Pb胁迫对金丝草和柳叶箬生长及富Pb特征的影响

以本课题组前期研究筛选出的2种Pb潜在超富集植物金丝草和柳叶箬为研究对象,通过室内模拟胁迫水培试验,研究Pb胁迫下2种植物的生长及Pb富集规律.结果表明:金丝草和柳叶箬均对Pb具有较强的耐性,可忍耐最高Pb胁迫浓度分别达1000和1500 mg·L-1;随Pb胁迫浓度的增高,2种植物地上和地下部分的Pb含量均呈现先增大后减少的规律;金丝草地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为750 mg·L-1时均达最大,分别为4639.4和5467.2 mg·kg-1;柳叶箬地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为1000 mg·L-1时达最大,分别为6828.4和9034.6 mg·kg-1;不同Pb胁迫浓度下,2种植物转运系数的变化范围为0.57-1.14;在Pb胁迫浓度为250 mg·L-1时,金丝草对Pb的转运系数大于1,且地上部分的Pb含量超过1000 mg·kg-1,达到Pb超富集植物的标准.     

不同植被配置模式对福建紫金山金铜矿废弃地土壤质量的恢复效果

为了了解植物治理措施对福建紫金山金铜矿矿山废弃地土壤质量的恢复效果,设置不同植被治理模式:马尾松+胡枝子(模式A)、马尾松+胡枝子+香根草+本地河滩草(模式B)、马尾松+本地河滩草(模式C)、枫香+本地河滩草(模式D)、桉树+本地河滩草(模式E)和马尾松+桉树+本地河滩草(模式F),同时设置矿区周边未经开采的对照样地,通过对不同配置模式下土壤理化性质的分析测定,比较其对矿山废弃地土壤质量恢复效果的差异.结果表明:恢复5a后,不同植被配置模式土壤理化性质均有较大改善,除模式B和模式C外,其他模式土壤含水率均超过了对照,模式A、模式D、模式E和模式F分别达到对照的1.99、1.78、1.34倍和1.66倍;模式B、模式C和模式F可较快改善土壤团聚体结构,提高土壤抗蚀性;模式D可较快提高土壤各养分含量,有利于土壤营养状况的改善,恢复5a后全N、水解N、全P和速效K分别为对照的54.98％、78.17％、63.18％和85.19％;模式F对土壤重金属Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn和Cu均有较好的修复效果;在植被配置模式中加入本地河滩草,可较大提高废弃地土壤的抗蚀能力.结合聚类分析结果可以得出,马尾松+胡枝子+香根草+本地河滩草(模式B)、枫香+本地河滩草(模式D)和马尾松+桉树+本地河滩草(模式F)3种模式较适合应用于紫金山矿山废弃地的植被恢复.     

土壤颗粒组成及黏着剂对类芦种子萌发和幼苗生长的影响

南方红壤侵蚀区土壤表层沙砾化影响植被植物种子萌发和幼苗生长,是限制其植被恢复的主要限制因子之一。为了促进沙砾化土壤植被恢复,本研究以水土保持先锋草本植物类芦种子为材料,采用不同土壤颗粒组成模拟5种不同沙砾化程度的土壤,添加不同含量土壤黏着剂PAM(0、0.125、0.250和0.500 g·kg^-1),研究土壤颗粒组成及土壤黏着剂对类芦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:添加PAM使类芦种子发芽提前1~2 d,提高种子发芽率和促进幼苗生长;黏着剂含量对类芦种子萌发和幼苗生长有极显著影响,黏着剂含量为0.125 g·kg^-1时最有利于种子萌发;0.250和0.500 g·kg^-1较有利于幼苗生长。黏着剂对幼苗生长影响还与土壤颗粒组成有关,随着土壤粗颗粒比例增加,黏着剂的添加量增加对幼苗高生长有利。土壤颗粒组成对种子萌发及幼苗生长存在显著影响,在土壤粗细颗粒比例适中(>2 mm、1~2 mm、<1 mm配比为2∶3∶3)时适宜类芦种子萌发,粗颗粒(>2 mm)含量比例较大(≥75%)时可以促进类芦幼苗生长。研究结果为类芦在水土流失区的植被恢复和边坡治理应用提供了理论参考。     

