挺水植物化感作用抑制藻类生长的机理与应用

根据国内外挺水植物化感作用抑制藻类的研究,对菖蒲等15科20种挺水植物化感抑制水华鱼腥藻等18种水华藻类的作用予以评述;归纳了挺水植物化感作用在影响藻细胞亚显微结构、酶体系活性、呼吸作用、光合作用、细胞膜和细胞内小分子物质的含量等6方面的抑制藻类生长的机理;对移植栽种植物共培养、从植物中提取化感物质和直接施加化感物质等3种类型抑制藻类的应用方式进行概述;结合当前中国水华频发、抑藻和除藻任务繁重的现状,指出存在的主要问题并提出今后研究和应用化感作用抑制藻类的展望。     

不同区域气候条件影响下的纳帕海湿地植物叶绿素荧光特性

采用原位移地技术,研究了不同区域气候条件影响下,纳帕海4种常见湿地植物的株高、茎粗、生物量等生长特性,以及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、叶绿素a/b值、光化学量子效率（Fv/Fm）、电子传递速率（ETR）、实际光化学量子效率（Phips2）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（NPQ）等生理生化指标,分析探讨了湿地植物对不同区域气候条件的响应差异和适应策略。研究发现气候条件的改变对湿地植物的生长、叶绿素含量及荧光参数产生重要影响。随着温度的上升,水葱Scirpus tabernaemontani和茭草两种广布种Zizania caduciflora均表现出良好的适应性,生物量、叶绿素含量、Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值不同程度升高,生长状况良好。刘氏荸荠Heleocharis liouana也表现出较好的适应性,当气温上升到一定程度后,虽然Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值降低,但其通过调节叶绿素含量、热耗散来减轻伤害,气候变化对其生长的影响较小。而北温带分布型的黑三棱Rhizoma scirpi yagarae对气候变化的适应性较差,当温度上升到一定程度后, Fv/Fm、ETR、Phips2、qP、NPQ都出现大幅下降,生长停滞,生物量下降,对温度上升极为敏感。可以推测,随着全球变暖,像黑三棱这样的物种,其生存将面临极大的威胁,而高原湿地生态功也将能受到损害。     

红树植物凋落叶分解对土壤可溶性有机质的影响

研究红树林湿地土壤可溶性有机质（DOM）的来源、性质及其归宿对于揭示 DOM 在红树林湿地生物地球化学循环中的作用具有重要意义。采集了木榄（Bruguiera gymnoihiza）、秋茄（Kandelia candel）和桐花树（Aegiceras corniculatum）3种红树植物的新近落叶进行室内48 d分解实验,探讨了凋落叶分解过程对土壤可溶性有机碳（DOC）和可溶性总氮（TDN）含量、C/N比（DOC/TDN）及紫外-可见（UV-Vis）光谱特征（A280、A240/A420和A250/A365比值）的影响。在48 d分解期间,3种红树植物凋落叶的输入均明显增加了土壤DOC的含量,其变化在分解第6 d最为显著,各凋落叶添加组比对照组平均增加了149%（秋茄）~196%（桐花树）,随后各凋落叶添加组土壤DOC含量呈下降趋势。与土壤DOC的变化不同,凋落叶输入后土壤TDN的变化与对照组的差异不明显,但木榄和桐花树添加组的C/N比在分解初期（第6天）显著高于对照组（P<0.05）。凋落叶的输入亦在不同程度上增大了土壤DOM的A280值,降低了DOM的A240/A420和A250/A365比值。与土壤DOC的变化相似,凋落叶输入使DOM的UV-Vis光谱特征在分解初期（第6天）的变化最明显,其中桐花树凋落叶的影响最大,秋茄凋落叶的影响最小。结果表明：凋落叶输入使培养初期土壤DOM的含量和性质发生明显改变,DOM中大分子及芳香类组分增多、团聚化程度增加,DOM 的生物可降解性变小。然而,随着分解的进行,不同凋落叶处理组之间土壤DOM的变化差异性逐渐缩小,并在分解后期与对照组趋近。     

滇西北高原生态恢复过程中土壤侵蚀特征及其影响因子

滇西北高原由于地处生态脆弱的石灰岩区,水土流失严重,探讨该区生态恢复过程中土壤侵蚀的变化规律,为开展人工植被建设提供依据。以时空互代的方法,通过径流小区,对坡面的产沙产流特性及其影响因素进行研究。结果表明:天然次生林和人工混交林均有较好的调节径流和减少泥沙的作用,产沙量分别比坡耕地减少了51.46%、43.18%,产流量也相应降低了39.39%、24.24%。在最大次降雨条件下,荒草丛、坡耕地、次生林和混交林单次降雨的产沙量分别占试验期产沙总量的55.38%、55.58%、58.35%和58.05%,产流量相应占产流总量的64.72%、64.63%、73.85%和55.39%。而且,产流产沙量与土壤有机质质量分数均存在明显正相关,与乔、灌层植物多样性及均匀度指数等呈显著负相关性(P<0.05)。因此,乔灌草结合的群落结构配置模式是滇西北地区水土保持林营造的目标和方向。     

