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近年来重金属污染已严重影响了人们的正常生活。本实验以油菜、油麦菜、生菜以及小白菜种子为材料,研究了不同CR3+浓度及胁迫时间对其发芽率、幼苗株高、根长、干重以及叶绿素含量的影响。试验结果表明:随CR3+浓度的增加和胁迫时间的延长,其对幼苗的毒害作用越明显 ,表现为CR3+对玉米幼苗的生长包括株高、根长、鲜重和干重有明显的抑制作用;随着CR3+浓度的增加和胁迫时间延长,CR3+胁迫对幼苗叶片叶绿素合成具有明显的抑制作用,低浓度的铬对油菜、油麦菜、生菜以及小白菜种子的芽和幼根的生长有刺激作用,高浓度的铬对其表现为抑制作用。通过本实验为生态农业的发展奠定良好的基础。
本文还对学校草坪的生态多样性进行研究。本研究以校园草坪黑麦草群落为研究对象,研究了不同生境下黑麦草群落生物多样性的影响因素(人为干扰和光照),光照和定期收割对校园草坪空间格局特征差异的影响,黑麦草草坪的物种组成特征等。通过对以上内容的研究,为我校生态绿化的建设奠定了良好的基础。
　　基于AMF孢子形态学鉴定,对藏北高寒草原4种针茅菌根际土壤进行了研究,结果表明：(1)高原寒、旱环境下,GLOMUS 属真菌在不同针茅菌根际AM真菌种群构成中的地位和作用非常突出,其孢子密度、种数、相对多度和重要值均显著(P≤0.05)大于ACAULOSPORA、SCUTELLOSPORA属.(2)针茅属植物种类对AM真菌物种多样性具有重要影响,广布种沙生针茅SHANNON-WEINER指数、物种均匀度指数相对最高(分别为1.79和0.72),其次分别为羽柱针茅、紫花针茅和昆仑针茅；青藏高原特有针茅属植物菌根际AMF的繁殖能力相对较强,羽柱针茅、紫花针茅、昆仑针茅孢子密度分别较沙生针茅提高57.8％、48.7％、62.4％.(3)不同针茅菌根际土壤中,同种AM真菌(共有种)和优势种(F＞50％)较多、优势种种类差异很大的种群分布特征,体现了AM真菌种群构成的复杂性,以及AMF对高原寒旱环境的高度适应性、协同性.(4)不同针茅菌根际AMF优势种相对多度高达78.2％-92.4％(平均为85.7％),对AM真菌的群落构成具有重要作用.其中,G.CLAROIDEUM孢子密度即占4类针茅AM真菌优势种的50.2％-71.9％.
植物修复是近年发展起来的土地污染原位修复技术。其基本原理是：利用超富集植物对金属能够超量富集的特殊功能，从环境介质中大量吸收、富集金属，以达到治理环境污染目的。随着世界各国对环境保护工作的日益重视以及资源的日益匮乏，植物修复已成为当今世界环境科学和地理科学领域前沿研究的重点和热点问题。与传统的治理土壤重金属污染方法相比，采用该类技术具有三大优点：(1)投资和维护成本低；(2)接近于自然生态过程，二次污染风险小；(3)适宜于大面积农林污染土壤(地)的修复，实现污染土地增值。植物修复技术被认为是最有前途的土壤修复技术，已成为国际污染环境修复的热门领域之一，并以其独特的优势和潜力，受到许多国家的重视。植物修复与植物采矿技术在欧美发达国家已进入产业化阶段，仅北美就已有200家企业涉足该领域。据预测，美国植物修复市场可以达到3.7亿美元，全世界植物修复创造的产值将达20多亿美元。中国植物修复研究工作起步较晚，但在一系列国家重大和重点项目的长期支持下，经过8年的研发，中国科学院地理科学与资源研究所环境修复研究中心主任、国家杰出青年基金获得者、中科院“百人计划”入选者陈同斌首席研究员及其小组在国内率先发现了世界上第一种砷超富集植物--蜈蚣草，开发出具有自主知识产权的植物修复技术，解决了特殊物种地筛选和培育、添加剂研制、栽培技术等关键难题，在湖南郴州建立世界上第一个砷污染土壤植物修复示范工程。砷污染土壤的植物修复技术在国际同类技术中已处于领先水平，并且受到国家科技部等部门的高度重视。部分政府和企业对植物修复技术非常关注，现已在广西和云南开始开展植物修复的推广示范。
公路路域土壤受到机动车排放的重金属的污染，形成以铅为首要污染物、多种重金属共存的低浓度复合污染。植物修复为公路路域土壤重金属污染提供了一种新兴的治理方法，而超积累植物则是这项技术的核心。
