外源Ca2+和K+作用下河口区碱蓬水质净化效果和耐盐碱提高机制

入海河流中较高的氮、磷污染负荷严重影响近岸海域水质,必须加强陆海统筹.但河口区受海水倒灌影响,水体盐碱浓度高且变化范围大,植物生长困难,去除氮磷能力低,提高植物生存能力是亟需解决的难题.本文通过添加适当浓度的Ca~(2+)和K~+,研究提高植物耐盐碱能力以及降低富营养化风险的可能性.结果表明,在pH 8、盐度20‰条件下,外源Ca~(2+)和K~+浓度分别为8 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)的水培实验中,碱蓬对总氮及总磷的去除效率均最高,为对照组的1. 53～1. 87倍,生长最好,相对生长速率(RGR)为对照组的2. 4倍和2. 0倍,同浓度Ca~(2+)的缓解作用大于K~+.外源Ca~(2+)和K~+提高耐盐碱能力的机制体现在碱蓬渗透调节功能的提升:无机渗透调节机制为平衡Na~+/K~+,提高碱蓬持水能力,叶片与根系中无机离子含量与含水量相关性均在0. 966以上;有机渗透调节机制为促进甜菜碱等小分子有机物积累,降低细胞膜脂过氧化作用,Ca~(2+)和K~+缓解作用下叶片丙二醛含量最大降幅达72. 9%和61. 7%.外源Ca~(2+)和K~+能够增强碱蓬渗透调节能力,提升耐盐碱能力,促进碱蓬生长,提高碱蓬对氮磷的去除率.     

滨海湿地盐沼植被修复中的种子产品制作过程及其有效性

针对当前滨海湿地种子流在潮汐过程中种子有效沉降降低、土壤种子库分布不均、定植效率低和栖息地裸斑现象等关键问题,以黄河三角洲盐沼湿地的盐地碱蓬（Suaeda salsa）为修复物种,研发一种应用于滨海湿地盐沼植被修复的固态种子产品,阐述固态种子产品的制作过程,并开展三种不同保水材料为核心材料（聚丙烯酰胺PAM,羟乙基纤维素HEC,羟丙基甲基纤维素HPMC）的种子产品的有效性研究。研究结果表明：（1）包装制作后的盐地碱蓬种子的吸水倍率和保水持续时间显著高于普通天然种子,表现出良好的吸水保水特性;（2）包装后的盐地碱蓬种子受盐度梯度变化的影响较小,表现出良好的耐盐抗性;（3）包装后的盐地碱蓬种子具有更高的萌发潜力,而不同保水材料的种子产品包装对盐地碱蓬种子萌发的促进作用表现为PAM>HPMC>HEC>天然种子;（4）包装后的盐地碱蓬种子具有更短的悬浮时间和较快的平均沉降速度,表明了种子产品增强了盐地碱蓬种子抵抗水动力干扰的潜力,其中以PAM为保水材料的种子产品可以直接、快速地沉降。本文首次将种子产品技术应用于滨海湿地盐沼植被修复中,为种子产品技术在退化滨海湿地的植被修复领域的应用与实践提供了理论基础。     

滨海不同生境下盐地碱蓬生物量分配特征研究

盐地碱蓬是黄河三角洲重要的先锋植物,抗盐能力强,分布范围广,对维持该地区生态系统稳定和演替发挥着重要作用。通过野外取样测定,研究了潮间带和潮上带盐地碱蓬种群的形态及生物量分配特征。在个体大小上,潮间带盐地碱蓬在株高和地径上显著低于潮上带盐地碱蓬;潮上带盐地碱蓬密集分布的株高高于散生分布,而生物量低于散生分布。在生物量分配特征上,潮间带盐地碱蓬Ⅰ以发展花、叶为主,潮上带盐地碱蓬Ⅱ的密集分布以优先发展茎为主,潮上带盐地碱蓬Ⅲ的散生分布以发展枝为主,属于种群发展的稳定阶段。因此,盐地碱蓬通过形态特征及生物量分配特征的调节,以适应潮间带和潮上带的不同生境特征,从而达到种群维持和土壤改良的目的。     

