全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　Nov．２０１３,３３(６):７７４－７７９　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．３９６９/j．issn．１０００Ｇ３１４２．２０１３．０６．０１０
王瑛,余金昌,曹洪麟,等．１４种华南乡土树种对交通尾气污染的光合生理反应[J]．广西植物,２０１３,３３(６):７７４－７７９
WangY,YuJC,CaoHL,etal．Photosyntheticresponsesof１４nativespeciesofsouthChinatoautoＧexhaustpolution[J]．Guihaia,２０１３,３３(６):
７７４－７７９
１４种华南乡土树种对交通尾气污染的光合生理反应
王　瑛,余金昌,曹洪麟,黄小凤,韦阳连∗
(东莞植物园,广东 东莞５２３０８６)
摘　要:为揭示植物对交通尾气污染的光合反应,对１４种华南乡土树种在植物园和道路绿地中的光合生理
指标进行比较.结果表明:交通尾气污染胁迫下,越南山龙眼能通过提升气孔导度(Gs)、叶绿素含量(Ct)和光
能转化效率(Fv/Fm)将其光合能力向上调节;假鹰爪、红鳞蒲桃、枫香、华润楠、红叶石楠、樟树和九节等７个
树种能通过协调Gs、Ct和Fv/Fm三者间的此消彼长,保证其光合能力不明显变化;山杜英、格木、黄果厚壳
桂、胡氏青冈、黄栀子和深山含笑等６个树种对交通尾气污染较敏感,抗污染能力不强,光合能力向下调节.
关键词:乡土树种;光合生理反应;交通尾气污染
中图分类号:Q９４８．１１６　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１３)０６Ｇ０７７４Ｇ０６
Photosyntheticresponsesof１４nativespeciesof
southChinatoautoＧexhaustpolution
WANGYing,YUJinＧChang,CAOHongＧLin,
HUANGXiaoＧFeng,WEIYangＧLian∗
(DongguanBotanicalGarden,Dongguan５２３０８６,China)
Abstract:InordertorevealthephotosyntheticresponsestoautoＧexhaustpolution,thephotosyntheticparametersof
１４nativespeciesofsouthChina,plantedinbotanicalgardenandroadgreenlandrespectively,weretestedandcontrasＧ
ted．TheresultsshowedthattherewerethreekindsofphotosyntheticresponsestoautoＧexhaustpolutionofthenＧ
ativespecies,suchasupＧregulationofphotosynthesis,downＧregulationofphotosynthesisandnonＧregulationofphotoＧ
synthesis．ThephotosynthesisofHeliciacochinchinensiswasupＧregulatedbyraisingitsstomatalconductance,chloＧ
rophylcontentandoptimalPSⅡeficiency．SevenspeciesofnonＧregulationofphotosynthesis,includedDesmos
chinensis,Syzygiumhancei,Liquidambarformosana,Machiluschinensis,Photiniaserrulata,CinnamomumcamＧ
phoraandPsychotriaasiatica,hadtheabilitytoharmonizetheupＧregulationanddownＧregulationamongstomatal
conductance,chlorophylcontentandoptimalPSⅡeficiency．AsforspeciesofdownＧregulationofphotosynthesis,inＧ
cludedElaeocarpussylvestris,Erythrophleumfordi,Cryptocaryaconcinna,Cyclobalanopsishui,GardeniajasmiＧ
noidesandMicheliamaudiae,theyweresensitivetoautoＧexhaustpolution,andhadnoabilitytopreventthedecline
ofphotosynthesis．
Keywords:nativespecies;photosyntheticresponse;autoＧexhaustpolution
　　城市绿地作为城市生态系统中主要的自然成分
和初级生产者,在改善环境质量、维持生态平衡上具
有不可替代的作用(肖荣波等,２００４).随着工业化
和城市化进程的加快和城市建设的飞速发展,城市
收稿日期:２０１３Ｇ０６Ｇ１１　　修回日期:２０１３Ｇ１０Ｇ２５
基金项目:广东省农业科技攻关项目(２００７B０２０８１０００１);东莞市科技计划项目(２００７１０８１０１１０３,２０１１１０８１０２０３９)
作者简介:王瑛(１９８１Ｇ),女,甘肃白银人,硕士,工程师,主要从事园林设计和城市生态研究,(EＧmail)wangying８３０２８７１＠１２６．com.
∗通讯作者:韦阳连,硕士,农艺师,主要从事植物种质资源研究及开发利用研究,(EＧmail)yangshun１２１０＠aliyun．com.
