Synchrotron micro-scale measurement of metal distributions in Phragmites australis and Typha latifolia root tissue from an urban brownfield site

Liberty State Park in New Jersey,USA,is a "brownfield" site containing various levels of contaminants.To investigate metal uptake and distributions in plants on the brownfield site,Phragmites australis and Typha latifolia were collected in Liberty State Park during the growing season(May–September)in 2011 at two sites with the high and low metal loads,respectively.The objective of this study was to understand the metal(Fe,Mn,Cu,Pb and Zn)concentration and spatial distributions in P.australis and T.latifolia root systems with micro-meter scale resolution using synchrotron X-ray microfluorescence(μXRF)and synchrotron X-ray computed microtomography(μCMT)techniques.The root structure measurement by synchrotron μCMT showed that high X-ray attenuation substance appeared in the epidermis.Synchrotron μXRF measurement showed that metal concentrations and distributions in the root cross-section between epidermis and vascular tissue were statistically different.Significant correlations were found between metals(Cu,Mn,Pb and Zn)and Fe in the epidermis,implying that metals were scavenged by Fe oxides.The results from this study suggest that the expression of metal transport and accumulation within the root systems may be element specific.The information derived from this study can improve our current knowledge of the wetland plant ecological function in brownfield remediation.     

杭州湾滨海湿地芦苇生物量及N、P储量动态变化

以慈溪杭州湾滨海湿地GEF项目区内芦苇(Phragmites australis)为研究对象,采用定位监测和实验室分析相结合的方法,系统分析了其地上生物量、氮、磷含量和储量在生长季节的动态变化,旨在为GEF项目的实施提供科学依据.结果发现,随着时间的推移,各器官生物量逐渐增加,叶片和地上生物量在9月份达到最大,此后又稍有降低,茎则在10月份达到最大;生长初期(4~5月份)叶片生物量氮、磷含量较高,6~7月份随着生物量剧增而迅速下降,8~9月份由于叶片生长放缓,含量又逐渐增加,此后随着叶片衰老又逐渐下降,而茎氮、磷含量在整个生长季节均呈现逐渐下降的过程;各器官氮、磷储量与生物量间存在较好的相关性,其变化趋势与生物量基本相同;叶片氮、磷储量在8月份达到最大值[分别为(10.28±3.88),(0.53±0.21)g/m2];茎和地上储量最大值则出现在9月份[分别为(7.33±2.22),(0.57±0.04),(16.48±1.07),(1.01±0.10)g/m2].     

红碱淖湿地不同水分条件下芦苇群落对土壤有机碳组分和无机氮含量的影响

土壤水分和植物群落特征是影响湿地土壤碳氮储存功能的重要因素.为阐明不同水分条件下植物群落类型对湿地土壤有机碳组分和无机氮含量的影响,本研究以陕西红碱淖湿地为研究对象,探究在低(5.7％±1.1％)、中(20.6％±1.9％)、高(27.5％±9.0％)3种土壤水分条件下,两种群落类型(芦苇单优和混生)的土壤有机碳组分、...     

水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果的影响

基于中试系统一年的连续运行监测,研究了水深对芦苇表面流人工湿地污染河水处理系统的影响。结果表明,水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果有很大影响,在进水COD、氨氮、总氮和总磷等分别为36±4.46、0.92±0.47、6.27±2.01和0.13±0.05 mg/L条件下,水深50 cm时处理效果最好,COD、氨氮、总氮和总磷去除率分别达到42.75%、58.42%、56.94%和43.24%。综合污染物去除效果和人工湿地建设工程量,芦苇表面流人工湿地的水深宜采用50 cm。人工湿地系统中植物光合生理和溶解氧等研究表明,水深主要通过影响植物生长和溶解氧等而影响人工湿地的水质净化效果。     

野鸭湖湿地芦苇根际微生物多样性与磷素形态关系

以野鸭湖湿地芦苇(Phragmites communis)根际微生物为研究对象,采用化学连续提取法分析了芦苇根际/非根际土壤中各形态磷随植物生长(4、7、10月)的变化规律,同时基于细菌的16S rRNA高通量测序技术,分析了芦苇根际/非根际土壤微生物多样性,进一步采用CCA法分析了土壤样品中特定微生物与磷素形态转化关系.结果表明,无机磷含量的总体顺序大小为:钙磷(Ca-P)闭蓄态磷(Oc-P)铁磷(Fe-P)交换态磷(Ex-P)铝磷(Al-P),无机磷含量变化主要受芦苇生长状况影响,在芦苇旺盛期达到最低,且根际土壤中的总无机磷含量普遍低于非根际.有机磷含量分布为高稳定性有机磷(HR-OP)中稳定性有机磷(MR-OP)中活性有机磷(ML-OP)活性有机磷(L-OP),各组分含量均随芦苇生长先降低后升高.芦苇根际/非根际土壤微生物中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria),但在芦苇生长过程中,其根际和非根际微生物群落结构受季节影响变化显著,且根际和非根际的变化有所差异.同时发现了芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、不动杆菌属(Acinetobacter)等可能是与磷形态转化有关的主要功能菌属,这些菌属能利用大部分的有机磷和无机磷,在湿地土壤磷素转化中起着关键作用.