吉林西部退化草原土壤盐渍化特征分析

对吉林西部退化草原六种常见植被类型下的土壤(0～20 cm)盐渍化特征进行了分析。采用国际上通用的土壤饱和浸提液电导率(ECe)、碱化度(ESP)和pH分别表征土壤的盐度、钠质化和酸碱程度。土壤盐度分为轻度、中度、重度和极度四个等级,对应的变化范围分别为:2～4、4～8、8～16、>16 dS m-1;土壤钠质化程度分为轻度、中度、重度和极度四个等级,对应的ESP范围分别为:5～10%、10～20%、20～40%、>40%;土壤酸碱性分为酸性、中性和碱性三种,对应pH范围分别为<6.5,6.5～8.5、>8.5。结果表明,植被类型对土壤盐度具有很好的指示作用,按土壤盐度由高到低排列,植被类型的顺序依次为:无植被(碱斑)、碱蓬(Suaeda glauca)、碱茅(Puccinellia tenuiflora)、虎尾草(Chloris virgata)、芦苇(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)。碱斑地、碱蓬地、碱茅地和虎尾草地的盐渍土类型均为盐化钠质土(ECe>2 dS m-1,ESP>5%),其中碱斑地和碱蓬地土壤盐化程度为极度(26.54≤ECe≤176.80 dS/m)、钠质化程度为极度(50.22≤ESP≤94.54%);碱茅和虎尾草植被下土壤盐度分别为10.70≤ECe≤27.62 dS m-1和6.86≤ECe≤13.88 dS m-1,钠质化程度分别为30.97≤ESP≤60.26%和16.21≤ESP≤58.11%;芦苇地的盐化程度为1.56≤ECe≤3.37 dS/m,钠质化程度为轻度(7.82≤ESP≤15.88%);羊草地的土壤盐度和钠质化程度分别2.43≤ECe≤6.66 dS m-1和1.43≤ESP≤8.34%。就土壤pH而言,羊草地为中性(7.44≤pH≤8.23),芦苇地为中性和/或碱性(8.18≤pH≤10.02),虎尾草地、碱茅地、碱蓬地和碱斑地均为碱性(8.83≤pH≤10.63)。     

不同植物覆盖下黄河三角洲湿地土壤中微塑料的分布

为揭示黄河三角洲湿地地区土壤中微塑料分布与植物覆盖的相关性,选择低盐优势物种芦苇(Phragmites communis)和高盐优势物种盐地碱蓬(Suaedasalsa)为研究对象,探讨其生长土壤共计16个样点中微塑料的分布特征.结果表明,该地区植物覆盖土壤中微塑料丰度范围为80～4 640 n·kg-1,粒径范围为1...     

Partitioning of heavy metals in the surface sediments of Quanzhou Bay wetland and its availability to Suaeda australis

In order to investigate distributions of heavy metal pollution in Quanzhou Bay wetland, the total concentration and chemical partitioning of a number of heavy metals （Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, Hg） in sediments of three sampling sites of Quanzhou Bay wetland and their availability to Suaeda australis were analyzed. The Geoaccumulation Index （Igeo） values reveal that the sediments of three sampling sites may all be considered as moderately contaminated for Pb and Zn, and all sediments might be strongly contaminated with cadmium. The partitioning analyses revealed the measured heavy metals in three sites are bound to the exchangeable fraction at lower concentrations. The measured metals in a considerable amount are bound to the reducible and oxidizable fractions, and a high proportion of the measured heavy metals were distributed in the residual fraction in the sediment samples. The concentrations of Cd in each chemical phase extracted from the sediments are above natural global background levels and should be further investigated because of its toxicity. Suaeda australis has different accumulation abilities for the measured heavy metals. For the root and stem, the bioaccumulation ability assessed by bioaccumulation factor （BAF） for the measured heavy metals follows the decreasing order as： Cu〉Cr〉 Zn〉Cd, Pb, Hg. In the leaf, stronger bioaccumulation ability for Hg is exhibited. The heavy metal concentrations in Suaeda australis roots have positive correlations with their available fractions, while the exchangeable fraction of Cu and Cd might have be more important to both mature plant roots and seedling roots uptake than other fractions; as for Cr, the oxidizable fraction might make a greater contribution to the plant root uptake; as for Zn, the reducible fraction might make so contribution ; and for Pb, the oxidizable fraction might make a significant contribution to the mature plant root uptake, however, the exchangeable fraction might have a significant contribution to the seedling root uptake.     

