植物調(diào)查方法

體方法是:選擇觀測(cè)點(diǎn)了解調(diào)查區(qū)內(nèi)主要大氣污染的種類、濃度和分布擴(kuò)散規(guī)律，同時(shí)調(diào)查主要樹(shù)木、農(nóng)作物、蔬菜或野生草本植物等的種類，以便確定監(jiān)測(cè)植物的種類。監(jiān)測(cè)植物確定后，應(yīng)做好明顯標(biāo)記和免受蟲(chóng)獸侵害的保護(hù)措施，同時(shí)根據(jù)調(diào)查目的和人力條件，確定觀測(cè)的時(shí)間和觀測(cè)項(xiàng)目。觀測(cè)的項(xiàng)目可以包括各類植物的葉、芽、枝等器官，對(duì)農(nóng)作物也可以觀測(cè)根系發(fā)育及某些器官或組織的形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)查植物群落結(jié)構(gòu)的變化，也可以反映出該地區(qū)大氣污染程度。在污染區(qū)內(nèi)調(diào)查植物生長(zhǎng)、發(fā)育及數(shù)量豐度和分布狀況等，初步查清大氣污染與植物之間的相互關(guān)系。具體方法和內(nèi)容包括：選擇觀察點(diǎn)；調(diào)查污染區(qū)內(nèi)大氣中主要污染物的種類、濃度及分布擴(kuò)散規(guī)律；確定污染區(qū)內(nèi)植物群落的觀察對(duì)象、觀察時(shí)間和觀察項(xiàng)目等。也可采用樣方和樣線統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行調(diào)查。在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，確定出各種植物對(duì)有害氣體的抗性等級(jí)。在調(diào)查過(guò)程中，主要是利用污染區(qū)內(nèi)現(xiàn)有植物的可見(jiàn)癥狀。通常在輕污染區(qū)可以觀察到植物出現(xiàn)的葉部癥狀；在中度污染區(qū)，敏感植物可出現(xiàn)明顯中毒癥狀，而抗性中等植物也可能會(huì)出現(xiàn)部分癥狀，抗性較強(qiáng)的植物一般不出現(xiàn)癥狀，在嚴(yán)重污染區(qū)，自然分布的敏感植物可能絕跡，而人工栽培的敏感植物可出現(xiàn)嚴(yán)重的受害癥狀，甚至死亡，中等抗性植物也可出現(xiàn)明顯的癥狀，有的抗性較強(qiáng)的植物也可能出現(xiàn)部分癥狀。大氣污染的生物監(jiān)測(cè)利用生物對(duì)大氣污染物的反應(yīng)，監(jiān)測(cè)有害氣體的成分和含量以了解大氣的環(huán)境質(zhì)量狀況。概述大氣污染的生物監(jiān)測(cè)包括動(dòng)物監(jiān)測(cè)和植物監(jiān)測(cè)。動(dòng)物監(jiān)測(cè)由于動(dòng)物對(duì)環(huán)境的趨性和管理困難，目前尚未形成一套完整的監(jiān)測(cè)方法，但一般能起到指示環(huán)境污染的作用。美國(guó)的多諾拉事件調(diào)查表明，金絲雀對(duì)二氧化硫最敏感，其次是狗，再次是家禽；日本有人用鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)的分布來(lái)反映環(huán)境質(zhì)量的變化。利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染，在20世紀(jì)初就引起生態(tài)學(xué)家的注意。幾十年來(lái)，這方面的研究工作取得很多成就，如指示植物的選擇和利用，根據(jù)植物受害癥狀確定大氣污染物，根據(jù)葉片的含污量估測(cè)環(huán)境污染程度等。中國(guó)在70年代初開(kāi)展利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染的研究工作，在測(cè)定木本植物葉片中的硫、氯、氟化物和鉛、鎘等含量以了解大氣污染狀況，篩選指示植物，建立植物受害'癥狀學(xué)”，利用多種植物含污量和生長(zhǎng)量綜合評(píng)價(jià)大氣環(huán)境質(zhì)量等方面，都取得進(jìn)展。植物監(jiān)測(cè)的依據(jù)利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染的依據(jù)是植物對(duì)大氣污染的生物效應(yīng)，這種效應(yīng)可表現(xiàn)為慢性傷害，如酶系統(tǒng)被破壞或產(chǎn)生其他生理反應(yīng);也可表現(xiàn)為急性傷害，如葉片出現(xiàn)傷斑，生長(zhǎng)量和生產(chǎn)量受到影響等等；還表現(xiàn)為植物群落結(jié)構(gòu)的改變。生物效應(yīng)同植物種類，污染物的種類、濃度以及作用時(shí)間等因素有關(guān)。如各種污染物造成的葉傷害癥狀所表現(xiàn)的顏色、形狀、部位因植物種類和污染物的種類而異，根據(jù)這些癥狀即可估測(cè)大氣污染物的成分。污染物的濃度愈大，植物受害愈重。植物受害的最低濃度稱為臨界濃度或極限濃度。植物從接觸臨界濃度以上的有毒氣體時(shí)起，到植物體出現(xiàn)受害癥狀時(shí)為止，這段時(shí)間稱為臨界時(shí)間。