锡林浩特地区露天煤矿排放的二氧化硫对草原生产力的影响.pdf

（ 类类 别别 全 日 制 硕 士 研 究 生全 日 制 硕 士 研 究 生 题题 目目 锡 林 浩 特 地 区 露 天 煤 矿 排 放 的 二锡 林 浩 特 地 区 露 天 煤 矿 排 放 的 二 氧 化 硫 对 草 原 生 产 力 的 影 响氧 化 硫 对 草 原 生 产 力 的 影 响 英 文 题 目英 文 题 目 Effects Analysis on Grassland Productivity from Sulfur Dioxide Emitted by the Open-Pit Coal Mine in Xilinhot Region 研究研究生生 武 晓 霞武 晓 霞 学 科 名 称学 科 名 称 环 境环 境 工 程工 程 指 导 教 师指 导 教 师 李 素 英 副 教 授李 素 英 副 教 授 二二 ○○ 一 四 年一 四 年 六六 月月 硕士学位论文硕士学位论文 分类号分类号 学校代码学校代码 1012810128 U D C 学学 号号 2011110013120111100131 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 万方数据 摘 要 本文针对露天煤矿开采过程中产生的二氧化硫是否会影响区域草原生产力的环 境问题，以锡林浩特市神华北电胜利露天煤矿为研究对象，进行不同介质中硫的实验 与模拟分析，结合草原生产力的实测与模拟研究，深入分析了两者的相互作用。主要 研究结果如下 1、通过分光光度方法监测大气 SO2浓度。实测数据分析的结果显示，离矿区中 心的距离越远，大气中二氧化硫的浓度越低；采样点海拔越高，二氧化硫浓度越低； 采样点温度越高，二氧化硫浓度越低。由此说明，周边环境大气中的二氧化硫主要来 自于露天煤矿，而且气象因素对大气二氧化硫浓度的影响较大。 2、采用酸性湿消化- BaSO4比浊法测定植物含硫量。实验结果显示，盐生草、虎 尾草、阿氏旋花中的含硫量高于芨芨草、针茅属植物中的含硫量；芨芨草为建群种， 其含硫量随着距离的增加而下降， 可见， 煤矿产生的含硫物质能影响芨芨草的含硫量。 3、采用 BaSO4比浊测定土壤的含硫量。土壤含硫量在纵向、横向的变化规律是 随着土壤深度的增加，土壤含硫量存在逐渐减小的趋势；土壤硫含量随着采样点离露 天煤矿中心距离增加而减小，表明土壤中的含硫物质主要来自于露天煤矿。 4、采用 AERMOD 模拟了 SO2浓度的空间分布，基于 Miami 模型模拟了研究区 的 NPP，利用 TM 影像计算整个研究区的 NDVI，并对 NPP、NDVI、SO2浓度进行 了相关性分析。草原 NDVI 与“SO2最大小时浓度” 、 “SO2最大日均浓度” 、 “7 月平 均 SO2浓度”均呈现显著负相关，这说明煤矿在开采过程中产生的含硫物质，会影响 矿区周围草原植被的生长发育。 5、通过野外采样监测地面生物量，本文进一步分析了实测生物量与不同介质中 含硫量的关系，结果表明，存在一种负的影响。总的来说，本研究反映出煤矿中产生 的含硫物质会对矿区周围草原植被的生长发育产生影响， 甚至导致草原生物量有所下 降。 关键词关键词 露天煤矿；SO2；大气扩散模型；生产力 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 Abstract This paper aims at the environmental issue whether Sulfur Dioxide from the exploitation process of open pit coal mine affects the productivity of regional grassland. The Shenhua Nortel Victory open-pit coal mine was selected as the research object to experiment and simulate analysis Sulphur in different medium, then combined the actual measurement and simulation research of grassland productivity to analyze the interaction of Sulphur and grassland productivity deeply. The main conclusions were shown as follows 1.Spectrophotometric was used to monitor the concentration of SO2 in atmosphere. The analysis of actual data cases showed that the farther the distance from the center of a mining