地表臭氧(O3)是目前公认的具有植物强氧化毒性的光化学二次污染物,对植物光合系统造成严重损坏,阻碍森林生态系统碳汇等服务功能发挥.本研究采用开顶式气室装置和基于叶片尺度的叶绿素荧光成像技术,研究北京4种常见城市绿化树种(白蜡Fraxinus chinensis、二球悬铃木Platanus orientalis、刺槐Rob-inia pseudoacacia和国槐Sophora japonica)的光合叶绿素荧光特征在5个O3浓度下的剂量特征.结果表明,随着O3浓度的升高,PSⅡ反应中心最大光量子产率(QYmax)、稳态光适应非光化学荧光淬灭系数(NPQLss)、稳态荧光衰减参数(RfdLss)、PSⅡ反应中心实际光化学量子效率(PhiPS2Lss)和PSⅡ反应中心光稳态最大光量子效率(Fv'/Fm')均显著降低,稳态光适应光化学淬灭系数(qPLss)变化不显著.除了 NPQLSS,不同绿化树种各项叶绿素荧光指标之间均存在显著性差异.4种树种的各项荧光指标与O3剂量(AOT40,小时O3浓度大于40 nmol·mol-1的累计值)间具有显著的线性相关关系.整张叶片的叶绿素荧光成像反映出随着O3浓度升高PSⅡ反应中心逐渐受到损害的过程,光合能力降低遵循"叶缘先于叶肉,叶肉先于叶脉"的规律.叶绿素荧光成像技术可以在叶面尺度上反映植物对O3胁迫的时空响应特征,具有一定的应用前景.

[目的]入侵害虫悬铃木方翅网蝽近年来严重威胁我国城市行道树二球悬铃木的健康,受害严重时造成树木死亡.在越冬后期对悬铃木树干上的悬铃木方翅网蝽成虫的越冬习性开展研究,能为冬季防治积累生物学研究基础.[方法]早春随机调查河南省新乡市行道树二球悬铃木树干栓皮层外层下方隐藏的悬铃木方翅网蝽成虫,比较阳侧和阴侧虫口密度.同时记载悬铃木树干0.00～0.50 m、0.51～1.00 m、1.01～1.50 m、1.51～2.00 m 4个不同高度区段范围和树干皮层外层皲裂程度在5％以下、5％～25％、25％～50％、50％～75％、75％～95％、95％以上6个等级条件下害虫的虫口密度.[结果]栖息在悬铃木树干树皮下方的悬铃木方翅网蝽在阴面更多,阴面和阳面的虫口密度差异达极其显著水平[(F=6.63)>(F0.01(1,19)=1.0132),P=0.00].对寄主树干4个不同高度区段的虫口密度比较后,发现在树干1.0～1.5 m区段间的虫口密度最大,平均11.5头;且虫口密度在悬铃木不同高度区段间存在极显著差异[(F=26.91)>(F0.01(3,56)=4.1519),P=0.00].悬铃木树皮的不同皲裂程度对悬铃木方翅网蝽虫口密度的影响达极其显著水平[(F=31.02)>(F0.01(3,56)=4.1519),P=0.00],在树皮外皮50％～75％皲裂程度条件下的虫口密度最大,平均9.8头.利用双因素方差分析方法分析树干不同高度和树皮不同皲裂等级的互作对虫口密度的分布影响达显著水平[(F=2.46)>(F0.05(9,56)=2.0519),P=0.0195].[结论]华北地区害虫秋冬防治时,在寄主悬铃木树干的最好涂白时机是在害虫全部下树后的12月上中旬进行,涂白高度以树干1.0～2.0 m范围为宜.本研究对悬铃木方翅网蝽在越冬期的预防和治理有较为重要的参考价值.

植物叶片对大气颗粒物的作用机制可分为吸附、再悬浮、雨水淋洗、吸收等过程,但却少有研究探讨大气颗粒物沉降于叶片表面后的再悬浮过程,并对叶片表面吸附的颗粒物含量与叶片内部元素含量之间的相关性进行探讨.本研究选择二球悬铃木和广玉兰两种常见绿化树种,分析其叶表大气颗粒物和叶内元素成分与含量及再悬浮比例.结果表明:二球悬铃木叶片的单位面积滞尘量(4.98 g·m-2)明显高于广玉兰(2.65 g· m-2),这可能与二球悬铃木叶片上下表面均粗糙、有绒毛有关.电感耦合等离子体发射光谱(ICP)分析表明,15种不同的元素均可在二球悬铃木和广玉兰叶表和叶内监测出来,在整体上两树种叶表与叶内元素含量间存在明显的相关性.但仅有Cr、Fe、V等3种元素在二球悬铃木叶表与叶内间存在显著的相关性,而广玉兰中仅有K、Mn、Si、Ti和Zn等5种元素没有显著的相关性,说明两树种叶片对不同元素的吸收具有较强的选择性.再悬浮分析表明,无论是随着风速的增加还是随着风力作用时间的延长,大气颗粒物的再悬浮比例均随之显著增加.在研究植物对大气颗粒物滞留效果时,必须考虑到颗粒物的再悬浮,才能准确评估植被与大气颗粒物的沉降关系.