通过人工温室土培盆栽试验，以投加铅、镉溶液的方式，模拟0mg/kg、100mg&g、200mg/kg、500mg/kg水平的单一铅污染和0mg/kg、2mg/kg、4mg/kg、20mg/kg水平的单一镉污染，研究麦冬(ophiopogon japonicus)、葱兰(eephyranthes candida)、红花酢浆草(oxalisrubra)、苇状羊茅(festuca arundinacea)、草地早熟禾(poa．pratensis)、黑麦草(loliumperenne)、白三叶(trifolium repens)对铅、镉的耐受和积累。结果表明，黑麦草的净增生物量最大；白三叶的铅富集系数最大；草地早熟禾的镉富集系数最大；供试植物对铅、镉的积累类型基本上都是被动吸收。
模拟公路路域土壤铅、镉复合污染水平，进行人工温室土培盆栽试验研究。结果表明，黑麦草在该复合污染下对铅、镉的积累与单一污染下差别不大；草地早熟禾对铅的积累高于单一污染时；复合污染对于白三叶吸收镉无影响、对于其吸收铅有影响。
考察了刈割对于黑麦草积累铅、镉的影响。结果表明，刈割不能增加黑麦草的生物量，但能促进其对铅的吸收、对镉的吸收无影响。
建立植物积累的数学模型。模型计算显示，使用重金属迁移总量最大的黑麦草修复路域土壤铅污染仍需要很长的时间，但提高生物量后可用于修复路域土壤镉污染。
在利用植物对重金属污染的土壤进行治理时，寻找生长速率快、生物量大、耐性强的品种是成功的关键。本试验通过盆栽模拟的方式，研究了重金属铜、铅和非重金属铝对香根草、百喜草和象草生长和生理生化特性的影响。通过对三种草株高、茎叶干重、根系干重、根系总根长、总表面积、总体积、叶绿素各含量、以及叶片的超氧化物歧化酶(sod)活性、过氧化物酶(pod)活性和丙二醛(mda)含量的测定，探讨了重金属铜、铅和非重金属铝污染条件下三种草的生长情况和耐性差异。
研究结果表明，重金属铜对三种草的生长和生理生化特性影响较大。当铜处理的浓度为100 mg/kg时，已对三种草构成严重威胁。株高、茎叶干重、根系干重、根系总根长、根系总表面积、根系总体积、叶绿素各含量都是随铜处理浓度的升高而下降。三种草相比，象草下降的幅度较小，这可能也是其耐性较强的原因。低浓度铜胁迫能使sod和pod活性、mda量上升，高浓度时下降。三种草中象草的耐性大于香根草和百喜草，而香根草的耐性大于百喜草。
铅对三种草产生的胁迫没有铜严重，低浓度的铅处理还刺激植株株高、茎叶干重、根系干重、根系总根长、根系总表面积、根系总体积的上升，三种草相比象草上升的幅度最大。高浓度处理时，铅对三种草以上各指标都起抑制作用，但是象草受到的抑制最小。低浓度铅胁迫下，叶片sod、pod活性和mda含量普遍升高，但是叶绿素各含量在任何处理都呈下降趋势，说明叶绿素对重金属比较的敏感。随着时间的延长胁迫加重，低浓度的铅对香根草的促进作用消失。三种草相比象草的耐性大于香根草和百喜草，而百喜草的耐性大于香根草。
在铝处理下，低浓度对香根草、象草的株高有促进作用，但促进作用随时间延长而减弱，而百喜草的株高没有太大变化，这可能与其生物学特性有关。低浓度还刺激三种草根系干重、茎叶干重、根系形态性状指标的增长，但是在高浓度时铝对香根草和百喜草已起抑制作用，而象草的根系性状、株高还呈上升趋势。在铝处理下象草的sod、pod活性都是变化最小的，而香根草和百喜草相比，铝对香根草起抑制作用较小。这说明对铝的耐性象草>香根草>百喜草。
随着信息技术的发展与电子产品更新换代速度的加快，全球越来越多的废旧电子和电器设备被淘汰，形成巨量的电子垃圾。由于我国对电子垃圾拆解回收方式原始、落后，并对废弃物任意丢弃，给当地环境带来了严重的重金属和持久性有机物污染。本文对我国典型电子垃圾拆解地区的广东省贵屿镇的表层土壤和河流沉积物进行重金属污染调查;根据电子垃圾拆解地区污染实际，选取广泛存在的重金属PB和CD、持久性有机污染物PCBS为污染研究对象，以花卉植物凤仙花和孔雀草为供试植物，采用土壤盆栽实验，探讨花卉植物凤仙花和孔雀草对PB/CD-PCBS复合污染土壤修复机制。主要...
