全球气候变化背景下，近地层O3浓度和大气CO2浓度持续上升，并已经引起了广泛关注。蒙古栎（Quercusmongolica）、华山松（Pinusarmandii）是沈阳市城市森林的两个重要树种，对大气环境变化的响应具有代表性。利用开顶箱方法，研究了高浓度O3（≈80nmol·mol.1）和高浓度CO2（≈700μmol·mol.1）及其复合处理对蒙古栎和华山松的光合生理（包括生长、光合、蒸腾的日动态、季节动态变化）及活性氧代谢（活性氧含量、膜脂过氧化、电解质外渗率、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化）相关生理生态影响，揭示了两树种对高浓度O3、CO2及其复合作用的生理响应机制，为该树种的培育和管理提供理论指导，也为研究城市森林对全球气候变化的响应提供重要理论基础。

第一篇 研究概况
第1章 研究背景 3 
1.1 大气环境 3 
1.2 大气环境变化与植物光合作用 6
1.3 植物活性氧代谢与抗氧化系统 6
第2章 大气O3、CO2浓度升高及其复合作用对植物光合生理影响的研究进展 14 
2.1 O3浓度升高对植物光合生理影响的研究进展 14 
2.1.1 O3对植物影响的研究方法 14 
2.1.2 O3对植物光合生理的影响 14 
2.2 CO2浓度升高对植物光合生理影响的研究进展 18 
2.2.1 CO2对植物影响的研究方法 18 
2.2.2 实验材料和CO2处理浓度 19 
2.2.3 CO2浓度升高对植物光合生理的影响 19 
2.3 高浓度O3和CO2复合作用对植物光合生理影响的研究进展 24 
第3章 大气O3、CO2浓度升高及其复合作用对植物抗氧化系统影响的研究进展 26 
3.1 植物抗氧化系统对高浓度O3胁迫的响应的研究进展 26 
3.2 CO2浓度升高对植物抗氧化系统影响的研究进展 27 
3.3 O3和CO2浓度升高对植物抗氧化系统复合影响的研究进展 28 
第二篇 蒙古栎和华山松对O3和CO2浓度升高的光合生理响应
第4章 实验材料与研究方法 33 
4.1 研究区域概况 33 
4.2 实验设备 33 
4.2.1 OTC-Ⅰ型气室的结构 33 
4.2.2 OTC-Ⅰ型气室工作原理 34 
4.2.3 光合气体交换参数测定仪器 36 
4.2.4 光合荧光参数测定仪器 37 
4.3 实验材料 37 
4.4 实验方法 38 
4.4.1 实验处理 38 
4.4.2 数据处理 38 
4.5 文中涉及的符号含义 39 
第5章 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松生长的影响 40 
5.1 生长参数测定方法 40 
5.1.1 叶片（针叶）鲜重、干重和含水量 40 
5.1.2 叶面积和针叶叶长 40 
5.1.3 主枝长和侧枝长 41 
5.1.4 胸径和基径 41 
5.2 结果与分析 41 
5.2.1 对蒙古栎生长的影响 41 
5.2.2 对华山松生长的影响 44 
5.3 讨论 50 
5.3.1 高浓度O3和CO2对树木的可视伤害 50 
5.3.2 高浓度O3和CO2对树木生长的影响 51 
5.4 小结 52 
第6章 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松光合气体交换参数的影响 54 
6.1 光合气体交换参数测定 54 
6.1.1 光合参数测定 54 
6.1.2 光合日变化的测定 55 
6.1.3 树木日光合总量的计算 55 
6.2 结果与分析 56 
6.2.1 对树木光合季节变化影响 56 
6.2.2 对树木光合日变化动态的影响 71 
6.2.3 对树木日光合总量的影响 83 
6.3 讨论 85 
6.3.1 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木净光合速率、表观量子效率和羧化效率的影响 85 
6.3.2 高浓度O3、CO2及其复合作用下的气孔反应 87 
6.3.3 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木光呼吸作用的影响 88 
6.3.4 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木光合日变化的影响 90 
6.3.5 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木日光合总量季节变化的影响 91 
6.4 小结 92 
第7章 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松光合荧光参数的影响 94 
7.1 光合荧光参数的测定 94 
7.2 结果与分析 95 
7.2.1 对树木暗适应下初始荧光（Fo）、**荧光（Fm）和PSⅡ**光化学量子效率 (Fv/Fm)季节变化影响 95 
7.2.2 对树木PSⅡ量子效率(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)季节变化影响 95 
