恢复生态学理论在岩质边坡绿化工程中的应用

运用恢复生态学理论,分析了岩质边坡生态恢复工程的特点,结合植被混凝土护坡绿化技术,探讨了岩质边坡绿化工程的生态环境和生物种群等问题,指出了当前我国在岩质边坡绿化工程中存在的不足。     

植被护坡现状与展望

阐述了植被护坡的功能和发展历史。指出随着社会经济的发展,植被护坡的功能已从单纯的护坡转向护坡与景观改善并举,并且在有些情况下,以景观改善为主要目的。介绍了目前植被护坡在土质边坡、岩质边坡和水体边坡应用的主要类型与优劣,提出植被护坡存在的问题和植被护坡的发展方向。     

内蒙古中部高速公路边坡植被恢复研究

为探讨干旱半干旱地区的植被护坡效果,为道路边坡植被恢复与重建提供理论与技术依据,依托高速公路建设工程,遵循恢复生态学原理,研究了高速公路边坡植被恢复的生态效果.结果表明1)护坡植被覆盖度必须控制在一定范围内;2)人工建植的护坡植被群落,在经过一定时间的演替后逐渐趋向当地自然群落;3)植物种的选择一定要结合所在区域的自然环境;4)坡面植被具有明显的防治坡面水土流失的效果.     

石头口门水库饮用水水源地生态风险评价

生态护坡是目前国内高速公路边坡防护常用的方法之一。但是,目前对坡面植被恢复效果的评价却没有统一公认的标准。结合国内外已有研究成果,通过调查研究,建立了边坡生态护坡工程效果评价指标体系;该指标体系以土壤—植被系统质量和景观质量为构建主体,并在大类指标内又划分出各自的具有可操作性的亚类指标。评价标准将工程效果分为优、良、中、差4个等级,这些指标较为合理地反映了系统结构与功能的特征与本质。最后结合层次分析法与模糊综合评判方法,将该指标体系用于赤峰—通辽高速公路岩石边坡生态护坡工程不同标段的1个工程边坡效果的应用评价中,评价结果与实际观察情况相吻合,说明该指标体系能比较客观地反映工程效果状况及系统功能的持续能力,具有较强的适用性和可操作性。     

中国岩质边坡植被护坡技术研究进展

高速公路建设等活动产生了大量的裸露岩质边坡。随着环保观念的逐渐普及和增强,人们对生态环境保护的要求越来越高,岩质边坡植被护坡技术已成为了工程建设技术的一个重要组成部分,并已取得了很多研究成果。首先分析了岩质边坡植被恢复的特点,然后从植被护坡技术应用、植物的选择和配置、生态基材的配比和特性、植被护坡机制和植被恢复效果评价5个方面对中国岩质边坡植被护坡技术的研究进行总结和概述,在此基础上,从特殊生境条件下的高陡岩质边坡植被护坡技术研发、岩质坡面-基材-根系的相互作用机理及整体力学稳定性、植被恢复效果评价长效机制和基于气候、地理环境等因子的岩质边坡植被护坡技术标准的编制4个方面,提出了该领域有待深入研究的问题及未来的发展趋势。     

湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用

[目的]验证湿喷植被混凝土生态护坡技术的先进性与实用性,为工程边坡生态防护提供参考。[方法]将湿喷植被混凝土生态护坡技术应用于湖北省鄂州市花马湖水系连通渠护坡工程,现场观测了护坡和水土保持效果、植物盖度、植株密度、植物平均高度以及物种多样性指标。[结果]湿喷植被混凝土生态护坡技术能促使边坡稳定。所用基材能较好地附着于坡面,未出现冲沟和滑塌,水土保持较好,成功解决了基材可喷射性和坡面附着性之间的根本矛盾;1个月后坡面整体植被覆盖率达到90%以上;缓坡区的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数与陡坡区均较为接近,但与自然边坡存在差异;湿喷综合成本比干喷节约5%～15%。[结论]湿喷植被混凝土生态护坡技术作为干喷植被混凝土生态护坡技术的升级版,具备显著的先进性,能用于工程边坡的生态防护。     