大气污染日益严重,它通过对城市绿地植物的影响,
破坏了城市绿地的生态平衡和动植物类群的自然结
构(杜敏华等,２００７;冯强等,２００７).交通尾气是城
市大气污染的主要来源之一,其成分非常复杂,除了
包含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合
物、硫氧化合物、挥发性有机物和臭氧等气体外,还
包含有碳黑、焦油和重金属等颗粒物(耿永生,
２０１０),这些物质会影响植物叶表皮的微形态和光合
色素含量,如改变其蜡质层、细胞形态、细胞数、气孔
密度和大小等,降低叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿
素总含量和类胡萝卜素的含量,进而影响植物的光
合作用和生长(Paletal．,２００２;Avnish,２０１０;AbＧ
dulmoniem &AlＧnur,２０１１).
在高浓度CO２胁迫下,植物的光合作用会有３种
响应方式,即向上调节(upＧregulationofphotosyntheＧ
sis)、向下调节(downＧregulationofphotosynthesis)和
没有明显的调节(nonＧregulationofphotosynthesis)
(Harleyetal．,１９９１;Josephetal．,２００６;邹春蕾等,
２００８).廖凌娟等(２０１１)以４种华南乡土树种为研
究对象,探讨了交通尾气污染对植物气孔、光合生理
的影响,结果发现不同种类植物的光合作用在交通
尾气胁迫下也会发生向上调节和向下调节的现象,
樟树的光合能力向下调节,山杜英、海南蒲桃和小叶
榕等３个树种的光合能力都表现为向上调节,但这
３种植物对交通尾气污染的响应程度和方式存在种
间差异,各自以不同的方式通过其形态和生理可塑
性的改变以适应交通尾气污染环境.
为验证华南乡土树种对交通尾气胁迫的光合响
应同廖凌娟等(２０１１)的研究结果是否一致,探究乡
土树种的光合作用对交通尾气污染的适应机理和实
际发生模式,为东莞道路绿地绿化树种的选择提供
理论依据和科学依据,本研究选择华润楠、深山含
笑、假鹰爪和九节等１４种华南地区具有开发潜力的
乡土常绿阔叶树种分别种植于环境相对洁净的东莞
植物园和交通尾气污染严重的环城路,半年后对各
树种进行光合生理各项参数的测定.
１　材料与方法
１．１研究地概况
东莞市位于广东省中南部,地处２２°３９′~２３°
０９′N,１１３°３１′~１１４°１５′E,属热带和亚热带季风气
候区.东莞是全国制造业名城,物流发达,工业污染
和交通尾气污染较严重.据报道,东莞机动车数量
占全国的１．４％,东莞机动车２０１０年总的污染量为
２１．４３万吨、一氧化碳１６．１７万吨、碳氢化物１．９４万
吨、氮氧化物３．０２万吨、颗粒物０．３１万吨(东莞市环
境保护局,未发表数据).
表１　植物园和道路绿地大气污染指标监测结果比较
Table１　Comparisonofairmonitoringdatameasuredatbotanicalgardenandroadgreenland
绿地类型
Greenlandtype
二氧化硫
SO２(mg􀅰mＧ３)
总悬浮颗粒物
TSP(mg􀅰mＧ３)
氮氧化物
NOX(mg􀅰mＧ３)
臭氧O３
(mg􀅰mＧ３)
氟化物
Fluoride(μg􀅰mＧ３)
二氧化碳
CO２(mg􀅰mＧ３)
植物园Botanicalgarden ０．０４１ ０．０５ ０．０３２ ０．０４３ ＜０．５ ９８０
道路绿地 Roadgreenland ０．０９７ ０．４２ ０．１５９ ０．０３２ ＜０．５ １１７６
环境空气质量标准
Ambientairqualitystandards
一级 ≤０．１５ ≤０．１２ － ≤０．１６ ≤２０ －
二级 ≤０．５０ ≤０．３０ － ≤０．２０ ≤２０ －
三级 ≤０．７０ ≤０．５０ － ≤０．２０ ≤２０ －
　注:数据为２０１１年１１月平均值(“－”表示国家未对该污染物浓度进行限值规范).
　Note:ValuesareexpressedasthemeanofNovember,２０１１(“－”presentsthatthereisnolimitstandardfortheconcentrationofthatpolutant)．
　　本研究在东莞市区范围内选择道路绿地和植物
园两种典型绿地类型作为试验点,其中道路绿地选
择在东莞市交通主干道五环路,交通繁忙,车速较
快,是交通尾气排放最集中的区域;植物园位于东莞
市南城区,人为干扰较少,周边为相对洁净的自然生
态环境,可作为道路绿地的对照.表１为四个试验
点的大气环境质量监测结果(其中二氧化硫浓度采
用HJ４８２Ｇ２００９标准规定的甲醛吸收Ｇ副玫瑰苯胺分
光光度法;总悬浮颗粒物浓度采用 GB/T１５４３２Ｇ
１９９５标准规定的重量法;氮氧化物浓度的测定采用
HJ４９７Ｇ２００９标准规定的盐酸萘乙二胺分光光度法;
臭氧浓度的测定采用 HJ５０４Ｇ２００９规定的靛蓝二磺
酸钠分光光度法;氟化物浓度的测定采用 GB/
T１５４３４Ｇ１９９５标准规定的滤膜􀅰离子选择电极法;
二氧化碳浓度的测定采用 GB/T１８２０４．２４Ｇ２０００规
定的不分光红外线气体分析法).可以看出,道路绿
地的二氧化硫、总悬浮颗粒物、氮氧化物和二氧化碳
的浓度分别是植物园的２．５倍、８．５倍、５倍和１１．５
倍;同时道路绿地的总悬浮颗粒物浓度超过了国家
一级标准(０．１２mg􀅰mＧ３).
