城市环境中树木的脱落盐污染
城市植被的生态系统尺寸有限,但对于自然环境提供的人类提供的人类的许多益处仍然有价值,并且由被称为“生态系统服务”的健康生态系统。在越来越城市化的世界中,树木减轻了气候极端的负面影响,例如城市的夏季热量;并有助于减少空气和噪音污染,水流耗尽。他们寄出鸟类,哺乳动物和昆虫,减缓生物多样性损失,并将大自然的幸福奖励带入另外的人工环境中。
但是城市环境对植物和其他生物一样有压力。城市的升温速度比周围的郊区和农村地区要快。可种植植物的土壤往往被压实,水分和营养不足,周围的空气可能受到污染。此外,在城市里,撒盐是为了在冬天保持表面不结冰,街上的树,如广受喜爱的观赏树莱姆(蒂利亚SPP..),显示严重衰退。
冬季路面和路面的安全是以树木健康状况不佳和夏季树木带来的环境效益减少为代价的。一些树种比其他树种更耐盐,包括白蜡树、杨树或柳树。但是,城市树木的选择还需要考虑其他压力因素和重要的生态系统服务,例如,城市炎热气候的降温、生物多样性的维护和文化偏好。管理城市的绿色基础设施以提高树木的耐受性和复原力,应成为应对气候变化战略的一部分。
脱冰盐的环境影响
在冬天气温低于0的国家O.C,各种材料铺展用于去冰,氯化钠(NaCl)最常见。伴随着雪花,径流和耕作,盐在公路和人行道附近的城市土壤中最终可以铺设了几十米。在土壤中,其积累破坏了土壤结构,降解有机物质,增加pH,增强硝化水平,从而促进硝酸盐的浸出,使金属污染物从道路均衡更加生物。它还可以降低植物的重要营养素的可用性。
在那些在冬天撒盐以保持表面不结冰的城市里,街道上的树木数量严重减少。
这种冬季应用的盐浸出到土壤中,并通过在随后的生长季节期间植被覆盖离子形式。当根部吸收并易于整个树中,它可以在短期内导致叶坏死和冠状落叶,长期枝redack和树死亡。生长在盐污染的土壤上的树木通常在渗透和离子胁迫下。
树木的生理反应对渗透性稳态的生理反应包括降低的芽增长,可能是因为由于根水短缺和叶片光合活性减少。盐胁迫植物改变激素信号传导,减少了运动素的根染液和增加脱落酸产生。然后他们发展特征症状:叶尖的变色和坏死逐渐延伸到叶子边缘,黄变在叶片脱落前的主要静脉,脱落和损失。
通过他们的研究,Čekstere,Vollenweider,Rasmann和同事们已经证明:城市土壤化学被盐污染改变;街道树木的敏感物种可以在1%的叶子干料中累积盐(作为单独的Na和Cl离子)的盐(作为单独的Na和Cl离子);他们研究的石灰树的种类和杂种具有耐受性差异;叶片中的高盐浓度改变了这些树木的节肢动物社区。对盐积累的损伤和耐受机制更好地了解石灰的伤害和耐受机制,应有助于选择更多的有弹性和可持续的品种,以在北半球的城市环境中种植。
寻求耐盐耐盐物种的街头石灰
普通石灰(蒂利亚x寻常魅H.)是拉脱维亚里加的受欢迎的经常种植的街道树。然而,自20世纪60年代以来,下降和死亡率导致幼树增加和替代。发现来自脱冰盐的Na和Cl离子积聚在叶子中,导致坏死最终严重损害这些树木。与其他中欧欧洲物种的比较,T. Cordata.和T. Platyphyllos.,研究人员发现了这一点T. x寻常魅是最宽容的。它具有最不症状的叶子和最佳保留叶绿素和含水量。
叶样本的T. x寻常魅从里加中心的盐不可污染和受污染的街道场地收集,并从国家植物园的控制场,评估了叶坏死,分析化学因素含量。即使营养不良土壤(具有营养阳离子的不平衡),树木也会管理大多数关键营养素的持续供应。他们能够修复基本营养素缺陷(氮,硫,硼)或耐受它们(钾,锰),就像他们为污染金属(铁,铜)一样。主要是,它是盐的有毒积累,导致观察到的叶子损坏。
