全 文 ：汽车尾气污染对四种北方阔叶树苗木膜脂
过氧化和保护酶活性的影响 3
马树华　王庆成 3 3 　李亚藏
(东北林业大学林学院 ,哈尔滨 150040)
【摘要】　采用相同浓度 (25μg NO2·m - 3)不同处理时间 (1、3、5、7 d)和相同处理时间 (2 h)不同浓度 (40、60、
80、100μg NO2·m - 3)两种方法进行熏气处理 ,研究了汽车尾气对五角槭、山荆子、山梨和茶条槭苗木叶液 pH
值、相对电导率、MDA 含量、叶绿素含量、SOD 和 POD 活性及ASA 含量的影响.结果表明 ,随着熏气时间的延
长和熏气浓度的增加 ,4 个树种苗木的叶液 pH值、叶绿素含量和 ASA 含量均逐渐降低 ,相对电导率、MDA 含
量、SOD 和 POD 活性逐渐上升.不同树种苗木叶片组织的各项指标间存在较大差异. 相同浓度处理 7 d 后 ,
山梨苗木叶片组织的 pH降幅最大 ,山荆子次之 ,茶条槭最小 ;叶绿素含量的下降顺序为山梨 > 山荆子 > 茶
条槭 >五角槭 ;ASA 含量的下降幅度以五角槭和茶条槭较小 ,山荆子和山梨较大.随着处理时间的延长 ,五角
槭苗木叶片组织的相对电导率和 MDA 含量上升幅度最大 ,分别比对照升高了 6811 %和 52150 % ,山荆子次
之 ,茶条槭最小.随着处理浓度的增加 ,山荆子苗木的相对电导率和 MDA 上升幅度最大 ,分别比对照升高
9918 %和 5215 % ,山梨次之 ,五角槭和茶条槭较小. 4 个树种苗木的自由基清除系统受到明显影响 ,SOD、POD
活性呈上升趋势.茶条槭除 ASA 变幅稍高于五角槭外 ,各项生理指标的变化明显低于其它 3 个树种 ,表现出
相对较强的抗性.山荆子的各项生理指标变化幅度相对较大 ,且其 SOD 和 POD 在最高浓度处理时开始遭到
破坏 ,表现出相对较弱的抗性.
关键词 　汽车尾气 　叶液 p H 值 　相对电导率 　叶绿素 　MDA 　SOD 　POD 　ASA
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 12 - 2330 - 07 　中图分类号 　X173 　文献标识码 　A
Impact of automobile exhaust on membrane lipid peroxidation and protective enzyme activities in seedlings fo2
liage of four northern broadleaved tree species. MA Shuhua , WAN G Qingcheng , L I Yacang ( College of
Forest ry , Northeast Forest ry U niversity , Harbin 150040 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (12) :2330
～2336.
By means of fumigating one2year2old seedlings in open top chambers ,this paper studied the impact of automobile exhaust
on the pH value ,relative conductivity ,malondialdehyde (MDA) and chlorophyll contents ,superoxide dismutase (SOD)
and peroxidase (POD) activities ,and ascorbic acid (ASA) content in the seedlings foliage of four tree species , Acer
mono , Malus baccata , Prunus ussuriensis ,and Acer ginnala. During the fumigation ,the seedlings were exposed to the
same exhaust gas concentration (25μg·m - 3 ,indicated by the NO2 concentration in exhaust) for different durations (1 ,
3 ,5 ,7 d) ,and to different concentrations (40 ,60 ,80 ,100μg NO2·m - 3) for same duration (2 h) . The results showed
that the pH value and the chlorophyll and ascorbic acid (ASA) contents decreased ,whereas the relative conductivity ,
malondialdehyde (MDA) content ,and superoxide dismutase (SOD) and peroxidase ( POD) activities increased with in2
creasing fumigation duration and exhaust concentration. Obvious interspecies variations in term of physiological features
were found. After treated 7 days with 25μg NO2·m - 3 and treated 2 h with 100μg NO2·m - 3 ,only a 115 % and
217 % decrease of cell juice pH was found in A . ginnala ,respectively ,compared to the control. The corresponding data
for P. ussuriensis was 9142 % and 13189 % ,followed by M . baccata. The chlorophyll content of A . mono , A . gin2
nala , M. baccata and P. ussuriensis was 8310 % ,7113 % ,6817 % and 5419 % ,respectively of the control after 7 days
treated with 25μg NO2·m - 3 ,and the corresponding data under 100μg NO2·m - 3 treatment was 6012 % ,7311 % ,
4314 % and 5112 % ,respectively. The decrease of ASA content and Acer ginnala was less in A . mono than in M . bac2
cata and P. ussuriensis . The relative conductivity and MDA content of A . mono increased respectively by 6811 % and
5215 % in compared with control ,while those of A . ginnala had the least increment. As for the 100μg NO2·m - 3
treatment ,the maximum increases of relative conductivity (9918 %) and MDA content (5215 %) were found in M .
