空汙粒子降低光合作用並破壞植物葉片結構

    植物的葉面直接接觸空氣污染,導致葉面組織結構或功能性的改變。秋葵、雞冠花、彩葉草、瓜爾豆、千日紅、鳳仙花、神羅勒、菜豆、茄子、百日草在經過60天的汙染處理後,觀察葉片的蠟質、角質層、表皮、氣孔和毛狀體。發現這些構造被破壞,表皮細胞變小、氣孔減少,這是由於葉片細胞的延長受到抑制。另外有文獻顯示,空汙的粒子沉降後,會降低植物生長、關閉氣孔並影響氣體的交換、減少光合作用活性、減少葉綠素含量。當空汙粒子由氣孔進入,其毒性影響植物的生理活性,空汙粒子攜帶的金屬汙染物也會增加葉片中的金屬元素累積。而葉片上吸附的空汙粒子可以被雨水沖洗掉,但被固定在蠟質上的空汙粒子會穩定固定在葉片上,無法沖洗。因此認為在都市的綠色植栽有助於減緩空氣汙染對人體的影響。

    當以電子顯微鏡觀察葉片蠟質,對照組的毛狀體呈現星狀結構,但空汙處理組的毛狀結構萎縮,這是植物健康與的指標之一(圖一)。另外,空汙會導致蠟質的降解,進而影響葉片的潤濕性,蒸散速率和葉細胞的健康,因此使植物對於水分散失的逆境更加敏感。而觀察氣孔可以發現,氣孔會被空汙粒子堵塞(圖二),進而減少氣體交換,影響光合作用效率。

    以挪威楓(Acer platanoides L.),、大槭樹(Acer pseudoplatanus L.),、珍珠梅(Sorbaria sorbifolia L.),、爬牆虎(Parthenocissus tricuspidata L.)、五葉地錦(Parthenocissus quinquefolia L.),等景觀作物進行空汙環境下的光合作用研究,發現空汙粒子會常常(甚至是明顯的)對光合作用有負面的影響。可以發現在容易有空汙的市中心,四個月的平均光合作用速率下降(圖三),除了珍珠梅在空汙下的光合作用速率提高,也被推薦用於城市造景或綠化樹種。

資料來源:

https://link.springer.com/article/10.1007/s10669-009-9238-0
https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20143069139

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