UV-B輻射對植物的影響__綜述.doc

UV-B輻射對植物的影響姓名：陳良城 專業(yè)：植物學 學號：s2010002摘要： 綜述了國內(nèi)外有關(guān)紫外線(UV-B)輻射對植物影響的研究現(xiàn)狀與動態(tài)，討論了增強UV-B輻射對植物生長發(fā)育、光合作用、植物物質(zhì)代謝、植物抗氧化系統(tǒng)及細胞膜、UV-B輻射與其他因子相互作用對植物的影響以及UV-B輻射對生態(tài)系統(tǒng)的影響，展望了UV-B輻射對植物影響領(lǐng)域中值得深入探討的問題。介紹了UV-B輻射增強對植物影響的研究進展，包括對植物形態(tài)、生長、細胞膜系統(tǒng)、光合作用的影響，植物UV-B輻射增強的生理及生態(tài)響應(yīng)，和UV-B與其他環(huán)境因子對植物的復合作用及今后研究的方向和重點。 關(guān)鍵詞： UV-B輻射；生長發(fā)育；光合作用；影響近幾十年來，在世界范圍內(nèi)人類越來越關(guān)注自身生存環(huán)境的變化。隨著世界人口的不斷增長以及現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，世界環(huán)境的生態(tài)壓力日趨嚴重，環(huán)境問題已成為當今世界的幾大熱點問題之一。 酸雨、溫室效應(yīng)和臭氧層破壞是目前人類面臨的三大環(huán)境問題。其中，由臭氧層破壞導致的紫外線UV-B增強，更是引起了科學界的廣泛關(guān)注 。人類活動產(chǎn)生的氯氟烴、 氧化氮等臭氧損耗物對平流層的臭氧破壞己成為人類面臨的最突出的環(huán)境問題之一，平流層臭氧破壞的直接后果就是到達地表的太陽輻射中的紫外輻射增加。進入大氣層的太陽紫外輻射依波長不同可分為三類：短波紫外輻射(UV-C，200280 nm)，屬滅生性輻射；中波紫外輻射(UV-B，280320 nm)，為生物有效輻射；長波紫外輻射(UV-A，320400 nm)，對生物影響不大。平流層中O3能吸收全部的UV-C和90%的UV-B輻射。Caldwell試驗結(jié)果顯示，臭氧每減少1%，地表的太陽UV-B輻射將增加2% 1 。預計未來60多年內(nèi)，地表紫外線輻射量將增加4%20% 2 。地表UV-B輻射增強，這對人類健康、動植物生長、生態(tài)系統(tǒng)、生物化學循環(huán)、材料以及對流層大氣組成和空氣質(zhì)量等造成多方面的影響和危害。有關(guān)UV-B輻射的研究工作已經(jīng)廣泛開展，其中以UV-B輻射對植物的生物學效應(yīng)研究較多，早在20世紀30年代就引起了國外科學家們的注意，70年代以后更是進行了大量的研究，而中國在UV-B輻射的生物學效應(yīng)方面的研究工作起步較晚，研究主要是在90年代以后，現(xiàn)將國內(nèi)外關(guān)于UV-B輻射對植物影響的研究進行綜述。1. UV-B輻射對植物生長發(fā)育的影響1.1 對植株形態(tài)的影響B(tài)iggs等3對人工模擬培養(yǎng)箱內(nèi)的70多種作物進行研究發(fā)現(xiàn)，其中60%的作物在UV-B輻射下葉面積減少，減少量達60% 70%。Barnes等4研究了12種單子葉、雙子葉作物和雜草，發(fā)現(xiàn)UV-B輻射強烈改變植物的高度和葉面積等形態(tài)學指標，單子葉植物更為敏感，但莖的干重變化不大。在大田和實驗室中的實驗表明，UV-B輻射使絕大多數(shù)受試植物表現(xiàn)出植株矮化、節(jié)間縮短5、葉面積減小、葉片增厚6、葉面積指數(shù)(LAI)降低7。