但是这种盐污染在数量上是如何与结构损伤和叶片毒性机制联系起来的呢?在生长季节,通过融化的雪泥浸出的盐离子被城市树木的根吸收并转移到树叶中,在那里积累。同化细胞试图通过将中央液泡中的离子分隔开来,使其远离周围细胞质中的重要细胞器来解决这一问题。因此,由于渗透作用的原因,这些细胞释放水分的能力较弱,这就阻碍了树叶的气体交换、同化功能以及树木蒸腾作用对大气的冷却。
使用光和电子显微镜研究了从城市石灰树收获的叶子材料的盐离子和相关应力防御和耐受性的分区。从盐污染与未受污染的位点的样品中发现了叶子中叶子中叶中心到坏死叶边缘的严重程度的解剖学变化。响应于盐积累,患有症状叶片的叶片(两种薄表皮层之间的叶片的一部分)在症状叶中呈现出增加的丘期(肿胀),并且存在显示样品中的细胞盒中断的证据最高的污染。
鉴于它们的高迁移率,组织和细胞内Na和Cl离子的微常见是在方法上挑战研究。检查在经历高压冷冻固定后“vitrified”的样品横截面,清楚地显示Na和Cl离子在中心真空室中积聚。不仅呈现真空离子含量,而且诸如钾(K)和钙的基本营养素的量降低,表示叶片细胞内的盐(Na和Cl),以牺牲其他必需的化学元素为代价。此外,在同化细胞细胞器中观察到的退行性变化可以归因于盐的间接影响。
盐诱导的渗透效应阻碍了细胞大小的昼夜变化和叶片的蒸发蒸腾,间接地伤害光合作用。
总之,对盐污染的敏感性似乎是由于:排除的不充分的摄取策略导致更高的植物浓度以获得更高的植物;易析叶片中的盐积聚;并在真空中取代k。总之,这些结果表明,盐诱导的渗透效应阻碍昼夜性能大小的变化和蒸发,间接损害光合作用和降低热城市空气冷却等重点生态系统服务。
石灰中盐积累的生物多样性影响
该团队还研究了回应Eucallipterus tiliae.L.冠层的蚜虫蒂利亚x寻常魅增加叶子的盐水平。他们发现,这些树木中盐胁迫引起的伤害,解剖调整和生态学反应,也影响了相关的节肢动物群落。高盐含量意味着叶片对草食虫毒性或毫不羞辱,这可能会影响节肢动物。生长在盐污染的地方的树木具有较低的节肢动物丰富,但多样性较低。
在比较其他类似的盐未受污染和污染的位点时,研究人员发现,来自盐胁迫的树木的叶片含有较少的叶绿素并且可能少于氮气(n)。通过减少这些树叶中的N和水可用性,可以部分地解释减少的节肢动物丰度。更加肥大的树木 - 那些最不重要的压力 - 可能是对食草动物最适合的。
Rasmann,Vollenweider和Čekstere得出的结论是,去冰盐对石灰树的影响通过营养链具有深远的影响,削弱了相关的节肢动物社区。因此,促进更具耐受性的石灰树,对于健康树木的观点来说,也不只是对健康的相关的生物群,并且进一步,在街道绿色的中间人绿色的可持续城市生物多样性。
个人反应
您认为土壤盐水化对根际的有益微生物社区的影响是否可以在这里发挥作用?您的研究现在何时何地呢?
这里报告的调查结果有助于对拉脱维亚大学的长期研究努力框架在里加街头绿色的框架中对树木响应的机械理解。进一步的研究举措预计在更有应用方面,评估不同树种和品种对盐污染的耐受性和恢复性。在瑞士和包括盐,我们目前的研究专注于其他关键应力因素,目前直接或间接地产生对持续的全球和气候变化的影响。它们包括升高的对流层臭氧浓度,干旱事件随着金属或其他化学元素的频率和严重程度或土壤污染而增加。关于城市树木及其生态系统服务,我的下一项研究优先事项是街道绿色的生态学表现,以城市冷却和夏季更热的城市气候调整/调整。