岩石边坡生态护坡研究简介

介绍了国外岩石边坡生态护坡目前研究的３种新型生态材料,护坡施工方法以及实际应用的护坡效果,以便为国内岩石边坡生态护坡材料的研究提供借鉴,并为国内的岩石边坡生态护坡研究提出了几点建议。     

水利工程边坡生态防护技术研究

传统边坡防护技术主要有浆砌块石护坡、护面墙、干砌块石护坡、三合土灰浆抹面护坡、勾缝和灌浆、捶面防护、喷射混凝土及喷锚支护等,这些技术只注重其工程功能,自然植被都难以恢复,对于环境保护和生态平衡都产生不利影响;在岩土容易风化、侵蚀破坏、降雨强度高的区域,工程材料与边坡岩、土体的结合强度很难得到保证,达不到防护效果和目的。边坡生态防护技术可以取代传统的防护技术,是解决边坡稳定,保持水土,绿化美化环境的最佳途径,既保护了生态环境又改善了边坡景观。但此方法也存在简单的植被组合生态适应性不太理想的问题,今后应充分利用植被护坡多学科交叉的特点,将植被护坡和传统护坡有机结合起来,深入发掘各类植被自身的特性,充分发挥其自身的生态恢复能力,把植被护坡的设计、施工进一步规范起来,使之标准化,让其产生更好的生态、经济和社会效应。     

三维植被网技术的护坡机理及应用

三维植被网护坡技术综合土工网和植物护坡的优点 ,可有效地解决岩质边坡、高陡边坡防护问题。应用实例表明 ,三维植被网护坡对边坡的稳定极为有利 ,防护效果非常好     

高速公路生态护坡技术的水土保持效应研究

对高速公路生态护坡工程开展试验观测。研究探讨生态护坡技术的水土保持效应。结果表明，在高速公路高陡边坡上采用生态护坡技术建植草本植被。在短期内可完全覆盖坡面，水土保持效果显著，可抑制边坡侵蚀的发育，有效控制坡面沟蚀的发生，在中雨到暴雨的情况下，边坡径流系数在15．97％以下，土壤流失量极小。生态护坡技术的水土保持机理主要与草本植被对降雨的截留、雨滴能量的削减、坡面径流的抑制、根系的锚固与加筋作用，以及生态护坡技术本身的工艺特性有关。     

不同温度下尿素对水稻土甲烷产生及相关古菌群落的影响

水稻田是大气甲烷的重要排放源。尿素氮肥施用是提升水稻产量和品质的重要措施,但其对稻田土壤中产甲烷古菌的影响规律仍不清楚。通过模拟水稻生长季节可能的田间温度变化,本文对水稻土进行施加尿素（400 mg N/kgdry soil）与未施加尿素（0 mg N/kgdry soil）两个处理,并在15℃、25℃、37℃以及50℃四个温度下进行为期100d的厌氧培养,定期测定了培养过程中产甲烷累积量以及土壤理化因子pH、铵氮以及有机碳的变化。并运用基于16S rRNA基因的T-RFLP（末端限制性片段多态性分析）技术分析了产甲烷过程中古菌群落结构随时间的变化情况。结果表明,在中低温范围内（15℃-37℃）,尿素对水稻土产甲烷有抑制作用,但在50℃高温下尿素对水稻土产甲烷量没有显著影响。尿素可能通过改变产甲烷古菌群落结构来影响产甲烷,在15℃-37℃范围内,尿素降低了水稻土产甲烷古菌群落的稳定性,增大了其在不同时间的差异性;而在50℃高温时,尿素对水稻土产甲烷古菌稳定性和差异性的影响不明显。不同温度下,尿素均降低了甲烷八叠球菌（Methanosarcinaceae）的丰度,且随着温度的变化,尿素对水稻土产甲烷机制的改变可能没有影响。     