本文主要通过温室土培试验，在不同Pb处理的土壤中加入了人工螯合剂EDTA-Na2、天然螯合剂柠檬酸和无机盐NaH2PO3，研究了三种添加剂对鬼针草生物毒性的影响、对土壤根际Pb形态的影响及植物吸收和积累土壤中Pb的影响，探讨了加入螯合剂后土壤中Pb的吸收和运输的情况。试验结果表明在Pb污染土壤中施加3.148mmol/kg的EDTA-Na2、3.148mmol/kg的柠檬酸和4mmol/kg的NaH2PO3时，土壤中EDTA-Na2提取态Pb含量>NH4NO3提取态的Pb含量>H2O提取态的Pb含量。对重金属Pb生物有效性的影响和植物吸收Pb的含量影响是EDTA-Na2>柠檬酸>NaH2PO3。
随着土壤重金属污染日益加剧，土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。植物修复技术作为一种新兴的绿色生物技术因具有物理、化学修复方法所无法比拟的优点而在土壤污染治理方面具有极大的潜力。但是超积累植物的生物量小、土壤中重金属的生物有效性低是该项技术成功应用的主要限制因素。为了提高土壤中重金属的生物有效性，近年来提出的“蚯蚓诱导-植物修复”技术虽然具有广阔的发展前景，但是现有的研究大都采用的是重金属的耐受植物，吸收的重金属多积累与植物根部，并没有向植物地上部转移。而耐受植物与超积累植物对重金属有不同的吸收模式，因此，选用超积累植物研究蚯蚓对重金属在土壤-植物系统中的迁移转化的影响成为此项技术能否成功应用的关键。
本文以酸性棕壤(acidbrownsoil)、潮棕壤(aquaticbrownsoil)、石灰岩类褐土(cinnamonsoil)为供试土壤，分别加入zn2+(0，100,200,400mg·kg-1)或pb2+(0，200，400，800mg·kg-1)模拟土壤污染，设置接种蚯蚓(eiseniafoetida)与不接种蚯蚓处理，通过培养试验、盆栽zn、pb耐性植物黑麦草(loliummultiflorum)和超积累植物印度芥菜(brassciajunceal.)，研究蚯蚓对植物生长量和土壤中重金属生物有效性的影响，目的是揭示蚯蚓对土壤—植物系统中重金属化学行为作用机理，为蚯蚓在植物修复技术的应用与发展提供理论依据。
土壤重金属的污染明显抑制了蚯蚓的生长，种植黑麦草培养一个月后，所有处理中蚯蚓蚓重显著降低，酸性棕壤中平均生长率为-6％～-56％，潮棕壤中平均生长率为-7％～-46％，褐土中均生长率为-9％～-35％，且随土壤中pb、zn浓度的增加，蚯蚓生长率出现降低；种印度芥菜培养一个月后，蚯蚓较种黑麦草时生长率有所增加，酸性棕壤中平均生长率为+3％～-25％，潮棕壤中平均生长率为-8％～-40％，褐土中平均生长率为+2％～-29％。蚯蚓活动促进了三种土壤zn、pb各处理耐受植物和超积累植物的生长，在褐土中，蚯蚓在所有处理中均能促进印度芥菜的生长，而在潮棕壤和酸性棕壤中，蚯蚓只能在低浓度重金属污染情况下促进其生长，蚯蚓对植物生长的促进作用与土壤性质、重金属种类和植物种类有关。
无论是种植印度芥菜还是种植黑麦草，蚯蚓活动显著降低了褐土和潮棕壤中zn、pb处理的土壤ph；显著提高了酸性棕壤中种植印度芥菜的pb处理和种植黑麦草的zn处理的土壤ph。在种植黑麦草的褐土和潮棕壤上，蚯蚓对dtpa提取态zn含量无显著影响，显著提高了酸性棕壤上dtpa提取态zn含量；在种植印度芥菜的酸性棕壤中，只有当zn处理浓度为400mg.kg-1时，蚯蚓活动显著提高了dtpa提取态zn含量；蚯蚓活动显著降低了种植印度芥菜的潮棕壤中dtpa提取态zn含量，对褐土中dtpa提取态zn含量的影响没有呈现明显的规律性。无论种植印度芥菜还是种植黑麦草，蚯蚓活动对三种供试土壤中dtpa提取态pb含量的影响没有呈现明显的规律性。
无论种植黑麦草还是印度芥菜，蚓粪中pb、zn的含量均随pb、zn添加浓度的提高而增大。生活在种植黑麦草的三种土壤中的蚯蚓蚓粪中pb、zn含量大于种植印度芥菜相应处理中的含量。蚓粪中zn全量是相应处理土壤中zn全量的1.02～1.91倍，蚓粪中dtpa提取态zn含量是土壤中dtpa提取态zn含量的0.52～52.9倍；蚓粪中pb全量是相应处理土壤中pb全量的0.87～8.25倍，蚓粪中dtpa提取态pb含量是土壤中dtpa提取态pb含量的0.77～31.8倍。蚓粪中dtpa态pb、zn是植物吸收的重要供源。