一般情況下，污染物的濃度愈高，植物受害的臨界時(shí)間愈短；濃度愈低，臨界時(shí)間愈長(zhǎng)。植物種類不同，各種污染物的臨界濃度和臨界時(shí)間也不同。如氟化氫濃度為10ppb時(shí)，20小時(shí)使唐菖蒲(Gladiolusgandavensis)開(kāi)始受害；濃度為50ppb時(shí),6?9小時(shí)可使棉花開(kāi)始受害。根據(jù)敏感植物受害的臨界時(shí)間，可大致估測(cè)污染物的濃度。監(jiān)測(cè)方法利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染的方法主要有：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查在污染現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查植物的受害癥狀。如敏感植物受害，表明大氣受到污染；抗性中等的植物受害，表明污染比較嚴(yán)重；抗性強(qiáng)的植物受害，表明污染已十分嚴(yán)重。在嚴(yán)重污染區(qū)，敏感植物基本消失。根據(jù)植物葉片的受害癥狀，可以判斷大氣中的主要污染物；根據(jù)受害癥狀面積的大小，也可以判斷大氣污染的程度。綜合抗性不同的植物的受害狀況，即可繪制出大氣污染的分級(jí)分區(qū)圖，確定區(qū)域性污染的程度和范圍。在污染現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查植物的慢性傷害狀況時(shí)，可把污染區(qū)的一年生枝條的長(zhǎng)度、葉面積的變化、葉重及年輪等，同非污染區(qū)的這些指標(biāo)進(jìn)行比較，也可了解污染的程度、范圍和污染的歷史?，F(xiàn)場(chǎng)盆栽定點(diǎn)監(jiān)測(cè)將監(jiān)測(cè)用的指示植物栽在污染區(qū)選定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，定期觀察、記錄其受害癥狀和受害程度，可估測(cè)大氣污染物的成分、濃度和范圍。如中國(guó)利用京桃(Prunusdavidiana)監(jiān)測(cè)氯氣，用唐菖蒲、金養(yǎng)麥(Polygonumcymosum監(jiān)測(cè)氟化物；美國(guó)洛杉磯利用矮牽牛(Petuniahybri監(jiān)測(cè)過(guò)氧乙酰硝酸酯,用煙草(Nicotianatabacum)監(jiān)測(cè)臭氧等氧化劑，都取得較好的效果。利用紫花苜蓿(Medicagosativa)監(jiān)測(cè)二氧化硫已為人們所熟知。一旦這些敏感植物受害，就等于發(fā)出空氣被污染的'警報(bào)”。采用盆栽植物，可以根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，不受污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的限制，在廠區(qū)、室內(nèi)、車間到處都可進(jìn)行，便于開(kāi)展群眾性的監(jiān)測(cè)活動(dòng)。植物體內(nèi)污染物含量分析葉片對(duì)重金屬、二氧化硫、氟化物、氯等有一定的富集能力。對(duì)葉片中的這些污染物進(jìn)行含量分析，可以了解大氣污染物的種類、污染范圍和污染程度。如植物的自然含氟量為0.5?25ppm，自然含硫量一般為0.1?0.3%，如果排除根系吸收等因素，測(cè)得葉片中氟或硫的含量高于上述自然含量，就表明空氣中存在著氟或二氧化硫污染。樹(shù)皮一年四季都能固定大氣中的氟，監(jiān)測(cè)樹(shù)皮中的含氟量的工作在植物休眠期仍可進(jìn)行。利用地衣、苔蘚植物監(jiān)測(cè)地衣和苔蘚植物都屬于隱花植物，對(duì)大氣中不同濃度的二氧化硫、氟化氫等反應(yīng)很敏感。二氧化硫年平均濃度在0.015?0.105ppm范圍，就能使地衣絕跡，沒(méi)有地衣生長(zhǎng)的地帶稱為'地衣沙漠”。苔蘚是僅次于地衣的指示植物，如大氣中二氧化硫濃度超過(guò)0.017ppm，大多數(shù)苔蘚植物就不能生存。1968年，在荷蘭瓦赫寧根舉行的大氣污染對(duì)動(dòng)植物影響討論會(huì)上，附生隱花植物(主要指地衣和苔蘚)被推薦為大氣污染的指示生物。用生態(tài)學(xué)方法調(diào)查污染區(qū)樹(shù)干上距地1?2.5米高度范圍內(nèi)的樹(shù)生地衣或附生苔蘚植物的種類、數(shù)量和分布，在污染源附近會(huì)發(fā)現(xiàn)地衣沙漠區(qū)”，苔蘚植物也是愈接近污染源種類愈少，甚至完全消失。根據(jù)地衣、苔蘚植物的多度、蓋度、頻度以及種類數(shù)量的變化，繪制污染分級(jí)圖，能清楚地顯示出大氣污染的程度和范圍，還可以在一定程度上反映污染歷史?？梢园逊俏廴緟^(qū)的附生地衣或苔蘚植物連同基質(zhì)一同取下，制成直徑5厘米的圓盤，移到地衣和苔蘚植物已經(jīng)消失的污染區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上掛在8?10米處