baccata ,while the least were found in A . mono and A . ginnala. The SOD and POD activities generally increased under
the highest concentration of exhaust ,with the exception of M . baccata. To summarize ,almost all the test physiological
features of A . ginnala were least affected ,suggesting its great tolerance to exhaust stress ,but in contrary ,the greatest
variation of the physiological features and the dramatic decline of SOD and POD activities of M . baccata at the highest
exhaust concentration indicated that this tree species had the least tolerance to exhaust stress.
Key words 　Automobile exhaust , Leaf cell p H value , Relative conductivity , Chlorophyll , Malondialdehyde , Su2
peroxide dismutase , Peroxidase , Ascorbic acid.3 国家自然科学基金项目 (30371149)和黑龙江省科技计划资助项目 ( GC01 KB KB213) .3 3 通讯联系人. E2mail :wgcnefu @yahoo. con
2004 - 05 - 13 收稿 ,2004 - 10 - 02 接受.
应 用 生 态 学 报 　2004 年 12 月 　第 15 卷 　第 12 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Dec. 2004 ,15 (12)∶2330～2336
1 　引 　　言
随着汽车保有量急剧上升 ,汽车尾气逐渐成为城
市大气污染的一个重要来源[12] .我国汽车的保养和维
修系统尚不完善 ,单车有害物质的排放高出国际水平
10～15 倍 ,造成大中城市大气环境质量恶劣 ,全球空气
污染最严重的 20 座城市中有 10 座在中国[13 ,18 ,20]. 研
究表明 ,北京、上海、广州等大城市的大气污染中 ,汽车
尾气排放所造成的污染约占 60 %～70 %[8 ,21] . 汽车尾
气排放已成为我国城市大气污染的第一污染
源[8 ,18 ,29].汽车直接排放的有害成分中 ,CO 占 0185 %、
氮氧化合物 ( NOx) 、碳氢化合物 ( HC) 、SO2 等占
0108 %;其它固体微粒 (主要是碳烟、油雾、金属颗粒
等)占 01005 %[23] . NOx 已成为 100 万人口以上大城市
和特大城市大气污染的首要污染物质[9] .
汽车尾气直接和间接地产生的污染物质严重影
响了生态平衡 ,对人类的健康构成威胁 ,对动植物的
生长、发育和繁殖产生深远的影响[8 ,21 ] . 绿色植物
是城市生态系统的主体成分之一 ,在绿化、美化城
市 ,减少城市污染 ,维持城市生态平衡中发挥着重要
作用[26 ] . 研究汽车尾气对绿化植物的影响可为城市
绿化树种的选择和合理利用提供基础数据. 关于汽
车尾气对植物影响的研究通常使用 NOx、O3 、SO2
等汽车尾气产生的污染物质单独或复合处理植物 ,
测定植物的生长和生理等方面的反应[4 ,7 ,11 ,31 ] . 然
而 ,汽车尾气包括 80 多种化学成分[19 ] . 这些化学成
分复合对植物的影响不同于一种或几种污染物质混
合对植物的影响[6 ] . 采用汽车直接排放的尾气对植
物进行熏气研究 ,可真实地反映汽车尾气对植物的
影响. 但是 ,用汽车直接排放的复杂气体对植物进行
熏气研究较少[12 ] ,国内尚未见报道.
植物在逆境胁迫条件下脂膜透性、叶绿素含量、
自由基清除系统的酶促和非酶促系统活性和含量的
变化常被作为评价植物抗性的重要指标. 本文通过
汽车尾气污染对五角槭 ( A cer mono) 、山荆子
( M al us baccata) 、山梨 ( Pyrus ussuriensis ) 和茶条槭
( A cer gi nnala) 4 种颇具景观美学价值的北方阔叶
树苗木膜脂过氧化和保护酶系统影响的研究 ,评价
不同树种抗汽车尾气污染胁迫的能力 ,旨在为北方
城市绿化树种的科学应用提供基础数据.
2 　材料与方法
211 　实验材料
选取五角槭、山荆子、山梨和茶条槭 4 个树种生长状况
相对一致的一年生实生苗为实验材料 ,采用盆栽的方法进行
苗木栽培. 盆的直径 23 cm ,盆高 21cm ,每盆一株. 盆栽土壤
为森林腐殖土. 苗木在温室中正常生长 3 个月 (5～8 月) 后
进行熏气处理. 取不同方位但高度相近的成熟叶片进行各项
分析测定[19 ] .