基于生物质能的芒属（Miscanthus）植物碳动态和收支研究进展

生物质能（Biomass energy）是最为广泛的可再生能源,其中多年生芒属C4植物（Miscanthus）由于具有巨大碳固定能力而成为潜力巨大的生物质能植物。中国是芒属植物芒草起源中心,但相对于欧洲国家应对能源危机和温室效应而采取的芒草研究与应用来说,仍处于起步阶段。我国长期以来传统的草地利用模式,决定了在南方草地的研究显著少于北方,近年来芒草在华南地区的运用研究集中于生态修复,对草本植物群落基于生态系统水平的 CO2气体交换能力的研究仍然相当缺乏,在二氧化碳浓度持续增长及全球变暖背景下,生物质能植物及其碳汇功能的相关研究尤显重要。我国南方近6700万hm2退化丘陵草坡急待恢复或处于恢复中,草坡地芒属植物符合生物质能植物标准,施肥少,害虫少,农药输入少,能够有效地利用光、水等自然资源。考虑到C4植物具有比C3植物更强的光合作用能力,高光能利用率C4芒属植物的碳固定能力及能源潜力值得重视,但缺乏科学的碳动态和碳收支评估。综述了国内外芒草生物量特征与生物质能潜力研究现状,重点论述芒属植物生态系统水平的碳动态和收支能力研究,探讨了系统水平更客观评估芒属碳源汇（Carbon sequestration）功能的方法,基于生物量过程的研究结果及华南地区草坡研究历史和现状,为草坡地生物质能的合理开发利用提出了相关对策,强调在我国南方开发和利用芒属植物资源具有重要能源价值和经济、环境效益。     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

植物微体遗存分析在第四纪环境研究中的应用:综述与展望

以孢粉、植硅体等为代表的植物微体遗存由于其分布广泛,容易保存,可反映母体植物类型的优点,在第四纪环境研究中得到了广泛应用。本文介绍了植物微体遗存的概念、常见类型,以及它们的提取方法和原理,综述了利用植物微体遗存重建古环境的传统方法和近年来发展的几种古植被与古气候定量重建方法,最后简述了植物微体遗存在年代测定、稳定同位素分析研究上的应用进展与实例。文末指出了现有研究方法的问题与不足,并对今后的多代用指标的综合研究提出了展望。     

两种螯合剂施用对污染土壤中叶用红恭菜Cd富集的影响

为探讨螯合剂对植物吸收重金属的影响,采用盆栽试验,研究了螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）和柠檬酸（CA）对土壤重金属cd的有效态以及叶用红恭菜（Beta vulgaris var．cicla L）富集Cd能力的影响。结果表明：EDTA的添加比柠檬酸更显著增加了土壤重金属镉的有效态含量,同时提高了叶用红恭菜茎叶的富集系数和转运能力;施用螯合剂促进了Cd从叶用红恭菜茎叶根部向茎叶的输送,叶用红恭菜茎叶含Cd量显著增加,EDTA的作用是柠檬酸的2～3倍。     

近5年增强UV-B辐射对植物影响的研究进展

综合分析了近5年增强UV-B辐射对植物影响的最新研究进展.结果发现近5年来增强UV-B辐射对植物影响的研究明显具有以下趋势:1)增强UV-B辐射对植物个体影响的研究总体上趋于减少;2)对植物信号转导的研究日益增多;3)植物对增强UV-B辐射胁迫的防卫机制和伤害修复研究仍是重点,但更偏重于防卫机制方面的研究;4)更加重视对植物群体及生态系统影响的研究;5)增强UV-B辐射与其它因子(环境背景因子和污染胁迫因子)的复合作用研究成为新的热点和重点.根据近5年的研究进展,推断在今后一段时间内,有关增强UV-B辐射对植物和生态系统影响的研究还会加强,信号转导、分子水平机理以及增强UV-B辐射与其它因子的复合作用研究可能是今后的研究热点.     

黄淮海湿地系统典型挺水植物对水华藻类的化感效应

利用植物的化感作用可抑制有害藻类生长,控制水华发生,改善水质.文章在考察黄淮海湿地系统的基础上,选取典型挺水植物菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha latifolia),用0.1×Hoagland完全培养液进行种植,利用其种植水培养湿地典型水华藻类--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa Kütz)和鱼腥藻(Anabeana Bory),研究菖蒲和香蒲的种植水对铜绿微囊藻和鱼腥藻生长的影响,评价挺水植物对水华藻类的化感效应.结果显示:菖蒲种植水对铜绿微囊藻的抑制作用较强;而香蒲种植水对鱼腥藻的抑制作用较强,但是对铜绿微囊藻的生长却有促进作用.结果表明两种挺水植物的种植水都含有影响水华藻类生长的化感物质.进一步的研究表明,两种植物种植水对以上两种藻类生长的影响具有显著的体积比浓度效应.因此,保护和恢复湿地挺水植物群落对改善水环境具有重要作用,但利用挺水植物化感效应进行水体环境净化时,应按水体中有害藻类的类型合理选择植物种类.