Staxen等8報道了在UV-B輻射下矮牽牛葉片的形態(tài)學變化和葉表皮細胞的微管及細胞分裂率。還有實驗表明UV-B輻射會導致植物器官生長不均勻、根冠比改變、頂端優(yōu)勢解除9。1.2 對植物生物量積累的影響植物的總生物量積累(干重)是衡量UV-B輻射對植物生長影響的一個很好的指標，它代表所有生理、生化和生長因子共同作用的結(jié)果， 即使UV-B輻射對形態(tài)過程中很微妙的影響也會積累起來，造成生物量的顯著變化，大量工作證明總干重由于UV-B輻射顯著減少，且這種減少在低PAR下被放大10。在UV-B輻射增強下，大豆、水稻、小麥7、番茄、菜豆、密瓜等均表現(xiàn)出生物量降低。但在小麥的UV-B輻射效應(yīng)研究實驗中，也發(fā)現(xiàn)有增加或不改變生物量的現(xiàn)11。在木本植物中，用多種松科植物作為實驗材料，發(fā)現(xiàn)UV-B輻射也導致其生物量降低12。另外，UV-B輻射還改變植物的干物質(zhì)分配，在雙子葉植物中，較多的干物質(zhì)分配到葉(盡管葉面積降低)， 而較少進入到莖和根。需要指出的是，UV-B輻射所導致的上述現(xiàn)象并非都是傷害，有些甚至是正反應(yīng)，即植物的適應(yīng)性保護機制，如節(jié)間縮短、分枝增多、葉片變厚等，只有當輻射超過一定的閾值時才出現(xiàn)一些受害癥狀。1.3 對農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響造成光合能力的下降是UV-B輻射引起作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降的主要原因。在自然條件下，同時增加UV-A和UV-B輻射會降低大豆和小麥的籽粒數(shù)和籽粒重，大豆、小麥單株平均生物量分別下降53.5%和25.55%；籽粒產(chǎn)量下降41.7%和29.2%，且UV-B輻射對大豆的影響大于對小麥的影響13。在野外條件下研究6種作物，發(fā)現(xiàn)模擬低于10%的臭氧衰減對作物產(chǎn)量影響不大， 但模擬40%的臭氧衰減則引起作物減產(chǎn)。也有報道表明，UV-B輻射對大豆和水稻的產(chǎn)量無明顯影響。Teramura 等14對16個水稻品種進行UV-B輻射處理，發(fā)現(xiàn)其中有13個品種的穗數(shù)減少，9個品種的穗重降低。2. UV-B輻射對植物光合作用的影響在UV-B輻射增強的環(huán)境下，許多植物都表現(xiàn)出光合速率降低，生產(chǎn)力下降，少數(shù)植物表現(xiàn)出無明顯的抑制和傷害作用。Van等15用13種植物進行過量的UV-B照射，發(fā)現(xiàn)植物凈光合速率對UV-B的反應(yīng)相差甚大。按照反應(yīng)的強弱，植物可分為敏感型、較敏感型和遲鈍型三大類。C4植物對UV-B不太敏感， 而C3植物則較為敏感。Allen等認為UV-B造成光合速率下降的原因是由于氣孔阻力增大，增加氣孔對外界環(huán)境特別是大氣濕度的敏感性，CO2的傳導率降低，引起胞間CO2濃度下降，從而影響CO2的同化效率。Mirecki等17-18用UV-B短期照射葉片抑制光合速率時，發(fā)現(xiàn)葉綠素含量并無明顯減少，這種作用常用急性傷害或直接傷害來解釋。后者可能通過以下幾種途徑抑制光合作用；Okada等19認為是由于光系統(tǒng)反應(yīng)中心失活，Brandle20認為是由于抑制了光系統(tǒng)聯(lián)系的電子傳遞；Vu等21則認為是由于環(huán)式磷酸化解偶聯(lián)作用和RuBP羧化酶活性下降以及類囊體膜的破壞等。這些都表現(xiàn)出UV-B使光能轉(zhuǎn)換成化學能效率下降。