全球氣候變化背景下，近地層O3濃度和大氣CO2濃度持續上升，并已經引起了廣泛關注。蒙古櫟（Quercusmongolica）、華山松（Pinusarmandii）是沈陽市城市森林的兩個重要樹種，對大氣環境變化的響應具有代表性。利用開頂箱方法，研究了高濃度O3（≈80nmol·mol.1）和高濃度CO2（≈700μmol·mol.1）及其復合處理對蒙古櫟和華山松的光合生理（包括生長、光合、蒸騰的日動態、季節動態變化）及活性氧代謝（活性氧含量、膜脂過氧化、電解質外滲率、抗氧化酶活性和抗氧化劑含量的變化）相關生理生態影響，揭示了兩樹種對高濃度O3、CO2及其復合作用的生理響應機制，為該樹種的培育和管理提供理論指導，也為研究城市森林對全球氣候變化的響應提供重要理論基礎。
第一篇 研究概況
第1章 研究背景 3
1.1 大氣環境 3
1.2 大氣環境變化與植物光合作用 6
1.3 植物活性氧代謝與抗氧化系統 6
第2章 大氣O3、CO2濃度升高及其復合作用對植物光合生理影響的研究進展 14
2.1 O3濃度升高對植物光合生理影響的研究進展 14
2.1.1 O3對植物影響的研究方法 14
2.1.2 O3對植物光合生理的影響 14
2.2 CO2濃度升高對植物光合生理影響的研究進展 18
2.2.1 CO2對植物影響的研究方法 18
2.2.2 實驗材料和CO2處理濃度 19
2.2.3 CO2濃度升高對植物光合生理的影響 19
2.3 高濃度O3和CO2復合作用對植物光合生理影響的研究進展 24
第3章 大氣O3、CO2濃度升高及其復合作用對植物抗氧化系統影響的研究進展 26
3.1 植物抗氧化系統對高濃度O3脅迫的響應的研究進展 26
3.2 CO2濃度升高對植物抗氧化系統影響的研究進展 27
3.3 O3和CO2濃度升高對植物抗氧化系統復合影響的研究進展 28
第二篇 蒙古櫟和華山松對O3和CO2濃度升高的光合生理響應
第4章 實驗材料與研究方法 33
4.1 研究區域概況 33
4.2 實驗設備 33
4.2.1 OTC-Ⅰ型氣室的結構 33
4.2.2 OTC-Ⅰ型氣室工作原理 34
4.2.3 光合氣體交換參數測定儀器 36
4.2.4 光合熒光參數測定儀器 37
4.3 實驗材料 37
4.4 實驗方法 38
4.4.1 實驗處理 38
4.4.2 數據處理 38
4.5 文中涉及的符號含義 39
第5章 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松生長的影響 40
5.1 生長參數測定方法 40
5.1.1 葉片（針葉）鮮重、干重和含水量 40
5.1.2 葉面積和針葉葉長 40
5.1.3 主枝長和側枝長 41
5.1.4 胸徑和基徑 41
5.2 結果與分析 41
5.2.1 對蒙古櫟生長的影響 41
5.2.2 對華山松生長的影響 44
5.3 討論 50
5.3.1 高濃度O3和CO2對樹木的可視傷害 50
5.3.2 高濃度O3和CO2對樹木生長的影響 51
5.4 小結 52
第6章 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松光合氣體交換參數的影響 54
6.1 光合氣體交換參數測定 54
6.1.1 光合參數測定 54
6.1.2 光合日變化的測定 55
6.1.3 樹木日光合總量的計算 55
6.2 結果與分析 56
6.2.1 對樹木光合季節變化影響 56
6.2.2 對樹木光合日變化動態的影響 71
6.2.3 對樹木日光合總量的影響 83
6.3 討論 85
6.3.1 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木凈光合速率、表觀量子效率和羧化效率的影響 85
6.3.2 高濃度O3、CO2及其復合作用下的氣孔反應 87
6.3.3 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木光呼吸作用的影響 88
6.3.4 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木光合日變化的影響 90
6.3.5 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木日光合總量季節變化的影響 91
6.4 小結 92
第7章 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松光合熒光參數的影響 94
7.1 光合熒光參數的測定 94
7.2 結果與分析 95
7.2.1 對樹木暗適應下初始熒光（Fo）、**熒光（Fm）和PSⅡ**光化學量子效率 (Fv/Fm)季節變化影響 95
7.2.2 對樹木PSⅡ量子效率(φPSⅡ)、電子傳遞速率(ETR)、光化學猝滅系數(qP)和非光化學猝滅系數(NPQ)季節變化影響 95