蚯蚓活动显著增加了zn浓度在200mg·kg-1和400mg·kg-1时的褐土和酸性棕壤中黑麦草体内zn含量，其他处理中没有显著影响。蚯蚓活动使褐土和酸性棕壤中印度芥菜吸收zn含量显著提高；在潮棕壤中添加pb浓度在400mg·kg-1和800mg·kg-1和酸性棕壤添加pb浓度在800mg·kg-1时，蚯蚓活动使印度芥菜吸收pb的量显著增加，黑麦草和印度芥菜均没有对pb达到富集效果。蚯蚓活动能否提高重金属的生物有效性，不仅与蚯蚓种类、土壤性质、重金属种类等因素有关，还有植物的种类有关。
统计分析土壤ph、蚓粪中zn、pb的含量、土壤有效态zn、pb与植物体内吸收zn、pb的含量的关系的结果，我们推测蚯蚓通过影响土壤ph，进而影响土壤中重金属的生物有效性，或者通过摄取重金属的土壤后，经体内研磨消化排泄等作用，以及分泌大量粘液蛋白对重金属的络合作用，增加了dtpa态pb、zn含量，这或许是蚯蚓提高土壤中重金属活性的主要机理。
上述研究表明，蚯蚓在重金属污染土壤上能够生存，对重金属有一定的忍耐作用，且仍能促进植物的生长，提高植物的生长量；蚯蚓能通过多种机理活化土壤中重金属，提高其植物有效性，但其作用大小因土壤性质而异；蚯蚓活动对重金属有效性的提高，虽然因选择植物的不同而不同，但其能提高土壤重金属的活性或通过促进植物生长，增加植物的吸收量，这对提高植物修复的效率有重要的意义。
植物修复是指利用绿色植物来去除环境中的重金属或有机物等污染成分或将其转化为无毒的物质的过程。能够吸收土壤中过量的重金属并能转运和富集在它们地上部分的植物统称为超积累植物。利用植物来修复重金属污染土壤是一种能有效和廉价的环境污染修复方法。
本研究采用了水培的方法，研究了不同cd、zn和cu水平对香根草生物量、含水量、叶绿素、mda、可溶性蛋白质含量、根系活力以及cd、zn和cu在香根草体内的积累和分布的影响.结果表明，低浓度的cd、zn和cu处理刺激了香根草的生长，提高了香根草的生物量、含水量、叶绿素含量以及根系活力.高浓度的cd、zn和cu胁迫使香根草生物量、含水量、叶绿素、可溶性蛋白质含量和根系活力均不同程度地下降。不同浓度的cd、zn和cu胁迫增加了植物体内mda含量；香根草对cd、zn和cu的积累能力与处理浓度密切相关，随着处理浓度的增加香根草体内重金属积累含量逐渐升高.当处理浓度为最高时，根系干重富集的cd、zn和cu分别达到2231 mg/kg·dw、2581mg/kg和6528mg/kg.两种重金属在香根草体内的分布主要以根部积累为主，但将重金属运输到地上部的能力较差，虽然香根草地上部cd转移系数均小于1，但地上部cd含量最高达到101mg/kg，大于100mg/kg的标准，具备了超积累植物的主要特征。从这一点讲，可以利用香根草根系稳定处理重金属污染土壤，能使受污染土壤不继续被侵蚀，并减少土壤渗漏而防止cd污染的迁移，又可使其在根部积累和沉淀。
本文在大量野外调查的基础上，对南水北调中线总干渠工程沿线植物区系特征和主要植被类型进行了系统的研究分析。结果表明：(1)沿线典型植被类型的主要组成种类约有360种，隶属于106科252属；植物区系主要属温带性质，具有亚热带-热带区系的过渡性质，草本植物占绝对优势地位；特有性程度非常低，仅有1科(银杏科)4属(地构叶属、蛇葡萄属、水杉属、银杏属)为我国特有；没有国家和地方重点保护的植物物种分布。(2)依据FLEXIBLE BETA CLUSTERING分类，南水北调中线总干渠沿线主要植被类型可以划分为针叶林、阔叶林、灌丛、草丛、沼泽和水生植被5个植被型和65个群丛；区域内绝大部分被开垦为农田，自然植被仅分布在村落附近、河岸、渠旁、路边、墓地等地方；植被类型单一，乔、灌层组成结构简单，仅草本层较为发达。研究结果对于工程沿线的植被保护和恢复工作具有重要意义。
关键词：南水北调；FLEXIBLE BETA CLUSTERING；区系；植被类型
