近年來，臭氧已成為許多城市夏季空氣的首要污染物和近地表生物健康的“隱形殺手”，臭氧污染逐漸引起重視。沈陽作為重工業(yè)為主的城市，近年來雖然在城市森林建設(shè)與環(huán)境質(zhì)量改善等方面取得了可喜成績，但城市近地表臭氧濃度升高和土壤重金屬污染問題依然嚴峻，城市森林植物可能會受到二者復合污染的影響或脅迫。中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所城市生態(tài)學組長期致力于城市森林植物對高濃度臭氧為主的生態(tài)復合污染響應(yīng)和適應(yīng)機理及植物抗性篩選研究工作，取得了許多重要成果。

該研究組利用中科院沈陽樹木園氣候控制實驗平臺，開展了我國北方城市常見行道樹種梓樹（Catalpa ovata,俗稱“北方梧桐”，一種重要的城市綠化和造林速生樹種）對臭氧及土壤重金屬復合污染的生理生態(tài)響應(yīng)研究（圖1）。結(jié)果表明：高濃度臭氧對梓樹生長及抗性生理代謝無顯著影響，證實了梓樹具有較高的耐臭氧能力，而土壤鎘添加顯著抑制了該樹種生長并對其生理代謝包括礦物營養(yǎng)元素含量變化產(chǎn)生顯著影響，表明梓樹對土壤鎘污染比臭氧更敏感，同時發(fā)現(xiàn)兩種污染物復合對該樹種生長等影響無顯著交互作用，這與前不久該團隊研究的結(jié)論（二者對臭氧敏感樹種楊樹影響存在顯著交互作用---Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，174：35-42）相反，進一步表明了樹木對臭氧和重金屬及二者復合響應(yīng)與敏感性存在顯著種間差異，不同樹種對兩種污染物的復合響應(yīng)可能存在不同的生理代謝或分子應(yīng)答機制。這些研究結(jié)果可為我國應(yīng)對氣候變化和區(qū)域環(huán)境污染的樹種選擇及土壤生態(tài)修復等方面提供重要科學依據(jù)。

圖1. 梓樹對臭氧和土壤鎘復合污染的生理響應(yīng)研究示意圖

近日，該成果以“Tropospheric ozone and cadmium do not have interactive effects on growth, photosynthesis and mineral nutrients of Catalpa ovata seedlings in the urban areas of Northeast China”為題在線發(fā)表在Science of the Total Environment雜志上。沈陽生態(tài)所徐勝副研究員為第一作者，何興元研究員和西華師范大學杜忠副研究員為共同通訊作者，合作者還包括瑞士聯(lián)邦森林、雪與景觀研究所Marcus Schaub和Maihe Li研究員等。該研究得到國家自然科學基金項目支持。