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文献翻译
题 目 酸雨对我国陆生植物叶绿素含量的直接影响
目 录
1.引言 4
2.材料和方法 5
2.1数据集 5
2.2数据分析 5
3.结果 6
3.1酸雨对所有物种叶片叶绿素含量的影响 6
3.2酸雨对不同土壤酸度偏好的叶片叶绿素含量的影响 6
3.3酸雨对各功能组叶片叶绿素含量的影响 6
3.4酸雨对不同经济使用类型叶片叶绿素含量的影响 7
4.讨论 7
4.1酸雨对叶片叶绿素含量的直接影响 7
4.2不同功能组对酸雨敏感性的变化 8
4.3不同经济使用类型对酸雨敏感性的变化 8
4.4管理和适应的不确定性和影响 9
5.结论 9
感谢 10
参考文献 10
酸雨对我国陆生植物叶绿素含量的直接影响
杜恩在，董丹，曾雪彤，孙正中，姜晓飞，威姆·德弗里斯
摘要：20世纪80年代以来，我国酸性前体的人为排放造成了广泛的酸雨。尽管已经对酸雨间接的由土壤介导的生态影响进行了评估，但仍缺少对陆生植物中由酸雨造成的直接叶损伤的系统评估。叶绿素含量是直接叶损害的重要指标，而且与植物生产力密切相关。我们从已发表的有关模拟酸雨实验的文献中合成数据，直接将植物暴露在不同pH值的酸性溶液中，以评估酸雨对中国67种陆生植物叶片叶绿素含量的直接影响。我们的结果表明，酸雨会显著地减少已记录的植物物种中每一个pH值单位的叶片6.71%的叶绿素含量。由于酸雨的影响，叶片叶绿素含量的直接减少表明，不同的喜钙、随遇、避钙种没有显著差异，这意味着土壤酸性偏好不会影响酸雨对叶片损伤的敏感性。通常来讲，酸雨对树木、灌木、草本植物叶片叶绿素的直接影响具有对比性。然而，不同功能组和经济使用类型的影响是不同的。具体来说，与常青植物相比，落叶植物的叶绿素含量对酸雨更敏感。此外，蔬菜和果树比其他经济作物更容易受到酸雨的影响。我们的发现表明，由于酸雨造成的直接叶损伤，可能会造成减产和经济损失。
关键词：酸雨；叶绿素；功能组；经济使用类型；钙生植物；避钙植物。
1.引言
在中国快速的工业化和城市化进程中，已经发生了酸前体（如二氧化硫和氮氧化物）的加速排放[26,25,29]。同时，氨（NH3）的排放也迅速增加[25]，中和雨水中的硫酸和硝酸，然后在（随着铵根离子）沉降到土壤表面时[13]产生明显的酸化。在中国，尤其是南方地区，已经遭受了大面积的酸雨[22,8]，产生了几个关键的环境问题，包括土壤酸化和水体酸化[9,41]，叶损伤和森林退化[40,10]，生物多样性[26]的丧失以及钙质（如混凝土和大理石）建筑和金属材料的损坏[28]。
酸雨会通过诱导土壤养分的浸出和/或增加有毒金属的可获得性，特别是铝，或直接破坏叶片来间接影响植物的生长[17,35,37,7]。酸雨对植物叶片的直接伤害更严重，包括生理（如光合速率的降低、气孔导度的变化和叶绿素的减少）和形态变化（如表皮厚度的减少、叶片面积的减少、坏死斑点的变色和出现）[3,10,37,30,20]。尽管已经努力改善了对酸雨在中国的间接土壤生态效应的评估[22,24,9]，但仍缺少对陆生植物中酸雨造成的直接叶损伤的系统评估。基于对土壤酸度的偏好，陆生植物通常被归类为钙生种（喜欢碱性土壤）、随遇种（喜欢中性土壤）和避钙种（喜欢酸性土壤）[23]。然而，土壤酸度的根偏好和酸雨造成的直接叶损伤之间的联系还不清楚。
