土壤镉、铅及其复合污染胁迫对丁香蓼(Ludwigia prostrata)生长和光合荧光特性的影响

通过室内盆栽土培试验,研究铅(Pb)、镉(Cd)单因素及其复合污染对田间杂草丁香蓼(Ludwigia prostrata Roxb.)生长及光合荧光等生理特性的影响.结果表明:(1)随着Cd、Pb单因素及其复合污染浓度升高,丁香蓼的茎长、根长和鲜重等指标均显著下降(P0.05).(2)叶绿素a、b含量或叶绿素a/b值随胁迫浓度的增加而显著降低.(3)单因素Pb污染对丁香蓼的PSII反应中心(光系统II反应中心)的影响不显著;在单因素Cd的最高浓度T50(80 mg/kg)污染胁迫下,丁香蓼的PSII最大量子产率(QY_(max))、稳态下的有效量子产率(F_v/F_m_Lss)和稳态下的非光化学猝灭(NPQ_Lss)值仅为对照组(CK)的37%、51%、14%;且与对照组相比,Cd胁迫下丁香蓼的F_o、F_m、F_v、F_v/F_o的降幅也均显著高于单因素Pb胁迫下或Pb、Cd复合污染胁迫下的降幅;综合分析表明单因素Cd对PSII反应中心的影响最强,双因素Pb、Cd复合污染影响次之,单因素Pb胁迫下的影响最小.(4)丁香蓼各部位的重金属含量随胁迫浓度增加而上升,且在Pb、Cd复合污染胁迫下,Cd能促进丁香蓼对Pb的吸收.综上表明,丁香蓼对Pb、Cd及其复合污染物均具有较强的耐受性及富集能力,可尝试用于Pb、Cd重金属污染土壤的生态修复.     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

硅对镉、锌、铅复合污染土壤中黑麦草生理生化性质的影响

采用正交试验设计L9(34)对黑麦草(Lolium perenne L.)进行温室盆栽试验,观测Cd、Zn、Pb复合污染条件下,硅(Si)对黑麦草生物量、叶绿素含量以及保护酶系统的影响.结果表明,Cd使黑麦草根系发育受阻导致生物量下降,中等水平的Zn和Pb有利于黑麦草生物量的积累;Cd、Zn、Pb复合污染造成黑麦草叶绿体结构的破坏,使叶绿素含量减少;低水平的Cd、Zn、Pb复合污染对黑麦草CAT和POD活性起到激发作用,但随着添加水平提高,两种酶活性受到抑制.Si可以促进黑麦草根系生物量的增加,有利于根系对水分和养分的吸收,保证地上部分的养分供给,使叶片生物量增加;硅化细胞的形成有利于黑麦草叶片对光能的吸收利用,Si也使叶绿素含量增加;Si对CAT和POD有显著激活作用,从而减轻重金属复合污染对黑麦草产生的伤害.     

土壤外源Cd和Pb复合污染对小麦(Triticum aestivum L.)根系植物络合素和谷胱甘肽合成的影响

采用盆栽实验研究了土壤外源cd和Pb复合污染对小麦(Triticum aestivum L.)根系植物络合素(PCs)和谷胱甘肽(GSH)合成的影响.结果表明,土壤外源较高浓度cd处理(≥3 mg·kg-1)和高浓度Pb处理(630 mg·kg-1)均抑制了小麦的生长,Cd和Pb复合处理加重了Cd的毒性;Pb处理小麦根内未检出PCs,仅检出GSH,但GSH并没有随Pb处理浓度的增加而增加.随cd处理浓度(≥1 mg·kg-1)的增加,小麦根内PCs和GSH含量显著增加;cd和Pb复合处理增加了小麦根内PCs的合成水平,而降低了GSH的合成水平.回归分析显示,cd及cd和Pb复合污染小麦根内PCs的含量与小麦地上部生物量的抑制率保持相当好的线性关系.结果显示,PCs可用于评价土壤环境中Cd及Cd和Pb复合污染的毒性.     

