不同浓度镉胁迫下6种草本植物的耐性及富集特征的比较

为了筛选并评价耐镉（Cadmium,Cd）性较高的优势植物物种,本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa）、百脉根（Lotus corniculatus）、多变小冠花（Coronilla varia）、披碱草（Elymus dahuricum）、细茎冰草（Agropyron trachycaulum）和野牛草（Buchloe dactyloides）为试验材料,采用盆栽模拟试验进行不同浓度Cd胁迫处理,以0 mg·kg^-1Cd处理浓度为对照（CK）,探究多梯度Cd胁迫对植物的富集特征及根系形态变化的影响,并评估其Cd耐性阈值。结果表明：不同浓度Cd胁迫下6种草本植物的生物量及根系形态均表现出“低促高抑”现象;不同物种对Cd的耐受能力不同,紫花苜蓿和多变小冠花对Cd的耐性阈值在50 mg·kg^-1到100 mg·kg^-1之间,百脉根、披碱草、细茎冰草和野牛草对Cd的耐性阈值在100 mg·kg^-1以上;在100 mg·kg^-1Cd胁迫下百脉根、披碱草和野牛草,可通过植物萃取的方式应用于重金属污染土壤的治理修复;细茎冰草在100 mg·kg^-1Cd胁迫下,根系富集系数仍然大于1,且根系生物量、耐性系数具有随着Cd胁迫加重不断上升的趋势,是较理想的修复重金属污染土壤的高耐高抗型草本植物材料。     

无芒雀麦对Cd和Zn胁迫的生理响应及富集作用

通过温室盆栽试验，研究不同质量浓度的Cd和Zn单一胁迫下无芒雀麦(Bromus inermis)的生理响应及富集特性，探讨无芒雀麦对土壤重金属Cd、Zn的修复潜力。结果表明，Cd和Zn低质量浓度处理下较无胁迫下无芒雀麦的叶绿素含量略有上升，丙二醛积累量较小，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性较高；随处理浓度的增加，叶绿素含量降低，丙二醛积累量增加，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性下降，植物受迫害程度明显。无芒雀麦对Cd的最佳富集质量浓度为400 mg·kg-1，地上和地下部分单株富集量分别达183.533和661.128 mg·kg-1，属于Cd富集型植物；地上和地下部分Zn的最高富集量仅有11.839和6.844 mg·kg-1，属于Zn规避型植物。     

贵州锰矿废渣堆场重金属污染风险评价及草本植物重金属吸收特征

为明确锰矿废渣堆场重金属污染及优势草本植物重金属吸收特征,对贵州省典型锰矿废渣堆场的重金属污染风险进行了评价,并调查研究了锰矿废渣堆场草本植物的类群及重金属吸收特征。共采集优势草本植物18种,隶属11科18属,菊科和禾本科为优势科。对18种草本植物体地上部、地下部及其生长基质中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和Mn 7种重金属元素进行了测定,结果显示,锰矿废渣堆场重金属污染空间变异较大,Mn污染最严重,其次是Cd,属于Mn、Cd复合型污染。计算了草本植物对7种重金属元素的富集系数、转运系数,并对18种草本植物进行了聚类分析,综合分析了草本植物重金属吸收特征,结果显示,看麦娘对Cd富集系数达22.49,对Cd有较强的富集能力;五节芒、商陆对Cr、Ni具有较强的富集能力和转运能力;风毛菊和夏枯草对锰矿废渣区多种重金属均表现出较强的富集能力和转运能力。研究结果表明,锰矿废渣堆场主要为Mn和Cd污染,矿区本土自然生长的优势草本植物可作为生态修复的首选植物。     

