2对植物生理的影响'> 大气中SO2对植物生理的影响

摘要：指出了随着社会经济快速发展和人民生活水平的不断提高，大气中的SO2已成为大气污染的主要污染物。由于植物对SO2的具有净化能力，因此了解大气中SO2对植物的生理影响是十分重要的。通过查阅大量文献，阐述了了大气中SO2对植物在各种生理方面的影响，从而说明了利用绿化植物对SO2的吸收、转移作用可以减轻SO2污染的可行性。

关键词：植物；SO2；生理

中图分类号：X511 文献标识码：A

1 引言

随着工业及交通运输业的迅速发展，煤、石油等资源的大量使用，使得大气受到了不同程度的污染。其中，SO2对大气的污染问题已经日益突出，成为人类社会可持续发展的主要障碍。目前我国对SO2的污染控制主要是从污染源头进行，是利用物理和化学方法来控制SO2的排放量。研究表明：SO2对大气的污染可以通过不同种类的绿色植物来进行控制和治理。本文通过查阅关于大气中SO2对植物的生理影响的文献，为选择培育有效防治SO2污染的植物提供理论依据，从而说明研究利用植物控制SO2污染的途径具有极其重要的意义。

2 SO2对植物的生理影响

2.1 SO2对植物叶绿素的影响

叶绿素含量的变化直接影响到植物光合作用的效率，从而影响植物正常的新陈代谢。叶绿素含量的高低反映了植物叶片光合作用的强弱，从而能够表征植物在逆境胁迫中其本身的组织和器官变化状况。因此，叶绿素含量经常被作为环境变化监测的重要指标。

2.1.1 SO2对植物叶片中叶绿素含量的影响

当大气中SO2浓度较高时会短时间内引起植物叶片中叶绿素含量显著下降，而较低浓度的SO2对叶绿素含量的变化影响不大。童贯等研究表明，在SO2污染区的垂柳、白榆、加拿大杨等植物的叶绿素含量明显比在清洁区的低。朱栗琼等、彭长连等对污染程度不同地区的同一种类的植物叶片中叶绿素含量进行了测试对比，结果表明在受污染严重的地区的所有植物的叶绿素含量都有明显降低。此外，SO2和酸雨等大气污染物复合作用后，其对植物叶片中叶绿素含量影响更大。

2.1.2 SO2对叶绿素组成比例的影响

SO2对叶绿素组成比例的影响与植物的种类有着直接联系。研究表明，SO2对某些种类的植物叶绿素b影响较大，对某些种类植物的叶绿素a影响较大。研究表明，当小麦长期暴露在较低浓度的SO2环境时，其叶片中光合色素含量会随暴露时间的变长，其色素含量降低的比例相应增大。刘荣坤发现，在叶片未出现可见伤害症状时，叶绿素b的分解速度大于a，叶绿素a与b的比率增加，但当出现可见伤害状态后，叶绿素a与b的比率减少，这主要是SO2对叶绿素组成比例的影响与植物发育阶段及叶片受伤害程度有关。从而说明，当植物受到大气中SO2污染时，其叶片中叶绿素b比叶绿素a分解得快，结果使得叶绿素a/b值变大。高厚强研究了5种常见的城市绿化植物在受大气污染时叶绿素含量的变化，结果表明，污染严重的地区叶绿素a/b值最高，无污染的地区叶绿素a/b值最低。严昌荣等对湖南省冷水江市大嵘山马尾松研究发现，大气污染区的叶片叶绿素a/b值明显高于对照区的。此外，当低浓度的SO2与CO、Cl2等气体复合污染时，植物叶片中叶绿素a和叶绿素b含量的比值也会变大，但叶绿素总量会逐渐变小。但吴丽英、丛者福的研究结果与以上研究完全相反。

2.2 SO2对植物酶活性的影响

酶主要成分为蛋白质，是由生物细胞产生的生物催化剂，而植物体内所有的新陈代谢过程都离不开酶的参与。胡丁猛等在研究SO2对3种园林绿化苗木叶片保护酶中说明对SO2污染胁迫抗性强的树种有着较高的保护酶活性，抗性弱的酶活性较低。

2.2.1 SO2对植物过氧化物酶的影响

不同植物的过氧化物酶活性变化情况在大气污染胁迫条件下不一致。研究表明：过氧化物酶活性变化随着SO2的增加而加快。李维典等研究了6种植物在6种浓度的SO2气体熏气处理中的过氧化物酶活性变化，结果说明6种植物在不同浓度的SO2污染中，其叶片内的过氧化物酶活性随SO2浓度增加而逐渐升高。连玉武等研究结果表明，当大气中较高的SO2浓度会使芒果、银桦、台湾相思树叶片中过氧化物酶活性加强。研究表明，将大豆受SO2污染胁迫30d后，其叶片的过氧化物酶浓度随SO2浓度增加而升高，且其受胁迫时间越长，酶的浓度越大。李振国等的研究表明SO2不仅会提高小麦叶片过氧化物酶活性，而且会产生新的同工酶带。赵素达研究表明几种植物（油菜、菠菜、云豆、土豆、菜花等） 在受到大气污染胁迫时其叶子内过氧化物酶活性都会升高。此外，大气中SO2污染还能使马尾松、蚕豆的过氧化物酶活性升高。