５７７６期　　　　　　　　王瑛等:１４种华南乡土树种对交通尾气污染的光合生理反应
１．２研究植物
选择华润楠、深山含笑、九节等１４种乡土植物
(包括大乔、小乔、灌木、蔓灌)的２~３年生健康袋
苗,于２００９年９月分别植于上述两个试验点(每个
试验点设置一个２００m２样地,每个样地设三个小样
方,每个样方每种植物种３株,种植模式模拟森林群
落结构.为使２个样地的植物在相同的肥力条件下
进行比较,尽可能地避免两个试验样地因土壤肥力
差异而影响实验对象的光合生理,本研究在种植时
对每株植物都进行同样的施肥处理:施有机肥７．５
kg(约１０cm)→覆土１０cm→种植苗木→施复合肥
３００g→回表土３０cm.种植后植物均自然生长,不
再进行任何水肥管理).于２０１０年６月对各树种生
理指标进行监测.被试验植物种类见表２.
表２　试验用植物种类
Table２　Plantspeciesforexperiment
树种
Species
学名
Scientificname
科属
Familyandgenus
特性
Characteristic
假鹰爪 Desmoschinensis 番荔枝科假鹰爪属 直立或攀援灌木,叶薄纸质或膜质,长圆形或椭圆形
越南山龙眼 Heliciacochinchinensis 山龙眼科山龙眼属 乔木,叶薄革质或纸质,长圆形、倒卵状椭圆形
黄果厚壳桂 Cryptocaryaconcinna 樟科厚壳桂属 常绿乔木,叶互生,椭圆状长圆形或长圆形
山杜英 Elaeocarpussylvestris 杜英科杜英属 常绿小乔木,叶纸质,倒卵形,边缘钝锯齿或波状钝齿
格木 Erythrophleumfordii 苏木科格木属 乔木,叶互生,二回羽状复叶,小叶卵形或卵状椭圆形
樟树 Cinnamomumcamphora 樟科樟属 常绿大乔木,叶互生,卵状椭圆形,具离基三出脉
华润楠 Machiluschinensis 樟科润楠属 常绿乔木,叶倒卵状长椭圆形至长椭圆状倒披针形
胡氏青冈 Cyclobalanopsishui 壳斗科青冈属 常绿乔木,叶薄革质,长椭圆形、倒披针形
深山含笑 Micheliamaudiae 木兰科含笑属 常绿乔木,叶薄革质,长圆状椭圆形,少卵状椭圆形
红叶石楠 Photiniaserrulata 蔷薇科石楠属 常绿灌木或小乔木,叶革质,长椭圆形、长倒卵形
黄栀子 Gardeniajasminoides 茜草科栀子属 常绿灌木,叶对生,长椭圆形,革质,少为３枚轮生
九节 Psychotriaasiatica 茜草科九节属 灌木或小乔木,纸质或革质,长圆形、椭圆状长圆形
红鳞蒲桃 Syzygiumhancei 桃金娘科蒲校属 灌木或中等乔木,叶片革质,狭椭圆形到长圆形或倒卵形
枫香 Liquidambarformosana 金缕梅科枫香树属 落叶乔木,叶薄革质,阔卵形,掌状３裂
１．３光合指标测定
于２０１０年６月选择晴朗天气用LiＧ６４００便携
式光合测定仪(LIＧCOR,美国)对两个试验点每种植
物的气体交换参数进行测定,设定二氧化碳浓度为
３５０μmolCO２􀅰mＧ２􀅰sＧ１,光强范围为１８００~２００
μmol􀅰mＧ２􀅰sＧ１.测定时选择树冠上层向阳、生长
良好的成熟连体叶片,每种植物每个样方随机测定
８~１０片叶,测定指标包括植物净光合速率(Pn)、
气孔导度(Gs)和胞间CO２浓度(Ci).所有测定均
在晴朗天气的８:００~１１:００完成.
