全 文 ：夕、 沙、 声含尸、 洲叱` 夕、 声、 脚、
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利用贴梗海棠作为监测臭氧
指示植物的研究 ’
王 勋陵 陈庆诚
〔兰 州大学生物系 )
摘 要
利用贴梗海棠经过十几次臭 级 熏 气 实
验 , 较肯定地证明它是对奥筑反应敏感 的植
物 , 在监测指示大气污染上有其实用价值 。
利用植竹监测大气污染 , 一般公认是经
济 、 便利和具有理化 仪器难以取 代 的 功 能
( 如监测一段 时间内污染物的累积量 ) , 故
越来越引人注 目 , 开展了不少研究工作 , 并
在监测利用上收到明显效 果 (1 、 2 、 .3 ,) 。 我
国在生物监测工作上虽然起步较 晚 , 但也逐
渐开展过一些探索研失 , 女口利用草本植物唐
葛鹅 ( 5 ) 、 树木 (6) 和低等 植物地衣 (7) 监测氟 化
物 , 用雪松监测二氧化硫 :() 等 。 笔者也曾通
过植物症状观察 , 推断了兰州地区从未报道
过的光 化手烟 雾污染 , 在 19 7 4年的内部资料
上首次作 了报道 , 嗣后确实为仪器监测所证
实 ( 8、 。 ) 。
从上述工作来看 , 利用植物监测大气污
染确有一定的可靠性 , 尤其在监测仪器和人
员缺乏的情况下 , 采用指示植物来监测较大
范围的大气污染 , 更具有一定的现实意义 。
为了寻找一种较为理想监测臭氧的指 示
植物 , 近几年来 , 我们在对各类植物进行 臭
氧 熏气的基侧「上 , 特别注意了矣氧指示植物
的筛选 , 现 已选出了贴梗海棠植物 , 今作一
初步报导 。
一 、 实验材料和方法
贴梗 海 棠 〔c h a e n o m e l e s l a g e n a r i a
( L o i s e l ) K o i z d〕 , 属于 蔷 薇科 , 是 一
种落叶灌木 , 高二米 , 有刺 , 叶卵形至长圆
形 , 表面光 滑 , 有光 泽 , 托叶大 , ’肾形或半
圆形 ; 花单生或数朵簇 牢 , 纤红 色 或 粉 红
色 , 少白色 , 梨果球形 , 成熟有香味 。 花期
三 、 四月间 , 花先于叶开放 。 我国各省皆有
栽培 , 花供观赏 , 果可药用 。 本实验材料栽
于兰州大学校 园内 。 与其伴同实验的一些植
物也是生于同一地方 。
熏气实验是在通风橱改装的动态熏气小
室中进行 , 活性碳过滤空气 , 高 压电电离空
气发生臭氧 , 一般浓度控制在 。 . 5一 1 . s p p m
之间 。 臭氧浓度选用采样器采祥 , 碱性碘化
钾比色法测定 。实验通常从上午 8时至下午 4
时 , 连续熏气 8小时 (1 0) 。 切片为冰冻切片 。
二 、 结果与讨论
多年来 对近百种植物进行熏气 实 验 ( 10 )
在广泛筛选的基础上 , 特别注意了贴梗海棠
的反应 。 三年来进行了十余次的熏气实验 ,
反应结果如表所示 :
陈国仓等 同志作过部 份工作 , 谨致以 谢 t 。
实 验 日 期
(年 / 月/ 日 )
熏 气 浓 度
(p pm )
最早出现症状的时间
(小时 ) 熏气
8 小时后的伤害面积
(肠 )
77 / 8/ 3 10
.
6 513
。
5缺
77 / 9/ 8 D
.
7 D 2 4 6 0一7 0
78 / 8 / 9 0
.
9 6 53 T O一 8 0
79 / 7/ 4 1
.
48 2 4 7 0一 9 5
7 9/ 7 / 10 0
.
6 96 缺 98
7 9/ 7 / 24 2
.
53 1 58 O
7 9/ 8 / 2 2 { 10 0
7 0/ O/ 7 0
.
6 66 3 10 0
7 9 / 9/ 1 1D
.
508 2 7 0
7 9 / 9 / 28 0
.
9 2 55缺
8 0/ 5/ 26 缺 6 9 0
8 0/ 6/ 50
.
9 0 53
.
59 0
8 0/ 6/ 27 1
.
06 9 8 0 5一 9 0
8 0/ 7 / 9 0
.
6 7 51
.