目的 了解二球悬铃木花粉对大鼠肺部的急性损伤作用.方法 将30只雄性SD大鼠随机分为对照组、低剂量组和高剂量组.根据WHO空气质量准则设计此次试验的染毒剂量分别为2 mg/ml和10 mg/ml.采用单次非暴露式气管滴注法染毒,24 h后处死动物,经腹主动脉采血,收集支气管肺泡灌洗液(BALF)进行细胞计数,测定灌洗液中乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平,并观察肺组织病理改变.结果 高剂量组WBC、RBC、Hb和MCV均出现了变化,差异具有统计学意义(P＜0.05).各染毒组大鼠BALF中白细胞总数、中性粒细胞数、MDA、TNF-α和LDH水平较对照组升高,差异具有统计学意义(P＜0.05),SOD和GSH-Px水平降低(P＜0.05).肺组织病理学结果显示,各染毒组可见明显的炎性细胞浸润,肺泡壁增厚,肺泡腔扩大,部分肺泡间隔断裂.结论 气管滴注二球悬铃木花粉能够导致SD大鼠肺部氧化损伤,破坏了机体氧化和抗氧化系统的平衡,并对血液学部分指标产生了影响.

以武汉市15种常见的阔叶乔木为研究对象,通过3级滤膜过滤法测定了各乔木单位叶面积滞留不同粒径颗粒物(TSP、PM>10、PM10 、PM2.5)的质量,并通过扫描电镜观察比较了15种乔木的叶表面微形态结构,分析了微形态对植物滞尘能力的影响.结果 表明:15种乔木单位叶面积的滞尘量存在显著差异(P<0.05),综合滞尘能力最强的植物为二球悬铃木、桂花和石楠,除以上3者外,女贞和广玉兰分别具有较强的滞留PM10和PM25的能力;加杨滞留TSP和PM>10的能力最弱,玉兰滞留PM10和PM2.5的能力最弱.各乔木单位叶面积滞留PM2.5和PM10的质量分别占总粉尘量的0.7％-8.9％和3.6％-33.9％.叶表面微结构观察表明,叶表面粗糙、褶皱较多,或被有蜡质层的植物有利于粉尘颗粒物的附着.相关性分析表明,植物单位叶面积的滞尘量与叶表面沟槽的宽度呈显著相关,上下表面沟槽宽度越小,越有利于细微颗粒物(PM2.5)的滞留,下表面沟槽宽度增加,有利于粉尘总颗粒物(TSP)的滞留.由此可见,叶表面粗糙度、蜡质含量和沟槽宽度等微形态结构是调控绿化树种叶片滞尘能力的重要因素,在武汉以治理大气粉尘污染为目标进行城市绿化时,可考虑选择二球悬铃木、桂花和石楠等滞尘能力强的树种.

为研究凋落叶在小型水体分解初期对水体N、P含量变化的影响,在实验室内模拟了秋季二球悬铃木(Platanus acerifolia)凋落叶在水体中短期分解的过程,研究了不同质量凋落叶分解对水体总氮(TN)、总磷(TP)的影响.结果表明:二球悬铃木凋落叶中磷(P)在10 h内淋溶作用明显,水体TP含量在10 h内持续上升;而凋落叶质量不同,氮(N)快速淋溶时间不同,1—2 g凋落叶发生在6 h内,3 g凋落叶在24 h内持续释放N.二球悬铃木凋落叶在水体分解4 d过程中,均表现为N、P的整体释放,但N、P变化特征不同,1—2 g凋落叶水体中TN峰值出现在48 h,3 g凋落叶峰值在72 h;而TP峰值分别为10 h(1 g)、72 h(2 g)和96 h(3 g).随凋落叶质量增加,水体TN、TP含量升高且差异显著,1 g、2 g和3 g凋落叶水体中的TN含量平均值分别为0.217 mg·L–1、0.475 mg·L-1和0.644 mg·L–1,TP含量平均值分别为0.132 mg·L–1、0.192 mg·L–1和0.302 mg·L–1.二球悬铃木凋落叶水体TP显著高于白蜡凋落叶水体TP,TN波动变化但整体上也高于白蜡落叶水体.

以青岛市二球悬铃木为研究对象,通过测量其成株叶片的长度、宽度及生物量,分析其叶片的生长规律.结果 表明:二球悬铃木叶片有较大的表型可塑性,其中,以叶片生物量为最大,叶片的宽度、长度次之.二球悬铃木叶片的生长规律可由线性函数或幂函数表示.课外探究实验通过生活情境的探究、模型的构建及开展符合本地实情的课外实验等方法,使学生在数据处理、科学推理的过程中,培养科学思维和科学探究,提高生物学学科核心素养.