下,4种植物的抗酸性能大小表现为马尾松>杉木>青冈>毛竹。

其次,混合型酸雨胁迫也显著抑制马尾松幼苗的净光合速率,浓度越高抑制作用越大(图3,B),这可能与N元素的输入有关。毛竹和青冈幼苗的净光合速率在pH 4.5的混合型酸雨胁迫下均得到明显促进,且毛竹受到的促进作用更明显;但随着混合型酸雨浓度的继续升高,青冈幼苗的净光合速率明显受到抑制,而毛竹在M3.5处理下仍受到促进(图3,C、D)。杉木幼苗的净光合速率受混合型酸雨影响不显著(图3,A)。混合型酸雨对4种植物幼苗的净光合速率的影响表现为青冈>毛竹>马尾松>杉木。

再次,在pH 4.5硝酸型酸雨胁迫下,4种植物幼苗的净光合速率均得到不同程度促进,且杉木和毛竹表现得更明显,青冈幼苗次之(图4,A-D);在pH 3.5酸雨胁迫下,马尾松和杉木幼苗的净光合速率仍均受到明显的促进,且杉木较为显著,毛竹受到明显抑制;当pH值为2.5时,马尾松和毛竹的净光合速率受到强烈抑制,其余植物也受到不同程度抑制。4种植物间相比较,幼苗净光合速率对硝酸型酸雨胁迫的敏感性表现为毛竹>马尾松>杉木>青冈。

综上分析得知,4种植物幼苗的净光合速率随酸雨浓度的增大而减小,不同类型酸雨的影响程度也不同,说明酸雨对植物幼苗净光合速率产生影响不仅仅是酸雨浓度上的变化,还与酸雨类型及植物种类有关,因此在研究酸雨对植物光合的影响中还应考虑酸雨类型的影响。

2.2 酸雨类型和浓度对植物幼苗叶绿素含量的影响

图5显示,在不同类型酸雨胁迫下,4种植物幼苗叶绿素含量均随酸雨浓度的增大而下降,且浓度越高下降的幅度越大,各植物叶绿素含量基本表现为pH 4.5>pH 3.5>pH 2.5;在相同酸雨浓度下,不同酸雨类型对树种的影响有所差异,各植物叶绿素含量基本表现为NAR(硝酸型酸雨)>MAR(混合型酸雨)>SAR(硫酸型酸雨);各植物叶绿素含量整体上是随着酸雨中NO3-浓度的增加而增加, NAR酸雨处理相比SAR和MAR酸雨处理对4种树种的抑制作用最小。另外,pH 4.5的NAR酸雨处理对杉木、毛竹和青冈叶绿素含量表现出了不同程度的促进作用,分别比对照提高了29.83%、7.36%和1.86%,这可能与N元素添加有关;pH 2.5的SAR处理对4种树种叶绿素的合成具有较强的阻碍作用,对杉木、马尾松、毛竹和青冈叶绿素含量的抑制率依次为42.77%、59.21%、53.34%和57.28%。以上结果说明低浓度酸雨胁迫能够一定程度上促进植物叶绿素的合成,但随着酸雨浓度的增大叶绿素含量总体呈下降趋势,且不同类型酸雨抑制作用强度不同,酸雨浓度越高其抑制率越大;从不同类型酸雨影响叶绿素含量变化来看,N元素的添加可能是影响植物叶绿素合成的关键因素。