area, the lower the concentration of Sulfur Dioxide; the higher the altitude of sample points, the lower the concentration of Sulfur Dioxide; the higher the temperature of sample points, the lower the concentration of Sulfur Dioxide. Therefore, the open pit coal mine was the main source where Sulfur Dioxide in the surrounding environment came from, and the meteorological factors affected the concentration of Sulfur Dioxide in atmosphere strongly. 2. The acid wet digestion-barium sulfate turbidimetry was used to measure the Sulphur content in plants. The experimental results showed that Sulfur content in saline grass, Huwei grass and Alzheimer is higher than that in Splendid Achnatherum and Stipa. Splendid Achnatherum was the constructive species of the grassland and the Sulfur content of it decreased as the distance increased, from this it came to the conclusion that Sulfur-containing substance from coal mine could affect the Sulphur content of Splendid Achnatherum. 3.The BaSO4 turbidimetry was used to measure the Sulphur content in soil. The change rule of soil Sulphur content on longitudinal and transeverse showed that with the increase of soil depth, soil Sulfur content was gradually decreased; with the increase of the distance between the sampling sites and the open pit coal mine, soil Sulfur content was decreased. It indicated that the open-pit coal mine was the main source of Sulphur-containing substance. 4.AERMOD was adopted to simulate the spatial distribution of SO2 concentration, 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 NPP of study area was simulated based on the Miami model, NDVI of the whole study region was calculated by TM images, the correlation analysis among NPP, NDVI and SO2 concentration was finished at last. Steppe NDVI had significant negative correlations with “maximum of SO2 hour concentration” , “maximum of SO2 daily average concentration”, “monthly average of SO2 in July”, this suggested that Sulphur-containing substance came from the coal mine exploitation process had some effects on the growth and development of steppe plants around the coal mine. 5.Through the field