Tera-mura等從中國和東南亞各國選擇16個不同品種的水稻進行的UV-B輻射模擬試驗發(fā)現(xiàn)，其中13個品種的凈光合速率和光合產(chǎn)量有不同程度的下降，而其他3個品種的生物產(chǎn)量反而提高。他們認為，這種差異除了與植物的地區(qū)適應(yīng)性或遺傳特性有關(guān)外，與試驗的條件如UV-B照射的時間長短、植物的生長階段以及光合有效輻射的強度也有關(guān)系。3. UV-B輻射對植物物質(zhì)代謝的影響3.1 對蛋白質(zhì)代謝的影響目前，有關(guān)UV-B輻射對蛋白質(zhì)影響的研究主要在蛋白質(zhì)的含量和合成上，而且其研究結(jié)果很不一致。有研究表明UV-B輻射會抑制蛋白質(zhì)的合成，使植物的蛋白質(zhì)含量減少22。但也有研究表明UV-B輻射促進蛋白質(zhì)的合成， 引起植物蛋白質(zhì)含量增加23。蛋白質(zhì)含量增加可能是芳香族氨基酸合成加強的結(jié)果，芳香族氨基酸是合成黃酮的前體，而類黃酮物質(zhì)有利于保護植物免遭UV-B輻射的傷害。UV-B輻射下蛋白質(zhì)含量的增減，決定于輻射強度和不同植物對UV-B輻射的敏感程度。李元等7報道了增強的UV-B輻射對春小麥不同生育期葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響，葉片可溶性蛋白質(zhì)含量在分孽期、 拔節(jié)期和揚花期均顯著降低，而在成熟期則顯著增加。據(jù)報道可溶性蛋白質(zhì)中約有50%為RUBP羧化酶，因此，可溶性蛋白質(zhì)下降會導致植物光合作用能力下降、葉片可溶性蛋白含量降低，還可能與UV-B輻射增強所導致的植物RUBP羧化酶活性下降有關(guān)。3.2 對核酸代謝的影響核酸在UV-B輻射波段有較大的吸收， UV-B輻對其有破壞作用。國外在這方面有較多的研究， 國內(nèi)少見報道。研究表明，增加的UV-B輻射導致植物葉片核酸含量降低，并認為這是核酸降解速率增加和核酸合成速率降低共同作用的結(jié)果。UV-B輻射還可增強抗氧化基因的表達，SODs、CATs、AP等保護酶的轉(zhuǎn)錄水平在短期內(nèi)升高24。但UV-B輻射降低編碼蛋白質(zhì)尤其是葉綠體中參與光合作用的關(guān)鍵蛋白質(zhì)的mRNA含量，從而影響植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成和光合作用的進行25。所以，UV-B輻射可在復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上影響植物的基因表達。3.3 對植物色素代謝的影響UV-B輻射除了對葉綠素、類胡蘿卜素的含量有影響外，還會影響其他植物色素的代謝，特別是抗UV色素的合成，這些色素主要是酚類化合物如類黃酮、黃酮醇、花色素苷，以及烯菇類化合物如類胡蘿卜素、樹脂等，其中類黃酮是最主要的吸收物質(zhì)26，它在植物對UV-B輻射的吸收中形成了一道理想的天然屏障，可以減少UV-B輻射對植物自身的傷害27，并對葉肉組織起保護作用28。大量研究表明，在UV-B輻射下，植物葉片中的UV-B吸收物質(zhì)含量會增加29，但同時UV-B吸收化合物的積累也受植物種性和所處環(huán)境的影響， 存在著很大的差異。通過對蘿卜幼苗的研究表明， UV-B輻射增強下，其黃酮醇含量的增加與苯丙氨酸裂解酶（PAL) 3.4 對植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響植物體內(nèi)源激素在代謝、 生長和形態(tài)建成等植物生理活動的各方面起著重要的調(diào)節(jié)作用。