2.3 酸雨类型和浓度对植物幼苗株高生长的影响

表1显示,4种植物株高增长量均表现出随酸雨浓度的增大而下降的一致变化趋势,且浓度越大抑制率越强,且不同树种对不同酸雨的响应特征不同。首先,毛竹株高增长量在pH 4.5的各类型酸雨处理下均得到促进,促进率在21.24%~77.68%之间,并以SAR处理促进作用最大,NAR处理次之,即毛竹对此浓度的各类酸雨均具有明显抗性;当pH值从4.5降低到3.5时,毛竹株高增长量在SAR处理下仍有21.63%的促进率,而在NAR和MAR处理下毛竹生长已受到强烈抑制;当pH值为2.5时,毛竹生长受到各类酸雨的强烈抑制,抑制率以MAR处理最高(63.91%),SAR处理最低(36.09%);说明各类酸雨对毛竹株高增长量产生抑制作用的阈值为pH 3.5~4.5,毛竹对3种类型酸雨处理的抗性大小表现为SAR>NAR>MAR。其次,杉木的株高生长在pH值为4.5的SAR和NAR酸雨处理下得到明显促进,促进率分别为51.57%和12.52%,而在pH值为4.5的MAR处理下受到明显抑制;其株高生长在pH值为3.5和2.5的各类酸雨处理下均受到抑制,且酸雨浓度越高株高增长量受抑制越明显,抑制率在17.16%~55.46%之间;相比之下,杉木株高生长对硫酸型酸雨浓度变化最敏感。再次,马尾松株高生长在pH值为4.5和3.5的MAR酸雨处理下得到一定的促进,在其余浓度的各类型酸雨胁迫下均受到明显抑制,并以NAR酸雨抑制作用最重(21.92%~61.97%),SAR酸雨次之(34.77%~53.49%),MAR酸雨最轻。说明马尾松对MAR酸雨具有明显抗性,这可能是少量N元素添加对植物株高生长有促进作用;相同pH值下不同类型酸雨的抑制强度具有明显差异,即酸雨类型的转变对马尾松生长具有显著影响,抑制作用具体表现为NAR>SAR>MAR。此外,青冈株高生长在pH值为4.5的各类酸雨处理下稍有促进或抑制,而在pH≤3.5的各类酸雨处理下均明显受到严重抑制,抑制率在37.19%~65.11%之间,并以SAR酸雨抑制强度最重。说明青冈生长对不同类型酸雨都有一定的耐受性,它不仅受酸雨浓度的影响,还受酸雨类型的影响,尤其是硫酸型酸雨。

表1 酸雨胁迫下4种植物株高生长量变化

2.4 酸雨类型和浓度对植物幼苗根际土壤pH的影响

经酸雨淋溶的土壤pH值的大小在一定程度上反映了土壤缓冲能力的强弱。图6显示,各植物幼苗根际土壤pH值的大小均随各类型酸雨浓度的增大呈逐渐下降的趋势。其中,马尾松是4种植物中根际土壤受酸雨影响最小的,其pH值均大于5,可能是马尾松地上部分的截留作用减少了进入到土壤中的酸雨量;同时,在pH值为4.5的SAR和MAR酸雨处理下,马尾松土壤pH值大于对照组(pH=5.7)及未经过处理的土壤pH值(pH=5.5),可能是低浓度酸雨激发土壤释放出大量盐基离子中和酸根离子,说明马尾松对酸雨具有一定的缓冲能力。杉木幼苗根际土壤pH值只有在pH 2.5的SAR和 NAR酸雨处理下小于5,在其他浓度各类型酸雨处理下均大于5。毛竹幼苗根际土壤pH值只有在pH 4.5的各类型酸雨处理下大于5,在pH≤3.5各类型酸雨处理下均降低且小于5,说明pH 3.5~4.5可能是影响毛竹根际土壤pH的一个酸雨酸度阈值。青冈对NAR酸雨表现出明显的抗性,在NAR酸雨处理下,4种树种中青冈幼苗根际土壤pH值最大且大于未处理过的土壤pH值;青冈幼苗根际土壤pH值在pH≤3.5的MAR和SAR酸雨处理下均降低且小于5,在pH 4.5的MAR和SAR酸雨处理下均大于5。不同类型酸雨对不同植物根际土壤的酸化强度不同,马尾松、杉木、毛竹和青冈分别表现为NAR>MAR>SAR、NAR>SAR>MAR、MAR>SAR>NAR和SAR>MAR>NAR,这说明土壤的酸碱平衡不仅受酸雨浓度和类型的影响,还与植物类型有关,不同植物根际土壤对酸雨的缓冲能力不同。

