在最近的几十年中,人类活动加速大气成分的变化,大气中的氮氧化物和挥发性有机物大幅的增加,造成近地表大气中的臭氧浓度的快速增加,使大气中近地面03浓度的瞬时峰值达到100-200nl/L。课题组通过OTC大田试验、室内实验等手段,设置不同的03浓度梯度,开展了数年的地表03增加对冬小麦生理生态效应的影响研究。本文基于三年的大田试验数据全面综合地分析了臭氧污染条件下冬小麦的生理活动特征及光响应机制,探讨了臭氧胁迫对冬小麦的光合生产及干物质累积的影响,研究基于冬小麦自身解毒机制的臭氧吸收通量的变化特征。从气孔吸收和非原质体解毒两个方面计算臭氧吸收通量,为提高臭氧评估的准确性奠定了基础,同时为研究麦田臭氧沉降气孔通道开辟了一个新的视角。主要结果如下：(1).根据冬小麦灌浆期测得的C02气孔导度、蒸腾速率和净光合速率的日变化数据可知,气孔在中午前后维持最大开度,各处理组气孔导度的最大值表现为：CK组>150ppb组>100ppb组。CK组净光合速率呈“双峰”型变化曲线,峰值分别出现在10：48和14：24前后,而在12：00之后出现明显的“午睡”现象。相比较而言,100ppb组和150ppb组则没有出现“午睡”现象。(2).根据气孔限制分析,判断冬小麦光合速率降低的主要原因是气孔因素还是非气孔因素的两个可靠判断标准,是Ci和Ls的变化趋势：Ci降低和Ls升高表明气孔限制是主要原因；而Ci增高和Ls降低则表明是非气孔因素导致光合下降。(3).植物叶片上的气孔导度的影响因素很多,包括光照、温度、C02浓度和叶片含水量,控制气孔开度的保卫细胞运动机制更加复杂。各影响因素所占比重相互消长,彼此相互影响。(4).在光合速率和气孔导度对光强响应的实验中我们可以发现03对冬小麦的潜在最大光合能力和最大气孔导度都产生了显著的胁迫效应。随着生育期的进程,各处理组的最大光合速率均呈下降趋势,大小关系基本呈CK>100ppb>150ppb。光补偿点(LCP)与暗呼吸(Rd)之间具有很好的相关性。(5).03可以加速冬小麦叶片的老化,减少光合作用的叶面积和光合时间,影响冬小麦干物质的积累。03胁迫明显抑制了冬小麦总干重的潜在最大累积量,且03浓度越大抑制作用越明显；03处理也同样会影响籽粒干重的累积,当03浓度达到一定程度时又会影响生物量在籽粒的分配。熏气初期03引起了冬小麦的光合生产的应激反应,100ppb组和150ppb组的生长速率高于CK组,此后臭氧损害光合系统致使生长速率低于CK组,且差异逐渐增大。(6).植物自身的防御机制需要光合产物提供足够的原料,光能合成是植物解毒和自我修复的能量来源,可以将光合速率与臭氧吸收之间的比值对应于植物对臭氧的敏感性。从这个角度讲臭氧伤害阈值应是植物光合速率的函数。(7).根据SODA模型的计算,细胞壁厚度与细胞壁中ASC浓度是决定植物非原质体解毒能力的最主要的因素。此外,胞液中DHA的再生、细胞壁中ASC的补给速率、叶片整体ASC在细胞各组分中的分配、生物膜透性以及亚细胞中pH值等都对植物的解毒能力有至关重要重要的影响。