本论文着重研究了铜陵矿区先锋植物、重金属耐受性植物对重金属的富集能力和转运能力，探讨了铜陵矿区野生优势植物的生态修复潜力，为铜陵矿区重金属污染土壤的治理及矿区生态环境的植物修复提供理论依据和技术支撑。同时，利用潜在生态危害指数法、污染负荷指数法及模糊数学法，对铜陵矿区食用性作物的重金属污染情况进行了初探性评价，尝试在食品环境污染评价中进行应用性开拓，为食品环境污染评价提供借鉴。主要结论如下：　　(1)同区域背景值相比，研究点的植物生长介质中cu、zn、as、cd等元素含量超标严重。与此对应的非食用植物中相应重金属元素含量较高，可食用作物重金属含量相对较低。不同作物对不同重金属元素的富集具有较强选择性，叶菜类对cd、pb的富集大于果菜类和根菜类。同种作物对不同重金属元素的富集也存在差异，富集cd、hg、zn、cu的能力优于as、pb、cr。
(2)铜陵矿区叶菜类作物(空心菜)重金属含量要高于根茎类作物(丹皮)，且籽实类作物(水稻籽实)最低。因此，建议在重金属污染较严重的区域宜种植籽实类作物，如水稻、棉花等，以减少重金属污染的影响。
(3)铜陵矿区植物对重金属元素的富集特征如下：多数非食用性植物对重金属元素的富集能力大小顺序表现为cd＞hg＞pb＞zn＞as＞cu＞cr；不同可食用性作物对各重金属元素的吸收状况相对一致，富集能力大小顺序基本表现为cd＞hg＞zn＞cu＞as＞pb＞cr。
(4)铜陵矿区植物对重金属元素的转运特征如下：水蜡烛的重金属转运系数全大于1；白茅的cr和野蒿的pb、zn、cr转运系数大于1；鸭趾草、茵陈蒿、鬼针草、狗牙根和狗尾草的转运能力相对较低。萝卜的各项重金属转运系数均大于1；白菜、丹皮对zn、hg、cd的转运系数大于1；黄豆对zn的转运系数大于1；水稻对各重金属的转运系数均小于1。
(5)铜陵矿区植物对重金属元素的吸收总量特征如下：白茅对pb、zn、as、hg、cd和cr具有较好的吸收效果；鸭趾草对于cu、as和hg的吸收能力较强；野蒿对pb、zn和hg的吸收能力优于其它植物；鬼针草、茵陈蒿和狗尾草等吸收总量不大。
(6)对铜陵矿区野生优势植物的生态修复潜力而言，水蜡烛适宜于贫瘠恶劣、含水率较高、运行中的尾矿库；白茅、茵陈蒿、狗牙根、鬼针草和野蒿等在废弃的采矿坑、废矿堆的植被恢复和控制扬尘中具有较好应用前景；而狗尾草的环境治理潜力较低；鸭趾草逆境适应性强，是大面积cu矿区污染土壤生态修复的适宜物种。
(7)基于潜在生态危害法、污染负荷指数法和模糊数学法得出的铜陵矿区可食用性作物的重金属污染状况基本一致，认为cd和pb为主要污染元素，cr和zn几乎不造成影响。空心菜、白菜、莴苣、辣椒受重金属污染严重，水稻和林冲黄豆受重金属污染较轻。
利用超富集植物去除污染土壤中重金属是植物修复中的一个重要发展方向。利用as超富集植物蜈蚣草（pteris vittata l．）修复as污染土壤已经获得成功。但是土壤污染多为多金属混合污染，蜈蚣草在as、pb、zn等多金属混合污染土壤上的修复效率还不太清楚。本研究调查了云南个旧矿区土壤重金属污染情况，并通过田间试验1了研究蜈蚣草对多金属矿区污染土壤中as、pb、zn、cu的原位修复效果，探索蜈蚣草对多种金属混合污染土壤的修复潜力，筛选强化植物修复效率的有机肥种类。所获主要结论如下：　　 1、试验区为云南个旧云锡古山选矿厂复垦区，土壤主要受到as、pb、zn、cu等几种金属混合污染，as、pb、zn、cu平均含量分别超过国家土壤环境质量标准三级标准30倍、16倍、5倍、1倍，as、pb污染严重。　　 2、蜈蚣草对as和pb表现出较强的富集和修复能力。蜈蚣草除富集as外，对pb也有较强的富集功能，地上部pb含量可高达1303 mg/kg（超过pb超富集植物定义的1000 mg/kg）。每年刈割2次，蜈蚣草能够去除15.5 kg as/ha和8.5 kg pb/ha。蜈蚣草也表现出对pb、zn、cu较强的耐性，即便是土壤pb、zn、cu含量达最高1、642 mg/kg，蜈蚣草的生物量仍旧很高（大于4000kg/ha）　　 3、在多金属矿区的污染土壤中，施用有机肥能促进蜈蚣草的生长，提高蜈蚣草对as，pb等金属的去除能力。与对照相比，施用污泥堆肥使蜈蚣草株高增长30.2％；地上部生物量提高48.7％。施用污泥堆肥能显著促进蜈蚣草地上部pb、cu的积累，垃圾堆肥能显著促进蜈蚣草地上部pb、zn的积累。施用有机肥对蜈蚣草地上as含量无显著影响。与对照相比，垃圾堆肥和污泥堆肥能显著增加蜈蚣草地上部pb、zn、cu的含量，pb含量的增幅为45.1％和55.9％，zn为25.1％和38.9％，cu为59.1％和36.9％。污泥堆肥和垃圾堆肥处理使蜈蚣草的as去除量分别增加27.1％和26.9％，pb去除量分别增加73.9％和86.5％。在本试验条件下，从蜈蚣草的生物量、重金属的富集能力和去除能力等角度综合考虑，污泥堆肥是提高蜈蚣草修复效率的适宜有机肥种类。
