城市植物对高浓度O3的敏感性鉴定及其风险评估

目前，全球近地大气O3浓度升高已成为世界范围内的重要环境问题。本项目针对目前国内外有关植物对O3敏感性鉴定和O3风险评估缺乏统一标准的问题，基于我们近年来对城市森林和O3相互关系的研究，拟以我国北方典型"森林城市"沈阳市多种常见植物（以树木为主）为研究对象，采用OTC梯度模拟法，利用植物叶组织可见伤害、离子渗漏率、光合作用和生长参数等手段来定量鉴定城市植物对O3的敏感性，并揭示不同植物的敏感性差异机理，建立城市植物对O3敏感性的定量鉴定标准，并通过研究植物对O3的剂量响应关系，在比较和改进欧美普遍采用的O3风险评估标准基础上，建立适宜于我国北方城市植物对O3的风险评估标准，为我国北方城市森林中高浓度O3的污染指示植物和耐O3树种筛选提供科学依据，也为全球气候变化背景下实现我国北方城市森林的可持续发展和制定城市O3污染的风险评估和大气质量控制标准提供科学依据和参考。

全球近地大气O3浓度升高已成为世界范围内的重要环境问题。许多城市臭氧污染浓度超标已成不争事实。本项目围绕我国北方城市主要绿地植物，通过OTC模拟系统，重点研究和阐明了城市乔木、灌木及草坪植物对高浓度O3的敏感性及抗性机理，筛选出适宜于我国北方城市的O3敏感指示植物及耐O3树种和草坪植物，并基于不同植物的O3吸收通量、有效剂量等风险指标研究，确立了城市植物敏感性及风险预警等级和评价方法，提出了叶面喷施抗氧化剂来减缓O3对城市植物伤害的生理对策。研究结果表明：.1）高浓度O3引起阔叶乔木白桦、银中杨、黄檗、银杏等城市树木叶片不同程度的伤害症状，且其伤害特征及伤害的初始部位均因种而异。而针叶树种，在熏蒸期间无明显伤害症状出现，表明阔叶树种比针叶树种对O3更敏感；2）在80 ppb臭氧长期处理下，蒙古栎生物量显著下降，与银杏、油松等树种相比，其对臭氧的敏感性最高；3）刺槐、白桦、黄檗、蒙古栎以及草本植物白三叶等均可作为城市O3的敏感指示植物；乔木树种银中杨、元宝枫、樟子松和油松等树种具有较强的抗O3能力，可作为城市O3污染高发区域绿化首选树种；4）不同灌木在耐O3能力方面也存在较大差异，北方绿化乡土种连翘及紫丁香均具有较强的耐O3能力；5）在冷季型草坪草中，不同草种的耐O3能力也有所差异，苇状羊茅最耐O3，不同品种间也存在差异，多年生比一年生黑麦草具有更高的耐O3能力。6）城市树木的O3吸收通量具有明显的季节变化特征。7月份，植物对O3吸收量最大，常见绿化树种白桦和银中杨O3吸收通量分别达到96.5和75.9 nmol.m-2.s-1。8月份两树种均表现出一个下降的趋势，这可能与8月份雨季阴雨天较多，植物对O3吸收的有效性降低有关；7) O3伤害风险指标AOT40、SUM06和POD6的等级划分，为城市绿地植物的O3风险预警及植物敏感性筛选提供了重要途径；8）以冷季型草坪草为例，叶面喷施外源抗坏血酸（100 mg/L）和EDU（300 ppm）均可有效减缓高浓度O3对城市植物的伤害。. 本项目研究为我国应对全球气候变化的高浓度O3污染指示植物和耐O3树种筛选及我国北方城市绿地建设提供科学依据，也为全球气候变化背景下实现我国北方城市森林的可持续发展和城市臭氧污染的生态治理提供科决策和参考。