基于最近有关于亚洲树木、农作物和园艺植物的酸雨暴露试验，[30]和[20]得出结论，可见叶损伤指标，如坏死斑点、落叶和变色，不受pH值水平达到4.0的酸雨影响，这一水平在亚洲还没有被超过。然而，酸雨的暴露实验表明更隐蔽的酸雨直接叶损伤效果，包括叶绿素含量的减少[3,10,37,30,20]，这可能会影响植物生长。叶绿素在支持植物生长的光合作用中是必不可少的，它是各种环境压力对树叶功能和健康的破坏性影响的敏感性指标[19,4,1]。叶绿素含量也与全球[12]总初级生产量和净初级生产量的估计密切相关。表面特征对于确定叶水的承载能力、叶的通透性和渗透程度、水的交换律和植物与大气之间[11]的溶解物质具有重要意义。因此，叶的表面特征可以影响叶状损伤的敏感性，包括作为由酸雨造成的叶损伤的一种指标的叶绿素含量的影响[18,33,37]。例如，有较薄表皮和更高叶水承载能力的植物物种被发现更容易遭受模拟酸雨带来的叶损伤[18]。因此，由于叶表面特性的变化，酸雨的直接叶伤害可能会因不同的功能组而有所不同。考虑比常青树种到叶片性状的差异，鉴于常青树种更厚的表皮和更低的叶水承载能力，我们猜测落叶阔叶树种的叶绿素含量更容易受酸雨影响。
在经济上，许多植物都是为了提供植物（比如谷物、蔬菜和水果）和木材，或者是在花园和城市绿化中种植用以观赏。最近的一项分析表明，中国南方城市酸性岛屿的出现，意味着酸雨的风险更高，从而降低了郊区和城市地区的森林树木和农作物的生长和生产力[8]。因此，评估不同经济使用类型的植物对酸雨的敏感性也是至关重要的，因为这些发现将对指导区域种植计划以避免潜在的经济损失具有重要意义。
在这项研究中，我们从已出版的有关中国模拟酸雨实验的文献中合成数据，来评估酸雨对不同土壤酸性偏好、功能组和经济使用类型的陆生植物种的叶绿素含量的直接影响。此外，还讨论了在酸雨环境下对可持续生态系统管理的影响。
2.材料和方法
2.1数据集
我们在中国国家知识基础设施工程（http://www.cnki.net/）和ISI科学网（http://isiknowledge.com）的在线图书馆中使用关键词“酸雨”和“叶绿素”进行了文献调查。我们收集了有关实验的报告和文章（在1985-2015年出版）的数据，实验通过暴露在不同pH值的酸性溶液中，模拟了酸雨对中国陆生植物的叶片叶绿素含量的直接影响。那种酸性溶液，是pH值主要从2.0到5.6（降水的自然pH值，[14]）和使用治疗间隔为0.5或1.0的pH值单位的稀释硫酸和硝酸的混合物（表1），被作为喷雾喷洒在盆栽或野生种植的植物上。当一个物种的实验数据来自两个或更多的参考文献时（如欧洲油菜，山核桃和香樟），这些信息会被单独记录下来（表1）。叶绿素a和叶绿素b含量的总和要么是用萃取分光光度法测定，要么是直接用叶绿素测量仪测定（表1）。
我们记录了物种名称，酸处理（应用的pH值水平）和直接来自于表格或通过使用GetData图形数字化仪进行数字化处理得到的叶绿素含量（2.25版本，http://www.getdatagraph-digitizer.com）。我们的数据库由包括25种树木、7种灌木和35种草药的67种陆生植物种的实验结果组成（表1）。对树木和灌木来说，试验通常是通过幼苗进行。关于记录物种、酸溶液、酸雨处理的pH值、实验的持续时间、叶绿素含量的测定方法和地点位置（经度和纬度）的详细信息，在补充信息中给出了相关资料（表1）。
表1 酸雨对土壤酸度偏好类别中叶片叶绿素含量（每pH单位变化百分比）的平均影响
2.2数据分析
为了从不同的测量方法（萃取分光光度法或叶绿素计测定）中得出结果进行比较，每一种方法的叶绿素含量都是通过除以控制处理的结果而标准化的。如果对一个物种进行了两次或更多的实验，所有的数据会被聚集在一起进行进一步的统计分析。根据Eq应用线性回归模型研究了标准叶绿素含量和pH值处理水平之间的关系。公式，代表标准叶绿素含量，代表酸雨处理的pH值水平，和是参数。因为更低的pH值代表更强的酸度，我们根据Eq定义了酸雨的影响。，是酸雨的影响（每pH值变化百分比），是标准叶绿素含量和pH值处理水平之间相关性的斜率。如果p＜0.10，线性回归被认为是重要的。否则，酸雨的作用被认为是无关紧要的（，p＞0.1）。