2.5 酸雨类型和浓度对植物幼苗根际土壤中交换性盐基离子含量的影响

土壤中交换性盐基离子对酸具有缓冲作用,为了提高抗酸性,矿物风化释放出阳离子来中和酸雨中的酸根离子,从而减轻酸雨的毒害,间接提高植物的抗性[11]。从表2中可知,在3种类型酸雨作用下,4种植物根际土壤盐基离子对模拟酸雨敏感性顺序为Ca2+> Mg2+> Na+> K+,这表明 Ca2+在对抗酸雨缓冲中起着最主要作用。在不同类型、浓度酸雨作用下,植物根际土壤中盐基离子的含量变化有明显差异,但也表现出相同规律。其中,盐基离子释放总量在pH 4.5酸雨处理下相对较高,但随着酸雨浓度的增大而不断衰减;Ca2+含量也随酸雨浓度的增大而减少,而不同植物减少程度不同,且不同类型酸雨处理也表现出不一样的变化,同一浓度不同酸雨处理下的盐基离子含量也不一样,主要表现为:硫酸型酸雨胁迫下杉木、马尾松、毛竹和青冈根际土壤盐基离子总量比对照组分别下降14.83%~25.75%(pH 4.5处理下表现为增加14.05%)、15.80%~31.61%、36.50%~45.50%、6.54%~39.35%;混合型酸雨胁迫下杉木、马尾松、毛竹和青冈根际土壤盐基离子总量比对照组分别下降5.69%~33.33%、20.69%~103.47%、27.10%~35.89%、42.22%~57.51%(pH 4.5处理下表现为增加5.23%);硝酸型酸雨胁迫下杉木、马尾松、毛竹和青冈根际土壤盐基离子总量比对照组分别下降4.35%~27.20%、26.05%~38.54%、20.14%~45.06%、16.26%~35.69%(pH 4.5处理下表现为增加1.57%);说明毛竹根际土壤对3种类型酸雨的缓冲能力最小,其次是青冈;马尾松对混合型酸雨的缓冲能力小于硫酸型和硝酸型;酸雨胁迫下杉木根际土壤能够有效释放出阳离子从而提高土壤的抗酸能力。

表2 酸雨胁迫下植物根际土壤交换性盐基离子含量

2.6 各植物抗酸能力隶属度函数值综合评价

酸雨会直接或间接影响植物的生长,植物光合生理生化各项指标对酸雨的响应不尽相同,植物的抗酸能力也是由多个因素共同作用的复杂过程,运用隶属度函数法对模拟酸雨下4种树种的各项指标进行定量转化,以平均隶属度函数值进行抗酸能力的综合评价,平均隶属度函数值越大,说明树种的抗性越强。由表3可知,杉木、马尾松、毛竹、青冈的平均隶属度值在硫酸型酸雨胁迫下分别为0.826、0.646、0.469和0.255,在混合型酸雨胁迫下分别为0.802、0.636、0.727和0.198,在硝酸型酸雨胁迫下分别为0.562、0.421、0.652和0.492。可见,不同酸雨类型作用下,各植物受到的影响不同,综合考虑各项指标发现,杉木对硫酸型和混合型酸雨的抗性最强,而毛竹耐受硝酸型及混合型酸雨,青冈相比其他3种树种对酸雨的抗性最弱。

表3 酸雨胁迫下各指标的隶属函数值和综合评判结果

3 讨 论

3.1 模拟酸雨对植物的直接影响

本研究发现各植物叶绿素含量随酸雨浓度的增大而呈下降趋势,且酸雨浓度越高,叶绿素含量急剧降低,叶绿素对酸雨敏感类型主要表现为硫酸型酸雨>混合型酸雨>硝酸型酸雨,且不同树种有所差异。此结果说明在酸雨胁迫下,叶绿素的合成会受到不同程度的影响,不同类型酸雨阻碍叶绿素合成的程度不同[27-29]。此结果与黄建昌[30]等模拟酸雨对6种园林植物叶绿素含量的影响研究以及齐泽民[9]对杜仲(Eucommiaulmoides)的酸雨模拟实验研究结果一致;而张维娜关于紫茎泽兰的研究表明pH 5.0至pH 4.0的酸雨处理使叶绿素含量下降,而在pH 3.0时则显著增加[31]。这可能与选取的植物叶片的结构和质地以及配置的模拟酸雨类型不同有关。

前人的研究表明,不同植物的生理特性对酸雨胁迫的响应不一样[6,9],金清的研究也发现酸雨对甜槠和杉木幼苗的株高影响不显著,但是在一定程度上促进了马尾松幼苗的株高[22]。本研究发现,低浓度酸雨处理能够促进植物的株高增长,但随着酸雨强度的增大,酸雨对株高增长呈现出抑制作用,且不同类型的酸雨对植物的抑制程度不一样,主要表现为马尾松受NAR酸雨抑制最强,而MAR则显著促进其株高增长;NAR和MAR对杉木的影响比SAR小;低浓度酸雨能够促进毛竹株高生长,且在SAR酸雨环境下表现最为明显。