2004年7月、10月和12月作者三次对云南省兰坪县金鼎镇凤凰山铅锌矿区的植被进行调查，并对土壤的理化性质、植物与土壤的重金属含量进行分析，发现了几种重金属超富集植物。具体研究结果如下：　　云南兰坪铅锌矿区定居的自然植被主要为亚热带山地草丛，植被覆盖度约为60％，植物群落有几个主要类型：毛蕊花+密蒙花群落，魁蒿+香青群落，细叶芨芨草+穗序野古草+藏野青茅群落，翻白叶+粉花蝇子草群落，苦卖菜+阿墩子龙胆+平车前群落，香青-翻白叶和蕨、滇白前单优群落。植被主要由68种维管植物组成，以草本植物占绝对优势，优势种包括：穗序野古草、细叶芨芨草、藏野青茅、魁蒿、香青、翻白叶、毛蕊花、滇白前八个种群。　　矿区土壤微酸性，ph值平均为6.54。有机质和k含量很高，平均值分别达5.56％和2.8％，n和p含量很低。土壤重金属含量很高，zn、pb、cd含量分别为64)、423)、52(4-1423)mgkg-1。植物体重金属含量顺序依次为pb＞zn＞cd，与土壤重金属含量顺序一致。　　野外调查结果表明，翻白叶为zn的超富集植物，同时对cd也表现出超富集特征。小龙胆和阿墩子龙胆为非严格定义的zn超富集植物；滇紫草和细蝇子草为非严格定义的pb超富集植物；小寸金黄为非严格定义的zn和cd多金属超富集植物，滇白前为非严格定义的zn、pb、cd多金属超富集植物。　　土壤与群落、植物重金属含量相关性分析表明：植物群落zn含量与土壤总zn含量、有效态zn含量之间均呈显著正相关，植物群落pb含量与土壤总pb含量之间呈极显著正相关；翻白叶根、茎、叶中pb含量与土壤总pb含量呈极显著正相关，翻白叶茎中zn含量、对zn的富集系数与土壤总zn含量呈显著正相关；香青地上部和根部pb含量与土壤总pb含量之间呈极显著正相关。
本文首先对贵阳火力发电厂粉煤灰堆积场周围的植被和水资源进行调查，取粉煤灰做盆栽试验，研究新老粉煤灰和土壤混合基质上草坪草的生长状况；筛选出最佳的混合基质和草坪草种；同时结合施肥措施，研究不同配比基质和施肥对草坪草生长以及对土壤和水环境的影响，确定出最佳的粉煤灰配比和施肥量。主要研究结果如下：
　　1.对粉煤灰场周围的植被进行调查，灰渣场植物分布具有明显的梯度差异，表现为渣场四周植被相对较好，越靠近渣场中心，植物种类和数量越少，植被状况越差，中心的覆盖度低于1％，边缘的覆盖度在30％左右。灰渣场植被组成以1、2年生草本植物为主，以菊科和禾本科植物种类最多，主要有茅草、白蒿、荩草等。
　　2.对粉煤灰场周围水体进行抽样测定，水样中的重金属CU、PB、CR含量未超过地表水质量标准，但是总CD含量超过了此标准。
　　3.在纯粉煤灰基质上，黑麦草、高羊茅、白三叶、红三叶、马蹄金，出苗率高、根系较发达、分蘖数多，比较适合在粉煤灰上生长；而结缕草、紫羊茅和剪股颖的生长状况较差，不适应在粉煤灰上生长。
　　4.在未施肥的条件下，白三叶、红三叶、黑麦草、高羊茅和马蹄金在不同基质上生长的总体情况为：泥炭土＞粉煤灰+第四纪红色粘土＞第四纪红色粘土＞粉煤灰＞粉煤灰+泥炭土＞粉煤灰+黄砂土＞黄砂土。从草坪草生长的各项生理指标比较：红三叶、白三叶＞黑麦草、高羊茅＞马蹄金＞剪股颖＞紫羊茅、结缕草。剪股颖在粉煤灰基质上出苗率低，结缕草和紫羊茅在粉煤灰基质上不出苗。
　　5.粉煤灰与第四纪红色粘土的比例为1：1时，能促进黑麦草的生长，有效地增加叶片中叶绿素含量和增强硝酸酶活性，提高根系活力，而且不会造成因重金属过量而抑制黑麦草的生长。
　　6.在尿素施用36.1G/M2-40.0G/M2范围内，氮素含量与黑麦草叶片中的叶绿素含量、硝酸酶活性和根系活力成正相关，尿素施入量过多，会造成氮、磷、钾比例失调，增产效果反而降低。
　　7.粉煤灰含量为47.2％～61.6％时，土壤中的全P、K含量和有效P增加，碱解N降低，土壤中的重金属CU、PB、CR、CD含量和微量元素ZN、MN、FE的含量逐渐增加，能提高土壤中的脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性。根据我国现行土壤环境质量标准，只要粉煤灰含量低于72.5％，粉煤灰中的重金属不会对土壤造成污染标准.