有机肥对Pb、Cd污染下马铃薯生长及土壤酶活性的影响

采用土培盆栽试验研究基施有机肥对w(Pb)为900 mg·kg~(-1)、w(Cd)为5 mg·kg~(-1)胁迫下马铃薯植株形态、叶片生理和根际土壤酶活性的影响,探讨有机肥对马铃薯Pb、Cd毒害的缓解作用。结果表明:(1)Pb、Cd污染下,底施有机肥对马铃薯生长起促进作用。块茎成熟期,马铃薯根际土壤中脲酶活性、过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性分别比未施有机肥处理增加70.9%、5.6%和58.6%,马铃薯叶片SOD活性和叶绿素含量分别增加4.7%和9.6%;(2)成熟期Pb、Cd复合污染下底施有机肥处理马铃薯叶片SOD活性和叶绿素含量比Pb单因素污染分别低12.7%和4.1%,比Cd单因素污染分别低8.4%和14.7%;(3)Pb、Cd污染下,底施有机肥处理马铃薯平均株高和产量比未施有机肥处理分别增加32.7%和40.8%,块茎中Pb和Cd平均累积量分别减少87.4%和16.7%。试验结果表明马铃薯底施有机肥对Pb、Cd胁迫均有较明显的缓解效应。     

洞庭湖湿地Cd富集植物蒌蒿(Artemisia selengensis)的耐性生理机制研究

采用盆栽植株和外源Cd胁迫的方法,分别对不同生长期蒌蒿植株根、叶组织中的抗氧化酶活性、可溶性蛋白及MDA含量进行测定,以揭示蒌蒿在Cd胁迫下的抗氧化机理和耐受机制。研究结果表明,Cd胁迫对上述生理指标均有显著影响:≤20mg·kg-1的Cd处理可使幼苗期植株器官中的可溶性蛋白含量增加16.5%～19.1%,100mg·kg-1的Cd含量水平则导致其含量减少近30%,可溶性蛋白含量的变化与植株的生物量积累关系密切;3种酶活性在0～10mg·kg-1的Cd处理下未显示出明显变化,幼苗期植株CAT、POD活性在10～80mg·kg-1的Cd胁迫下增加明显,高于此浓度范围则使酶蛋白受到破坏而失活,中等含量水平(≤40mg·kg-1)的Cd处理经过长时间作用可使植株逐渐适应胁迫环境,胁迫强度较大的Cd处理可显著提高SOD酶的活性;Cd胁迫过程中植株MDA积累量不断增加。3种抗氧化酶活性的增强在蒌蒿植株耐受Cd胁迫方面能起到较好的防御作用。     

镉锌复合胁迫对秋茄幼苗渗透调节物质的影响

通过土壤盆栽研究了不同浓度镉(Cd,0、2.5、50 mg kg-1)、锌(Zn,0、100、500 mg kg-1)胁迫下红树植物秋茄的幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、有机酸含量的变化.结果表明,Cd、Zn单一处理下,秋茄体内渗透调节物质含量随重金属浓度升高而增加;Cd、Zn复合处理对秋茄体内可溶性蛋白质含量的复合效应主要表现为协同作用:Cd的加入减弱Zn对秋茄体内可溶性糖含量的刺激作用,低Cd浓度处理下Zn的加入导致可溶性糖含量增加,而高Cd浓度处理下Zn的加入反而降低其含量.低浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中Cd(或Zn)发生拮抗作用,秋茄体内肺氨酸、有机酸含量下降;高浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中的Cd(或Zn)发生协同作用,导致渗透调节物质脯氨酸、有机酸的积累量增加,从而缓解高浓度重金属的胁迫.植物组织或部位不同,Cd与Zn浓度和比例不同,Cd、Zn之间的复合作用存在一定的差异.表5参30     