Barnes等認為植物形態(tài)指標的變化是由于UV-B輻射直接改變了植物體內(nèi)的激素代謝水平所致。生長素(IAA)本身在280 nm處有吸收峰， 它的合成與分布自然會受UV-B輻射的影響。UV-B輻射增強可使生長素(IAA)和赤霉素(GA)含量降低，而脫落酸(ABA)含量則明顯上升。產(chǎn)生這一現(xiàn)象可能與UV-B輻射引起的光氧化及過氧化物酶（POD）活性提高從而降低了IAA含量，以及UV-B脅迫下促進類胡蘿卜素(Car)光解產(chǎn)生黃質(zhì)醛并最終形成ABA有關(guān)。IAA和GA含量的減少， 減緩了細胞分裂和伸長， 導致植株矮化，葉面積變小，這可能有利于減少UV-B輻射面積，從而使植物適應(yīng)UV-B輻射環(huán)境。ABA含量升高，導致葉片氣孔關(guān)閉和游離脯氨酸的積累進而影響植物生長發(fā)育。UV-B輻射脅迫引起的各種內(nèi)源激素的變化必然導致其動態(tài)平衡的破壞，通過改變激素平衡調(diào)節(jié)植物的某些生理過程，使植物從有利于生長反應(yīng)向有利于適應(yīng)周圍環(huán)境變化的方向轉(zhuǎn)變。植物激素調(diào)節(jié)和脅迫適應(yīng)的關(guān)系是一個很復雜的生理問題，還有待進一步研究。4. UV-B輻射增強對植物抗氧化系統(tǒng)及細胞膜的影響細胞膜被認為是UV-B輻射的主要靶位點之一，UV-B照射可導致膜結(jié)構(gòu)的損傷，引起細胞內(nèi)Cl-，K+，Na+等離子的大量外滲，降低膜的流動性，使極性脂丟失，不飽和脂肪酸指數(shù)下降和乙烯的產(chǎn)生，同時引起LOX脂肪酸氧化酶活性增高，膜脂氧化速度提高，導致活性氧自由基的產(chǎn)生，使自由基清除系統(tǒng)失去平衡而導致膜脂過氧化，最終導致膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累增加30。黃少白等研究證實，UV-B輻射降低了菠菜的單株葉鮮重，誘導了體內(nèi)吸收UV-B輻射的類黃酮化合物的大量積累，并使可溶性蛋白質(zhì)含量下降，導致膜脂質(zhì)過氧化作用，從而抑制菠菜生長。杜英君等31報道了，紫外線輻射增強對木本植物紫杉幼苗針葉膜脂過氧化的影響，其結(jié)果除驗證前人結(jié)論外，還進一步發(fā)現(xiàn)，植物細胞內(nèi)源抗氧化物質(zhì)ASA、Car的含量隨紫外輻射脅迫時間的延長而下降。5. UV-B輻射與其它因子相互作用對植物的影響 自然界的植物極少只承受單一環(huán)境因子的作用，而是常常對幾種因子相互作用的綜合響應(yīng)，植物的UV-B輻射效應(yīng)可能被其它因子所影響。近幾年，針對 UV-B輻射增強和其它非生物因子的復合作用對植物生理、生化及生態(tài)系統(tǒng)影響的研究越來越多。有關(guān)研究結(jié)果顯示，UV-B輻射對植物的效應(yīng)受其它環(huán)境因子的影響，而且影響方式與具體因子有關(guān)，如干旱、礦質(zhì)營養(yǎng)元素缺乏、高光強、高溫往往能降低甚至掩蓋 UV-B輻射增強對植物的負效應(yīng)，鹽脅迫、重金屬污染、臭氧濃度的增加、酸雨以協(xié)同或疊加方式與UV-B輻射共同抑制植物生長。CO2濃度升高則消除UV-B輻射增強對植物的效應(yīng)等，而Zhao Duli在以棉花為研究對象中并未發(fā)現(xiàn)兩者的交互作用。UV- B對植物的傷害作用與光合有效輻射(PAR)水平有關(guān)，在自然光照條件下，UV-B的傷害作用可被抵消或減輕。