212 　研究方法
21211 熏气方法 　采用简易开顶式熏气室进行熏气处理 ,气
室容积 918 m3 . 以无铅汽油为燃料 ,利用四冲程“嘉宝”牌汽
油发动机 (排气量为 64 cc) 产生尾气. 尾气首先进入一个约
014 m3 的容器 ,在容器中与风机 (0125 m3·min - 1) 输入的空
气混合 ,然后通过浸在水中的 6 m 长的铝管使其冷却 ,再从
下部输入到熏气室中. 另一个相同规格的气室作为对照. 以
NO2 的浓度代表熏气室内汽车尾气的浓度. NO2 浓度采用改
进的 Saltzman 法测定[2 ] . 经预实验测定 ,确定发动机在不同
功率下工作产生的尾气浓度 ,以此作为依据控制熏气浓度 ,
并在实验过程中进行监测. 预实验结果证实熏气室内各方位
NO2 浓度均无显著性差异 ( P < 0105) .
设置相同浓度 (25μg NO2·m - 3) 不同处理时间 (1、3、5
和 7 d) 和相同处理时间 (2 h) 不同浓度 (40、60、80、100μg
NO2·m - 3)两种方式对苗木进行熏气处理. 处理时熏气室外
罩沙网 (透光率为 50 %) 以强化处理效果 [12 ] . 不同时间处理
还包括恢复处理 ,即熏气 7 d 后把苗木放置在没有汽车尾气
污染的环境中栽培 7 d. 不同时间处理每天熏气 4 h ,7 :00～
11 :00 进行 ;不同浓度处理的熏气在 8 :00～10 :00 进行. 每
个树种每处理 6 株苗木 ,同时设置 6 株作为对照. 熏气室内
的温度为 25～33 ℃,湿度为 80 % ;对照气室温度为熏气室
内温度 ±0～3 ℃,湿度为熏气室内湿度 ±0～5 %.
21212 测定方法 　叶液 p H 值 :取新鲜叶 015 g ,剪碎研磨成
匀浆 ,加去离子水 30 ml ,震荡过滤后用酸度计测定 p H
值[27 ] ;细胞膜透性采用 DDS2Ⅱ型电导仪测定浸出液的电导
率[14 ] ;叶绿素含量以 80 %丙酮提取 ,722 型分光光度计测
定[14 ] ;SOD 活性采用氮蓝四唑法测定 [11 ] ; POD 活性采用愈
创木酚法测定[4 ] ;MDA 含量采用硫代巴比妥酸 ( TBA) 法测
定[11 ] ;抗坏血酸 (ASA)采用比色法测定 [28 ] .
21213 数据处理 　采用 Excel 2000 和 SPSS 1115 进行数据处
理.由于同一树种苗木各处理水平下的对照变化很小 ,均无
显著性差异 ,各指标的对照值用所有处理水平下对照值的平
均值来表示.
3 　结果与分析
311 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶液 p H 值的影响
随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,4 个
树种苗木的 p H 值均呈下降趋势 (表 1) . 山梨的下降
幅度最大 ,而茶条槭下降幅度最小. 在不同时间处理
7 d 后和不同浓度处理 100μg·m - 3处理下 ,山梨分
别比对照下降了 9142 %和 13189 % ,茶条槭下降了
1152 %和 2172 % ,山荆子和五角槭介于两者之间.
133212 期 　　　　　　　马树华等 :汽车尾气污染对四种北方阔叶树苗木膜脂过氧化和保护酶活性的影响 　　　　　　　　　　　
表 1 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶液 pH值的影响
Table 1 Effects of automobile exhaust on the pH of foliar juice in seedlings of four tree species( SD)
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
p H 处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
p H 处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
p H 处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
p H 处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 6114 (0102) a 100 6119 (0103) a 100 6155 (0101) a 100 5126 (0101) a 100
Duration (d) 1 6108 (0108) ab 9911 6108 (0101) b 9812 6133 (0102) b 9616 5125 (0102) ab 9918
3 6102 (0103) b 9811 6101 (0101) c 9711 6111 (0101) c 9313 5120 (0101) bc 9818
5 5192 (0103) c 9614 5195 (0103) c 9612 6101 (0102) d 9118 5119 (0101) c 9816
7 5186 (0107) c 9516 5179 (0102) d 9316 5193 (0102) e 9016 5118 (0104) c 9815
R 6101 (0101) b 9719 5195 (0101) c 9611 6121 (0101) f 9418 5123 (0101) abc 9913
浓　度 CK 6114 (0102) a 100 6119 (0103) a 100 6155 (0101) a 100 5126 (0101) a 100
Concentration 40 5196 (0102) b 9711 6101 (0103) b 9711 6124 (0103) b 9514 5121 (0104) ab 9819
(μg·m - 3) 60 5186 (0101) c 9514 5186 (0101) c 9417 6103 (0101) c 9211 5118 (0103) bc 9814
80 5175 (0102) d 9317 5171 (0101) d 9214 5186 (0102) d 8915 5117 (0101) bc 9812
100 5163 (0101) e 9118 5150 (0101) e 8819 5164 (0102) e 8611 5112 (0101) c 9713
R :恢复处理 Recovery treatment ;同列数据不同字母指示不同处理间差异显著 Different letters following data in one column indicate significant dif2
ferent between treatment ( P < 0105) 1 下同 The same below.