　　8.随着粉煤灰的增加，渗漏水中电导率是先升高后降低，水中的PH值、重金属CU、PB、CR、CD含量与粉煤灰的含量呈正相关性，根据我国现行水环境质量标准只要粉煤灰的含量不超过50％，便不会对地下水造成污染标准。
该研究通过对土壤及野生植物进行采样、调查、分析,对部分土壤的重金属污染状况进行评估,同时筛选出了几种对镉(CD)、铅(PB)有富积甚至超积累作用的野生植物种;并通过室内试验及野外调查对植物的生活习性进行进一步调查,对其用于植物修复的潜力进行了分析;同时,该文还对植物修复的后续处理进行了探讨.该次在韶关地区筛选出了小飞扬草、野生苎麻、铁芒萁等几种对CD、PB有富积作用、甚至达到超积累效果的野生植物种.在自然环境中,小飞扬草对CD的富积作用最高可以达到87.18MG/KG,野生苎麻对CD、PB的富集效果分别可以达到131.54MG/KG、1261.99MG/KG,铁芒萁对PB的富集效果可以达到1498.79MG/KG,这些指标提示以上植物有作为CD、PB污染土壤植物修复工程植物的潜力.室内水培试验结果表明,小飞扬草在CD浓度为5MG/KG、10MG/KG的营养液中均可以正常生长,对CD的污染表现出较高的耐受性,其体内的CD含量最低都可以达到88.70MG/KG,最高可以达到466.52MG/KG;盆栽试验说明,小飞扬草能受强阳光辐射,耐高温,种子萌发能力强,生长迅速,可以在60DAYS内完成从发芽到种子成熟的生理周期,适合在贫瘠恶劣的生态环境下生存.而野生苎麻、野芒萁均具有较大的生物量,这对植物修复的效果有重要意义.类芦、节节草等具有另一种对重金属毒害的防御机制,它们在CD、PB含量很高、贫瘠的矿渣上有很强定居的能力,而本身体内的重金属含量却并不高,因此,可以作为先锋植物用于含CD、PB属矿、矿渣堆场的生态环境改造.特别是类芦生物量大,根须发达,可以充分利用其固定重金属、防止其迁移的植物稳定能力.处置收获后的富含CD、PB的植物是该类污染土壤的植物修复技术的一个环节,作者在对富含CD、PB的铁芒萁的灰化模拟焚烧试验的研究中发现,运用普通的焚烧处置方式,植物中CD、PB的损失可以达90﹪,从焚烧底灰中进行CD、PB的回收的可能性很小,飞灰如不进行合理处理等,极可能造成CD、PB的二次污染.野生植物中的重金属含量会因植物种类、生长期的不同会有较大差异,但它们所赖以生存的土壤当中的重金属浓度对其体内的重金属含量起着更重要的作用.作者认为,进行野生超积累植物的筛选工作时,在区域采样调查时,应目标明确,一般应在长期受金属污染并且相当严重的区域等地方进行;针对不同的污染土壤,应考虑利用不同植物的生态特性,采用分时段、多层次的复合修复系统,以达到省时、省力、高效的目的.
金属矿业过程中产生的大量尾矿、废水、废气等含有未能完全提取或未提取的非经济性伴生元素，多数具有毒性。随着社会经济的不断发展，对矿业产品的需求不断增加，随之也带来了较为严重的重金属污染问题。由于AS常常是金属矿物的伴生元素，因此我国由于矿业活动带来的AS污染事件越来越多，问题也越来越严重。对于大面积矿区污染土壤的修复，以植物稳定和植物萃取为主要手段的植物修复技术是较好的方法。蜈蚣草是世界上第一个.AS超富集植物，以其AS富集能力强、生物量大、生长迅速等优点而备受关注。但是仅蜈蚣草一种植物很难做到地表植被的稳定。那么在自然状态下蜈蚣草都与哪些植物一起构成植物群落，这些植物群落都分布于哪种生境以及这些生境具有的特点均为应用蜈蚣草群落修复矿区污染土壤的前提。
本文调查了我国湖南省南部典型多金属矿区柿竹园中蜈蚣草分布的生境类型及特征，以及相应植物群落中物种对AS、CD、CU、PB、ZN的吸收转运特征。为将蜈蚣草群落应用于矿区污染土壤的修复奠定基础。主要研究结果如下：
1、矿区生境类型复杂多样，蜈蚣草几乎可以在所有类型生境中分布而且植被盖度较高，其主要分布的生境类型有采矿场、选矿厂废料堆积地、尾砂堆、河道两侧的岸堤、尾沙坝、公路边以及人为活动较少的山坡上。