离子强度、Cd2+和pH对生物碳吸附西玛津的影响

本研究考察了离子强度、重金属(Cd₂ )和pH对200 °C和400 °C下制备的玉米秸秆生物碳(分别记作CS200和CS400)吸附西玛津的影响。结果表明,炭化程度较高的CS400对西玛津的吸附能力(log K_oc)高于炭化程度较低的CS200,因为CS400具有较强的疏水性、较多的芳香碳且较大的比表面积。尽管H-键作用可能会发生,但是CS400的主导吸附机制为疏水作用、电荷转移(π-π*)作用和孔填充作用,而CS200的主导吸附机制为分配作用。两种生物碳对西玛津的吸附几乎未因离子强度增大和Cd₂ 的存在而受到影响,表明西玛津和生物碳之间未发生离子交换和Cd₂ 并没有起到键桥离子的作用。低的pH有利于两种生物碳对西玛津的吸附。负载西玛津后,CS400的zeta电位显著降低证实了电荷转移(π-π*)的重要作用,而CS200的zeta电位降低不明显说明分配作用为主导。Cd₂ 的存在几乎未改变两种生物碳吸附西玛津的zeta电位表明特定位点的表面吸附并不是生物碳吸附Cd₂ 的主导机制。离子交换可能是生物碳吸附Cd₂ 的主导机制,这也很好解释了CS200比CS400吸附更多的Cd₂ 和Cd₂ 的存在对两种生物碳吸附西玛津几乎未产生影响的原因。     

60Co-γ辐照模式下玉米中赤霉烯酮和品质的变化及对绵羊定时人工授精的影响

为研究经赤霉烯酮(ZEN)自然污染与⁶⁰Co-γ辐照处理后的玉米对绵羊定时人工授精中澳洲白种公羊、湖羊母羊的生殖性能的影响,本试验选取含ZEN玉米样本,分别用0、3、5、8、10 kGy剂量的⁶⁰Co-γ辐照,并测定辐照后玉米主要营养成分变化。然后分别将未污染玉米(Ⅰ对照组)、经10 kGy ⁶⁰Co-γ辐照的污染玉米(试验Ⅱ组)、污染玉米(试验Ⅲ组)饲喂定时人工授精的绵羊,检测澳洲白种公羊的精液质量,测定湖羊母羊的繁殖性能指标。结果表明,未经⁶⁰Co-γ辐照的玉米含ZEN 2 153 μg·kg^-1,在10 kGy ⁶⁰Co-γ辐照剂量下,玉米中ZEN降解率为83.7%;当⁶⁰Co-γ辐照剂量低于10 kGy时,玉米淀粉表面结构无变化,主要营养成分无显著变化。试验Ⅱ组澳洲白种公羊的采精量、精子活力、精子密度与试验Ⅲ组相比显著升高(P<0.05),与Ⅰ对照组相比无显著差异(P>0.05);试验Ⅲ组澳洲白种公羊第30天精子畸形率与试验Ⅱ组、Ⅰ对照组相比均显著升高(P<0.05),显微镜下观察可见双尾精子、双头精子、无尾精子等现象,其中双尾精子头部、尾部不完整;试验Ⅱ组湖羊母羊同期发情率、受胎率、产羔率和羔羊始重等指标与试验Ⅲ组相比显著升高(P<0.05),与Ⅰ对照组无显著差异(P>0.05)。综上,使用经10 kGy ⁶⁰Co-γ辐照后ZEN含量低于2 153 μg·kg^-1的玉米饲喂繁育绵羊,对绵羊定时人工授精无不利影响。本研究结果为⁶⁰Co-γ辐照模式下玉米中赤霉烯酮和品质的变化对绵羊定时人工授精的影响研究提供了理论依据。     

60Co-γ辐照对花生过敏原Ara h 2蛋白构象及致敏活性的影响

为探讨辐照处理对花生Ara h 2蛋白结构与致敏活性的影响,采用不同剂量⁶⁰Co-γ辐照处理分离纯化所得到的花生过敏原Ara h 2蛋白,结合紫外扫描光谱、圆二色谱(CD)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)评估辐照处理后Ara h 2蛋白的结构变化,并用免疫印迹法和间接酶联免疫吸附法检测辐照处理后Ara h 2的抗原性变化。结果表明,⁶⁰Co-γ辐照处理可以显著改变花生Ara h 2蛋白的构象,使其降解、发生交联。随着辐照剂量的增大,Ara h 2蛋白与抗体的结合能力呈逐渐下降趋势,且与蛋白紫外吸光度的增强和α-螺旋含量的降低呈现良好的相关性。当辐照剂量为10 kGy时,可基本破坏 Ara h 2 蛋白的结构和免疫活性。⁶⁰Co-γ辐照处理可以有效降低花生过敏原 Ara h 2 蛋白的致敏性,这为花生脱敏技术的研究提供了新思路。     

