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兰州市植物稳定碳同位素组成特征及其影响机理

作　者: 黄雅娟
导　师: 张成君
学　校: 兰州大学
专　业: 环境科学
关键词: 植物碳同位素组成光强大气SO2、NO2浓度植物器官
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

植物碳同位素技术是近30年来得到迅速发展和广泛应用的一项新技术手段,旨在通过分析植物的碳同位素组成特征来揭示外界环境因子的变化。植物的碳同位素组成反映了植物生理生态过程中一系列的环境信息,可以用于研究植物生理与生态环境之间的关系。光强、降水、温度及大气SO₂、NO₂等污染物通过改变植物叶片的气孔导度或光合羧化酶的活性来影响植物的碳同位素组成。因此,城市植物的碳同位素组成不仅可以反映气候信息（光强、降水、温度等）,而且还可以揭示外界大气SO₂、NO₂等污染物的污染情况,可应用于对大气SO₂、NO₂等污染物的监测。通过与其它监测方法相结合,更好的反映植物的污染程度,为大气污染对植物的影响机理提供新方法,新依据。植物稳定碳同位素分析作为新兴起的一项监测技术,在揭示植物对环境胁迫的响应、植物光合途径的鉴别、筛选高WUE、高产、抗逆性品种等的研究中发挥了重要作用,并显示出巨大的应用潜力。本论文通过分析兰州市不同功能区采样点槐树器官的碳同位素组成特征,来揭示环境因子（光强、大气SO₂、NO₂污染）对植物稳定碳同位素组成的影响机理。所得出的具体结论如下:1)各采样点植物高层叶片的δ¹³C值偏正于中层叶片,火车站、盘旋路、西站、西北师大样点植物东、南方位叶片δ¹³C值偏正于西、北方位,光强是引起这一现象的主要环境因子。兰炼、兰化样点植物由于受到污染的影响,西、北方位叶片的δ¹³C值要偏正于东、南方位,污染可能是引起这一现象的主要环境因子。2)兰州市各采样点槐树叶片的δ¹³C值存在差异:西北师大（-30.58‰）＜火车站（-30.35‰）＜西站（-30.10‰）＜盘旋路（-29.12‰）＜兰化（-28.54‰）＜兰炼（-26.45‰）。其中,西固区叶片的δ¹³C值要高于兰州市平均值,城关区低于兰州市平均值。采样区叶片的δ¹³C值随着大气SO₂、NO₂浓度的升高而增大,可能表明叶片Ci值随大气SO₂、NO₂浓度升高而变小,说明气孔导度随大气SO₂、NO₂浓度升高而降低。叶片通过关闭气孔抵御环境污染,体现了植物的抗性生理特征。3)槐树光合作用器官的δ¹³C值要明显低于非光合作用器官的δ¹³C值。叶片δ¹³C值比树枝、树干、树皮的δ¹³C值要分别低0.69‰～1.91‰,2.31‰～3.20‰,2.93‰～3.65‰。在大气SO₂、NO₂的污染下,槐树叶片的δ¹³C值随着污染物浓度的升高而偏正。化学组分的不同是植物各器官间δ¹³C值存在差异的主要原因,由于光合产物在运输的过程中会发生碳同位素分馏现象,也可能造成树枝、树干和树皮的δ¹³C值偏正。

兰州市植物稳定碳同位素组成特征及其影响机理

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