experimental ground biomass was monitored, the paper gave a further analysis on the measured biomass and Sulphur content in different medium, the results showed a negative impact. Overall, this study reflected that Sulphur-containing substance came from coal mine would effect the growth and development of steppe plants around the coal mine, it even resulted in the decline of steppe plants biomass. Key wordsKey words Open-pit coal mineSulfur dioxide；The atmospheric diffusion model； Productivity 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 目 录 第一章第一章 绪论绪论 .............................................................................................................. 1 1 1.1 选题背景 ...................................................... 1 1.2 SO2的研究进展 ................................................. 1 1.2.1 SO2及其衍生物的环境行为 ................................... 1 1.2.2 二氧化硫的测定方法 ........................................ 6 1.2.3 AERMOD 模型与二氧化硫扩散 ................................. 7 1.3 草原生产力的研究进展 .......................................... 8 1.3.1 植被生产力的定义 .......................................... 8 1.3.2 植被生产力的测定方法 ...................................... 8 1.3.3 本文采用的生产力模型 ...................................... 9 1.4 论文研究的技术路线、内容及意义 ............................... 10 1.4.1 论文研究的技术路线和内容 ................................. 10 1.4.2 本文研究区的采样点布置、数据来源 ......................... 12 1.4.3 研究的意义 ............................................... 13 第二章第二章 研究区概况研究区概况 ................................................................................................ 1313 2.1 区域分布 ..................................................... 13 2.2 自然资源与社会经济 ........................................... 13 第三章第三章 介质中硫的介质中硫的测定测定、、模模拟及分析拟及分析 ................................................................ 1616 3.1 大气中 SO2浓度的测定与分析 .................................... 16 3.1.1 大气中 SO2浓度的测定 ...................................... 16 3.1.2 大气中 SO2浓度分析 ........................................ 20 3.2 植物含硫量的测定与分析 ....................................... 22 3.2.1 植物含硫量的测定 ......................................... 22 3.2.2 植物含硫量的分析 ......................................... 