我们计算了每个物种的酸雨敏感性并将其作为每种植物的特征。所有物种按土壤酸度偏好（喜钙、随遇、避钙）基于生命形态的功能组（如树木、灌木、草本植物；常青植物、落叶植物）和种系发生（如裸子、被子植物；双子叶植物、单子叶植物）以及经济使用类型（木树、果树、谷树、蔬菜；观赏树、观赏灌木、观赏植物）。注意，常青、落叶、针叶、阔叶是树木和灌木的分支，在这项研究中，这一群落叶物种不包括任何落叶针叶树。通过使用单项方差分析，比较了酸雨对土壤酸度偏好、功能组和经济使用类型的影响。我们的研究结果表明，酸雨的影响遵循正态分布，这是使用方差分析的先决条件。所有的统计分析都是使用R软件进行的（3.24版本；发展核心团队；http://www.rproject.org/）。如果没有特别注明，所给出的值是平均标准错误。
3.结果
3.1酸雨对所有物种叶片叶绿素含量的影响
在67个记录物种中，有48个物种的叶绿素含量显示，在pH值从2.0到5.6的范围内酸雨反应显著减少，而另外19个物种则表现出微不足道的反应（图1a；有关每个物种的统计分析，请参见表2）。酸雨敏感品种（n=48）的叶绿素含量的减少具有正态分布的特征（夏皮罗·威尔克常态测试，W=0.96，p=0.16），平均每个pH值单位是-9.370.52%（图1b）。总的来说，所有物种的叶绿素含量按每个pH值单位减少6.710.68%（参见表1）。
图1a 模拟酸雨的pH值水平和每个物种的标准叶绿素含量之间的线性回归
图1b 酸雨效应（每pH单位变化百分比）对酸雨敏感品种的叶片叶绿素含量的分布
3.2酸雨对不同土壤酸度偏好的叶片叶绿素含量的影响
令人惊讶的是，酸雨对叶片叶绿素含量的直接影响显示，不同钙生植物（每pH值单位为-6.031.09%）、随遇植物（每pH值单位为-7.521.17%）和避钙植物（每pH值单位为-6.081.09%）（表1和2），这表示土壤酸性偏好不会影响酸雨对直接叶损伤的敏感性。
表2 对不同土壤酸度偏好类别进行单项方差对比分析的结果
3.3酸雨对各功能组叶片叶绿素含量的影响
酸雨显著地减少了所有功能组的叶绿素含量。酸雨对叶片叶绿素含量的影响显示，树木、灌木和草本植物之间没有显著差异（表3和4）。根据我们的假设，落叶种的叶片叶绿素含量（每pH值单位为-8.671.43%）对酸雨的敏感性高于常青植物（每pH值单位为-4.060.98%）（单向方差分析，）。酸雨对叶片叶绿素含量的负面影响在于被子植物种类（每pH值单位为-6.840.69%）比裸子植物（每pH值单位为-3.933.93%）更强，但由于后者样本有限，差异在统计学上并不显著。此外，叶片叶绿素含量与单子叶植物和双子叶植物的酸雨反应没有显著差异（表3和4）。
表3 酸雨对各功能组叶片叶绿素含量（每pH单位百分比）的平均影响
表4 对不同功能组进行单项方差对比分析的结果
3.4酸雨对不同经济使用类型叶片叶绿素含量的影响
我们的结果表明酸雨显著地减少了所有经济使用类型的叶片叶绿素含量（表5和6）。蔬菜叶片叶绿素含量对酸雨（每pH值单位为-14.241.52%）的敏感性高于果树（每pH值单位为-7.831.93%）和谷类植物（每pH值单位为-4.292.66%）（表6）。此外，酸雨会导致果树叶片叶绿素含量的减少比木材更大（每pH值单位为-3.281.09%）（）。然而酸雨对叶片叶绿素含量的影响显示，观赏树木、观赏灌木和观赏植物没有显著差异（表6）。
表5 酸雨对不同经济使用类型叶片叶绿素含量的平均影响
表6 对不同经济使用类型进行单项方差对比分析的结果
4.讨论
4.1酸雨对叶片叶绿素含量的直接影响
根据一些指标，如坏死斑点、边缘/梢坏死和落叶，最近的两项评论总结说，模拟酸雨暴露在pH值4.0中，在亚洲的树木、农作物和园艺植物没有直接可见
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