酒石酸与农艺刈割联合辅助象草植物修复镉污染土壤的效应以及对土壤微生物群落的影响

针对重金属镉(Cd)污染耕地,选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复,对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大.为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果,在湖南东部地区某Cd污染农田开展象草的田间种植试验,分析酒石酸施用(单次施用0、1.25和2.5 mmol/kg)和农艺刈割(0、1和2次)单一或联合处理对土壤基本理化性质、象草Cd含量、象草生物量、象草Cd提取量和土壤微生物群落结构的影响.结果表明：(1)与实验田背景值相比,象草种植、酒石酸和刈割处理能够使土壤pH降低0.07～0.47个单位、土壤总Cd含量降低0.62%～39.72%,同时土壤有效态Cd含量增加1.25%～27.25%.(2)酒石酸施用有利于象草总生物量的增加,刈割则相反,但二者都增加了象草茎Cd含量,尤其是刈割处理,均是最后一茬收获的象草茎Cd含量较前茬更大,最高达8.94 mg/kg.(3)酒石酸施用量为1.25 mmol/kg且未刈割时,象草地上部位生物量最大,单位面积生物量最高达99.67 t/hm2(单株达3.80 k...     

海三棱藨草对崇明东滩沉积物磷素分布的影响

以海三棱藨草为例,运用实验模拟的方法,通过根际、近根和远根沉积物的对比分析,运用根际微生物作用理论,研究了大型植物对潮滩沉积物磷分布及迁移转化的影响。实验结果表明,海三棱藨草通过根系对磷的吸收和自身有机质降解,在沉积物里形成了水平的和垂直的浓度梯度,干扰了磷的正常累积和迁移。通过吸收,海三棱藨草对崇明东滩沉积物中磷的净化速率为16.7~46.1 mg·cm-2·d-1。     

梭鱼草和芦苇人工湿地对重金属和营养的去除率比较

为探讨梭鱼草(Pontederia cordata L.)作为人工湿地植物的应用潜力,通过在室外用瓷盆(上直径80 cm,底直径50 cm,高45 cm)构建单种潜流湿地,比较了梭鱼草与常用的人工湿地植物芦苇(Phragmites australis Trin.e x S t e u d.)在人工湿地中对营养物质和重金属Cd2+和Pb2+的去除率.结果显示,梭鱼草对总氮(TN)和生化需氧量(BOD5)的去除率显著高于芦苇(P<0.05).两种植物湿地对Cd2+和Pb2+的去除率无显著差异.两种植物体内Cd2+和Pb2+的含量均是根>茎>叶,根部为主要的富集器官.污水停留2 d和停留7 d,两种湿地对营养物质的去除率差别不大,而对重金属的去除率,停留7 d显著高于停留2 d,表明人工湿地对重金属的去除比对营养的去除要慢一些.研究表明,梭鱼草是一种具有良好景观效果和较高去污率的湿地植物,在人工湿地中具有较好的应用潜力.     

高羊茅和结缕草对地下渗滤系统中氮磷的去除研究

研究了高羊茅和结缕草覆盖的地下渗滤系统处理生活污水过程两种草坪草对氮、磷的去除作用。研究结果表明:高羊茅含有的总氮浓度在46.8～52.7 g/kg变化,且显著高于结缕草的总氮浓度;高羊茅含有的总磷浓度在4.64～5.89 g/kg之间变化,两种草坪草之间没有显著差异;高羊茅的日平均氮带出量在不同的月份分别为0.237,0.180,0.118 g/(m2.d),显著高于结缕草的日平均氮带出量;高羊茅对生活污水中的氮去除率在2011年9月、10月及11月分别为21.4%,、13.1%和11.8%;高羊茅的日平均磷带出量在不同的月份分别为23.4,15.1,13.8 mg/(m2.d),显著高于结缕草的日平均磷带出量;高羊茅对生活污水中的磷去除率在2011年9月、10月及11月分别为30.2%、24.4%和22.4%。     

洞庭湖区退田还湖过程中小型兽类的生态位特征

为了解退田还湖工程实施后的小兽群落状况,2003~2010年对洞庭湖区退田还湖后9种不同类型生境中小型兽类的生态位特征进行了调查.共布放64 432夹日,捕获小型兽3 066只,总的捕获率为4.76%,包括啮齿目10种和食虫目2种.小型兽类各种群的生态位宽度以褐家鼠和黑线姬鼠最高,分别为0.819 8和0.765 6,为广生态位的种类;随后依次是臭鼩、东方田鼠、刺猬、巢鼠、黄胸鼠、小家鼠、黄毛鼠、针毛鼠,分别为0.689 0、0.573 7、0.527 3、0.482 8、0.394 8、0.289 7、0.265 1、0.098 5;社鼠和大足鼠最低,仅在1种生境中有捕获.从生态位宽度指数的季节变化看,黑线姬鼠、褐家鼠、东方田鼠和臭鼩在四季的生态位宽度指数均较高.从空间生态位宽度和生态位重叠指数看,除黑线姬鼠和褐家鼠利用生境较广外,洞庭湖小兽群落可分为3个类群:栖息于环湖丘岗林地生境的社鼠、针毛鼠和黄毛鼠类群,以湖滩生境为主的东方田鼠、巢鼠和臭鼩类群,以及以村庄周围的农田生态系统为主的家鼠类群.从生态位指标和捕获数量看,黑线姬鼠、东方田鼠和褐家鼠是当地需要重点关注的种类.东方田鼠种群数量高峰年份与低谷年份比,其生态位宽度以及与其它种类的生态位重叠指数均较高,高峰年份东方田鼠冬季在双退垸出现,说明退田还湖已扩大了东方田鼠的繁殖基地,对东方田鼠种群发展有利,在种群暴发年份,易形成更加严重的危害.     