表 2 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶液相对电导率的影响
Table 2 Effects of automobile exhaust on the relative conductivity of foliar juice in seedlings of four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
相对电导率
Relative
conductivity ( %)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
相对电导率
Relative
conductivity ( %)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
相对电导率
Relative
conductivity ( %)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
相对电导率
Relative
conductivity ( %)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 16149 (0180) a 100 24114 (1107) a 100 10126 (0163) a 100 15153 (0165) a 100
Duration (d) 1 17172 (0156) b 10715 26136 (0165) b 10912 10177 (0147) a 10510 15174 (0178) ab 10114
3 25100 (0166) c 15116 28129 (0166) c 11712 13121 (0171) b 12818 17181 (0168) c 11417
5 26123 (0178) d 15911 31178 (0136) d 13117 13154 (0136) bc 13210 20163 (0160) d 13218
7 27172 (0166) e 16811 35197 (0136) e 14910 14144 (0151) c 14017 21167 (0165) d 13915
R 25126 (0146) cd 15312 29177 (0190) f 12313 11119 (0148) a 10911 16183 (0175) bc 10814
浓　度 CK 16149 (0180) a 100 24114 (1107) a 100 10126 (0163) a 100 15153 (0165) a 100
Concentration 40 17154 (0158) a 10614 27129 (0148) b 11311 11185 (0167) b 11515 16183 (0168) b 10814
(μg·m - 3) 60 19156 (0173) b 11816 35104 (0136) c 14512 13136 (0151) c 13012 20109 (0169) c 12914
80 24115 (0198) c 14615 37183 (0174) d 15617 14150 (0167) c 14113 21161 (0150) d 13912
100 25118 (0140) c 15217 48122 (0136) e 19918 17121 (0189) d 16717 23124 (0150) e 14917
表 3 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶液 MDA含量的影响
Table 3 Effects of automobile exhaust on the MDA content of foliar juice in seedlings of four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
MDA
(nmol·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
MDA
(nmol·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
MDA
(nmol·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
MDA
(nmol·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 32199 (1195) a 100 30101 (1144) a 100 25157 (1195) a 100 27127 (0194) a 100
Duration (d) 1 34152 (2172) ab 10416 33109 (2147) ab 11013 26148 (3111) ab 10316 27197 (1137) ab 10216
3 38188 (2195) b 11716 35190 (3177) bc 11916 26159 (1134) ab 10319 29197 (2135) bcd 10919
5 46109 (3137) c 13917 39126 (2115) cd 13018 29114 (1124) bc 11410 30189 (1124) cd 11313
7 50131 (2164) c 15215 40151 (0187) d 13510 30165 (1102) c 11918 32134 (1159) d 11816
R 47146 (3136) c 14319 36178 (2145) bcd 12215 26167 (2148) ab 10413 28121 (0182) ab 10314
浓　度 CK 32199 (1195) a 100 30101 (1144) a 100 25157 (1195) a 100 27127 (0194) a 100
Concentration 40 34150 (0150) b 104158 31199 (0115) b 10616 27110 (0111) b 10610 28167 (1153) a 10511
(μg·m - 3) 60 35106 (0131) b 10613 36151 (0118) c 12117 28148 (0132) c 11114 30186 (0124) b 11312
80 39169 (1104) c 12013 43159 (0132) d 14513 31180 (0110) d 12414 33136 (0128) c 12213
100 42172 (0115) d 12915 45177 (0159) e 15215 34178 (0108) e 13610 34188 (0128) d 12719
从恢复情况来看 ,茶条槭最好 ,山梨次之 ,山荆子和
五角槭较差.