UV-B對植物的傷害存在一個PAR閥值，在此閥值以下，UV-B的傷害作用明顯加重，而高于這一閥值，PAR和 UV-A可以減輕 UV-B的傷害。對23個大豆品種的研究表明，植物在溫室中對 UV-B輻射遠比在田間敏威，說明變化著的光、溫、濕等條件對植物適應(yīng) UV-B輻射有利。因此，當討論UV-B輻射對植物的影響時，必須考慮存在著PAR等環(huán)境因子的可能作用。 6. UV-B輻射對生態(tài)系統(tǒng)的影響目前，在個體水平上對UV-B輻射增加的植物生物學效應(yīng)研究較為廣泛，但在植物群落和生態(tài)系統(tǒng)水平上的影響的研究較少。盡管增強的UV-B輻射對生態(tài)系統(tǒng)層次上的影響不甚顯著，但可以通過對植物個體的作用而間接推斷32。在自然生態(tài)系統(tǒng)中UV-B輻射可使某些植物生長出現(xiàn)較大的差異，一種植物生產(chǎn)力的下降和另一種植物生產(chǎn)力的增加，會導致生態(tài)系統(tǒng)中物種結(jié)構(gòu)改變33。此外，UV-B輻射還可改變生態(tài)系統(tǒng)中某些物種的形態(tài)結(jié)構(gòu)和物候期植物的物候是對環(huán)境因子響應(yīng)和基因構(gòu)造共同作用的結(jié)果，物候變化會導致競爭平衡的變化， 進而改變生態(tài)系統(tǒng)的組成和生物多樣性。這種生命進程的定時性如開花、進入和退出休眠狀態(tài)甚至衰老等，對植物個體以及植物與其他植物和動物的相互作用都很重要。物候和花期的變化是植物激素，特別是赤霉素對UV-B輻射響應(yīng)的結(jié)果。在很多地理區(qū)域，氣候條件的急劇變化導致物候期的改變并產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟學和生態(tài)學結(jié)果。UV-B輻射對植物生態(tài)系統(tǒng)的另一個重要影響是改變某些物種的次生化學成分。己經(jīng)證實，增強UV-B輻射使植物體內(nèi)類黃酮和酚醛類化合物增加，這些化合物在抑制昆蟲、防止病菌感染和其他食草動物進食、自身的分解及相關(guān)化合物的變化存在著復雜的生態(tài)學關(guān)系。有關(guān)研究表明，增強的UV-B輻射使植物組織中呋喃香豆素含量增加，可導致某些昆蟲幼年發(fā)育遲緩。在某些豆科植物、針葉樹和雙子葉植物中，UV-B輻射可誘發(fā)殺菌素的合成。此外，許多植物在UV-B輻射脅迫下表現(xiàn)出矮化、分枝較多，這種形態(tài)變化將引起物種在群落中競爭力的變化。此外，增強的UV-B可使細胞壁構(gòu)成物木質(zhì)素的形成，如果植物組織中木質(zhì)素和纖維素比例發(fā)生變化，可以改變植物枝葉在自然界的分解速度，這對生物地球化學循環(huán)具有重要意義。UV-B輻射還會增加草食動物的取食數(shù)量，以獲得相同的營養(yǎng)物。UV-B輻射增強是否導致植物繁殖的改變及其群落學意義目前還缺乏直接的證據(jù)，但已知許多農(nóng)作物籽粒產(chǎn)量及千粒重受到UV-B抑制.植物葉片在增強的UV-B輻射下分解時，UV-B輻射會直接影響分解真菌的生長。Gehrke等觀察到越橘葉片的真菌活動顯著下降，凍土毛霉和Truneatellatrunca的移植率明顯降低。增強的UV-B輻射對水生植物群落也產(chǎn)生影響，Santas等研究了不同深度海水中的硅藻群體對UV-B處理的反應(yīng)，認為上層水體的真核藻類能對UV-B脅迫產(chǎn)生調(diào)節(jié)反應(yīng)?？