7.3 讨论 102 
7.3.1 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木暗适应下初始荧光（Fo）、**荧光（Fm）和PSⅡ**光化学量子效率 (Fv/Fm)的影响 102 
7.3.2 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木PSⅡ量子效率 ( PSⅡ) 和电子传递速率（ETR）的影响 104 
7.3.3 高浓度O3、CO2及其复合作用对树木光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（NPQ ）的影响 105 
7.4 小结 106 
第8章 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松叶绿体色素含量的影响 108 
8.1 叶绿体色素含量测定 108 
8.1.1 叶绿素含量测定 108 
8.1.2 类胡萝卜素含量测定 108 
8.2 结果与分析 108 
8.2.1 对蒙古栎叶片叶绿体色素含量影响 108 
8.2.2 对华山松针叶叶绿体色素含量影响 109 
8.3 讨论.111
8.4 小结 112 第9章 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松代谢产物的影响 114 
9.1 代谢产物含量测定 114 
9.1.1 可溶性蛋白含量测定 114 
9.1.2 可溶性糖和淀粉含量测定 114 
9.2 结果与分析 114 
9.2.1 对蒙古栎代谢产物含量影响 114 
9.2.2 对华山松代谢产物含量影响 115 
9.3 讨论 117 
9.3.1 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松可溶性糖含量的影响 117 
9.3.2 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松淀粉含量的影响 117 
9.3.3 高浓度O3、CO2及其复合作用对蒙古栎、华山松可溶性蛋白含量的影响 118 
9.4 小结 118 
第10章 结论与展望 119 
10.1 结论 119 
10.1.1 高浓度O3对蒙古栎、华山松的伤害机制 119 
10.1.2 高浓度CO2对蒙古栎、华山松光合生理的影响 122 
10.1.3 高浓度CO2对树木高浓度O3处理伤害的缓解 125 
10.2 展望 127 
第三篇 蒙古栎和华山松活性氧代谢对O3和CO2浓度升高的响应
第11章 实验材料和研究方法 131 
11.1研究区域概况 131 
11.2 实验设备 131 
11.3 实验材料和方法 131 
11.3.1 H2O2含量和O2产生速率的测定 132 
11.3.2 膜脂过氧化和电解质外渗率测定 132 
11.3.3 抗氧化酶活性测定 133 
11.3.4 抗坏血酸含量测定 134 
11.3.5 总酚含量测定 134 
11.4 文中涉及符号的含义 135 
第12章 高浓度O3对蒙古栎和华山松的氧化胁迫 136 
12.1 结果与分析 137 
12.1.1 高浓度O3引起蒙古栎叶片氧化胁迫 137 
12.1.2 高浓度O3引起华山松针叶氧化胁迫 141 
12.2 讨论 144 
12.2.1 蒙古栎活性氧代谢对高浓度O3的响应 144 
12.2.2 华山松活性氧代谢对高浓度O3的响应 146 
12.3 小结 148 
第13章 高浓度CO2对蒙古栎和华山松活性氧代谢的影响 149 
13.1 结果与分析 149 
13.1.1 高浓度CO2对蒙古栎和华山松H2O2 和MDA 含量和电解质外渗率的影响 149 
13.1.2 高浓度CO2对蒙古栎和华山松SOD、CAT 和APX 活性的影响 151 
13.1.3 高浓度CO2对蒙古栎和华山松AsA 含量、DHAR、GR 和MDAR 活性的影响 153 
13.2 讨论 153 
13.3 小结 154 
第14章 结果与分析 155 
14.1 高浓度CO2缓解了高浓度O3对蒙古栎和华山松的氧化胁迫 156 
14.1.1 高浓度CO2缓解了高浓度O3对蒙古栎的氧化胁迫 156 
14.1.2 高浓度CO2缓解了高浓度O3对华山松的氧化胁迫 159 
14.2 讨论 162 
14.2.1 高浓度CO2对蒙古栎由于高浓度O3引起的氧化胁迫的缓解作用 162 
14.2.2 高浓度CO2对华山松由于高浓度O3引起的氧化胁迫的缓解作用 164 
14.3 小结 166 
第15章 结论与展望 167 
15.1 结论 167 
15.1.1 高浓度O3对蒙古栎和华山松活性氧代谢的影响 167 
15.1.2 高浓度CO2对蒙古栎和华山松活性氧代谢的影响 167 
15.1.3 高浓度O3和CO2复合处理对蒙古栎和华山松活性氧代谢的影响 167 
15.2 展望 168 
参考文献 169 
作者发表的相关论文和著作 191 
后记 193