镉与聚苯乙烯微塑料复合胁迫对小油菜生长发育、生理特征及冠层温度影响效应研究

为明晰镉(Cd)与聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)复合胁迫对小油菜生长发育、生理特征、冠层温度的影响效应及内在机制,采用室内水培实验,以小油菜(Brassica chinensis)为供试植物,系统研究Cd与2种粒径(100和1 000 nm)PS-MPs复合胁迫对小油菜生长发育、光合色素、抗氧化酶活性、营养品质、解剖结构、冠层群体温度以及Cd吸收转运特性的影响。结果表明,单一Cd及PS-MPs胁迫均显著抑制小油菜生长发育和光合生理过程,其表型指标及光合色素等均随Cd与PS-MPs浓度增加而显著降低。Cd与PS-MPs胁迫显著增强了小油菜氧化应激反应能力,降低了小油菜叶片维生素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等品质指标,缩小了小油菜叶片厚度、海绵组织厚度和栅栏组织厚度,显著提升了小油菜植株冠层群体温度。Cd与PS-MPs复合胁迫下低浓度PS-MPs(1 mg·L^-1)可有效缓解其Cd胁迫抑制效应。随PS-MPs浓度升高(20 mg·L^-1),其对小油菜植株生理特征的影响则与Cd胁迫呈协同叠加抑制趋势变化。Cd与PS-MPs复合胁迫对小油菜生长发育及生...     

锌铬复合污染对水稻根系可溶性糖代谢的影响

植物具有逐步适应逆境的能力,在不同生育期对逆境的适应程度不同。可溶性糖是植物碳代谢的主要物质之一,与植物的抗性有密切关系。通过盆栽试验,研究了锌铬复合污染下,在水稻(Oryza sativa L.)不同生育期,水稻根系可溶性糖的代谢。结果表明,随着土壤中锌、铬质量分数的增加,在水稻不同生育期,其根干质量及地上部分干质量均呈降低的趋势,而根冠比呈现一定的升高趋势;水稻根系可溶性糖含量呈升高的趋势。偏相关分析表明,在水稻不同生育期,土壤中锌、铬质量分数与水稻根系可溶性糖含量均呈显著或极显著的偏相关关系。锌在水稻孕穗期及灌浆结实期对水稻根系可溶性糖含量的作用均大于铬,在分蘖期小于铬。这表明在重金属胁迫下,水稻通过增加其根系中可溶性糖含量来协调源流库的关系,从而提高自身对锌铬复合污染的生态适应能力。     

铜胁迫对两种地衣植物生理生化特征的影响

以中国树花（Ramalina sinensis Jatta.）和亚花松萝（Usnea subfloridana Stint.）为材料,研究了铜胁迫对这两种地衣植物生理生化特性的影响。结果表明：在Cu2＋的作用下,中国树花和亚花松萝体内叶绿素质量分数和过氧化物酶（POD）活性发生一系列的变化,且表现出明显的剂量效应关系和时间效应关系。随着处理浓度的加大和处理时间的延长,中国树花体内叶绿素质量分数呈现先降后升再降。在处理的48 h,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时中国树花体内叶绿素a质量分数下降为0 mg.mL-1时的16.34%,叶绿素总质量分数下降为42.54%,而当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时叶绿素a质量分数下降为22.95%,叶绿素总质量分数下降为60.39%,亚花松萝体内叶绿素质量分数呈现先升后降的趋势,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理48 h后的亚花松萝体内叶绿素质量分数比36 h下降18.82%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,处理48 h后的亚花松萝体内叶绿素质量分数比36 h下降23.52%。随着处理浓度的加大和处理时间的延长,中国树花过氧化物酶活性呈现上升的趋势,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理24、36、48 h后过氧化物酶的活性分别增加为88.1%、64.83%和65.49%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,分别增加为69.83%、82.05%和82.57%。而亚花松萝过氧化物酶活性呈现先下降后上升等波动性变化,Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理24、36、48 h后过氧化物酶的活性先下降62.56%,后增加7.93%,又下降42.28%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,比对照组分别下降72.92%、33.49%和62.56%。对比两种地衣植物发现,中国树花体内生理指标的变化较亚花松萝的明显,说明中国树花对铜胁迫反应较敏感,有利于监测重金属铜污染。     

