大气污染物对乌鲁木齐市园林植物物候的影响初探
大气污染物对乌鲁木齐市园林植物物候的影响初探
【摘要】： 大气污染通过影响植物生理、生态进而改变其生命过程和功能。其中,植被物候对气候变化和大气污染响应敏感,其通过改变叶片生理生态机制进而导致物候的推移。因此,植被物候可以作为气候改变对生态机制影响的感应器。尽管国内外开展了诸多物候研究,然而,主要针对气候变化对植物物候的影响。关于大气污染对植物物候的影响机制缺乏足够的研究证据。为进一步探索干旱区城市大气污染对园林植物物候的影响规律,本研究基于《乌鲁木齐植物物候观测年报》、《乌鲁木齐市空气质量年报》等官方数据以及室内烟熏实验和室外物候观测数据,选取了新疆大学本部、乌鲁木齐植物园和河滩快速路3个样点的主要园林植物作为研究对象,开展了野外定点物候观测和室内熏气模拟试验,初步探索大气污染物影响下花卉植物翠菊(Callistephus chinensis)、矮牵牛(Petunia hybrida)、月月红(Osmanthus fragrangs'Chenghuang siji')、夹竹桃(Nerium indicum)、兴旺竹(Podocarpus nagi)的生长反应;采用回归分析揭示不同植物在大气污染作用下物候延迟及变化规律。研究结果将为植物抗性评价提供理论依据,并为植物物候期及其抗性机理的形态或生理水平研究提供基础。本论文主要研究结果如下:1)对翠菊、矮牵牛、月月红、兴旺竹、夹竹桃等园林花卉植物进行烟熏模拟实验。结果显示:污染物对园林花卉植物形态结构(株高、冠幅、叶片厚度、花瓣薄厚,盆栽质量等)会有一定的危害作用,导致其生长发育及物候期滞缓。翠菊、矮牵牛、月月红等植物在形态上出现不同程度的症状,其程度从重至轻表现为翠菊>矮牵牛>月月红>夹竹桃;根据烟熏时间及其浓度的不同,其死亡承受耐受力排序为矮牵牛>翠菊>月月红>夹竹桃。2)通过室外物候观测相机,观测了2019年4月至2020年6月在乌鲁木齐市新疆大学本部、河滩路和植物园内大叶榆(Ulmus laevis),白蜡(Fraxinus chinensis)等主要园林树木的物候期变化情况。结果表明:由于河滩路和植物园大气污染相对较严重、PM_(10)浓度较高,易受大气污染的影响,河滩路和植物园的乔木物候期相比新疆大学校园内较晚。研究结果揭示了大气污染对物候期的延迟影响。3)不同物候期植被指数与温度的关系呈显著性正相关的关系。不同物种的Kalman植被指数数值与各种污染物表现出显著性的关系,其中与PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO、NO_2呈负相关关系,与O_3呈正相关关系。回归分析也进一步揭示温度、PM_(2.5)是对树木物候期有较大影响的因子。此外,研究发现污染物通过影响植物的生长与形态,进而影响其物候期,一般乔木比灌草早开花,而在烟熏实验中发现,污染物也会滞缓花卉生长期,进而会导致花灌草与乔木几乎同时开花,物候期同步的现象。4)基于中国物候观测网、中国植物志记载和前人现场观测等历史数据,通过与本研究实测数据对比分析。结果显示:乔木树种发现物候变化与现场观测对比有表现推移现象。通过与气温、大气污染等数据进行相关性分析,发现气温与植被指数呈正相关关系,污染物与植被指数呈负相关关系。大气污染物滞缓植物生长,在一定程度上推移了植物物候期。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2020
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