１．４叶绿素含量测定
用直径为１cm的打孔器分别取５个小叶圆片
放入小瓶中,用５mL８０％丙酮溶液进行叶绿素提
取后,置于黑暗条件下７２h,待其完全脱绿后用
UVＧ３８０２型分光光度计测定波长６６３、６４６和４７０
nm下的光密度值,计算叶绿素和类胡萝卜素含量
(林宏辉等,２００３).每个物种重复２次.
１．５叶绿素荧光参数测定
选择晴朗天气于同一时间段(８:３０~１１:３０)分别
在两个试验点选择向阳成熟叶片(每个样地同种植物
每个植株采４片叶,每种植物采３６片叶)采摘后立刻
用塑料袋放入湿纸巾密封,带回室内黑暗２h后使用
PAMＧ２１００(WALZ,德国)测定其叶绿素荧光参数,包
括初始荧光(F０)和光能转换效率(Fv/Fm).
１．６数据分析
采用SPSS１３．０统计软件分析处理数据,计算
每项数据的平均值和标准差,采用oneＧwayanova
对不同处理间的差异进行方差分析.采用Excel计
算各项数据的变化量.
２　结果与分析
２．１净光合速率
与环境相对洁净的植物园样地相比,１４个树种
在道路交通尾气胁迫环境中的Pn变化各异(表３).
其中Pn升高最明显的是越南山龙眼,上升幅度达
３１７．１４％;Pn降低最明显的是深山含笑,下降幅度
为４３．６５％.根据道路交通尾气胁迫中各树种Pn
的升降及变化显著与否,可将１４个树种划分为三
类:(１)光合能力向上调节的树种:越南山龙眼(P＜
０．０１);(２)光合能力向下调节的树种:山杜英、格木、
黄果厚壳桂、胡氏青冈、黄栀子和深山含笑(P＜
６７７ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
０．０５或P＜０．０１);(３)光合能力不明显调节的树种:
假鹰爪、红鳞蒲桃、枫香、华润楠、红叶石楠、樟树和
九节.
表３　各树种在两个样地的净光合速率比较
Table３　Comparisonofnetphotosynthesisin
leavesofplantsintwoplots(μmolCO２􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
树种
Plantspecies
净光合速率Pn
(μmolCO２􀅰mＧ２􀅰sＧ１)
植物园
Botanicalgarden
道路绿地
Roadgreenland
△Pn
越南山龙眼
H．cochinchinensis
２．４±０．９ ９．９±１．５∗∗ ３１７．１４％
假鹰爪D．chinensis ７．４±１．２ ８．９±１．７ １９．９４％
红鳞蒲桃S．hancei ６．９±１．４ ７．２±０．７ ５．５１％
枫香L．formosana ６．９±１．６ ７．１±１．４ ２．９３％
华润楠M．chinensis ６．５±１．２ ６．１±１．１ Ｇ６．３５％
红叶石楠P．serrulata １１．０±１．８ １０．１±１．１ Ｇ７．８８％
樟树C．camphora １３．２±２．５ １２．１±１．３ Ｇ８．３４％
九节P．asiatica ８．２±１．１ ７．１±１．４ Ｇ１３．７３％
山杜英E．sylvestris ８．９±２．４ ６．８±０．９∗ Ｇ２３．３４％
格木E．fordii ７．９±１．９ ６．０±１．３∗ Ｇ２４．３５％
黄果厚壳桂C．concinna ５．７±１．０ ４．１±１．１∗ Ｇ２８．３８％
胡氏青冈C．hui ７．９±０．６ ５．２±０．６∗∗ Ｇ３３．７３％
黄栀子G．jasminoides １２．０±０．７ ７．２±０．５∗∗ Ｇ４０．４４％
深山含笑 M．maudiae ７．１±１．１ ４．０±０．７∗∗ Ｇ４３．６５％
　注:△Pn是根据△Y(％)＝(Yp－Yc)/Yc×１００％计算得到,其中△Y 代表
植物的Pn在污染环境中(道路绿地)与植物园间变化的相对百分数,Yp和Yc
分别代表污染环境和植物园同种植物的Pn.∗表示在０．０５水平差异显著,
∗∗表示在０．０１水平差异显著.下同.
　Note:△Pniscalculatedby△Y(％)＝(Yp－Yc)/Yc×１００％,△YrepreＧ
sentstherelativechangeofPn,YpandYcrepresentsvaluesofPnfromthe
polutedsites(roadgreenland)andbotanicalgardenforthesamespeciesrespecＧ
tively．∗Correlationissignificantatthe０．０５level;∗∗ CorrelationissignifiＧ
cantatthe０．０１level．Thesamebelow．
２．２气孔导度和胞间CO２浓度
由表４可以看出,在交通尾气胁迫的道路绿地
中,１４种华南乡土树种中除了黄栀子的Gs显著下
降(P＜０．０１)、降幅达２９．４２％外,其余树种的Gs都
有不同程度的增大,其中Gs极显著提升的树种有:
越南山龙眼、红鳞蒲桃、黄果厚壳桂、假鹰爪、华润
楠、九节和红叶石楠等７种.１４个试验树种的胞间
CO２浓度在汽车尾气胁迫下,都有不同程度地增大,
涨幅在５．４７％~２２．２９％之间,且与植物园样地中的
同种植物相比,其Ci变化值都达到极显著水平(P
＜０．０１).