福建紫金山金铜矿废弃地不同植被恢复阶段土壤质量比较

为了了解植物治理措施对金铜矿集区废弃地土壤理化性质的影响规律,采用空间代替时间的方法,研究了福建紫金山金铜矿废弃地不同植被恢复阶段土壤含水率、团聚体组成、养分含量、重金属污染及水土流失等土壤质量指标变化规律。结果表明,随恢复时间的增加,土壤含水率第1年降低,随后逐渐增大,第5年接近对照;土壤水稳性团聚体组成除0.25~0.5 mm外,其他粒径均表现为先增大后减小,然后又增大的变化规律,恢复5年后,各粒径均与对照无显著差异;全N、水解N、全K及有机质含量均逐渐增加,全P和速效P先增大后减小,其中全N、水解N、全K及有机质均达到土壤养分临界值,但恢复5年后各养分指标均小于对照;土壤重金属含量表现为“增大-减小-增大”的变化规律,恢复5年后Zn、Cu、Cd、Ni全量分别是对照的2.7、5.6、1.2、1.2倍;土壤侵蚀量逐渐减小,恢复5年后与对照无显著差异。研究结果说明,“马尾松(Pinus massoniana)+本地河滩草”的植被配置模式可以较快地恢复矿山废弃地土壤质量。     

金尾矿废弃地不同植被恢复模式群落特征

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式的植被特征和物种多样性,以福建紫金山金矿废弃地为研究对象,对6种不同植被恢复模式群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式群落的物种组成、重要值和物种多样性,并与未被破坏的自然植物群落进行了比较分析。结果表明:人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数呈现出相同的变化趋势。植被恢复9a后,人工植被恢复群落物种组成仍以草本植物为主,五节芒、藿香蓟、艾草、三叶鬼针草和柳叶箬对废弃地有较强的适应能力,可作为乔、灌、草相结合治理模式的配置草种。不同植被恢复模式的群落特征和物种多样性存在差异,马尾松—枫香—本地河滩草模式物种多样性较高,植被恢复效果较好,其次为马尾松—邓恩桉—本地河滩草模式,马尾松—樟树—胡枝子—本地河滩草模式的植被恢复效果不明显。     

9种水生植物对模拟污水中氮、磷的生物净化效果

通过9种水生植物在模拟污水中的培养试验,研究其对模拟污水中氨氮、总氮、总磷的去除效果,从中筛选出适用于治理城市污水的水生植物.结果表明,不同浓度下随着培养时间的延长,9种水生植物对氨氮、总氮、总磷的去除率逐渐增加.低浓度下,空心莲子草对氨氮的去除率最高(53.79%),荷花对总氮的去除率最高(48.75%),凤眼莲对总磷的去除率最高(70.10%);中浓度下,凤眼莲对氨氮的去除率最高(61.39%),茭白对总氮的去除率最高(52.23%),凤眼莲对总磷的去除率最高(80.15%);高浓度下,茭白对氨氮的去除率最高(55.70%),凤眼莲对总氮和总磷的去除率均最高(分别为40.42%和69.58%).可见,凤眼莲、空心莲子草、茭白3种植物对氮磷具有较好的去除效果,是较好的湿地植物.     