峰峰矿区煤矸石山周边植物丛枝菌根真菌的侵染及Cd含量研究

研究了峰峰五矿、九龙矿、梧桐庄矿煤矸石山周边植物被丛枝菌根真菌侵染的情况,并采用石墨炉原子吸收分光光度法分别测定了植物和土壤中Cd的含量,通过计算转移系数和富集系数比较分析了它们对Cd的富集能力。结果表明:3个矿的煤矸石山周边共发现7科19属20种植物,分别是禾本科、菊科、桑科、萝藦科、藜科、蓼科和苋科植物,其中禾本科植物狗尾草数量最多。3个矿的植物均被丛枝菌根真菌侵染,形成菌根共生体,大多数植物侵染率和泡囊率均较低,狗尾草和萝藦的3个矿平均侵染率较高,狗尾草最高,为59.22%。3个矿的土壤中Cd含量大体相近,平均在1.778~2.066 mg·kg^-1,但植物地上部和地下部Cd含量差异较大。从植物地上部Cd含量来看,五矿和梧桐庄矿均为猪毛蒿最高,分别达到0.863和0.536 mg·kg^-1,含量最低的是虎尾草和马齿苋,仅为0.253和0.203 mg·kg^-1,前者分别是后者的3.41和2.64倍,差异显著。九龙矿中植物地上部Cd含量最高的是狗尾草,达到0.913 mg·kg^-1,显著高于其他植物,是含量最低的狗牙根的7.94倍。从植物地下部Cd含量来看,3个矿最高的均为狗尾草。从转移系数和富集系数来看,3个矿植物的转移系数均高于自身的富集系数,有些植物的转移系数超过1,但富集系数均小于1,其中,猪毛蒿和苦荞麦的转移系数较高,而富集系数则是猪毛蒿和狗尾草较高。优势植物的相关性分析得出丛枝菌根真菌的侵染促进了狗尾草根部从土壤中吸收富集Cd,从而有利于对重金属污染土壤的修复,为利用本土优势植物-丛枝菌根真菌修复重金属污染土壤提供参考。     

4种草类植物对矿区土壤重金属的富集特征

以潼关县黄金生产区及其附近4种杂草[苘麻(Abutilon theophrasti)、鹅绒藤（Cynanchum chinense）、裸菀（Gymnaster piccolii）和紫花地丁（Viola philippica）]为研究对象，采用火焰原子吸收光谱法测定其Cu、Cd和Zn等重金属含量，以便确定人工湿地生态系统的修复植物种类。结果表明，4种杂草根际土壤中3种重金属均处于污染状态；4种杂草对Zn均有较强的富集能力，其中以裸菀的富集能力最强，其富集系数高达3.71，转移系数为1.20；鹅绒藤对Cd的富集能力为4种植物中最高，转移系数和富集系数分别为1.89和0.31；4种杂草对Cu的富集能力均较低。     

黔北轻污染耕地12种优势杂草重金属含量及富集特征

以一块黔北轻污染耕地生长的12种优势杂草及根区土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析方法,利用贵州省土壤背景值、《食用农产品产地环境质量评价标准》、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、富集系数和转移系数来评价土壤重金属污染状况及优势杂草对重金属的富集特征,为贵州山区重金属污染耕地的植物修复提供参考资料。结果表明,杂草根区重金属单因子污染指数范围为0.30~1.71,內梅罗综合污染指数为1.31,处于轻污染状态,其中Cd的贡献最大;调查区内生长的优势杂草,主要有铁苋菜、龙葵、艾草、稻槎菜、马唐草、黄秋葵、堇菜、野苋菜、革命菜、异叶黄鹌菜、风轮草和野葱,体内重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量范围分别为42.15~110.27 mg/kg、35.89~157.87 mg/kg、0.29~6.08 mg/kg和2.99~37.19 mg/kg,属一般植物正常含量范围,均未达到超富集植物水平,但铁苋菜、黄秋葵和革命菜对Cu、Zn、Cd,稻槎菜对Cu和Zn,野苋菜、堇菜和异叶黄鹌菜对Cd的富集系数和转移系数均大于1,具有成为超富集植物的潜力。     