312 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片相对电导率及
MDA 的影响
随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,4 个
树种苗木的相对电导率和 MDA 均呈上升趋势 (表
2、表 3) ,且相对电导率的上升幅度大于 MDA. 随着
处理时间的延长 ,五角槭的相对电导率和 MDA 均
大幅上升 ,明显超过其它 3 个树种 ,其次是山荆子 ,
茶条槭上升幅度最小. 随着浓度的增加 ,山荆子的上
升幅度最大 ,山梨次之 ,五角槭和茶条槭上升幅度较
小. 其中五角槭的上升幅度大于茶条槭. 从恢复情况
来看 ,茶条槭、山梨恢复较好 ,山荆子和五角槭较差.
313 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶绿素含量和叶绿
素 a/ b 值的影响
随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,4 个
2332　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
树种苗木的叶绿素含量和叶绿素 a/ b 值均呈下降趋
势 (表 4、表 5) ,除五角槭的个别值外 ,叶绿素含量的
下降幅度均大于叶绿素 a/ b. 山荆子和山梨的叶绿
素含量下降幅度大于五角槭和茶条槭 ,其中山荆子
下降幅度最大 ,茶条槭下降幅度最小. 而山荆子和五
角槭的绿素 a/ b 值下降幅度要大于山梨和茶条槭. 4
个树种苗木的恢复程度均不大 ,其中山梨和茶条槭
较五角槭和山荆子大.
314 　汽车尾气对 4 个树种苗木 SOD 和 POD 活性
的影响
随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,除最
高浓度处理下山荆子的 SOD 和 POD 下降外 ,4 个
树种苗木的 SOD 和 POD 均呈上升趋势 (表 6、表
7) . 五角槭和山荆子的 SOD 变化幅度明显大于山梨
和茶条槭 ;而五角槭和茶条槭的基础 POD 值与山荆
子和山梨的基础POD值相差较大 ,造成其相对变化
表 4 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片叶绿素总量的影响
Table 4 Effects of automobile exhaust on total chlorophyll content of foliage in seedlings of four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
叶绿素总量
Total Chl
(mg·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
叶绿素总量
Total Chl
(mg·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
叶绿素总量
Total Chl
(mg·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
叶绿素总量
Total Chl
(mg·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 3177 (0106) a 100 3164 (0105) a 100 4115 (0105) a 100 3131 (0105) a 100
Duration 1 3163 (0106) b 9613 3150 (0104) b 9612 3166 (0104) b 8812 3116 (0104) b 9515
(d) 3 3141 (0104) c 9015 3123 (0106) c 8817 3150 (0103) c 8413 2197 (0110) c 8917
5 3127 (0107) d 8617 2183 (0104) d 7716 2175 (0105) d 6613 2164 (0103) d 7918
7 3113 (0106) e 8310 2150 (0103) e 6819 2128 (0106) e 5419 2136 (0105) e 7113
R 3117 (0105) ed 8411 2159 (0107) f 7112 2171 (0104) d 6513 2164 (0108) d 7918
浓　度 CK 3177 (0106) a 100 3164 (0105) a 100 4115 (0105) a 100 3131 (0105) a 100
Concentration 40 3158 (0108) b 9510 3133 (0103) b 9115 3187 (0106) b 9313 3115 (0103) b 9512
(μg·m - 3) 60 3130 (0107) c 8715 2178 (0107) c 7614 3147 (0105) c 8316 2199 (0104) c 9013
80 2160 (0104) d 6910 2111 (0103) d 5810 2165 (0106) d 6319 2156 (0103) d 7713
100 2127 (0106) e 6012 1158 (0104) e 4314 2129 (0105) e 5512 2142 (0103) e 7311
表 5 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片叶绿素 a/ b值的影响
Table 5 Effects of automobile exhaust on the chlorophyll a/ b ratio of foliage in seedlings of the four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
叶绿素 a/ b
Chl a/ b
ratio
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
叶绿素 a/ b
Chl a/ b
ratio
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
叶绿素 a/ b
Chl a/ b
ratio
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
叶绿素 a/ b
Chl a/ b
ratio
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 2129 (0104) a 100 2133 (0107) a 100 2118 (0102) a 100 2124 (0104) a 100
Duration 1 2123 (0105) a 9714 2118 (0103) b 9316 2115 (0104) ab 9816 2114 (0102) b 9515
(d) 3 2100 (0106) b 8713 2113 (0103) b 9114 2111 (0105) b 9618 2107 (0104) c 9214