24 3.3 土壤含硫量的测定与分析 ....................................... 26 3.3.1 土壤含硫量的测定 ......................................... 26 3.3.2 土壤含硫量的分析 ......................................... 27 3.4 介质中硫含量的关系 ........................................... 29 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 3.5 AERMOD 模拟大气二氧化硫浓度 ................................. 30 3.5.1 AERMOD 模拟 ............................................. 30 3.5.2 大气二氧化硫浓度的模拟 .................................. 39 3.5.3 二氧化硫浓度空间分布的处理 .............................. 41 第四章第四章 露天煤矿草原生产力的模拟与分析露天煤矿草原生产力的模拟与分析 .......................................................... 4343 4.1 基于 MIAMI模型的草原生产力 ................................... 43 4.1.1 草原生产力的模拟 ........................................ 43 4.1.2 NPP 空间分布的影响因素 .................................. 44 4.1.3 NPP 与模拟的“7 月平均 SO2浓度” ......................... 45 4.2 基于 TM 影像的露天煤矿区 NDVI ................................. 45 4.2.1 草原 NDVI 的生成过程 ..................................... 46 4.2.2 草原 NDVI 与大气 SO2浓度 .................................. 46 4.3 地面实测生物量 .............................................. 47 4.3.1 地面实测生物量与 NDVI .................................... 47 4.3.2 地面实测生物量与介质中硫的关系 .......................... 48 第五章第五章 结论结论 ............................................................................................................ 5050 参参 考考 文文 献献 ...................................................................................................... 5151 致致 谢谢 .................................................................................................................. 5555 万方数据 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 选题背景 中国的主要能源之一是煤炭， 煤炭在能源结构中可占到 70以上， 而且煤炭年产 量可达到 12 亿吨，位居世界第一 [1]。内蒙古地区具有丰富的煤炭矿产资源，其产值 大约能占到该区工业产值的一半 [2]。 随着经济的发展， 人类对煤矿的需求量逐渐增大， 导致露天煤炭的采煤规模不断的扩大，对内蒙古地区环境产生的不良影响会越来越 大，引起大气、水体污染和森林、土地的破坏等等 [1]，尤其是露天开采引起矿区自然 环境的不良影响更为严重。 矿区的大气污染主要由燃煤的锅炉、煤矿运输车的尾气、矸石及煤堆放的自燃排 放的大气污染物组成， 引起的煤烟型污染， 排放的污染物中 SO2为主要成分之一。 SO2 进入大气与植物长期接触，或者在大气中的 SO2发生氧化作用并与雨水结合形成酸 雨，降落到地面影响土壤的性质 [3，4]，可能对植物产生微观和宏观的影响，从而影响 植物的生产力。 锡林浩特市的神华北电胜利能源有限公司于 2003 年底投入生产以来，煤碳年产 量达到 1000 万吨/年，因此该露天煤碳开发对缓解国内能源紧张有较大的贡献。