2.2.2 SO2对植物超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（SOD）是一种保护酶，它能反映植物的抗逆性，但不同的植物在SO2污染环境下，其超氧化物歧化酶变化是不一的。有些研究认为，SO2污染会使超歧化氧化酶活性增加。Kong等发现地衣在受0.5μg/g浓度的SO2胁迫时，其氧化歧化酶活性明显升高。当槐树、蚕豆、铃木在SO2污染的大气中，其氧化歧化酶也会明显增加。但也研究表明大气污染使有些植物的SOD活性下降。杨礼锐等研究了SO2污染区与对照区中印度榕、高山榕、黄模、蒲桃叶片中SOD的变化情况，结果有一半种类的植物的SOD活性较对照低。此外，周军英等认为，在浓度一定的情况下，随着植物在SO2中暴露时间延长，其SOD活性呈现规律性的变化，存在一个剂量阈值。小于阈值时，SOD活性开始上升至最大值，但随着暴露时间的继续延长，SOD活性会逐渐下降。

2.3 SO2对植物叶片可溶性糖的影响

SO2对植物叶片含糖量的影响与SO2对光合作用的影响有关。如果某种植物抗SO2污染能力越强，其光合作用所受到抑制作用也就越小，所以叶片中糖含量受影响也会越小。郝延令和贾秀峰测定了对我国北方多个树种在SO2处理后叶片中可溶性糖含量的变化，结果所有应测树种含糖量都有所下降，而且随SO2污染时间越长，糖含量下降程度就越大。童贯和、玉武等的研究也得出相似的结果。所以， SO2污染会使大多数植物的糖含量减少，但研究表明有部分植物当受SO2污染时其糖含量反而升高。陆长梅等研究得出，大气污染使树木叶片中的可溶性糖含量反而上升。

2.4 SO2对植物膜的影响

细胞膜是植物细胞的重要组成部分，在保持生物体的正常生理生化过程稳定方面有十分重要的作用。SO2对植物细胞膜的影响与环境状况及其植物种类密切相关。对SO2污染抗性强的植物，由于其细胞膜对SO2的反应不敏感，其膜透性变化也很小，因此细胞膜透性变化常被作为衡量植物对SO2抗性强弱的一个重要指标。除与植物种类有关外，植物在受SO2胁迫时，其细胞膜透性还与植物叶细胞的成熟度有关，也就是说质膜透性在SO2处理变化最小的幼叶抗性最强，而成叶则反之，老叶处于两者之间。SO2浓度也是决定植物受污染时细胞膜透性变化的重要因素。低浓度SO2对膜透性的影响不大，但当SO2浓度增大到一定程度，植物膜透性随SO2浓度增加而显著增加。

3 结语

研究表明，大气中SO2对植物的影响，主要表现在植物体的组成和器官上，如对植物中叶绿素、酶活性、可溶性糖以及植物膜等的影响。在大气中SO2浓度较高时，短时间暴露即可引起植物叶片中叶绿素含量显著下降。大气中SO2的污染对叶绿素组成比例也有明显影响，但这种影响与植物种类有直接关系也与植物发育阶段及叶片受伤害程度有关。大部分人研究表明，过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性随SO2的增加而增加，也有人研究表明过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性随SO2的增加而减少。SO2处理使大多数植物的糖含量减少，但也有一部分植物污染后糖含量升高。而植物膜透性对SO2的反应差异通常与植物的抗性有关，抗SO2强的植物，细胞膜对SO2的反应不敏感，反之则很敏感。

植物能否有效地清除大气中的SO2是受到诸多因素的影响和限制的。不同植物对SO2的吸收能力也大不相同。针对不同来源和浓度的SO2，结合当地气候和上壤等诸多限制因素筛选对SO2耐受性强、去除率高、生物量大的植物，研究环境因素对其净化效果的影响，筛选出高效净化植物；不同植物甚至同一种植物不同部位对SO2的净化机理是不同的，因此应加大不同植物间或同种植物不同部位对SO2的联合净化技术的研究；由于植物对SO2修复技术还有许多问题有待进一步研究探讨，这就需要运用生物学、土壤科学、环境科学、农学等多学科综合性地开展研究。

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