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光污染是一种新型的环境污染,它的危害范围是世界性的。光污染能够扰乱某些动物的生活,甚至造成动物的死亡。光污染也能扰乱人们的生活节律,导致癌症的产生。人们喜欢用植物来装点城市,特别是喜欢在城市种植行道树。而路灯是当今光污染最严重的类型,大部分植物直接受到路灯的照射,有些路灯甚至安装在植物的内部;在节假口,多数地方更是在植物身上装上各种各样的彩灯,因此,对于在城市生长的植物来说受到了前所未有的挑战。虽然人们已经普遍知道光对植物造成的影响,但是光污染对植物的影响人们知之甚少。
本文以城市绿化最常用的6种灌木(福建茶Carmona microphylla、黄金榕Ficus microcarpa cv.Golden Leaves、假连翘Duranta repenS、扶桑Hibiscusrosa-sinensis、希茉莉Hamelia patens和洒金榕Codiaeum variegatum)为研究对象,通过夜晚增加不同光强与不同光质的室外加光盆栽实验,探讨以下几个问题:(1)光污染会对6种城市绿化灌木的生理生态产生哪些影响?(2)在夜晚多大的光强下,会引起6种城市绿化植物的响应?(3)6种城市绿化植物对光污染的响应有何差异?(4)6种城市绿化植物对白光和黄光处理是否存在差异?本论文系统研究了光污染对城市6种绿化植物生理生态的影响。主要结果如下:
1.光污染改变植物的解剖学特征,强度为10μmol m-2 s-1的光污染会使植物光合器官受损。通过形态解剖观测发现不管是对照还是处理,6种植物的栅栏组织都出现脂质小球,叶绿体出现淀粉粒或者空泡,类囊体肿胀,基粒不明显。经过光污染强度为10μmol m-2 s-1处理的植物,栅栏组织脂质小球明显增多,类囊体进一步肿胀,基粒退化甚至消失。夏季使这种现象更加明显。本论文研究结果还表明光污染对植物叶片的厚度,气孔大小与密度有一定影响。
2.光污染显著增加6种植物的叶绿素含量和叶面积。对于扶桑、黄金榕、洒金榕和假连翘来说,在弱光污染(强度为0.1μmol m-2 s-1的白光和黄光)情况下,可以使它们的叶绿素含量显著增加。光污染强度为10μmol m-2 s-1处理条件下,6种植物的叶面积均显著增加。说明植物通过改变叶绿素含量和叶面积的大小来适应光污染。
3.光污染对植物生物量的影响因不同器官而异。对根、茎的生物量影响不明显,但是对叶的生物量影响显著。说明叶对光污染的影响比较敏感。
4.光污染影响植物开花期,或提前或延迟;植物开花期受光污染影响,不仅是光强,还有光质。在光污染强度为10μmol m-2 s-1的白光处理条件下,扶桑开花期提前5.6天;但在光污染强度为10μmol m-2 s-1和1μmol m-2 s-1的黄光处理条件下,扶桑的开花期分别延迟9.1和7.6天。在光污染强度为10μmol m-2 s-1和1μmolm-2 s-1的白光和黄光处理条件下,希茉莉的开花期提前3-5天。
5.晚上对植物的光污染会影响植物白天的光合作用。在早上9:00-10:30,设定相同温度和光强测定光合作用发现,在光污染强度为10μmol m-2s-1的处理条件下,希茉莉、扶桑、福建茶和黄金榕的光合速率下降。