苦草密度对扰动引起各形态磷释放的影响

采用富营养化水体底泥培育苦草Vallisneria natans,构建密度0、20、40、100、300、450、600株·m-2的沉水植物苦草,模拟一次大风浪扰动过程扰动24 h,然后静置126 h。监测扰动和静置过程中不同密度苦草条件下水体中各形态磷含量的变化,及水体浊度的变化规律和水体中悬浮颗粒物结构。实验结果表明：苦草密度为0、20和40株·m-2的实验组扰动初浊度和水体中各形态磷含量迅速升高,并在第10 h左右达到最大值,随后下降。当苦草密度大于100株·m-2时,水体中浊度和各形态磷含量扰动前后无明显变化。随着沉水植物密度的增加,扰动所引起沉积物磷释放总量呈指数曲线降低。不同密度的苦草水体悬浮物的中值粒径在扰动后3 h达到最大值,但是在扰动后期,中值粒径开始下降,并且在实验第36 h达到最小值。数学模拟表明水体中各形态磷的含量与扰动实验时间和苦草密度的关系函数模拟均达到极显著水平。本实验研究说明：沉水植物密度的增加能显著抑制沉积物中磷的释放,并且当苦草密度大于100株·m-2时扰动所引起的沉积物磷释放影响不显著。扰动所引起的悬浮物的粒度变小,比表面积增大,对磷的吸附能力就越强,是水体扰动后期磷含量降低的主要原因。     

菹草生理特性对底质物理性质变化的响应

沉水植物的恢复是水生态修复的关键,但在光照、溶解氧以及水力条件等满足的情况下,不同性质的底质会影响沉水植物的生长。以菹草（Potrmogeton crispus）为研究对象,通过向过适宜营养条件下的底泥中添加原底泥30%、70%、100%体积量的沙,以改变底质的物理性质,在30 d内测定菹草的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、植物叶绿素、植物干物率、植物根系活力的变化情况。结果表明,几种处理试验组中,掺加原底泥体积70%沙组的CAT活性响应得较慢,在第20天时才达最大;全底泥和掺加原底泥体积30%沙的2个试验组10 d后POD活性持续上升,而掺加原底泥体积70%和100%组对POD的响应则几乎停止;各试验组植物叶绿素整体呈现下降趋势,但掺加原底泥体积100%沙组中植物叶绿素最高。植物干物率在20 d后都呈现下降的趋势。研究表明,若只通过加沙改变河道底质性质,则加原底泥体积70%～100%的沙对菹草的生长相对最有利。     

水体营养盐质量浓度对苦草光合荧光特性的影响

通过室内培养,利用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)研究了不同质量浓度的营养盐对苦草光合荧光特性的影响. 结果表明:①水体中N,P营养盐质量浓度的高低对苦草叶片PSⅡ和F_v/F_m影响不显著(P＞0.05). ②在日变化过程中,各处理组苦草的ΔF_v/F_m′均呈升—降—升的变化趋势,但方差分析显示,水体ρ(TN)和ρ(TP)变化不直接影响苦草的ΔF_v/F_m′(P＞0.05).③试验第4天各处理组的苦草叶片光响应能力大小依次为处理组B＞处理组C＞处理组D＞处理组A;在苦草生长初期,质量浓度较高的营养盐可以提高苦草叶片的光响应能力和捕光能力,并可增强叶片的光合活性;从整个试验过程来说,分别是处理组B的ρ(TN)和处理组C的ρ(TP)更利于苦草的生长.      

草、藻型湖泊水体生态及理化特性的实验对比

2006年9月,根据营养水平和种植水草的差异设计了6个浅水湖泊模拟系统,实验用水草为菹草(Potamogeton crispusLinn.)和马来眼子菜(Potamogeton malaianus-Miq).在15个月实验期间,通过多次监测各系统的景观外貌和水质,对草、藻型湖泊生态及理化特性的差异进行研究,得出以下结论:(1)草、藻型系统分别对应清水和浊水2种状态,景观外貌差异很大.(2)水草可使湖泊系统维持在清水状态,在一定条件下,甚至可使富营养化湖泊维持在清水状态;但是水草腐烂分解等也可使水质迅速恶化,甚至引起湖泊草、藻状态的转变;关键在于,对于不断变化的环境条件,系统内水草能否健康生长.(3)由于营养和生产力水平低,贫营养系统的水质指标随时间变化较小,草、藻型系统间的差异不明显,DO变化范围分别为8.1～14.4 mg·L~(-1)、7.5～11.6 mg·L~(-1),pH 8.71～9.89、8.25～9.22,TP 0.006～0.012 mg·L~(-1)、0.006～0.053 mg·L~(-1),TN 0.11～0.71 mg·L~(-1)、0.10～0.83 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.01～0.17 mg·L~(-1)、0.01～0.26 mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.002～0.012 mg·L~(-1)、0.000～0.008mg·L~(-1).(4)由于水草和藻类的大量生长等,中营养与富营养系统湖水的DO、pH、水温和NH_4~+-N的日变化明显,日变化曲线呈“⌒”形,且具有季节性变化规律;由于水草向底泥中输氧气等原因,与藻型湖泊相比,草型湖泊水中TP、TN和NH_4~+-N的浓度较低,PO_4~(3-)-P浓度较高,草、藻型系统的TP均值分别为0.16、0.51 mg·L~(-1),TN 1.30、8.32 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.19、0.43mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.07、0.01 mg·L~(-1).