围垦后南汇东滩海三棱藨草的空间分布及其影响因子研究

2015年9月~10月期间对2012年底围垦后南汇嘴区域的海三棱藨草(Scirpus mariqueter)湿地系统进行了调研,运用主成分分析、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法,基于101个样地土壤的有机碳、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、正磷酸盐、pH、含水率、粒径、盐度、滩涂高程等12个环境因子数据,探讨了围垦后海三棱藨草空间分布的关键影响因子。结果表明:海三棱藨草的分布与滩涂高程具有显著正相关(P0.05),海三棱藨草群落主要分布在南汇滩涂2.5~3.4 m高程范围内;海三棱藨草的密度、盖度与盐度呈显著正相关(P0.05)。结论认为滩涂高程和土壤盐度是影响海三棱藨草分布的主要环境因子。未来需要结合围垦后的水动力变化过程数值模拟,对海三棱藨草生态系统高时空分辨率的响应过程及机制进行研究,以进一步确立海三棱藨草对围垦工程响应的关键阈值。研究对围垦工程后的滨海湿地植被恢复及滩涂生态修复具有参考意义。     

水葱修复土壤镉污染潜力的研究

野外观察与研究发现水葱(Scirpus tabernaemontani G.)可以耐受土壤中高浓度的重金属污染,并对镉(Cd)有很高的生物富集量.实验室水培试验研究了两个主要因素,营养液pH与Cd含量,对水葱生物量以及Cd富集效果的影响.结果表明,它可耐受高浓度Cd (30 mg/L)和大范围pH变化 (3.7～7.7).当营养液pH为4.7, Cd为25 mg/L时,水葱富集的Cd达到最大值:地上部分264.71 mg/kg,地下部分234.39 mg/kg,平均转运系数1.13.这显示了它用于植物修复Cd污染土壤的潜力.     

崇明东滩海三棱藨草生物硅分布及季节变化

利用Na2CO3连续提取法,分析了崇明东滩海三棱藨草(Scirpus mariqueter)体内生物硅(BSi)含量与分布特征.结果表明,BSi在海三棱藨草体内的分布存在明显的季节变化差异,在生物体中连续积累是BSi的一个主要特征.地上部分BSi含量变化范围为0.26% ~ 0.93%,地下部分为0.31% ~ 0.92%,果实中则为0.24% ~0.43%.地上部分含量明显高于其他部分,说明BSi主要沉积在蒸发强烈的叶片中,植株个体生长阶段是决定地上部分BSi含量的主要因素.统计分析显示,根际沉积物BSi和植物各器官BSi相关性均显著,说明海三棱藨草依从主动吸硅机制,从根际沉积物获取所需的Si.地上、地下部分BSi含量与有机氮(ON)、C/N、土壤温度、植株高度也存在明显的相关性.     

银纳米颗粒对水葱早期生长和生理特征的影响

选取挺水植物水葱(Scirpus tabernaemontani)为受试物种,研究柠檬酸钠-银纳米颗粒(N-AgNPs)对水葱早期生长和生理特性的影响.结果表明:N-AgNPs显著促进了水葱叶片的生长,与N-0 mg·L~(-1)(对照组)相比,N-5 mg·L~(-1)、N~(-1)0 mg·L~(-1)、N~(-1)5 mg·L~(-1)、N-20 mg·L~(-1)处理组水葱叶片的生长速率分别增加20.7%、37.6%、42.9%、47.7%,生物量分别增加77.3%、158.2%、95.5%、127%,叶片中叶绿素含量分别增加23.3%、67.7%、85.2%、80.5%.N-AgNPs浓度与水葱的生长速率、生物量、叶绿素的含量呈正相关关系.另一方面,N-AgNPs浓度增大提高了光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心的光能转换效率(F_v/F_m),且N-AgNPs浓度与F_v/F_m呈显著正相关关系.N-5 mg·L~(-1)处理组水葱叶片PSⅡ功能反应中心开放度(ΔFv/Fm)最大,光合电子传递速率(ETR)最快,光合电子传递活性(qP)最大.然而,随着N-AgNPs浓度增大,水葱叶片PSⅡ功能反应中心开放度减小,光合电子传递速率逐渐变慢,光合电子传递活性逐渐降低.另外,N-AgNPs浓度增加降低了水葱叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;N-AgNPs浓度增加降低了水葱叶片中脯氨酸含量,水葱自我调节能力减弱.     

崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化

对长江口崇明东滩(CM-S)海三棱藤草(Scirpus mariqueter)生长期(4～12月)柱样沉积物有机碳含量及变化分析,发现柱样沉积物有机碳含量与温度、海三棱蔗草地上生物量呈显著负相关(p＜0.05).在陆源沉降、温度和海三棱藤草生长、死亡等因素的共同作用下,崇明东滩沉积物有机碳库随时间推移呈明显的"盈""亏"变化.夏季是潮滩沉积物有机碳库的"碳亏"期,秋季9月起,海三棱蔗草死亡分解使得有机碳在沉积物中累积,沉积物碳库进入"碳盈"期.可见死亡倒伏的海三棱藤草是潮滩盐沼带沉积物有机碳库的主要碳源,海三棱蔗草在生长期中通过光合作用所固定的大气碳素在生长末期输送补偿入沉积物有机碳库中.     