秸秆还田结合秋覆膜对半干旱区春玉米的影响

2013-2015年在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站,设置秸秆还田(S)和秸秆还田结合秋覆膜（AM+S）两个春玉米种植处理,其中秸秆还田仅在2013年秋季进行,以裸地种植春玉米为对照(CK)。采用EcH2O土壤水温数据采集器实时观测不同处理的土壤水分和温度动态,结合玉米生长特性,研究秸秆还田结合秋覆膜对春玉米生长和水分利用效率的影响。结果表明,AM+S处理极显著增加了0-50cm土层的地积温和土壤体积含水量,增加了春玉米的耗水量,2014年和2015年春玉米播前1m土层分别较CK多贮水83.92mm和92.68mm。但2014年各处理籽粒产量差异不显著,AM+S处理春玉米水分利用效率显著低于CK和S处理;而在2015年,AM+S处理显著促进了玉米干物质积累,增加春玉米产量,春玉米产量和降水利用效率分别达到13560kg·hm-2、58.52kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理分别同时提高97.96%和62.83%,籽粒产量水分利用效率(WUE)达到47.09kg·hm-2·mm-1,较CK和S处理处理分别提高90.34%和65.58%。本研究表明,在雨养农田较干旱的年份,采用秸秆一次性还田结合秋季覆膜技术,是解决半干旱区秸秆过剩,提高半干旱地区春玉米翌年产量和农田水分利用效率的较优方案。     

60Co-γ射线辐射水稻小RNA测序变异分析

为探讨γ射线辐射引起水稻损伤效应的小RNA变异,采用0、300和400 Gy的⁶⁰Co-γ射线辐射处理水稻高粳糯种子,利用Illumina HiSeq^TM 2500高通量测序平台对辐射后的高粳糯三叶期叶片进行小RNA测序。结果显示,0 Gy(对照)组共获得7 395 578个小RNA,254个已知miRNA成熟序列,26个新miRNA成熟序列;300 Gy剂量组(Gy3)共获得10 315 701个小RNA,265个已知miRNA成熟序列,29个新miRNA成熟序列;400 Gy剂量组(Gy4)共获得6 469 869个小RNA,261个已知miRNA成熟序列,29个新miRNA成熟序列。GO富集分析显示,Gy4 vs CK组差异miRNAs对应的候选基因富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类共58个小类,其中涉及分子功能的基因最多。Gy3 vs Gy4组差异miRNAs对应的候选基因富集到生物过程和分子功能两大类共7个小类,以离子结合、过渡金属离子结合和氧化还原酶活性占主要比例。KEGG富集分析显示前20条显著富集途径,Gy3 vs CK组差异miRNAs对应的候选基因富集到植物病原互作最高,富集最显著的是植物昼夜节律。Gy4 vs CK组差异miRNAs对应的候选基因组富集到代谢途径最高,富集最显著的是甘油磷脂代谢和醚脂类代谢,Gy3 vs Gy4组差异miRNAs对应的候选基因富集到甘油磷脂代谢、真核生物的核糖体发生和内吞作用三个途径最高,富集最显著的是醚脂类代谢。本研究从RNA水平为辐射诱变水稻引起当代的苗期损伤效应提供了新见解。     

60Co-γ射线对莲子的辐射效应及狭瓣变异株的形态分析

为了解γ射线对荷花(Nelumbo Adans.)野生型和栽培品种莲子的辐射效应及其差异,本研究利用不同剂量⁶⁰Co-γ射线对野生型荷花微山红(N. nucifera Weishan Hong)和50个栽培品种的莲子进行辐射处理。结果表明,微山红莲子的钱叶展开数量、生根效果和存活率在320 Gy处理下急剧下降,750和1 000 Gy处理严重抑制了莲子的钱叶发育,幼苗存活率分别为0.6%和0。利用线性回归方程,计算微山红野生型莲子和其他品种莲子的半致死剂量分别为192和173 Gy,即两者对⁶⁰Co-γ射线的耐受性存在19 Gy剂量差异。基于1 150粒微山红莲子的辐射处理,筛选得到1株花被片狭长的变异个体,以此培育为新品种辰山飞燕。该品种花被片宽长比均值为0.31,显著小于野生型(0.44),且其花被片数量、花密度及立叶密度也显著降低。后续荷花辐射育种及突变体筛选时,野生型和栽培品种莲子的辐射剂量范围建议分别参考150~200 Gy和130~180 Gy。本研究为荷花产业中利用γ射线大规模辐射莲子创制新种质提供了技术参考,也为荷花瓣形育种提供了良好亲本。     

