塔里木盆地南缘长期浮尘暴露对叶表气孔行为和生理功能的影响

Dust exposure is a common environmental question to plant, animal and human in southern fringe of the Tarim Basin due to frequent and strong sandstorm. Dust, including micro-particles (<10μm), covers the leaf and changes the microenvironment of leaf-atmosphere interface, resulting in the influence on exterior and interior structure of leaf. Spraying in Laboratory and dust removing system in field will be carried out in order to investigate the effect of dust retention on surface and anatomic structure of leaf under short- and long-term exposure to dust, especially the relation between dust particles and stomatic morphology or stomatic movement. Physiological mechanism induced by stomatic change was explained in analyzing the physiological response. Adaptive strategy of plant to a long-term dust exposure was discussed in the arid land. This study focus on the mechanism of sufacial structure of plant to adherence. It will provide theory for investigating effects of other atmospheric particles such as coal dust, cement dust on plant from the aspect of ecotoxicology or plant ecophysiology. The available way of improvement in oasis environment will be probed.

塔里木盆地南缘沙尘发生频繁且强度大，浮尘暴露是植物、动物和人面临的普遍环境问题。浮尘，包括一定比例的微型尘粒（直径<10μm）能够在植物叶表面积累，形成覆盖层，改变叶-气界面的微环境，甚至直接对叶片表面和内部结构产生影响。本项目通过实验室模拟喷尘和野外人工除尘系统构建，从浮尘暴露的短期和长期效应两个方面研究滞尘对叶片表面和解剖结构的影响，特别是微型尘粒与气孔形态、气孔行为的相互关系，分析由此而引发的叶片生理功能的变化，阐明其中的生理机制，探讨多种极干旱区植物对长期浮尘暴露的适应策略。这能揭示植物表面状态对环境的响应机制，为研究其他类型的大气颗粒物（例如煤灰、水泥灰等）对植物影响提供借鉴，并在当地绿洲环境改善方面进行有益的探索。

塔里木盆地南缘沙尘发生频繁且强度大，浮尘暴露是植物、动物和人面临的普遍环境问题。浮尘，包括一定比例的微型尘粒（直径<10μm）能够在植物叶表面积累，形成覆盖层，改变叶-气界面的微环境，甚至直接对叶片表面和内部结构产生影响，导致植物生理活动的变化。本项目通过野外调查、模拟喷尘和野外除尘系统构建等手段开展研究，首次从短期和长期效应两个方面探讨滞尘对叶片生理功能的影响，重要结论如下：. 1.表皮特征影响叶片的滞尘能力和潜力。随着叶面积增大、表皮可湿性和叶粗糙程度的降低，单位面积叶片滞尘能力增强。栽培植物的滞尘能力普遍大于野生植物种。尘粒可以镶嵌进入气孔，但发生的概率很小。. 2.短期叶面滞尘减轻了强光引起的光抑制，对植物的生理活动具有积极的作用。短期滞尘没有改变叶片的结构和组成，但是削弱了到达叶面的光合有效辐射，提高了光系统II活力和光合效率。与之相比，无尘叶片的PSII显著受到正午高辐射的抑制，能量传递效率降低，更多能量被热耗散了。首次得出结论：短期轻度滞尘有利于植物的光合作用。. 3.长期叶面滞尘引起叶片形态、色素含量和光合效率的改变。尤其是中度和重度滞尘，增加了叶片的叶绿素含量和比叶面积，使得叶片变薄，叶片特征向着弱光适应方向变化，而叶片的光合效率、气孔导度和蒸腾速率有所下降。但光合作用光响应曲线的数据则显示滞尘升高了叶片的光饱和点和光补偿点，叶片表现出更强的对强光的忍耐，这与遮阴植物的研究结果相矛盾。这意味着叶表滞尘对植物生长有着复杂的影响。. 4.干旱区植物对浮尘环境的适应策略。适应于干旱的环境条件，植物的叶片多被有绒毛或蜡质，表面光滑或者具不可湿性，有一定的自净功能，因而健康的叶片很难长时间积累尘土。这有利于维持叶片稳定的表面结构，对防止病虫害的感染具有重要意义。