5 1197 (0103) b 8610 2101 (0107) c 8613 1186 (0103) c 8513 2101 (0106) c 8917
7 1193 (0103) b 8413 1190 (0102) d 8116 1176 (0103) d 8017 1191 (0102) d 8513
R 1194 (0103) b 8417 1193 (0104) d 8218 1198 (0107) e 9018 1193 (0101) d 8612
浓　度 CK 2129 (0104) a 100 2133 (0107) a 100 2118 (0102) a 100 2124 (0104) a 100
Concentration 40 2109 (0103) b 9113 2121 (0105) a 9419 2115 (0105) a 9816 2116 (0105) b 9614
(μg·m - 3) 60 1182 (0104) c 7915 2105 (0105) b 8810 2111 (0108) a 9618 2105 (0103) c 9115
80 1163 (0102) d 7112 1130 (0102) c 5518 1191 (0102) b 8716 2100 (0103) c 8913
100 1140 (0103) e 6111 1130 (0111) c 5518 1180 (0102) c 8216 1183 (0104) d 8117
表 6 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片 SOD 活性的影响
Table 6 Effects of automobile exhaust on the SOD activity of foliage in seedlings of the four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
SOD
(U·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
SOD
(U·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
SOD
(U·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
SOD
(U·g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时　间 CK 432133 (9145) a 100 512134 (13192) a 100 624199 (15175) a 100 656141 (11117) a 100
Duration 1 477151 (6176) b 11015 562193 (12105) b 10919 656141 (8174) b 10510 678122 (11122) b 10313
(d) 3 507111 (4112) c 11713 645125 (19126) c 12519 680182 (8108) c 10819 697170 (8197) b 10613
5 579103 (12140) d 13319 680130 (8197) d 13218 709105 (8194) d 11315 726126 (0190) c 11016
7 616194 (8155) e 14217 712176 (11153) e 13911 733179 (8144) e 11714 742136 (19189) c 11311
R 601110 (12178) e 13910 691198 (11177) de 13511 688161 (3112) c 11012 687183 (10158) b 10418
浓　度 CK 432133 (9145) a 100 512134 (13192) a 100 624199 (15175) a 100 656141 (11117) a 100
Concentration 40 464186 (5197) b 10715 562193 (11117) b 10919 652178 (10158) b 10415 688109 (9192) b 10418
(μg·m - 3) 60 499158 (8135) c 11516 647106 (10193) c 12613 690194 (12112) c 11016 709112 (7172) c 10810
80 548113 (6171) d 12618 701141 (7122) d 13619 707104 (6127) cd 11311 727156 (10158) d 11018
100 628137 (9139) e 14513 617146 (12173) e 12015 724170 (10145) d 11610 741106 (10145) d 11219
333212 期 　　　　　　　马树华等 :汽车尾气污染对四种北方阔叶树苗木膜脂过氧化和保护酶活性的影响 　　　　　　　　　　　
表 7 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片 POD 活性的影响
Table 7 Effects of automobile exhaust on the POD activity of foliage in seedlings of four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
POD
(U·g - 1·
min - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
POD
(U·g - 1·
min - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
POD
(U·g - 1
·min - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
POD
(U·g - 1·min - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时间 CK 0167 (0158) a 100 14167 (2108) a 100 19167 (2152) a 100 0133 (0158) a 100
Duration (d) 1 2133 (0158) b 34718 34100 (2165) b 23118 34100 (4100) b 17219 0133 (0158) a 100
3 3100 (1100) bc 44718 46100 (5100) c 31316 52167 (4116) c 26718 0167 (0158) ab 20310
5 4133 (0158) de 64613 59133 (3151) d 40414 61100 (4158) d 31011 1167 (0158) bc 50611
7 5133 (0158) e 79515 91100 (3100) e 62013 66100 (4158) d 33515 2133 (0158) c 70616
R 3167 (0158) cd 54718 52167 (2152) f 35910 60133 (2108) d 30617 1133 (0158) abc 40310