新型溴代阻燃剂TBB和TBPH混合物对罗非鱼甲状腺激素和生理生化指标的影响

为了研究新型溴代阻燃剂FM550的生态风险,以罗非鱼为模式生物,配制添加不同浓度FM550(0、10、100和400ng·g~(-1))的饲料,将罗非鱼暴露56 d后,研究不同暴露剂量条件下FM550对罗非鱼甲状腺激素以及血清生理生化指标的影响。研究表明,经不同浓度的FM550暴露56 d后,罗非鱼的基础生长数据并无显著变化,但罗非鱼的甲状腺激素水平发生改变,具体表现为高剂量的FM550暴露可以使罗非鱼血清中的三碘甲状腺原氨酸(T3)、游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)含量降低,四碘甲状腺原氨酸(T4)、游离四碘甲状腺原氨酸(FT4)含量升高。同时,FM550的暴露还可以导致罗非鱼的脂代谢改变,具体变化为血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量降低,高密度脂蛋白(HDL-C)含量升高,低密度脂蛋白(LDL-C)含量降低。不同剂量的FM550暴露对罗非鱼的全血生化指标并无影响。     

太湖北部夏季浮游藻类多样性与水质评价

于2004年7月对太湖北部浮游藻类的种群组成进行了调查,分析了藻类种属组成的空间分布,利用多种多样性评价指数对水体的污染情况进行了评价,初步探讨了太湖藻类种群组成的变化特征。太湖北部浮游藻类的密度较大,介于2.54×107～8.53×108个·L-1,主要由蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、裸藻和隐藻等组成,以微囊藻为优势种。自湖岸向湖心,单位体积内藻类的个数及生物量逐渐递减,种属逐渐增加。其中含较多指示污染及富营养化程度的藻类种属,各种评价指数显示水体的污染程度较为严重,属中营养—富营养化范畴。     

两种底质对狐尾藻生长和生理指标的影响

在温室条件下,分别以土壤和沉积物作为底质,模拟研究狐尾藻(Myriophyllum spicatum)生长和生理指标的变化。结果表明:与营养水平相当的沉积物相比,以土壤作为底质的处理,其狐尾藻茎叶生物量降低了87.15%,根系生物量增加了226.54%,根系活力降低了46.46%,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加了134.20%和119.91%,上覆水和间隙水中活性磷浓度分别增加了146.67%和1382.61%。以土壤为底质,增加该处理水体中磷浓度,抑制狐尾藻生长。     

两种底质对狐尾藻生长和生理指标的影响

在温室条件下,分别以土壤和沉积物作为底质,模拟研究狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长和生理指标的变化。结果表明：与营养水平相当的沉积物相比,以土壤作为底质的处理,其狐尾藻茎叶生物量降低了87．15％,根系生物量增加了226．54％,根系活力降低了46．46％,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性分别增加了134．20％和119．91％。上覆水和间隙水中活性磷浓度分别增加了146．67％和1382．61％。以土壤为底质,增加该处理水体中磷浓度,抑制狐尾藻生长。     

臭氧对南方3种木本植物的急性伤害症状及其生理指标变化

近地层O3污染越来越严重,而O3污染对中国木本植物的影响的报道较少。作者对南方3种木本植物尾叶桉(Eucalyptusurophylla)、米兰(Aglaiaodorata)和马尾松(Pinusmassoniana)进行连续3d,每天6h的O3熏气处理。臭氧体积分数分别为200×10-9和400×10-9。实验过程中对植物的外部受害症状进行观察记录,测定叶片的叶绿素含量、过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量等生理指标。结果表明:3种植物对O3污染表现出不同的受害症状。受O3污染危害最重的为米兰,其次为尾叶桉,而马尾松抗性最强。O3污染导致植物叶绿素含量、可溶性糖含量呈下降趋势,而POD活性升高,少数种类则出现微弱的下降趋势。CAT基本表现为低浓度O3污染时活性上升,在高浓度时,由于酶的结构受破坏,而出现下降的趋势,但也有的种类是外部臭氧浓度越高,则CAT含量越高。丙二醛含量则是多数情况比对照升高,而某个种类变化不明显或稍有下降。可溶性蛋白含量是在低浓度O3污染时有所上升,而高浓度时则出现下降的情况。研究结果表明,在评价不同植物种类对污染物的抗性时,不能仅考虑某个生理指标的变化,还要综合考虑各个指标的状况。     