离子型稀土矿堆浸场地不同恢复年限植被多样性

生物群落多样性是判断生态系统稳定的重要指标,为了解人工建植对稀土矿废弃地生态系统的影响,以福建省长汀县离子型稀土矿堆浸废弃地为研究对象,利用植被恢复固定监测点,选取植被恢复5、8、11 a废弃地为样点,调查不同恢复年限样地物种种类和数量,分析稀土矿废弃地物种多样性随恢复时间的变化规律。结果表明:随植被恢复年限的增加,前期人工种植的植物逐渐被本土野生植物取代,增加物种以禾本科和菊科植物为主。乔木层、草本层植物种类和数量随恢复年限的增加而增加;随着植被恢复年限的增加,稀土矿废弃地乔木层物种丰富度(Gleason指数、Margalef指数)、Shannon指数逐渐增加,而乔木层、草本层Pielou均匀度指数则呈先增加后下降趋势;植被恢复8与11 a植被相似度最高,其次是植被恢复5与8 a,其中植被恢复11 a与对照样地植被相似度最低;Margalef指数、Simpson指数与Shannon指数呈显著相关。因此,随着植被恢复年限的增加,稀土矿生态退化区植被恢复前期人工干涉效应在逐渐降低,后期演变为自然演替,物种群落结构和种类发生变化,但与当地本土植物群落仍存在一定差异,表明生态退化区植被演替仍处于动态变化阶段。     

不同发育阶段杉木人工林凋落物的生态水文功能

对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林进行凋落物现存量、持水特性及失水特性研究。结果表明:不同发育阶段杉木人工林凋落物的现存量表现为老龄林(3.47t/hm2)>中龄林(2.24t/hm2)>幼龄林(1.53t/hm2)。凋落物持水量表现为老龄林>中龄林>幼龄林;最大持水量表现为老龄林(11.8t/hm2)>中龄林(7.73t/hm2)>幼龄林(4.24t/hm2);最大持水率表现为中龄林(477.48%)>幼龄林(376.57%)>老龄林(291.98%);最大失水量表现为老龄林(4.29t/hm2)>中龄林(2.91t/hm2)>幼龄林(1.71t/hm2);最大失水率表现为中龄林(129.90%)>老龄林(124.15%)>幼龄林(112.04%)。凋落物层吸水速率均表现在前0.5h内最快,说明凋落物层具有快速拦截地表径流的作用。凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与时间之间的最佳拟合关系式为W=a+bln t;吸水速率、失水速率与时间之间的最佳拟合关系式为V=atb。老林龄杉木凋落物层具有现存量大、持水量大、吸水速率强等特点,具有较强的生态水文功能。     

Pb胁迫对百喜草生长和Pb积累的影响

以水土保持先锋植物百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度的室内模拟胁迫试验,定量测定不同浓度Pb处理下百喜草生长及体内重金属含量,分析百喜草对Pb胁迫的耐性及其富集效果。结果表明:百喜草在土壤Pb浓度2500 mg·kg-1条件下仍可生长;Pb胁迫对百喜草各生长指标均有一定抑制作用,地上部分表现为分蘖能力叶最大伸展苗高,根系表现为根体积根平均直径总根长根表面积;轻度Pb胁迫条件下百喜草根系生物量分配较多,随Pb浓度的增大,生物量分配倾向于地上部分;百喜草对Pb具有一定富集能力,根系和地上部分最高分别为3384.56 mg·kg-1和200.70 mg·kg-1,根系对Pb的富集能力远大于地上部分,表现出较弱的转移能力。     

异质Pb胁迫对超富集植物金丝草根系生长及生物量分配的影响

以Pb超富集植物金丝草（Pogonatherumcrinitum）为试验材料,设置不同Pb浓度的土壤异质胁迫室内模拟试验,定量测定不同Pb胁迫浓度和斑块中金丝草的根长、体积、表面积、平均直径等形态指标,以及根系和地上部分的生物量,比较不同异质Pb胁迫下金丝草根系形态指标及生物量分配的差异。结果表明,异质Pb胁迫对金丝草根长、根体积、表面积影响较明显,但对根平均直径的影响较小;随Pb胁迫浓度的增加,金丝草在Pb胁迫斑块和无Pb斑块的根长、根体积和表面积均呈逐渐增大的趋势,但无Ph斑块均大于Pb胁迫斑块;无Pb左室、Pb胁迫右室及整株根冠比均随Pb胁迫浓度的增加表现为先增大后减小的变化规律,表明轻度Pb胁迫条件下金丝草根系生物量分配较多,但随Pb胁迫浓度的增大,地上部的生物量所占比例逐渐增大。