但是 露天煤矿的开采过程不可避免的会产生二氧化硫， 可能对露天煤矿区域的草原植被造 成短期或长期的影响，特别是草原生产力的变化更值得关注，所以本文针对露天煤矿 排放的二氧化硫对草原生产力的影响进行了分析。 1.2 SO2的研究进展 1.2.1 SO2及其衍生物的环境行为 1.2.1.1 SO2的性质 SO2的物理性质为无色、 具有刺激性气味的气体， 中等毒性， 质量为空气的 2.264 倍，易溶于水 [4，5]。依据同位素35S 标记的实验，结果表明，植物叶片吸收大气中的二 氧化硫后，大气中 90％以上的 SO2转化成硫酸盐物质，并在植物体的叶组织中积累， 仅少量的 SO2被还原成有机硫化合物 [4，6]。研究表明，一般在植物机能能承受的范围 内， 植物硫含量随着大气 SO2浓度的增高而增高； 植物在大气中 SO2浓度不变的环境 下，随着叶片暴露时间的延长，其叶片中的硫含量也随着增加，呈现出显著的相关性 [4，7]。 SO2进入大气， 与大气中的水蒸汽反应转化成具有腐蚀性的 H2SO3， 大气中的 SO2 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 2 还可以在日光照射或空气中亚铁和锰等金属离子的催化作用下形成 SO3， 其再与空气 中的水分反应形成 H2SO4，在空气中以气溶胶的状态存在，形成危害更加严重的二次 污染物 [4，8]。不管是二氧化硫还是含硫的化合物，在空气中与植物长期直接接触，或 与雨水结合形成酸雨，降落到地平面上，植物通过根系从土壤中吸收硫，当其浓度和 持续的时间超过了本身的抵抗机能时，就会破坏植物正常的生理代谢，影响植物的生 长 [4，9]。 1.2.1.2 SO2污染对植物的影响 SO2污染可对植被产生微观、宏观的影响。微观的影响主要表现在改变了气孔 的反应速度、细胞质膜的透性、酶的活性、光合作用的强度等生理代谢；SO2污染对 植物的宏观影响主要表现在干扰了植被正常的生长发育，从而使植物生物量下降，植 被对 SO2污染的抗性程度不同， 使受污染敏感的物种逐渐消失， 而抗性物种被保存下 来并得以进化，导致植物群落的结构发生变化 [4]。 （1）SO2污染对植物的微观影响 SO2污染对植物的微观影响主要表现在对植物生理生化的影响，大气中的 SO2主 要通过叶面气孔和根系进入植物体，溶于细胞体内的水分中，产生化学物质 SO32-或 HSO3- [4]。如果 SO2 的浓度和在植物体内的时间超过了植物本身的自解和抵抗机能时， 就会损坏植物正常的新陈代谢，使植物的光合作用下降，改变植物体内的代谢活性， 从而使叶细胞发生线粒体崩解、质壁分离、叶绿素分解等生理反应，并能导致与脂蛋 白结合的多种酶活性降低，叶片出现伤斑、发黄、枯卷、落叶、生长缓慢等症状，严 重时导致植物枯死 [4，10]。SO2 对植物的影响包括以下方面 1）气孔开度 叶片气孔在大气污染对植物的影响中占有相当重要的位置， 由于叶片气孔是植物 体与大气空气进行交换的门户，是大气物质进入植物叶组织的主要通道，也是植物适 应环境的调节器，当外界的环境发生变化时，气孔的导度会发生相应的变化 [4，11]。 环境中 SO2的浓度和与植物接触的时间不同， 植物气孔的反应非常复杂。 高吉喜 进行了急性暴露试验，用浓度为 0.2510-6-4.010-6g/L 范围的 SO2对菜豆等 5 种植 物进行熏气，结果显示，在 SO2的熏气下，随 SO2的剂量的增加，叶片气孔扩散的阻 力随着增加， 气孔扩散的阻力幅度随 SO2浓度的增高而增大， 即高浓度 SO2熏气植物 导致其气孔关闭速度很快 [4，12]。以上实验表明，气孔对 SO2 浓度的反应通常是植物气 孔反应随 SO2浓度的增高而增强。SO2对植物熏气虽然对气孔张开有显著影响，但 SO2似乎并不改变气孔的运动规律，曹洪法详细记录了 SO2处理菜豆后气孔运动的日 万方数据 第一章 绪论 3 变化规律，结果表明，不同 SO2浓度对菜豆熏气使其气孔阻力不同程度的增大，但其 气孔运动的日变化表现出完全一样的运动规律， 表明低剂量 SO2长期暴露后并没有改 变植物气孔运动的日变化规律 [4，13]。 2）酶的活性 每一种植物的生长与各种的酶蛋白息息相关， 植物体进行的各种生理代谢过程只 有在酶的参与下才可以完成，酶蛋白在新陈代谢过程中起着至关重要的作用，所以酶 的活性万一受到影响，生物的正常生理活动必将受到破坏，由此可知，污染物 SO2 对酶蛋白的影响占有重要地位 [4]。研究显示，污染物二氧化硫可引起酶分子结构和酶 蛋白活性发生变化 [4，12]。过氧化物酶的作用是清除自由基和过氧化物，在植物体内大 量存在，通过 SO2的熏气能改变它的活性，专家刘燕云把大豆放在 10010-6-250 10-6g/m3范围内的 SO2浓度环境下 30 天，随 SO2浓度的增加，叶片过氧化物酶的浓 度也随着增加， 而且酶浓度随着熏气时间的延长也呈现增加的趋势 [4，13] 。 学者通过用 6 种不同浓度的 SO2熏气处理 6 种植物，结果表明，随着 SO2浓度的增加，这些植物 叶内的过氧化酶活性也相应升高 [4，14]。 