２．３叶绿素与类胡萝卜素(Cc)含量
叶绿素是绿色植物进行光合作用所必需的色
素,它的含量是衡量植物光合能力的一项重要生理
指标.１４个华南乡土树种在交通尾气胁迫下其光
合色素含量的变化趋势不一(表５),其中胡氏青冈
与深山含笑的叶绿素总含量提升程度分别达到了显
著水平(P＜０．０５)和极显著水平(P＜０．０１),表明这
２个树种在交通尾气污染环境中能提高自身叶绿素
含量以提高其光合能力,而事实上,它们的光合能力
不仅没提升反而向下调节,这可能是影响光合能力
的其它因素所致;华润楠的叶绿素含量降低且达到
极显著水平(P＜０．０１),表明该树种在交通尾气污
染环境中无法通过提高叶绿素含量的方法来提升其
光合能力;其余树种的叶绿素含量变化不显著,仅轻
表４　各树种在两个样地的气孔导度(mol􀅰mＧ２􀅰sＧ１)和胞间CO２浓度比较(μmolCO２􀅰molairＧ１)
Table４　ComparisonofstomatalconductanceandintercelularCO２concentrationinleavesofplantsintwoplots
植物种类
Plantspecies
植物园Botanicalgarden
Gs Ci
道路绿地Roadgreenland
Gs Ci △Gs △Ci
越南山龙眼H．cochinchinensis ０．０６±０．０２ ２９９．４４±１８．０６ ０．７６±０．２７∗∗ ３５２．８８±２３．３９∗∗ １０９６．６４％ １７．８４％
红鳞蒲桃S．hancei ０．１５±０．０３ ２７０．００±１４．６３ ０．２８±０．０５∗∗ ３０７．６３±９．４９∗∗ ９４．５７％ １３．９４％
黄果厚壳桂C．concinna ０．１５±０．０４ ２８９．７５±７．４２ ０．２８±０．１０∗∗ ３５４．３３±１９．１１∗∗ ８１．６１％ ２２．２９％
假鹰爪D．chinensis ０．１７±０．０３ ２８１．２５±１７．５６ ０．２９±０．０６∗∗ ３０７．００±１７．２１∗∗ ７１．２７％ ９．１６％
华润楠M．chinensis ０．１９±０．０３ ３０９．００±９．４７ ０．２８±０．０６∗∗ ３２５．９０±７．６１∗∗ ５１．４９％ ５．４７％
九节P．asiatica ０．２１±０．０８ ２７８．７１±１９．３９ ０．３２±０．０４∗∗ ３２５．２５±６．０２∗∗ ４７．３５％ １６．７０％
枫香L．formosana ０．２１±０．０８ ２９０．８３±１６．９９ ０．２９±０．０７ ３１１．６３±７．８４∗∗ ３９．５６％ ７．１５％
红叶石楠P．serrulata ０．２８±０．０３ ２７６．８０±８．０１ ０．３８±０．０５∗∗ ３１４．５６±７．５９∗∗ ３６．９２％ １３．６４％
格木E．fordii ０．１６±０．０６ ２６３．５７±２１．９９ ０．２０±０．０６ ３２１．１３±１８．１９∗∗ ２５．８９％ ２１．８４％
深山含笑M．maudiae ０．１４±０．０４ ２６０．３８±１６．８２ ０．１６±０．０４ ３２１．３０±８．２１∗∗ １５．５４％ ２３．４０％
胡氏青冈C．hui ０．２２±０．０３ ２７８．８３±１０．０５ ０．２５±０．０３ ３１６．００±６．６３∗∗ １３．８９％ １３．３３％
山杜英E．sylvestris ０．２７±０．１１ ２８７．８９±１６．７４ ０．２７±０．０５ ３１５．００±９．５８∗∗ ０．６５％ ９．４２％
樟树C．camphora ０．３７±０．０８ ２７４．６３±７．４３ ０．３７±０．０４ ３０６．４４±１０．４８∗∗ ０．２５％ １１．５９％
黄栀子G．jasminoides ０．６４±０．１０ ３０４．６７±６．９１ ０．４５±０．０４∗∗ ３３５．７５±７．８９∗∗ Ｇ２９．４２％ １０．２０％
微提升或降低,变化幅度在Ｇ７．７５％~７．５０％之间.