辽河水体中COD的变化特征

对辽河干流8个断面多年的水质监测数据进行统计分析,计算得出辽河水体污染的内梅罗指数,揭示了COD的分布特征和时空变化规律．     

土地利用类型的分维值和稳定性指数空间变异分析

土地利用类型是一种在自然和人类活动双重作用下的产物,具有不规则、相对不稳定性和复杂性特征,可以利用分形方法进行探讨;分形理论在土地结构研究中的应用涉及土地利用类型分数维的计算、土地利用结构分形研究方法、土地利用结构及其动态变化的分形描述、区域景观结构的分形模型等方面;但土地利用类型的分形机制的空间差异研究少见报道。综合考虑广东省的自然地理环境和社会经济发展状况,文章选择韶关、潮州、汕头、广州作为不同类型区域的代表,基于分形理论计算了耕地、园地、林地、草地、居民点及工矿用地、道路用地、水体和未利用土地8种地类分维值(D)和稳定性指数(Si)以及平均分维值和稳定性指数,从影响土地利用结构的地貌和人文因素两个方面出发,对比和分析了地域之间的D值、Si值的关系,并从中得到了D值和Si值的变化规律。结果表明:(1)复杂的地貌类型是影响土地利用类型D值和Si值的最主要因素;(2)社会经济发展水平一定程度上影响土地利用类型的分维值和稳定性指数;(3)区域土地利用类型的平均分维值、稳定性指数的大小是土地利用结构的综合反映。     

紫外辐射对灯盏花附生、内生细菌数量的影响及机理

采用大田研究方法,模拟5.0kJ·m~(-2)紫外辐射(UV-B,280～315nm)增强对灯盏花Erigeronbreviscapus附生、内生细菌数量、优势种群以及类黄酮、游离氨基酸、可溶性蛋白、淀粉和可溶性糖含量的影响.UV-B辐射极显著减少灯盏花苗期叶和花期根与叶附生细菌数量(p<0.01),显著减少灯盏花果熟期根与叶附生细菌数量(p<0.05).极显著减少灯盏花苗期根与叶和花期叶与茎及果熟期茎内生细菌的数量,果熟期根内生细菌数量显著增加.灯盏花附生细菌优势种群为芽孢杆菌Bacillus和欧文氏菌Erwinia,内生细菌优势种群为芽孢杆菌;UV-B辐射可导致灯盏花附生和内生细菌优势种群数目减少.UV-B辐射还会使灯盏花生理指标发生变化,直接导致灯盏花附生细菌数量的减少,可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白含量与附生细菌数量呈显著正相关(p<0.05).UV-B辐射增加灯盏花各部位类黄酮含量,间接影响灯盏花内生细菌数量,根类黄酮含量与内生细菌数量呈极显著正相关(p<0.01).     

烟区烟草根际与非根际土壤微生物的生态因子作用分析

烟草根际和非根际土壤的理化性质、微生物区系和土壤酶之间的相互关系尚缺乏系统研究。对南阳烟区6种土壤包括黄褐土和黄棕壤等共13个取样点的烟草根际和非根际土壤的分析表明,根际与非根际微生物之间没有对应相关关系。根际土壤真菌数与解钾菌数、硝化细菌数显著正相关;非根际土壤荧光假单胞菌数与细菌芽孢数极显著正相关,氨化细菌数与放线菌数显著负相关。与土壤容重和空隙度显著相关的仅有根际真菌数(正相关)。与土壤全氮呈显著正相关的分别有根际荧光假单胞菌、纤维素分解菌(正相关)以及根际解磷菌和非根际真菌(负相关)。土壤全C与根际细菌总数显著负相关。土壤pH与非根际纤维素分解菌显著正相关。速效P与非根际放线菌数呈显著正相关。根际土壤蛋白酶活性与根际细菌总数极显著负相关。非根际土壤蛋白酶活性则分别与非根际放线菌和解钾菌显著正相关。根际土壤脲酶活性分别与根际真菌、解磷菌显著正相关,非根际脲酶活性则与非根际纤维分解菌显著正相关。非根际土壤过氧化氢酶活性与非根际细菌总数显著正相关。