傊琔V-B對生態(tài)系統(tǒng)的影響會導致其物質(zhì)循環(huán)與能量流動，影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能， 最終引起生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的變化。植被構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)中生命物質(zhì)的絕大部分，研究植物群體對UV-B輻射增強的反應(yīng)對恰當評價全球變化的生態(tài)學后果可能更加具有現(xiàn)實意義。7 . 研究展望 盡管目前國內(nèi)外有關(guān)UV-B輻射的增強對植 物的影響及植物適應(yīng)機制等方面的研究取得了一定 的進展， 但很多研究工作還處于起步階段，今后應(yīng)加強以下幾個方面的研究 ： ( 1 ) 與作物的研究相比，對木本植物，特別是高等木本植物的研究相對很少，僅對銀杏(Ginkgo biloba)、合歡( Albizia julibrissin)、火炬松(Pinus taeda)以及歐洲白蠟(Fraxinus ecelsior)、歐洲鵝耳櫪(Carpinus betulus )、歐洲山毛櫸(Faus sylvatica)和挪威楓(Acer platanoides)等歐洲樹種有所研究，且研究時間相對較短，這對于不斷變化的環(huán)境條件和生長周期相對較長、敏感性差的木本植物來說，其精確性受到限制。必須通過不同生長季節(jié)的研究，才能得出更具有說服力的結(jié)論。因為環(huán)境：條件是不斷變化的，因而UV-B對植物的作用也會隨季節(jié)變化而異。 ( 2 ) 已有研究多數(shù)是在單個植物種的水平上進行的，這對于研究 UV-B脅迫效應(yīng)機理是非常必要的。但在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物都是處在群落甚至生態(tài)系統(tǒng)之中，由于不同植物在 UV-B輻射增強下在形態(tài)等方面發(fā)生不同變化，從而改變種間的相互關(guān)系，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能可能產(chǎn)生變化。所以在群落甚至生態(tài)系統(tǒng)水平上研究 UV-B對植物的效應(yīng)，對于了解植物對UV-B脅迫響應(yīng)的途徑尤為重要，或者說更具有實際意義。目前，UV-B輻射對生態(tài)系統(tǒng)影響的研究主要集中在某一環(huán)節(jié)或個體的影響上，只有少量報道接近對生態(tài)系統(tǒng)水平上的研究，包括物種結(jié)構(gòu)、種問競爭和有機物分解等方面的影響，而對整個生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，特別是對森林生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質(zhì)循環(huán)的影響研究鮮有報道。 ( 3 ) UV-B輻射增強對植物影響的研究絕大多數(shù)是在生長室或溫室控制條件下進行的，而在自然條件下開展 的研究工作較少。 一般認為，與生長室或溫室條件下研究相比，野外生長的植物具有較強的適應(yīng)性。UV-B輻射對自然植物群體的長期效應(yīng)的野外研究應(yīng)進一步加強。 ( 4 ) 不同環(huán)境因子之間是相互作用的，它們存在相互制約或者相互補償效應(yīng)。