3.2 模拟酸雨对植物生长的间接影响

酸雨能够改变土壤的理化性质,从而导致植物的生理生化状态发生改变,最终影响植物生长。土壤对酸雨具有一定的缓冲能力,其大小是影响林木对酸沉降敏感性和抗性的因素,可通过土壤 pH值、交换性盐基离子含量、有机质含量等来反映[11]。在土壤酸化过程中,酸雨胁迫对土壤pH值变化有显著影响[35]。有研究[36]表明,酸雨会显著降低土壤pH值,也有研究指出由于土壤本身具有一定的缓冲能力,短期外源酸或低浓度酸处理不会使土壤发生明显变化,在高浓度pH 2.5的酸雨处理下土壤pH值才会显著降低[37-38]。本研究发现植物根际土壤pH值随酸雨浓度的增大而下降,但下降趋势不大,反而在pH 4.5酸雨处理下根际土壤pH值比对照组还要高,这可能是酸雨处理初期,土壤为抵抗酸雨而释放出大量交换性阳离子与酸雨中的酸根离子结合,从而提高其抗酸性;本研究的4种植物中马尾松根际土壤对酸雨的缓冲性能最好,其次是杉木,再次是青冈和毛竹。

同时,土壤pH值能够反映土壤中离子含量,而土壤阳离子K+、Ca2+、Mg2+、Na+的释放决定了土壤缓冲能力的强弱。土壤酸化会淋溶土壤中的盐基离子,降低盐基饱和度,毒害Al3+含量也随酸雨浓度增大而增加,从而使土壤的缓冲能力下降[39]。本研究发现在3种类型酸雨胁迫下植物根际土壤Ca2+含量随酸雨浓度的增大而显著减少,而K+、Mg2+、Na+含量变化量很小,说明根际土壤在对酸雨起缓冲作用过程中Ca2+发挥着主要作用[40]。另外,高浓度酸雨对毛竹生长具有较强烈的伤害,青冈生长也受到一定程度的影响,杉木的抗酸能力最强,而马尾松较适合生长于SAR酸雨环境下。

综合上述指标分析可知,本研究中4种树种对不同浓度及类型酸雨的耐酸程度存在明显差异;因此对酸雨严重受灾地区进行造林树种的选择时可首先考虑酸雨耐受性强的杉木,而在酸雨转型地区的植被建设中可能需要再考虑马尾松对不同类型酸雨的抗性能力。值得注意的是,本研究进行盆栽实验处理是为了试验方便处理的均匀和一致性,这种处理结果的重复性相对较好,但并不能等同于实际野外的酸雨对植物幼苗的影响,只能作为了解不同酸雨对植物幼苗生长影响的参考依据。

4 结 论

本研究对马尾松、杉木、青冈和毛竹进行了盆栽模拟酸雨喷洒试验,以确定影响植物幼苗生长的酸雨类型及强度。主要得出以下结论:(1)酸雨强度对植物净光合速率、叶绿素含量、株高增长、土壤pH值和交换性盐基离子含量有抑制作用且不同树种对不同类型酸雨的响应不同。(2)杉木对硫酸型、混合型和硝酸型这3种类型酸雨的抗性相对其他3种树种要强;马尾松对硝酸型酸雨最敏感,且受胁迫的pH阈值为2.5~3.5,但对硫酸型酸雨表现出明显的抗性;毛竹抵抗硝酸型酸雨能力强于硫酸型和混合型两种酸雨;青冈对硝酸型酸雨的抵抗力强于其他2种酸雨,且是这4种树种中抗酸能力最弱的树种;毛竹、杉木及青冈受酸雨胁迫的pH阈值为3.5~4.5;综合比较而言,这4种植物对酸雨的抵抗能力大小为杉木>毛竹>马尾松>青冈。(3)比较4种植物在不同浓度和不同类型酸雨作用下的光合生理及土壤pH等指标发现,杉木对酸雨的耐受力最强,在3种类型酸雨胁迫下各指标的变化幅度最小,且平均隶属度值较高;青冈的抗酸能力最差。因此,在面临酸雨胁迫问题时,首先考虑杉木的耐受性及毛竹的抗酸性,在酸雨转型区还需要考虑马尾松对混合型和硝酸型酸雨的敏感性。

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