草原植物对臭氧污染的敏感性差异及其机理

工业源NOx和植物源VOCs（可挥发性有机物）是近地面臭氧形成的主要前体物。我国北方草原VOCs和NOx浓度将呈增长趋势，导致臭氧污染发生的几率将增大；草原区臭氧浓度升高将可能影响到草原生态系统的结构和功能，但缺少相关的研究。本项目首先在野外利用上部开顶式同化箱(OTCs)原位处理羊草群落，依据形态指标、叶绿素荧光参数的变化，初步探明不同草原植物物种对臭氧的敏感性差异，并筛选出对臭氧敏感性不同的物种；然后利用盆栽试验，研究高浓度臭氧环境中不同草原植物物种的气孔导度、抗氧化和修复能力以及光合速率的变化，从气孔调节和同化物积累与分配两个方面来分析不同草原植物物种对臭氧响应的生理生态学机理。最后结合野外试验和盆栽试验两方面的研究结果，预测臭氧污染对草原生态系统的潜在效应，为预测全球环境变化对我国草地生态系统的影响提供理论基础。

在本项目的资助下，课题组建立了野外模拟臭氧浓度升高的处理系统(open-top growth chamber, OTC)，并利用该系统1）原位研究了低湿地植物群落不同物种对臭氧的敏感性、2）利用盆栽试验研究了不同从湿生到旱生5个生境植物群落对臭氧的反应差异、3）研究了不同倍性植物种及4）其他逆境因子（盐胁迫）对臭氧效应的交互作用，通过分析生长指标的变化差异，确定了物种/品种间对臭氧的反应差异，通过分析气体交换、叶绿素荧光参数、抗氧化物/酶含量/活性的变化，研究了物种/品种间及盐胁迫对臭氧浓度升高的反应差异机理。研究发现，臭氧浓度升高将对我国北方草原植物生长产生显著抑制效应，群落中物种间的反应差异较大，意味着在全球环境变化过程中，北方草原植物也将不可避免地受到威胁。在本项目的资助下，培养了硕士生1名；发表学术论文4篇。