超氧化物岐化酶也是氧自由基的清除剂，并且具有防御衰老、抗干旱和抗污染的 作用 [4]。Tanaka 等研究，实验中低浓度 SO2 对白杨熏气后，其 SOD 活性增加，同时 白杨对二氧化硫的忍耐性有显著的提高 [4， 15]。 另一位学者的研究也表明， 谷子经 0.3ppm 4h、0.4ppm4h 剂量的 SO2处理后，随着 SO2浓度的增加，其 SOD 活性呈现上升 的趋势，因此在这两种环境下植物叶片几乎没有出现受伤害的症状，而用 0.5ppm4h 剂量处理后，SOD 酶活性表现出下降的趋势，当达到其伤害阈值时，叶片便出现显 著的伤害症状 [4，16]。以上的实验研究表明，植物的抗 SO2 力是植物的超氧化物岐化酶 起作用的，与超氧化物岐化酶的活性密切相关 [4]。 3）细胞质膜透性 细胞膜是植物细胞的一个重要组成部分，能调节细胞内外物质交换，当植物在恶 劣的环境条件下，对植物细胞膜的刺激作用第一 [4，12]。大量研究表明，植物接触后， SO2首先刺激细胞膜，进而改变了细胞膜的透性 [4]。进一步实验研究，使不同种类的 植物在高浓度 SO2的环境下生长， 一些植物细胞膜对 SO2非常敏感， 而另一些物种的 膜透性则没有发生变化，表明不同物种对二氧化硫污染的敏感性不同 [4]。进一步对不 同生长时期的植物进行二氧化硫处理，幼叶的细胞质膜透性在 SO2处理后变化最小， 即幼叶抗性最强， 而成熟叶在与 SO2短时间接触后细胞质膜透性即有大幅度增加， 并 随处理时间延长增幅增大，即成熟叶最敏感，老叶介于幼叶和成熟叶二者之间 [4，17]。 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 4 由上可知， 决定 SO2对植物细胞膜的影响程度的因素分别为植物种类及其植物所处的 环境状况 [4，12]。 SO2浓度对细胞膜通透性的影响是比较复杂的，在低浓度下，浓度的增加对细胞 膜透性的影响小，但当其增大到一定伤害阈值时，随其浓度的增加，质膜透性也随着 显著增加 [4，12]。学者用 0-510-6g/L 浓度范围的二氧化硫熏蒸大麦物种，随着二氧化 硫浓度增加，大麦叶片的外渗液 K和相对电导率值同时上升，可知二氧化硫使细胞 膜透性增大，但在 0-2.010-6g/L 的范围内，外渗液 K的浓度增加幅度为 22，相对 电导率增加幅度为 16，但在 2.010-6-3.4410-6g/L 范围内，外渗液 K和相对电导 率浓度增加幅度较高，平均增幅分别为 100和 312 [4，13]。因此，SO2 浓度和暴露时 间对细胞质膜透性的复合影响规律是在低浓度 SO2处理下，随处理时间的延长，细 胞质膜透性随着增大，而浓度的高低对膜透性的影响较小，可知处理时间为主要影响 因素，但通过高浓度 SO2处理后，随二氧化硫浓度的增加和处理时间的延长，膜透性 均有显著的增加趋势 [4，12]。 4）光合作用 由于光合作用是植物最主要的生理活动， 则大气 SO2污染对植物光合作用有明显 的影响，一般在没有肉眼可见的伤害症状下，测量光合作用可以指示出植物的可逆或 短暂的变化 [4]。学者用 0.05、0.1、0.2mg/m3 的 SO2处理挪威云杉 10 个星期后，挪威 云杉的 CO2吸收率显著下降， 新木比重和新年轮细胞数相对减少了， 用 1mg/m3的 SO2 对 4 种树木熏气处理 1h 后，4 种树木为松树、云杉、落叶松和椴树，他们的光合速 率分别下降 75-83，48-85，19-51和 15-38 [4，18]。 二氧化硫剂量在一定的范围内， 二氧化硫浓度的高低和熏气时间的长短这两个因 素对植物光合作用强度的抑制呈正相关，相比而言，二氧化硫浓度影响的效果更加明 显 [4]。进一步研究发现，植物本身的抗性决定二氧化硫对植物光合作用影响的程度， 物种的抗性机能越强，对植物光合作用的影响越小，而且对于部分抗性机能很强的物 种，低浓度 SO2处理反而增加其光合作用的强度 [4，19]。 植物种类和生长期不同，SO2影响植物光合作用的强度也不一样。就植物种类而 言，吴丽英等采用 0.1-0.42mg/m3的二氧化硫对大豆、马铃薯、小麦和水稻进行长期 熏气处理后发现，SO2对 4 种作物的光合强度均有抑制作用，并且光合强度的抑制程 度随着二氧化硫浓度的增大而增大，但 4 种作物的反应差异很大，其中大豆和小麦所 受影响较大，而马铃薯和水稻所受影响则较小 [4，20]。 （2）SO2污染对植物的宏观影响 万方数据 第一章 绪论 5 SO2污染对植物的宏观影响主要表现在对植物生物量、植物群落结构的影响。空 气中的 SO2通过叶面气孔进入植物体内，SO2还可以经氧化吸收水分而形成硫酸，进 而与雨水混合形成酸雨降落到地平面上，从而对土壤造成严重的破坏 [4]。由于引起土 壤中可溶性的硫酸盐大幅度升高，造成土壤的 pH 值下降，营养元素淋失，有毒重金 属被活化，土壤酶活性被抑制等方面 [4，21]。