浓　度 CK 0167 (0158) a 100 14167 (2108) a 100 19167 (2152) a 100 0133 (0158) a 100
Concentration 40 1167 (0158) b 24913 27133 (3151) b 18613 31167 (2152) b 16110 0133 (0158) a 100
(μg·m - 3) 60 3100 (0158) c 44718 54100 (3161) c 36811 46133 (4151) c 23515 1133 (0158) b 40310
80 4133 (0100) d 64613 89100 (6100) d 60617 75167 (1153) d 38417 2100 (0100) b 60611
100 5167 (0158) e 84613 57167 (5169) c 39311 100133 (7137) e 51011 3133 (0158) c 100910
表 8 　汽车尾气对 4 个树种苗木叶片 ASA含量的影响
Table 8 Effects of automobile exhaust on the ASA content of foliage in seedlings of four tree species
处　理
Treatment
五角槭 Acer mono
ASA含量
(mg·100 g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
ASA含量
(mg·100 g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Prunus ussuriensis
ASA含量
(mg·100 g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
茶条槭 Acer ginnala
ASA含量
(mg·100 g - 1FW)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
时间 CK 121135 (6120) a 100 180156 (4190) a 100 163113 (2172) a 100 253198 (3122) a 100
Duration (d) 1 113187 (3156) ab 9318 161166 (8143) b 8915 132103 (3194) b 8019 219147 (1162) b 8614
3 107133 (5123) b 8815 120188 (5131) c 6710 91138 (5170) c 5610 186150 (1151) c 7314
5 94131 (3150) c 7717 108113 (5143) d 5919 63148 (1110) d 3819 136163 (6122) d 5318
7 83137 (3152) d 6817 62101 (2104) e 3413 26170 (3190) e 1614 99192 (2158) e 3913
R 108187 (5154) b 8917 106133 (4140) b 5819 59134 (1164) d 3614 156112 (3183) f 6115
浓　度 CK 121135 (6120) a 100 180156 (4190) a 100 163113 (2172) a 100 253198 (3122) a 100
Concentration 40 115134 (2180) ab 9511 1591135130) b 8811 115107 (4102) b 7015 238169 (7100) b 9410
(μg·m - 3) 60 111114 (7114) b 9116 119121 (5100) c 6610 76163 (4110) c 4710 221147 (7121) c 8712
80 94118 (3128) c 7716 69195 (3174) d 3817 44172 (2150) d 2714 197191 (7143) d 7719
100 87197 (5153) c 7215 32170 (2155) e 1811 28163 (4101) e 1716 180156 (4180) e 7111
幅度远大于山荆子和山梨 ,但其绝对值的变幅则远
小于山荆子和山梨. 茶条槭和山梨的 SOD 的恢复程
度大于山荆子和五角槭 ,4 个树种苗木 POD 的恢复
程度相差较小.
315 　汽车尾气对 4 个树种苗木 ASA 的影响
随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,4 个
树种苗木的 ASA 含量均呈下降趋势 (表 8) . 从整体
的变化幅度来看 ,ASA 含量与其它指标的变化特点
不同. 其它几个指标中 ,4 个树种苗木的最长时间处
理(7 d) 均小于最高浓度处理 ( 100 μg·m - 3 ) ,而
ASA 则相差较大 (山荆子除外) . 山荆子和山梨的变
化幅度大于五角槭和茶条槭 ,其中山梨变化幅度最
大 ,五角槭的变化幅度最小. 五角槭和茶条槭的恢复
程度明显大于山荆子和山梨.
4 　讨 　　论
SO2 、NO2 、HF 等酸性气体从气孔进入叶片内
与细胞壁中的水分反应生成酸 ,同时放出 H + ,使细
胞 p H 值下降而引起直接伤害[7 ,16 ,17 ,27 ] ,或影响其
体内酶的活性、破坏体内正常的代谢过程引起植物
受害[25 ] . 高吉喜等[7 ]研究发现 , SO2 污染浓度与叶
液 p H 值之间呈较密切的线性关系 ,随 SO2 浓度的
增大 ,叶液 p H 值相应降低. 植物种类不同叶液被酸
化后 ,p H 值降低幅度不同. 降低幅度愈小 ,说明细胞
具有较强的缓冲与调节 p H 值能力 ,而使作物受害
减轻 ,因此叶液 p H 值的变化可作为衡量植物抗性
大小和受害程度的重要指标. 由于汽车尾气中含有
一定量的 NOx、HC 和 SO2 等 , 4 个树种苗木叶液
p H 值均有所下降 ,但比其它生理指标的变幅相对较
小 ,可能是由于汽车尾气中其它污染物质对植物的
影响较大或污染物质复合作用的结果.
以往研究表明 ,叶绿素含量的下降幅度与 SO2 、
NO2 、HF 等污染气体的浓度及处理时间呈正相关 ,
特别是当叶片出现可见伤害症状后 ,叶绿素含量往
往大幅度下降[1 ] . SO2 对叶绿素 a 和 b 的组成比例
有明显影响 ,这与植物种类有直接关系[7 ] . 舒俭民
等[22 ]对菜豆进行 SO2 熏气实验后发现 ,SO2 首先破
坏的是叶绿素 b ,然后破坏叶绿素 a ,促使菜豆叶绿
素 a/ b 值增大. 而吴丽英[24 ]对小麦、大豆和水稻的
实验却得出相反结果. 但不同浓度的 SO2 对不同植
4332　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
物叶绿素 a 和 b 含量的影响趋势是一致的. 本次实
验中 ,随着处理时间的延长和处理浓度的增加 ,4 个
树种苗木的叶绿素含量和叶绿素 a/ b 值均呈下降趋
势 ,这与吴丽英[24 ]的研究结果相似. 由于山荆子在
最高浓度处理时有可见伤害症状 ,出现了叶绿素大
幅下降情况[22 ] .
