湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L~(-1)),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L~(-1)处理下分别达到134、47和48 mg·kg~(-1)。处理30 d时,在1 mg·L~(-1)的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L~(-1)处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5～2 mg·L~(-1)镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。     

三峡工程运行前后荆江三口水文情势的变化

基于1980～2015年荆江三口五站逐日流量数据,采用IHA指标体系分析度量三峡工程运行前后荆江三口水文情势的变化。除新江口和弥陀寺在枯水期1～3月有小幅增长外,三口各站点月均流量值均减小,汛期下降幅度较大。最大日流量值持续下降,但2003年后变化趋势相对平缓。沙道观和管家铺站断流天数显著上升,各站流量变化率明显降低。荆江三口水文情势变化受长江干流径流量减少、径流过程改变以及干流与口门河段河道冲淤不一致的共同影响,对长江中游四大家鱼种群以及洞庭湖苔草草洲的发展产生一定负面作用。     

不同水分管理模式对水稻生长及光合特性的影响

模拟不同地区、地形水资源状况的多样性,设置4个不同的水分灌溉处理,研究不同水分管理模式对水稻生长及光合特性的影响。结果如下：天灌水稻受到干旱胁迫。天灌水稻分蘖少且成穗率低,叶片短而窄,比叶面积小,叶面积指数低,光合速率低,产量低下。湿灌可基本维持水稻的正常生长。湿灌水稻的成穗率较高,叶片较大,光合速率较高,有较高的产量水平。淹灌不利于水稻生长。淹灌水稻根系活力较低,叶片披垂率较高,光合速率低于湿灌。配灌水稻的叶片长而宽,叶面积指数高,光合速率最高,产量最高。荧光诱导结果表明天灌处理和湿灌处理的水稻热耗散较高,而配灌处理和淹灌处理的水稻是通过发出更多的荧光来释放过量的光能。〖     

双季超级稻的生长与光合特性研究

分别以金优402和黄华占为对照,研究了超级稻早稻株两优819和晚稻丰源优299的生长及光合特性。株两优819分蘖数低于对照,但成穗率较高,最终形成较高的有效穗数,叶面积指数和生物量累积速率在前期高于对照,但在后期低于对照。整个生育期的单叶净光合速率与对照无显著差异,灌浆期叶绿素荧光参数与对照无显著差异。丰源优299分蘖数和有效分蘖低于对照,但一直保持叶面积指数的较大优势,生长中后期的光合速率显著高于对照,所以生物量较高。在灌浆期,在最小荧光Fo、最大荧光Fm和最大量子效率Fv/Fm方面,丰源优299与对照均无显著差异,而在光下即时荧光Ft、光下最大荧光Fm′、实际量子效率Fv′/Fm′、表观光合电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP和非光化学猝灭系数NPQ等方面丰源优299高于对照。株两优819和丰源优299均表现出高产特性,分别比对照产量高出1629%和544%,但其高产机理有所不同。前期较高的生物量积累和后期较高的光合产物运转效率是早稻株两优819高产的主要原因,而中后期较高的光合能力以及高收获指数是晚稻丰源优299高产的主要原因     

洞庭湖区畜禽排泄物的环境效应

洞庭湖湿地是长江中游重要的生态功能区,其生态功能的退化制约了湖区经济的可持续发展。近些年来,随着湖区集约化畜牧业的迅速发展,畜禽粪尿等排泄物对湖区生态环境构成了严重威胁。从畜禽养殖量、粪尿等污染物的年排泄量、粪便猪粪当量及负荷量、土地畜禽粪便负荷承受程度4个方面估算并分析了洞庭湖各县（市区）畜禽养殖业的环境威胁性。结果表明:2007年洞庭湖区各类畜禽粪尿排泄总量为3 17279万t,相当于猪粪当量2 92113万t。全年畜禽粪尿流失总量达1 11048万t。畜禽排泄物中年流失化学需氧量50.80万t,氨氮7. 81万t。从畜禽粪便负荷量警报值及分级结果看,畜禽排泄物对岳阳楼区、汩罗市的环境威胁比较严重,对云溪区、临澧县、武陵区、岳阳县、津市市和湘阴县生态环境亦有一定的影响。〖     