类胡萝卜素是反应中心的叶绿素结合蛋白和天
线系统的重要组成部分,除了可吸收光能用于光合
作用外,还可以清除逆境或衰老过程中积累的自由
基和活性氧,保护叶绿素(韩利军等,２００２).本研究
的１４个树种中除了越南山龙眼和假鹰爪外,其余
７７７６期　　　　　　　　王瑛等:１４种华南乡土树种对交通尾气污染的光合生理反应
表５　各树种在两个样地的叶绿素含量和类胡萝卜素含量比较
Table５　Comparisonofchlorophylandcarotenoidcontentsinleavesofplantsintwoplots
植物种类
Plantspecies
植物园Botanicalgarden
CT(mg􀅰gＧ１) Cc(mg􀅰gＧ１)
道路绿地Roadgreenland
CT(mg􀅰gＧ１) Cc(mg􀅰gＧ１) △CT △Cc
胡氏青冈C．hui １．１１±０．０８ ０．２５±０．０２ １．５２±０．３４∗ ０．３２±０．０５∗∗ ３６．９４％ ２８．００％
深山含笑M．maudiae ０．９３±０．１０ ０．１９±０．０４ １．２５±０．１８∗∗ ０．２７±０．０３∗∗ ３４．４１％ ４２．１１％
红鳞蒲桃S．hancei １．２０±０．２３ ０．２３±０．０４ １．２９±０．２４ ０．２５±０．２３ ７．５０％ ８．７０％
黄栀子G．jasminoides １．５２±０．１９ ０．２８±０．０３ １．６１±０．１９ ０．２８±０．０３ ５．９２％ ０．００％
格木E．fordii １．５３±０．２７ ０．４８±０．０８ １．６０±０．１４ ０．４８±０．０３ ４．５８％ ０．００％
山杜英E．sylvestris １．３９±０．２０ ０．２９±０．０３ １．４４±０．０８ ０．２９±０．０１ ３．６０％ ０．００％
越南山龙眼H．cochinchinensis １．３４±０．２７ ０．３２±０．０６ １．３７±０．１０ ０．２６±０．０１∗ ２．２４％ Ｇ１８．７５％
黄果厚壳桂C．concinna ０．７１±０．１０ ０．１８±０．０１ ０．７２±０．１５ ０．１８±０．０４ １．４１％ ０．００％
枫香L．formosana １．７８±０．３５ ０．２６±０．０１ １．７５±０．３１ ０．２４±０．０５ Ｇ１．６９％ Ｇ７．６９％
红叶石楠P．serrulata １．１６±０．１０ ０．２５±０．０２ １．１３±０．２７ ０．２５±０．０５ Ｇ２．５９％ ０．００％
樟树C．camphora １．９２±０．３２ ０．４１±０．０５ １．８４±０．２７ ０．３８±０．０５ Ｇ４．１７％ Ｇ７．３２％
九节P．asiatica １．２７±０．１６ ０．２４±０．０２ １．１９±０．３１ ０．２２±０．０５ Ｇ６．３０％ Ｇ８．３３％
假鹰爪D．chinensis １．２９±０．１７ ０．２７±０．０３ １．１９±０．１５ ０．２２±０．０２∗ Ｇ７．７５％ Ｇ１８．５２％
华润楠M．chinensis １．４４±０．３４ ０．１２±０．０３ ０．９０±０．１６∗∗ ０．０７±０．０２∗∗ Ｇ３７．５０％ Ｇ４１．６７％
１２个树种在交通污染胁迫下的类胡萝卜素含量与
叶绿素含量协同变化,成正相关关系:胡氏青冈与深
山含笑的类胡萝卜素含量显著提升;华润楠的类胡
萝卜素含量显著降低;其余１０个树种的类胡萝卜素
含量变化不明显.