研究表明 ,当植物处于逆境胁迫下时 ,细胞内产
生大量的自由基 (O -·2 、OH、H2O2) ,致使细胞内自由
基产生和清除的平衡系统遭到破坏而出现自由基积
累 ,并由此诱发或加剧细胞膜脂过氧化 ,进一步导致
细胞膜破坏[10 ] ,严重时导致植物细胞死亡[5 ] . 丙二
醛 (MDA)是膜脂过氧化作用的主要产物之一 ,具有
很强的细胞毒性 ,对膜和细胞中的许多生物功能分
子如蛋白质、核酸和酶等均有很强的破坏作用 ,并参
与破坏生物膜的结构与功能[5 ] . MDA 的含量可代
表膜损伤程度的大小[30 ] . 在受到汽车尾气胁迫后 ,4
个树种苗木的相对电导率和 MDA 都有所上升 ,说
明加剧了苗木的细胞膜脂过氧化 ,并导致细胞膜的
破坏. 除五角槭外 ,其它 3 个树种苗木在浓度处理的
各个水平上的相对电导率及 MDA 均高于时间处理
的各个水平 ,而五角槭则相反 ,说明污染条件下的膜
脂过氧化和细胞膜的破坏存在明显的种间差异.
SOD 是植物体内很重要的氧自由基清除剂 ,可
通过催化 O2 -·歧化作用将 O2 -·转化为 O2 和 H2O2 ,
POD 和 CA T 再将 H2O2 转化为 O2 和 H2O [31 ] . 随着
污染物的增加 ,SOD 和 POD 呈现有规律的变化 ,存
在一个剂量阈值. 小于该阈值 ,SOD 和 POD 活性随
剂量的增加而上升 ,大于该阈值 ,SOD 和 POD 活性
随剂量的增加而下降 , 叶片受到不同程度的伤
害[31 ] .本次实验中 ,除山荆子在最高浓度处理时出
现 SOD 和 POD 活性下降外 ,其它处理及其它树种
均呈上升趋势 ,这可能是处理剂量对其它 3 个树种
苗木尚未达到伤害阈值 ,同时反映出山荆子较弱的
抗性.
ASA 是植物体中清除自由基的非酶保护系统
中最重要的成分 , 可清除 O2 -·、H2O2 两种自由
基[3 ,15 ,28 ] . 植物体内 ASA 含量将由于自由基的消耗
而降低[28 ] . 实验中 4 个树种苗木的 ASA 含量均呈
下降趋势. 除山荆子外 ,其它树种苗木在最长时间处
理 (7 d)时的下降幅度均大于最高浓度处理 ,这与其
它指标的情况正好相反. 可能是植物在受到严重伤
害时 ,体内的 ASA 急剧下降 ;而未受到严重伤害时 ,
较低浓度较长时间处理对植物 ASA 的影响大于短
时间高浓度处理.
在本实验中 ,无论是在不同处理时间还是在不
同处理浓度的条件下 ,茶条槭除 ASA 变幅稍高于五
角槭外 ,其它几项生理指标的变化幅度均明显低于
其它 3 个树种 ,表现出较强的抗性. 而山荆子在最高
浓度处理时出现了轻微的可见伤害症状 ,叶绿素含
量大幅下降 ,SOD 和 POD 活性下降 ,与其它 3 个树
种相比 ,具有相对较低的抗性. 五角槭和山梨的抗性
则介于两者之间. 从整体恢复程度来看 ,茶条槭的恢
复程度最大 ,五角槭、山梨次之 ,山荆子最小. 说明山
荆子对汽车尾气污染较为敏感 ,且恢复程度最小 ;而
茶条槭则具有较高的耐受能力 ,且恢复程度最大 ;五
角槭和山梨介于二者之间.
实验条件下的汽车尾气熏气与自然条件下汽车
尾气污染对植物的影响定会存在一定的差异. 因此 ,
进行自然条件下尾气污染胁迫对植物影响的研究 ,
将会对本研究结论予以进一步佐证.
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作者简介 　马树华 ,男 ,1978 年生 ,硕士生 ,主要从事城市林
业及植物抗性生理方面的研究. Tel :0451282190384 ; E2mial :
mashuhua @163. com
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