雖然不少研究涉及UV- B輻射與其他環(huán)境因子的復合作用，但對于它們之間相互作用的機理研究較少。UV- B輻射與其他因子復合作用對植物影響的研究有待于進一步開展。( 5 ) 分子生物學技術(shù)是研究 UV-B輻射對植物作用機理的重要手段。目前對 UV-B輻射的遺傳效應(yīng)及分子生物學方面的研究較少。隨著分子生態(tài)學的興起，在分子水平上研究植物對UV-B輻射的抗性機理和 DNA修復技術(shù)將日益受到重視。 大多數(shù)植物有UV屏障，但并不能一直充分保護它們。僅有一部分UV-B輻射可以到達葉子并穿透進入內(nèi)部組織。暴露在強烈的UV-B輻射下，多種植物的葉子表層組織會增加UV保護色素。其他的保護還包括增加葉子厚度以降低暴露在UV-B輻射下的內(nèi)部組織的比例，還有一些保護葉子蠟層的改變。很多保護機制存在于植物自身，如針對DNA損傷或氧化劑傷害的修護系統(tǒng)。植物受到的凈傷害是傷害、保護和修護過程平衡后的結(jié)果。有多種對UV-B有些敏感的農(nóng)作物減產(chǎn)。還有多種對UV-B有耐輻射性的農(nóng)作物得以有機會播種并使耐UV-B農(nóng)作物得以遺傳下去。對經(jīng)濟林來說，可以用樹木種植和遺傳工程學來提高UV-B耐輻射性。大多數(shù)森林的樹種表現(xiàn)出耐UV-B輻射性，只有有限的證據(jù)顯示有害的UV-B影響在敏感物種中緩慢地逐年累積。植物的生物化學和生理學被UV-B暴露影響例如UV-B色素累積。不太可能總結(jié)出這些改變是否會對木材質(zhì)量產(chǎn)生可估量的影響。在動植物的演化過程中，它們習慣了特定的環(huán)境。它們有保護和修復機制來適應(yīng)它們特定的生活情形。然而，地球目前的變化太迅速以至于進化也不能跟上它，特別是長壽命植物如樹。因此，適應(yīng)低UV-B環(huán)境的植物，即使比赤道自然水平和高海拔的差異小得多的增長也會使其遭到損害。例如南美南端（阿根廷火地島高山氣候帶）和南極半島生長的草本植物顯示收到了當前環(huán)境中UV-B水平的影響。經(jīng)過漫長的時間和多代的演化，基因適應(yīng)性可能會提高。對某些農(nóng)作物的研究表明，紫外線UV-B輻射增加會引起某些植物物種和化學組成發(fā)生變化，影響農(nóng)作物在光合作用中捕獲光能的能力，造成植物獲取的營養(yǎng)成分減少，生長速度減慢。研究過的植物中，紫外線對其中的50%有不良影響，尤其是像豆類、瓜類、卷心菜一類的植物更是如此。西紅柿、土豆、甜菜、大豆等農(nóng)作物，由于紫外線UV-B輻射的增加，還會改變細胞內(nèi)的遺傳基因和再生能力，使它們的質(zhì)量下降。一項研究表明，如果臭氧減少25%，則大豆的產(chǎn)量會下降2025%，大豆的蛋白質(zhì)含量和含油量也會降低。紫外線輻射的增加對林業(yè)也有影響。通過對10個種類的針葉樹幼苗進行研究，結(jié)果表明其中3個品種受紫外線UV-B輻射的影響而產(chǎn)生不良后果，其所受影響的程度也與預測方案相吻合。植物的生理和進化過程都受到UV-B輻射的影響，并與UV-B輻射的量有關(guān)。植物也具有一些緩和和修補這些影響的機制，在一定程度上可以適應(yīng)UV-B輻射的變化。不管怎樣，植物的生長直接受UV-B輻射的影響，不同種類的植物，甚至同一種不同栽培品種的植物對UV-B的反應(yīng)都是不一樣的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，就需要種植耐受UV-B輻射的品種，并同時培養(yǎng)新品種。對森林和草地，可能會改變物種的組成