Suitability of different salt marsh plants for petroleum hydrocarbons remediation

The suitability of the salt-marsh species Halimione portulacoides, Scirpus maritimus, Juncus maritimus and an association of the last two for remediation of petroleum hydrocarbons (PHC) in soil was investigated. An outdoor laboratory experiment (microcosm-scale) was carried out using contaminated soil collected in a refinery, as a complement of another study carried out in the refinery environment (mesocosm-scale). Soil samples with old contamination (mainly crude oil) and with a mixture of the old and recent (turbine oil) contamination were tested. Studies in both micro- and mesocosm-scale provided results coherent in substance. The presence of S. maritimus caused removal of old contamination which was refractory to natural attenuation (after 7 months of exposure, efficiency was 13% when only old contamination was present and 40% when the soil also contained recent contamination). H. portulacoides (only included in the microcosm-scale study) revealed also potentiality for PHC remediation, although with less efficiency than S. maritimus. Degradation of recent contamination was also faster in the presence of plants (after 7 months: 100% in the presence of S. maritimus vs. 63% in its absence). As these species are common in salt marsh areas in Atlantic coast of Europe, it is probable they will be also useful for recovering coast sediments. In contrast, J. maritimus and association did not reveal capability to remove PHC from soil, the presence of J. maritimus inhibiting the capability of S. maritimus.     

长江口盐沼带湿地生态演替过程中甲烷排放研究

甲烷(CH4)作为河口湿地碳循环的重要中间产物,是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,其排放清单对于全球气候变暖趋势的预测具有重要意义.因此,本研究采用静态箱-气相色谱技术,针对长江口盐沼带湿地CH4的排放通量展开了为期2年、每月1次的现场观测.研究结果表明,长江口盐沼带湿地持续表现为大气CH4的净排放源,其中,2011年在海三棱藨草覆盖情况下,全年CH4平均排放通量达到了1.00 mg·m-2·h-1,2012年互花米草大规模入侵后,海三棱藨草生物量显著减小,全年CH4排放通量减小为0.55 mg·m-2·h-1.Pearson相关性分析表明,沉积物有机碳含量、光合有效辐射及含水率等均不是影响长江口盐沼带湿地CH4排放的重要环境因子.在2011年,海三棱藨草生物量(p=0.001,r=0.928)、气温(p0.01,r=0.432)均与CH4排放通量呈现显著正相关,全年CH4最大排放通量出现在生物量最大的夏季8月份;2012年随着互花米草的入侵,CH4排放通量在5月份达到了最大值,自5月份之后逐渐减小,互花米草的入侵使长江口中潮滩盐沼带湿地CH4排放通量整体呈现出了下降的趋势.     

水葱湿地对泰达景观河道水质净化特性研究

通过水葱湿地对天津泰达景观河道水体污染物去除的室内试验研究,考察了不同污染物的去除情况。COD的去除率20.38%～40.25%;TN的去除率为39.78%～68.16%、NH3-N的去除率为53.94%～76.71%、NO3--N的去除率为39.78%～74.41%、TP的去除率为81.29%～88.27%、PO4-P的去除率为82.76%～89.61%以及TD(S先上升后下降)、pH(由8.25下降到7.30)变化情况.。在此基础上,得出了通过种植水葱,对泰达景观河道水体污染物去除效果是明显的,同时为防治泰达再生水景观河道水体富营养化的发生发展提供理论依据和技术指导。     

海三棱藨草及水莎草镉结合体初探

以海三棱藨草和水莎草为研究对象 ,人工环境下用镉诱导 ,探讨它们的镉结合体形成情况 ,结果显示海三棱草对镉较敏感。可进一步研究其镉结合体 ,作为监测重金属污染的生态毒理学指标。     

河岸荆三棱带改善河水水质的中试研究

在1 a的时间里利用中试规模的荆三棱河岸带对受污染河水进行处理,主要考察了COD、NH⁺₄-N、TP、浊度和水温等水质指标.结果表明,荆三棱带在夏、秋季改善河水水质的效果好于冬、春季.荆三棱带在夏季对COD、NH⁺₄-N、TP和浊度的去除率分别为44.10%、78.66%、69.44%、99.53％,在冬季对河水水质也有一定程度的改善.荆三棱带可以降低河水温度及河水早晚温差,起到改善局部水环境的作用.荆三棱带与空白带的对比表明植物对去除水中污染物、改善局部水环境起着重要作用.