西南喀斯特区域生态环境敏感性评价及其空间分布

西南喀斯特区域生态环境本身的脆弱性再加上不合理的人类活动的影响,生态环境问题突出,识别易发生生态环境问题的区域,为西南喀斯特地区生态环境保护和恢复提供科学依据十分必要。在ArcGIS支持下,选取影响西南喀斯特区生态环境的4个敏感性因子（水土流失、石漠化、酸雨及生境生物多样性）作为评价因子,采用层次分析法和综合指标法,评价西南喀斯特区域生态环境敏感性程度及空间分布情况。结果表明：西南喀斯特地区水土流失、石漠化、酸雨敏感性很高,前二者的中度敏感以上区域均占西南喀斯特区域总面积的60%以上,酸雨中度敏感以上区域达50%以上;生境生物多样性敏感性相对较低,不敏感区占西南喀斯特区总面积的40%。西南喀斯特区生态环境综合敏感度极高,中度敏感以上区域占整个研究区总面积的80%以上,不敏感和轻度敏感区主要分布在湘中南、鄂东南、广西中部喀斯特峰林平原区及云南、贵州山间盆地及河谷地区。地质背景、地形及气候是西南喀斯特区域生态环境敏感性的主导因素     

中亚热带红壤区不同土地利用土壤田间持水量估测

田间持水量是衡量土壤保水性的重要指标,也是进行农田灌溉、作物水管理和水文模型的重要参数,但其测定繁琐而耗时,迫切需要一种简捷精确的估测方法。采集了50个来自稻田和旱地的1 m深原状土壤剖面样,然后基于土壤基本理化性质,利用多元逐步回归方法对土壤田间持水量进行模型预测。结果显示:(1)对于稻田土壤,田间持水量主要受容重和有机碳影响,而对于旱地则主要受土壤质地影响;(2)构建的田间持水量传递函数,对于稻田土壤预测精确度较高,调整的确定系数达到0.79,对于旱地则相对较弱。研究表明土地利用方式对田间持水量精确估测影响较大,利用土壤传递函数法对田间持水量的快速获取有一定参考价值。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林旱季CO2通量特征及其影响因子

对广西木论国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林旱季生态系统CO₂净交换（NEE）的变化特征及其与环境因子的关系进行初步分析，计算研究期间碳汇大小，与其他相似气候条件下的不同生态系统进行对比，以期为准确估算该生态系统的年碳汇量提供基础。利用涡度相关法对该地区旱季（2018年10月1日~2019年3月31日）CO₂通量进行连续观测，同时开展降水量（P）、光合有效辐射（PAR）、空气温度（T_air）、土壤温度（T_soil）以及土壤含水量（SWC）等环境因子监测。观测期内该生态系统CO₂通量及浓度具有明显的"单谷"状日变化特征，白天表现为明显的碳汇，夜间则表现为明显的碳源，NEE在12：00最强，为-0.309±0.330 mg CO₂/（m²·s），18：30最弱，为0.074±0.061 mg CO₂/（m²·s）；观测期内NEE、生态系统呼吸（Re）、生态系统总生产力（GEP）分别为-121.4、209.2、330.6 g C/m²，该生态系统在2019年2月的碳吸收能力最强，Re、GEP在2018年10月达到最强；光合有效辐射是白天生态系统CO₂净交换（NEE_d）变化的主要控制因素（R²=0.40，p<0.01），空气温度与夜间生态系统CO₂净交换（NEE_n）存在指数关系（R²=0.1267，p<0.01）；观测期内的降雨抑制了该生态系统的碳汇能力，即降水对NEE产生了抑制作用。旱季该生态系统整体表现出明显的碳汇，碳汇值为1.214 t C/ha，明显低于相似气候条件下的其他生态系统。