２．４初始荧光(F０)与光能转化效率
光能转化效率是度量PSⅡ光化学效率的一项
指标,大气中SO２、NOX和氟化物等污染物的大量
存在,会影响叶绿体中光系统的电子传递,降低植物
叶片光化学效率.从表６可知,在交通尾气污染环
境中,１４个华南乡土树种中仅红鳞蒲桃、华润楠和
胡氏青冈的光能转化效率降低,表明大多数乡土树
种对交通污染胁迫不敏感,抗污染能力较强.经比
较分析发现,１４个树种的Fv/Fm与F０ 成反相关关
表６　各植物在道路绿地与植物园的初始荧光与光能转化效率比较
Table６　ComparisonofminimalfluorescenceandoptimalPSⅡefficiencyofplantsintwoplots
植物种类
Plantspecies
植物园Botanicalgarden
F０ Fv/Fm
道路绿地Roadgreenland
F０ Fv/Fm △F０ △Fv/Fm
黄栀子G．jasminoides ０．１４±０．０３ ０．７４±０．０２ ０．１２±０．０２∗∗ ０．８１±０．０１∗∗ Ｇ１４．２９％ ９．４６％
越南山龙眼H．cochinchinensis ０．１３±０．０２ ０．７９±０．０１ ０．１１±０．０１∗∗ ０．８２±０．０１∗∗ Ｇ１５．３８％ ３．８０％
山杜英E．sylvestris ０．１４±０．０２ ０．７９±０．０２ ０．１２±０．０２∗∗ ０．８１±０．０１∗∗ Ｇ１４．２９％ ２．５３％
樟树C．camphora ０．１３±０．０３ ０．７９±０．０２ ０．１１±０．０１∗∗ ０．８１±０．０１∗∗ Ｇ１５．３８％ ２．５３％
黄果厚壳桂C．concinna ０．１６±０．０４ ０．７４±０．０２ ０．１５±０．０２ ０．７５±０．０３ Ｇ６．２５％ １．３５％
九节P．asiatica ０．１６±０．０２ ０．７７±０．０２ ０．１５±０．０２ ０．７８±０．０２ Ｇ６．２５％ １．３０％
红叶石楠P．serrulata ０．１２±０．０４ ０．８０±０．０３ ０．１１±０．０１ ０．８１±０．０２ Ｇ８．３３％ １．２５％
枫香L．formosana ０．１３±０．０２ ０．８１±０．０１ ０．１１±０．０１∗∗ ０．８２±０．０２∗ Ｇ１５．３８％ １．２３％
假鹰爪D．chinensis ０．１５±０．０２ ０．７５±０．０２ ０．１４±０．０２ ０．７５±０．０３ Ｇ６．６７％ ０．００％
格木E．fordii ０．１３±０．０３ ０．７８±０．０２ ０．１３±０．０２ ０．７８±０．０３ ０．００％ ０．００％
深山含笑M．maudiae ０．１２±０．０１ ０．８２±０．０２ ０．１２±０．０２ ０．８２±０．０１ ０．００％ ０．００％
红鳞蒲桃S．hancei ０．１０±０．０２ ０．７７±０．０２ ０．１０±０．０２ ０．７６±０．０３ ０．００％ Ｇ１．３０％
华润楠M．chinensis ０．１３±０．０２ ０．７８±０．０２ ０．１５±０．０２∗∗ ０．７６±０．０３∗∗ １５．３８％ Ｇ２．５６％
胡氏青冈C．hui ０．１２±０．０２ ０．７８±０．０２ ０．１３±０．０２ ０．７６±０．０５ ８．３３％ Ｇ２．５６％
系:如黄栀子、越南山龙眼、山杜英、樟树和枫香的
F０ 极显著降低(P＜０．０１),其Fv/Fm则相应地显著
增高(P＜０．０５)或极显著增高(P＜０．０１),表明５个
树种能通过降低F０、提高Fv/Fm来提高光合能力,
以应对交通尾气污染;华润楠的F０ 极显著增高(P
＜０．０１),其Fv/Fm则极显著降低;其余８个树种的
F０ 变化不明显,其对应的Fv/Fm变化也不明显.
３　讨论
(１)植物Ci的大小取决于４个可能变化的因
素:叶片周围空气的CO２浓度、气孔导度、叶肉导度
和叶肉细胞的光合活性.空气的CO２浓度增高、气
孔导度与叶肉导度增大和叶肉细胞的光合活性降低
８７７ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
都可以导致Ci的增高.本研究中,交通尾气污染区
内１４个树种不论其净光合速率、气孔导度和光能转
化效率升高或是降低,其Ci都比对照区(植物园样
地)的极显著升高,其主要原因可能是道路绿地空气
中的CO２浓度比植物园的高.