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定，结合青藏高原土壤元素背景值，对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明：7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值，其中Zn和Ni平均含量较高，为196.67 mg·kg^-1和74.28 mg·kg^-1，分别是土壤背景值的3.20和3.00倍，形成了土壤重金属元素的富集现象；内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示，各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84，属于中度污染程度，其中农田平均污染指数最大，为3.10，达到了重度污染水平；草地为2.71，湿地最小为2.49，均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31，其中农田类风险系数最高，为101.90，草地类为92.22，湿地为73.29；各类型土壤中Zn元素变异系数最低；Cd元素变异系数最高。     

不同狼尾草幼苗对镉胁迫的响应

采用温室盆栽试验,对4份野生狼尾草(Pennisetum alopecuroides)材料进行不同浓度镉(Cd)(0,10,20,50,100,200 mg·kg^-1)胁迫处理,通过对苗期生长指标、抗氧化酶(SOD,POD,CAT)活性、地上部与根的Cd²⁺积累量等指标的测定与分析,对4份材料的耐Cd性与Cd富集能力进行研究.结果表明:随着Cd²⁺浓度的升高,4份材料的存活率呈现逐渐降低的趋势,而株高、分蘖数、地上与地下生物量与对照相比无显著变化,SOD与CAT活性均呈现逐渐升高的趋势,POD活性则呈现无规律的波动性变化,材料P4耐Cd性最强.当Cd²⁺浓度为200 mg·kg^-1时,材料P1对Cd的吸收富集能力最强,在Cd污染土壤的修复上具有较好利用前景.     

四种草本植物对铅锌尾矿土壤重金属的抗性与吸收特性研究

盆栽试验的结果表明,高羊茅、早熟禾、黑麦草和紫花苜蓿在铅锌尾矿土壤或处理的尾矿土壤上都能生长,但在处理土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草本植物更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物.单位面积上4种植物体内重金属含量均为Zn>Pb>Cu>Cd,但每种植物对Cd、Pb、Zn和Cu的吸收浓度和分布均不相同,一般为根系浓度大于茎叶.加入改良剂和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的4种草本植物生物量显著增加,植物体中的Cd、Pb和Zn元素浓度下降,但Cu元素浓度反而上升,结果单位面积上4种草本植物吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草本植物相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性.     

铅、镉胁迫对饲用高粱部分生理指标的影响

采用盆栽试验研究了土壤外源重金属铅、镉及其复合污染对饲用高粱（Sorghum vulgare Pers.）部分生理指标的影响。旨在为植物生长代谢过程中适应和抵御重金属污染的损伤机制提供一定的理论依据。结果表明：随着Pb和Cd单一及复合胁迫浓度的增加,饲用高粱的叶绿素含量降低,丙二醛含量、叶片细胞膜透性、脯氨酸含量均呈上升趋势。Pb和Cd单一处理组中Cd胁迫的毒害作用强于Pb。Cd浓度为5和10 mg·kg^-1的复合处理组与单一处理组间无显著差异,Cd浓度为50 mg·kg^-1的复合处理组以及Cd₁₀Pb₅₀₀复合处理组对饲用高粱幼苗的毒害作用高于单一胁迫,表明Pb加强了高浓度Cd对植物的毒害作用。     

贵州尾矿区野生豆科牧草根瘤菌及其抗性测定

为了筛选获得对复合重金属具有耐受能力且能在本地豆科植物根系内定殖共生的抗性根瘤菌,本研究从贵州省内的锰矿区、铅锌矿区采集野生豆科牧草根瘤样品,经分离纯化、菌体形态观察、16S rRNA基因序列比对分析,获得71个根瘤菌保存菌株。系统发育和区系分析结果表明,分离菌株分属7属28种,其中根瘤菌属(Rhizobium)的分布频率高达54.93%,为优势属,木兰根瘤菌(R.indigoferae)的分布频率最高(15.49%),为优势种。选择来自不同尾矿区、不同种类的根瘤菌17株,采用重金属平板法测定各供试菌株对贵州尾矿土分布较多的Pb²⁺,Zn²⁺,Cr⁶⁺,Mn²⁺,Cd²⁺五种重金属的耐受性,结果发现17个菌株对3种或3种以上的重金属都具有不同程度的耐受能力,其中HMZT039-6,HSST042-6,HSST042-1,ZHQT052-1和HXTT050-1对5种重金属离子均有耐受能力,为筛选出的最优抗性根瘤菌株。本研究结果可为本地区土壤重金属污染的修复治理提供共生微生物资源。     