7.3 討論 102
7.3.1 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木暗適應下初始熒光（Fo）、**熒光（Fm）和PSⅡ**光化學量子效率 (Fv/Fm)的影響 102
7.3.2 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木PSⅡ量子效率 ( PSⅡ) 和電子傳遞速率（ETR）的影響 104
7.3.3 高濃度O3、CO2及其復合作用對樹木光化學猝滅系數（qP）和非光化學猝滅系數（NPQ ）的影響 105
7.4 小結 106
第8章 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松葉綠體色素含量的影響 108
8.1 葉綠體色素含量測定 108
8.1.1 葉綠素含量測定 108
8.1.2 類胡蘿卜素含量測定 108
8.2 結果與分析 108
8.2.1 對蒙古櫟葉片葉綠體色素含量影響 108
8.2.2 對華山松針葉葉綠體色素含量影響 109
8.3 討論.111
8.4 小結 112 第9章 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松代謝產物的影響 114
9.1 代謝產物含量測定 114
9.1.1 可溶性蛋白含量測定 114
9.1.2 可溶性糖和淀粉含量測定 114
9.2 結果與分析 114
9.2.1 對蒙古櫟代謝產物含量影響 114
9.2.2 對華山松代謝產物含量影響 115
9.3 討論 117
9.3.1 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松可溶性糖含量的影響 117
9.3.2 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松淀粉含量的影響 117
9.3.3 高濃度O3、CO2及其復合作用對蒙古櫟、華山松可溶性蛋白含量的影響 118
9.4 小結 118
第10章 結論與展望 119
10.1 結論 119
10.1.1 高濃度O3對蒙古櫟、華山松的傷害機制 119
10.1.2 高濃度CO2對蒙古櫟、華山松光合生理的影響 122
10.1.3 高濃度CO2對樹木高濃度O3處理傷害的緩解 125
10.2 展望 127
第三篇 蒙古櫟和華山松活性氧代謝對O3和CO2濃度升高的響應
第11章 實驗材料和研究方法 131
11.1研究區域概況 131
11.2 實驗設備 131
11.3 實驗材料和方法 131
11.3.1 H2O2含量和O2產生速率的測定 132
11.3.2 膜脂過氧化和電解質外滲率測定 132
11.3.3 抗氧化酶活性測定 133
11.3.4 抗壞血酸含量測定 134
11.3.5 總酚含量測定 134
11.4 文中涉及符號的含義 135
第12章 高濃度O3對蒙古櫟和華山松的氧化脅迫 136
12.1 結果與分析 137
12.1.1 高濃度O3引起蒙古櫟葉片氧化脅迫 137
12.1.2 高濃度O3引起華山松針葉氧化脅迫 141
12.2 討論 144
12.2.1 蒙古櫟活性氧代謝對高濃度O3的響應 144
12.2.2 華山松活性氧代謝對高濃度O3的響應 146
12.3 小結 148
第13章 高濃度CO2對蒙古櫟和華山松活性氧代謝的影響 149
13.1 結果與分析 149
13.1.1 高濃度CO2對蒙古櫟和華山松H2O2 和MDA 含量和電解質外滲率的影響 149
13.1.2 高濃度CO2對蒙古櫟和華山松SOD、CAT 和APX 活性的影響 151
13.1.3 高濃度CO2對蒙古櫟和華山松AsA 含量、DHAR、GR 和MDAR 活性的影響 153
13.2 討論 153
13.3 小結 154
第14章 結果與分析 155
14.1 高濃度CO2緩解了高濃度O3對蒙古櫟和華山松的氧化脅迫 156
14.1.1 高濃度CO2緩解了高濃度O3對蒙古櫟的氧化脅迫 156
14.1.2 高濃度CO2緩解了高濃度O3對華山松的氧化脅迫 159
14.2 討論 162
14.2.1 高濃度CO2對蒙古櫟由于高濃度O3引起的氧化脅迫的緩解作用 162
14.2.2 高濃度CO2對華山松由于高濃度O3引起的氧化脅迫的緩解作用 164
14.3 小結 166
第15章 結論與展望 167
15.1 結論 167
15.1.1 高濃度O3對蒙古櫟和華山松活性氧代謝的影響 167
15.1.2 高濃度CO2對蒙古櫟和華山松活性氧代謝的影響 167
15.1.3 高濃度O3和CO2復合處理對蒙古櫟和華山松活性氧代謝的影響 167
15.2 展望 168
參考文獻 169
作者發表的相關論文和著作 191
后記 193
新書資訊