(２)植物通过改变气孔的开度等方式来控制与
外界CO２和水汽的交换,从而调节植物的光合作用
和蒸腾作用,以适应不同的环境条件.理论上,植物
叶片Gs的变化是Pn变化的决定性因素,Gs增大
有利于提高植物的净光合速率.叶绿素是绿色植物
进行光合作用所必需的色素,叶绿素含量(Ct)高有
利于植物进行光合作用(潘瑞炽,２００１).光能转化
效率(Fv/Fm)高,说明植物对光的利用率高,光合
能力强.因此在理论上,植物的Pn与其Gs、Ct和
Fv/Fm成正相关关系.本研究中,交通污染胁迫下
光合能力向上调节的越南山龙眼的 Gs和Fv/Fm
显著提升,Ct也有一定程度的提升,Pn与其Gs、Ct
和Fv/Fm素成正相关关系,与理论研究相符.光
合能力无明显调节的树种中,假鹰爪、红鳞蒲桃、华
润楠、红叶石楠和九节在其Ct和Fv/Fm无明显变
化或显著降低的情况下,能通过提高Gs来维持Pn
不下降;枫香和樟树在Gs和Ct无明显变化的情况
下,会通过提高Fv/Fm来维持Pn不下降,以适应
环境胁迫;表明这７个树种在交通尾气胁迫时能通
过协调Gs、Ct和Fv/Fm三者之间的此消彼长,保
证植株的正常生长.受交通尾气污染光合能力向下
调节的６个树种中,除了黄栀子的Gs显著下降外,
其余５个树种的Gs都有不同程度的提升,其中黄
果厚壳桂的Gs提升水平达到了极显著水平,而且
它们的Ct和Fv/Fm 不是显著升高就是无明显变
化,从理论上讲,这５个树种的Pn应该向上调节或
无明显调节,然而事实确是其Pn向下调节.究其
原因,是因为植物光合速率不仅受到气孔因素影响
还受到非气孔因素的影响:如强光会破坏类囊体膜、
PSⅡ颗粒或放氧颗粒等光合器管,改变叶片叶绿体
的活性(陶宗娅等);长期的大气污染会对叶绿素造
成破坏,同时影响１,５Ｇ二磷酸核酮糖羧化酶/加氧
酶(Rubisco)的活性,甚至会对植物造成永久性的损
伤,特别是植物叶片光系统的损伤(黎明等,２００５),
这些非气孔因素都会造成植物叶片光合速率的降
低.山杜英、格木、黄果厚壳桂、胡氏青冈和深山含
笑５个树种的Pn向下调节,可能是因为长期的交
通尾气污染对其光合系统造成了永久性的损伤所
致.至于黄栀子,其 Gs和Fv/Fm,一个极显著下
降,一个极显著升高,Ct轻微升高,其最终的光合能
力表现为向下调节,其原因是否因Gs比Fv/Fm和
Ct对光合速率的影响大有待进一步研究.
４　结论
本实验研究了１４种华南乡土树种在交通尾气
污染中的光合生理反应,结果表明植物在交通尾气
胁迫下与其它环境胁迫(如高浓度CO２)下的反应
一致,都会出现光合能力向上调节、向下调节和不明
显调节等三种表现.
越南山龙眼是一种抗交通污染能力很强的树
种,它能通过提升Gs、Ct和Fv/Fm来提升其光合
能力,是一种值得在道路绿地大力推广的乡土树种;
假鹰爪、红鳞蒲桃、枫香、华润楠、红叶石楠、樟树和
九节等７个树种抗交通尾气污染的能力也不错,能
通过协调Gs、Ct和Fv/Fm三者之间的平衡,维持
光合能力基本不变,保证植株正常生长,也适合在道
路绿地种植;山杜英、格木、黄果厚壳桂、胡氏青冈、
黄栀子和深山含笑等６个树种对交通尾气污染较敏
感,在汽车尾气胁迫下光合能力会下降,抗污染能力
不强,不适宜在道路绿地种植.
参考文献:
林宏辉,赵云,王茂林,等．２００３．现代生物学基础实验指导[M]．
成都:四川大学出版社:１５－１８
潘瑞炽．２００１．植物生理学[M]．北京:高等教育出版社:２１８－２６６
AbdulmoniemMA．Saadabi,AlＧNurElＧAmin．２０１１．EffectsofenＧ
vironmentalpolution(autoＧexhaust)onthemicroＧmorphologyof
someornamentalPlantsfromSudan[J]．EnvironResJ,５(２):
３８－４１
AvnishChauhan．２０１０．Photosyntheticpigmentchangesinsome
selectedtreesinducedbyautomobileexhaustinDehradun,UttＧ
arakhand[J]．NewYorkSciJ,３(２):４５－５１
DuMH(杜敏华),ZhangNQ(张乃群),LiYY(李玉英),etal．
２００７．EffeCtofatmospherepolutiononchlorophylcontentin
greeningplantleaves(大气污染对城市绿化植物叶片叶绿素含
量的影响)[J]．EnvironMonChin(中国环境监测),２３(２):８６
－８８
FengQ(冯强),HuD(胡聃),WangSB(王绍斌)．２００７．Studyon
theimpactsofurbanenvironmentonurbanplant(城市环境对城
市植物影响的研究)[J]．JAnhuiAgricSci(安徽农业科学),
３５(３５):１１５６２－１１５６５
GengYS(耿永生)．２０１０．Tailgaspolutionfromthevehiclesand
itscontroltechnology(汽车尾气污染及其控制技术)[J]．EnviＧ
ronSciSurv(环境科学导刊),２９(６):６２－６９
HanLJ(韩利军),YangCW(阳成伟),OuZY(欧志英)．２００２．
(下转第７５０页Continueonpage７５０)
９７７６期　　　　　　　　王瑛等:１４种华南乡土树种对交通尾气污染的光合生理反应