基于PCA/APCS的草原区煤矿土壤重金属环境质量评价与定量溯源研究

为研究鄂尔多斯市草原区煤矿周边土壤重金属的污染来源及分布特征，本研究利用单因子指数、地累积指数和潜在生态风险指数对矿区土壤环境质量进行了评价，并基于相关性分析、主成分/绝对主成分受体模型开展污染溯源研究。结果表明：研究区主要潜在生态风险因子为汞，5种土地利用类型综合潜在生态危害处中等风险以上的占比由高至低依次为道路>建设用地>林地>裸地>草地，整体土壤环境质量中等;土壤中铬、镍、铅、砷的累积来自工业源，汞与砷来自大气沉降源，镉受自然源和农业活动的共同影响，铜、铅来自移动源。     

高寒矿区人工种草对露天排土场渣山表层基质的影响

露天煤矿开采引起了祁连山区高寒湿地生态环境的部分破坏,本文通过调查7个矿区植被恢复状况,研究了青海木里煤田矿区人工种草对排土场渣山表层基质理化性质的影响,为高寒矿区植被复绿提供参考。结果表明：人工种草可以有效改善排土场渣山表层基质含水量,增加土壤微生物的数量,影响排土场渣山表层基质有机质含量。种草区域细菌、真菌、放线菌平均数量分别是不种草区域的4.20,4.05和2.29倍。7个矿区排土场渣山表层基质速效氮分布极不均衡,差异显著（P<0.05）,种草区域明显高于非种草区域。人工种草后绝大多数矿区全氮、速效磷和速效钾含量明显增加,全钾含量降低。除汞元素外,种草对其它7种重金属（砷、铬、镉、铜、铅、镍、锌）含量产生不同程度的影响,7个矿区砷含量平均值从4.61 mg·kg^-1增加到6.06 mg·kg^-1。     

科尔沁沙地典型人工固沙林群落中少花蒺藜草入侵地土壤特性

对科尔沁沙地2个典型人工固沙林小叶杨(Populus simonii)和黄柳(Salix gordejevii)群落中优势种少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus)生境地土壤养分进行测定分析.结果表明:少花蒺藜草2生境地中土壤pH 值在7.35～7.80之间,土壤有机质含量在4.86～5.90 mg·kg^-1之间,碱解氮含量在21.4～59.07 mg·kg^-1之间,有效磷含量范围为 1.13～2.22 mg·kg^-1,速效钾含量在78.24～173.20 mg·kg^-1之间.土壤有机质及速效养分含量随着少花蒺藜草生长期的变化均有不同程度的下降,入侵地土壤沙化加重.     

不同人工恢复措施下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

高寒矿区露天煤矿开采对当地生态环境造成巨大破坏,通过采取不同人工恢复措施,并对其植被和土壤的恢复效果进行评估和比较,对于指导煤矸石山生态恢复实践活动具有重要意义。通过设置人工建植、人工建植+覆土、人工建植+施肥3种恢复措施,经过5年恢复,比较不同恢复措施对植被群落组成、植物生长、土壤性质的影响。结果表明,3种恢复措施均能够形成人工草地群落,但草地群落组成差别较大,植被盖度、高度、密度及地上生物量等植物生长特征差异显著(P<0.05),3种恢复措施均显著提高了土壤有机质含量(P<0.05),但与原始群落相比,短期人工恢复对土壤肥力及pH值的改善作用依然有限。植物生长指标与土壤全氮、有机质特别是全磷之间相互促进。单纯的人工建植方式不利于生态修复,采取人工建植+覆土或人工建植+施肥的组合方式,是恢复高寒矿区煤矸石山生态系统的有效途径。从减少经济投入的角度出发,可考虑通过施肥替代人工覆土,实现煤矸石山人工草地生态系统的稳定发展。