潮滩植物翅碱蓬对Cu、Zn、Pb和Cd累积及其重金属耐性

以辽宁盘锦双台子河口潮滩湿地生态系统一种常见土著植物翅碱蓬(Suaedaheteroptera)作为研究对象,分析了Cu、Zn、Pb和Cd在该植物体内的累积分布、迁移规律并对其重金属的耐性进行了初步的探讨。结果表明,其对Cu、Zn、Pb和Cd四种重金属在不同潮滩均有比较明显的累积效应,累积量均表现为Zn >Pb >Cu >Cd ,而累积吸收系数分别达到4.7、4.6、3 .1和4.9,生物富集吸收系数分别为0 .97、1.73、0 .41和2 .2 3 ;研究结果还表明,由于该植物对上述四种重金属有一定的选择吸收耐性,其累积在植物的不同部位存在明显的差异,其中Cu表现为根>茎>叶,Zn表现为叶>根>茎,Pb表现为根>叶>茎,Cd表现为根>茎≈叶,而迁移效率表现为Zn >Cu >Cd >Pb。     

盐胁迫下真盐生植物与泌盐植物的渗透调节物质及其贡献的比较研究

分别用含有0、100、200、400 mmol L-1 NaCl的Hoagland培养液处理真盐生植物海蓬子(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa),含有0、100、200 mmol L-1 NaCl的Hoagland培养液处理泌盐植物二色补血草(Limonium bicolor)、滨藜(Atriplex spongiosa)、獐毛(Aleuropus sinensis)和隐花草(Crypsis aculenta)幼苗.处理一定时间后测定其鲜重、干重、有机干重、有机和无机渗透调节剂、渗透调节能力、渗透势、c(Na)/c(K)、c(Suc)/c(SS)等.结果发现,在较适盐度下,实验植物的干鲜重、有机干重和含水量均随盐度增高而增大,而在高盐度下则大部分植物受到抑制.双子叶植物和单子叶植物的无机渗透调节剂Na+、Cl-含量均随盐度升高而增大,双子叶植物的增幅大于单子叶植物,c(Na)/c(K)也高于单子叶植物.双子叶盐生植物的有机渗调剂在渗调中的贡献随外界盐度的升高而降低,而单子叶盐生植物则相反,其可溶性糖含量远高于双子叶植物,蔗糖含量尤其突出,c(Suc)/c(SS)也大于双子叶植物.双子叶植物的渗透调节能力大于单子叶植物,真盐生植物的渗透调节能力大于泌盐植物.另外,6种植物的实测渗透势大于计算渗透势,证明实验植物中还有一些未测定的渗透调节物质.本文还讨论了双子叶植物与单子叶植物、真盐生植物与泌盐植物在渗透剂、渗透调节能力、c(Na)/c(K)、c(Suc)/c(SS)存在区别的可能原因.图3 表4 参24     

双台子河口国家自然保护区红海滩景观退化机制研究

双台子河口国家自然保护区的红海滩景观由生长在潮间带的天然翅碱篷(Suaeda heteroptera)群落形成,是世界上数量最大的黑嘴鸥(Larus saundersi)的觅食和繁殖场所.近年来,由于翅碱篷群落大面积萎缩,黑嘴鸥数量急剧减少.通过现场监测和实验模拟,对潮间带翅碱蓬群落的生态学特性和红海滩景观退化机制进行了研究.潮间带翅碱篷是一种非常特殊的植物群落,只生长在特定标高的有周期性潮汐作用的滩涂上,过高或过低均不能生长.潮汐是保证翅碱篷在高盐度潮间带正常生长的重要自然力,可以及时洗脱翅碱篷排出体外的大量盐分,避免盐分结晶形成盐鞘使植物受害死亡.研究发现,潮间带翅碱篷群落退化的原因是由于滩涂因泥沙沉积抬升,潮位降低造成的,而拦海坝的修筑是导致滩涂快速升高的直接原因.采取必要的工程措施,翅碱篷群落是可以人工恢复的.