59 0
根据实验结果 , 有以下几个问题值得加
以讨论 :
1
. 有关植物敏感性问题
国外报导臭氧伤害植物的受伤闺浓度是
。 . O 3 p p m , 在接触 4 小时后就会出现症状 。
有人用 3 . s p p m 的臭氧熏烟草 B e lW 3品种 4
小时即引起伤害 (1 1) 。 可见有些植物对 臭 氧
是相当敏感的 。
限于条件 , 我们未 能用更低浓度来筛选
植物 , 不能确定本实验植物的受伤闭值 , 但
在与各类植物相对比中 , 已明显看出贴梗海
棠是相当敏感的植物 。 例如 , 丁香在 臭氧浓
度。 . 7 o 4 p p m下暴露 14 小时 , 全无反应 , 而
贴梗海棠在 0 . 50 8 p p m 浓度下暴露 2 小 时 ,
就已能看到明显症状 , 熏气 8小时后 , 伤 害
面积可达到 70 ~ 80 % 。
植物的敏感性有两种标志 : 一种是症状
出现早 , 一种是受害面积大 。 虽然两者互相
关联 , 常常统一一致 , 敏感的植物出现症状
快 , 症状发展 也快 。 但是 , 有些植物两者并
不统一 。 我们观察到探春虽然也能在短时间
内出现症状 , 可是症状发展却较缓慢 , 如在
一次实验 中 , 探春与贴梗海棠都在两小时内
出现症状 , 然而 8小时后 , 贴梗海棠受害 面积
已达 9 。% , 可是探春受伤面积仅有 35 % 。
也有另一种情况 , 开始植物出现症状较
为缓慢 , 但过一段时间症状发展较快 , 如蜀
葵 , 约 6 小时后才出现症状 , 可是到 8 小 时
时 , 受伤面积猛增到 90 % 。
以上两种情况可能与植物本身形态结构
和生理功能有关 。 症状出现迟早主要与叶片
结构阻碍臭氧进入的严密与否有关 , 症状发
展速度多半取决于植物细胞抗御 、 降解 ` 、 缓
冲臭氧伤害作用的能力 。 在敏感 性 的 表 现
上 , 贴梗海棠出现症状既早 , 症状发展也较
快 , 故很适宜用来监测臭氧。
2
. 有关植物症状特征的问肠
用臭氧来熏贴梗海棠 , 首先叶片失去光
泽 , 进而脉间区出现橙褐色的小斑点 , 随着
伤害加重 , 症状向中肋发展 , 小斑点逐渐增
大 , 数量增多 , 小斑合并为斑块 , 伤害部分
的颜色转变为紫褐色 , 最后萦褐与橙褐相间
棍杂 , 使整个叶片色泽晦暗 。 托叶也有上述相
同的变化 , 症状出现时间似乎较叶片还早 。
通过切片观察内部组织结构变化 , 凡是
外表出现斑点的叶片 , 橱栏组织的部分细胞
则解体 , 内部充满褐色团块物质 , 但海绵薄
壁组织的细胞尚变化不大 , 叶绿体仍保持鲜
绿色的粒状形体 。 当外表出现坏死症状时 ,
内部伤害便 由栅栏组织扩展到海绵组织 , 整
个叶肉细胞收缩 ,细胞壁内的结构解体 , 颜色
变为深揭色 , 坏死叶片比正常叶片的厚度 减
少了3 9微米 (正常叶片厚度为 23 3微米 ) 。 外表
仅有褐色斑点的叶片 , 叶片厚度改变不大 。
从叶片的形态解剖学的变化来看 , 贴梗
海棠变化很明显 , 很符合指示植物的特点 。
有利于在监测 中应用 。
3
. 敏感性与生长发育的关系
许多植物随着生长发育的变化 , 对有害
气体的反应有所不同 。 有人观察到水稻 、 小
麦在抽穗 、 扬花 锐间对二氧化硫 的 抗 性 最
弱 , 拔节及灌浆为. 次之 , 分孽和黄熟欺抗性
较强 (7 ) 。 我们在许多测试植物 中 , 也观察到
不同生长季节对臭氧的敏感匕_有显著的差异
l( 2)
, 然而贴梗海棠在任何生长季节中 都 很
敏感 (见表 ) , 因此 , 贴梗海棠在任何季节
监测臭氧都是有效的 。
4
. 关于指示植物应用 中的有关问厄
经过污染现场调查和人工模拟熏气筛选
出来的指示植物 , 在监测大气污染上都有一
定实用价值 , 只要应用得当是能够达到监测
目的的 。 如果有一份精致的彩色图谱 , 更能
提高指示的准确性 (2 、 ” ) , 如果有一张不 同
污染等级的相应症状表 , 还能对大气污染物
作定量监测 (1l ) 。
从本实验的结果来看 , 贴梗海棠敏感 ,
症状 变化明显 , 各个生长季节都有敏锐的反
应 , 加之具有观赏价值 。 是一种理想的臭氧
指示植物 , 既可用于监侧光化学烟雾中的臭
氧 , 又可监侧其它臭氧污染 (如用臭氧处理
污水现场臭氧的漏逸污染等 ) 。
但也要注意 , 贴梗海棠与其它指示植物
一样 , 具有容易与干热风 、 霜冻 、 无机盐缺
乏 、 病虫害等引起的伤害症状相 混 淆 的 问
题《 . ) 。 只要准确把握各类症状的主要特征 ,
仔细辩认 , 缺陷是能够弥补的 。
参 考 文 献
1
. 王勋陵 、 陈庆诚 , 1 94T : 利用植物作为大
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2
.
J a e o b s o n
,
J
·
5
.
a n d H i l l
,
A
·
C
,
1 97 0 : R e e o g n i t i o n o f a i r P o l l u t i o n i n j
u r y
v e g e t a t i o n
: a P i e t
o r i a l a t l a s
.
A i r P o l l u t i
-
o n C o n t r o l A s s o e i a t i o n
,
P i t t s b u r g h
,
P e n -
n s y l丫 a n i a
.
3
.
M
a n n i n g
.
W
·
J
, a n d F e d e r
,
W
·
A
19 80 : B i o 皿 o n i t o r i n g a i r p o l l u t a n t s , i t h
p l a n t s
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L o n d o n
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. 甘肃环境保护研究所大气化学组 . 198 :0
兰州西固地区光化学烟雾污染的初步探讨 。 环填科
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10
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11
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H i n d a w i l
·
J
.
19 70
:
A i r p o l l u t 一。 -
n i n j u r y t o V e g e t a t i
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.
U
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S
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D e p a r t m e n -
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E d u e a t i o n a n d W e l f a
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12
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. 余叔文 、 汪嘉熙等 , 19 81 : 大气 污染 伤
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14
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R
·
J
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1盯 4 : A v i a b l e s y s -
t e m O f b i o l o g i e a l i n d i e a t o r s f o r m o n i t o r i -
n g a i r P o l l u t a n t s
.
J
·
A i r P o l l
.
e o n t r o l
A s s o c
。
24 : 5 T6
-