高峰2013级博士生)















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教育背景

l  2013-2017,中国科学院生态环境研究中心,生态学,博士在读

l  2006-2009,华中农业大学,农学,硕士

l  2000-2004,山西农业大学,园艺,学士

 

研究内容

1.     搜集国内外关于臭氧(O3)和其它环境因素(如干旱、氮肥等)对杨树影响的文章,并做meta分析,在已有的研究基础上,设计实验探究不同基因型杨树的差异响应机制;

2.     从叶片水平的生理生化机制研究O3对植物整体的影响,为植物的O3风险区域评估提供数据支持。

 

已经取得的结果

1.   通过研究四种一年生城市绿化树种a. 白蜡(Fraxinus chinensis, b. 臭椿(Ailanthus altissima,Platanus orientalis)和(Robinia pseudoacacia)在未过滤空气(NF)和高浓度O3NF+40ppb)的开顶气室实验可知,高浓度O3使四种树都出现不同程度的表观伤害症状(如图),随着O3的伤害累积造成叶片叶绿体和线粒体损伤,使抗氧化物质增加,植物光合降低,最终限制植物生长。此4种植物都属于O3敏感性植物,其中臭椿是最敏感的树种。随着中国近年来在植物生长季(6-10月)不断升高的O3浓度,城市绿化树种受到O3的伤害将引起更多关注。








2.   地表臭氧(O3)浓度和干旱频率的持续增加成为限制植物生长的重要因素。O3通过气孔扩散进入植物组织内部产生并积累活性氧(ROS)自由基促发细胞程序性死亡。干旱破坏植物抗氧化系统对ROS的解毒和修复功能导致ROS累积。两种胁迫对植物的影响都是积累ROS并引发氧化胁迫使植物的光合作用和生理代谢机能受到限制最终阻碍植物生长导致生物量降低。然而, O3和干旱胁迫对植物的复合效应可能是协同加重植物损伤也可能是拮抗减轻植物伤害二者的交互影响存在复杂的作用过程。

3.    O3和干旱已成为限制植物生长的重要因素。通过调查O3敏感性杨树(‘546’) 在过滤空气(CF,未过滤空气(NF)和高浓度O3NF+40ppb),以及正常灌溉(WW)和减少40%灌溉水量(RW)的情况下生理和生物量的响应证实:水分胁迫增加叶绿素和类胡萝卜素的含量,使气孔关闭,并增加了叶片的水分利用效率,从而降低O3的伤害影响,且老叶比新叶更明显。水分胁迫使生物量降低,但O3在干旱条件下对生物量的影响远低于在正常灌溉条件下。当考虑到水分胁迫对植物的影响时,O3气孔通量响应关系(图C,D)比浓度响应关系(B)能更好的解释生物量的损失。在综合不同的水分条件下,O3对‘546’的临界毒素伤害剂量(Phytotoxic Ozone DosePOD)超过nmol O3.m-2.s-1 (POD7时会造成生物量降低4%。因此可知中国大部分地区现今的O3水平已经威胁到杨树的生长,而水分胁迫是O3风险评估的一个关键因素。















发表文章

1.    Gao F, Calatayud V, García-Breijo F, Reig-Armiñana J, Feng Z (2016). Effects of elevated

ozone on physiological, anatomical and ultrastructural characteristics of four common urban tree species in China. Ecological Indicators, 67, 367-379.

2.  Gao F, Catalayud V, Paoletti E, Hoshika Y, Feng ZZ* (2017). Water stress mitigates the negative effects of ozone on photosynthesis and biomass in poplar plantsEnvironmental Pollution, revised

3.     高峰李品冯兆忠臭氧与干旱对植物复合影响的研究进展植物生态学报, 2017, 41(2): 252-268.

 

 


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