如果二氧化硫污染物的浓度和持续时间超 过了植物本身的自解机能，就会影响植物的生长发育，导致植物的生物量下降 [4]。由 于每种植物的特征和抗性机理不一样，所以植物的群落结构也会发生改变 [4]。 1）植物生物量 空气中的二氧化硫通过植物气孔进入叶组织细胞内， 污染物对植物的生理过程产 生影响，导致植被生物量下降；又由于大气中的 SO2通过氧化吸收水分后形成硫酸， 进而与雨水结合形成酸雨降落到地面上，抑制固氮菌、硝化细菌等细菌的活性，分解 了土壤的有机物、减弱了固氮过程，导致土壤肥力下降，出现叶面积变小、植物矮化 及叶片早落、生物量下降等现象 [4]。 SO2污染对植物产量的影响是十分关键的 [4，22]。Garsed 研究表明，在 0.05ppm 的 SO2环境中，连续 77 周对苏格兰松树的处理，虽然没有任何明显的伤害症状，但茎 粗的增长明显低于对照 20％ [4，23]。在 0.06ppmparts per millionSO2 环境下，Farrar 连 续 26 个星期对苏格兰松树处理，干重比对照减少 50％，茎的直径和干重明显地低于 对照，茎高比对照减少 50％，松针的长度较对照下降 [4，24]。低浓度 SO2 的长期暴露能 使植物的光合作用强度降低、 呼吸作用增强， 导致植物干物质减少， 产量降低 [19，20，25]。 研究表明， 小麦孕穗期和扬花期经低浓度 SO2熏气处理后， 使花粉管的延长和花粉在 柱头上的萌发受到抑制，许多异性花粉粒的形成，导致授粉率的下降，空瘪率的显著 增加，造成植物的减产 [4，26]。程晶在抚顺市二氧化硫重污染区，发现这个区域的树木 特征是普遍干枯、叶面积小，由此可知，此区域的树木受到了污染物的影响 [4，27]。 2）植物群落结构 由于自然界物种的多样性， 各种物种的抗性特征很不一样， 植物对 SO2的反应差 异也很大 [4]。二氧化硫浓度小于 0.27mg/m3 时，如果没有其他的污染物，大多数植物 不会被损害；二氧化硫为 0.27-0.80mg/m3浓度时，经过长期接触，抵抗力相对弱的植 物会出现急性损害的症状；二氧化硫小于 1.10mg/m3时，在 100h 之内的接触时间， 大部分常绿树种不产生可见的伤害症状；二氧化硫浓度为 1.33mg/m3时，接触时间在 2-4h 之间，一部分植物就会产生可见的伤害症状；二氧化硫浓度为 2.13-2.70mg/m3 时，接触时间为几小时至几十小时之间，大多数植物就可以产生可见的伤害症状 [4，28， 万方数据 内蒙古工业大学硕士学位论文 6 29]。 由于同一群落的不同植物对 SO2抗性不同， 导致植物群落经过 SO2处理后发生群 落结构的变化。 植物的抗性能力由植物的遗传特性和污染物在植物体内的毒性程度决 定 [4，30]。一般来说，阔叶树比针叶树，常绿阔叶树比落叶阔叶树，木本植物比草本植 物抗性强 [4，31]。高晓峰在邵新煤矿的开采区域对当地植物多样性的影响进行研究，通 过测定区域内生物的多样性来判断区域的污染程度， 结果表明矿区周边的生物多样性 小于两公里以外的复兴山的生物多样性 [4，32]。在植物群落中，由于大多数植物都具有 不同程度的抵抗性，所以环境污染能够导致某些物种消失于污染区域，另一些物种在 污染地带中仍能程度不同地生长繁衍。在这种情况下，植物种群已经经历了一个被保 存和种群重建的过程，产生了渐变种，也就是改变了植物群落的结构，最终导致物种 的多样性下降 [4]。 1.2.2 二氧化硫的测定方法 1.2.2.1 大气中 SO2的测定方法 1）紫外荧光法 紫外荧光法监测 SO2，利用一定波段的紫外光照射 SO2气体，SO2受到紫外光激 发后形成荧光光子，发出荧光强度，通过测量荧光强度来检测 SO2浓度。其主要测量 方法分为物理方法和化学方法 [33]。一般情况下，采用化学方法测量 SO2 的特效性要比 物理方法好，但是由于化学方法需要的特性参数是空气样品的量和试剂量的比例，而 且该特性参数必须保持恒定，因此其需要比较复杂的设备，繁琐的操作过程 [33]。对于 物理方法，可以直接测得大气中 SO2的浓度，物理方法采用污染物的特性参数，而且 不引起试样中化学成分的改变，所以物理方法具有操作简便、仪器简单的特征 [33]。 2）火焰光度法 火焰光度法是一种发射光谱分析法， 是利用激发态原子回降至基态时发射的光谱 强度进行含量分析。由于火焰的热能使 SO2原子发光，从而有利于光谱分析。大气中 二氧化硫含量的测定应用光谱分析法， 标定 SO2的浓度是基于 SO2的含量与其发射谱 线强度成正比的关系 [33]。然而，火焰光度法，仅在低浓度条件下可以建立这种关系， 对浓度的绝对值不能用火焰光度计本身来测量，可以通过比较标准溶液来定量。 3）甲醛吸收－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 甲醛吸收－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法的原理是 空气中 SO2被甲醛缓冲液吸收 后，可生成稳定的羟基甲磺酸，再在样品溶液中加入 NaOH