番茄对氮磷钾及中微量元素的吸收规律研究

通过田间试验研究了番茄生长过程中对氮、磷、钾及中微量元素的吸收分配规律。通过试验,测定番茄各个时期根系、茎秆、叶片、果实中氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌的含量,旨在发现番茄各时期矿质元素的吸收规律。研究表明:随番茄生长发育的进行,氮、磷、钾及中微量元素在根、茎、叶中的分配率均呈降低的趋势,而果实中各元素分配率持续提高。至番茄成熟期果实中氮、磷、钾分配率分别达44.89%、56.73%、54.25%,钙、镁分配率分别达19.9%、53.9%,铁、锰、铜、锌分配率分别达31.8%、19.0%、27.8%、9.0%。番茄全生育期吸收钾最多,氮次之,磷最少,全生育期对氮、磷、钾吸收比例为3.0∶1.0∶4.7;对钙、镁吸收比例为8.1∶1;番茄全生育期对铁需求较大,锌、锰次之,铜最少,吸收比例为38.6∶2.9∶1∶2.0。     

土壤、水稻籽粒镉含量相关性分析及水稻产地土壤镉临界值的研究

在全国采集8个水稻产区、不同镉(Cd)含量的水稻土,添加0~4 mg/kg外源Cd,通过盆栽试验,分析水稻土、水稻籽粒Cd含量间的相关性,基于水稻籽粒Cd含量符合食品安全国家标准污染物限值(GB 2762–2012)的前提,确定8个水稻产地土壤的Cd临界值。结果表明:水稻土中Cd含量为0.20~6.27 mg/kg时,随土壤Cd浓度增加,水稻生长没有出现Cd毒害症状。籽粒Cd含量随水稻土Cd浓度的增加而增加,Logistic方程拟合表明籽粒Cd含量和水稻土Cd浓度间相关性显著;依据食品安全国家标准中稻米Cd限量值(0.2 mg/kg),反推得到8种水稻土Cd临界值范围为0.70~4.79 mg/kg,与现行土壤环境质量标准(GB15618–1995)相比,均高于其相应限值(0.3 mg/kg、pH≤7.5,0.6 mg/kg、pH7.5);对土壤理化性质和水稻土Cd临界值间关系进行多元回归分析,发现水稻土Cd临界值与pH和土壤黏粒显著相关(R2=0.83,P0.01)。     

温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅铝铁锰的影响

通过浸提试验研究了温度对浓度均为5 mmol/L的表没食子儿茶素没食子酸脂(EGCG)和柠檬酸活化漂洗水稻土和黄壤矿质元素的影响。结果表明:随温度升高,EGCG和柠檬酸对2种土壤Si、Al、Fe和Mn的活化量均不同程度增加,表明EGCG和柠檬酸活化土壤矿质元素的能力在高温季节将得以增强。相同温度下,从元素间比较来看,EGCG和柠檬酸对2种土壤元素的活化量大小均为AlSiFe(Mn),表明EGCG和柠檬酸作用下土壤Al较Si、Fe和Mn更易活化;柠檬酸对2种土壤Fe、Mn的活化量均为FeMn,而EGCG对漂洗水稻土为FeMn,对黄壤则为MnFe;从土壤间比较来看,EGCG和柠檬酸对2种土壤Si的活化量均为漂洗水稻土黄壤,对Al、Fe和Mn的活化量则为黄壤漂洗水稻土;从酚与酸的比较来看,柠檬酸对2种土壤Si、Al、Fe的活化量均显著高于EGCG,表明柠檬酸比EGCG对土壤Si、Al和Fe有更强的活化能力。