3种典型绿化植物叶功能性状对大气污染的响应及其叶经济谱分析——以北京市为例

摘要

为了解植物叶功能性状对大气污染的响应,以生长在北京市海淀区轻度污染区的海淀万柳(E1)、交通尾气重度污染区的西直门(E2)及相对清洁区的奥林匹克森林公园(CK)的典型绿化树种国槐Sophora japonica、栾树Koelreuteria paniculata和白蜡Fraxinus pennsylvanica为研究对象,测定植物叶片功能性状,进一步研究其权衡策略并分析叶经济谱的位置.结果表明:1)3个研究点的主要大气污染物SO2、NO2、PM10和PM2.5浓度存在显著性差异,表现为E2>E1>CK(P<0.05).2)随着大气污染程度的增大,3种典型绿化植物的比叶面积(specific leaf area,SSLA)、叶绿素含量(cholrophyll,CCHL)和气孔面积(stomatal size,ASS)显著降低,表现为CK>E1>E2(P<0.05),气孔开度(stomatal aperture,DSA)也呈下降趋势,但未达到显著水平;叶干物质含量(Leaf dry matter content,CLDMC),叶组织密度(leaf tissue density,DLTD)及气孔密度(stomatal density,DLTD)显著增大,排序表现为E2>E1>CK(P<0.05).3)3个典型绿化树种的叶功能性状间存在相对一致的相关关系,SSLA与CLDMC、DLTD及DSD间存在显著的负相关关系(P<0.05),CLDMC与DLTD、DSD存在极显著正相关性(P<0.01);DLTD与DSA间存在显著正相关性(P<0.05);DSD与ASS、DSA分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05),相关性与全球尺度上的性状关系基本一致.4)研究认为,全球叶经济谱在城市大气污染的特殊环境下也同样存在,且总体上位于低的SSLA、ASS、DSD和CCHL,高的CLDMC、DLTD、DLTD的"快速投资-收益型"一端.