2、柿竹园多金属矿区中，AS、CD污染最为严重，100％超过国家土壤环境质量III级标准。其次为PB、ZN污染，超标率分别为85％和75％，CU污染相对较轻，仅20％超标，但这超标的20％样点中CU浓度异常高。土壤中4种呈阳离子状态的重金属元素CD、CU、PB与ZN间呈显著正相关关系，而呈阴离子状态存在的AS的浓度与其他4种阳离子的浓度间虽呈正相关关系，但只与CU浓度达到了显著水平。矿区中的大气污染、矿业活动中的尘降给矿区同样带来严
重的威胁。因此用植被稳定地表非常迫切。
3、蜈蚣草可以分布的生境中，AS、CD、CU、PB、ZN的最高浓度分别为7.12、043.17和24270.62MG/KG。PH值最低为3.82。表明蜈蚣草既是富集、耐受高浓度AS的超富集植物，又是耐多种重金属、耐强算的物种，是的良好的矿区植物修复材料。
4、不同植物种类对同种重金属元素的吸收转运特征不同，同一物种对不同重金属的转运吸收能力也不同，表现出各自特有的生物学特性。在调查中发现了6种潜在CD超富集植物：积雪草(CENTELLA ASIATICA)、中华小苦苣(IXERIDUM CHINENSIS)、蔓茎堇菜(VIOLA DIFFUSA)、独脚金(STRIGA ASIATICA)、山苦买(IXERIS CHINENSIS)以及东南景天(SEDUMALFREDII)和多种分布广泛而又耐受重金属的耐性植物物种，它们均为修复矿区重金属污染的良好材料。
5、对于反映植被状况的物种丰富度以及植被盖度来说，不仅彼此没有明显的相关关系，与土壤重金属浓度、土壤PH间亦无显著的相关关系。表明在高度人为干扰的矿区，其植被发展状况与土壤重金属浓度以及PH值等的关系不是很密切。不管环境条件多么苛刻，慢慢都会有先锋植物定居在上面，从而开始逐步的植被演替。
6、根据植物重金属浓度进行矿区修复的物种选择原则主要是：重金属超富集植物+分布广泛的物种+对该重金属耐受能力强的物种。同时要兼顾增加物种多样性以及提高植被盖度的原则，尽量选择包括了3个层片的物种。
关键词：矿业活动、重金属、土壤污染、蜈蚣草、植物修复、植物稳定、植物萃取、植物群落、超富集植物、耐性
本研究先对广西德保部分矿区的土壤和植物进行了调查，对10种优势植物进行了筛选，通过盆栽试验并重点对cd、pb的耐性植物-龙葵（solanum nigrum l．）和鬼针草（bidens pilosa l．）生理特性和植物体内cd、pb含量进行了研究，研究结果如下：　　 1、矿区土壤cd含量1.09-2.16 mg·kg-1； pb含量52.80-83.53 mg·kg-1。龙葵、艾草（artemisia princes l．）和青蒿（artemisia annua l．）对cd的吸收能力较强；鬼针草和乌韭（stenoloma chusanum l．）对pb有较强的吸收能力，其中龙葵吸收cd的富集系数高达0.802；鬼针草吸收pb的富集系数是0.449，并且这两种植物生长旺盛。　　 2、在单一pb或cd、pb复合处理条件下，都降低了龙葵和鬼针草的叶绿素含量；龙葵和鬼针草的丙二醛含量、脯氨酸含量和pod的活性随着cd、pb浓度的增加而增加。龙葵在cd1和pb1处理下可溶性糖含量最大，在cd1、cd2和cd3系列随着pb浓度的增加可溶性糖含量逐渐降低；鬼针草在cd1和pb1处理时可溶性糖含量最小，在cd1、cd2和cd3系列随着pb浓度的增加可溶性糖含量基本逐渐增加。　　 3、龙葵和鬼针草地上部生物量差别不明显，但在复合处理时龙葵地上部生物量下降较多。随着cd、pb污染的加强，鬼针草和龙葵地上部和地下部的cd、pb积累量基本在增加。龙葵吸收cd的能力强于鬼针草，而鬼针草吸收pb的能力强于龙葵，龙葵cd积累量是地上部>地下部；鬼针草pb积累量是地上部>地下部。对积累量的比较发现：cd抑制了pb的吸收，pb反而促进了cd的吸收。龙葵和鬼针草未达到超富集植物的含量标准，而它们在生长过程中并未出现任何异常情况，还需加大污染物浓度进一步验证。
镉是环境中迁移性和毒性最强的重金属元素之一。植物修复是近年来国际上兴起的一种治理重金属污染土壤的新技术。其基本思想是将自然生长或遗传培育的超富集植物种植于污染土壤上，吸收重金属，从而降低土壤重金属含量，达到治理的目的。烟草是一种富集和转运镉能力较强的经济作物。镉对植物的毒害与忍耐机理已有研究。钙、镁离子是植物生长必需的营养元素，有研究表明提高植物体中镁离子含量可以有效提高植物对镉的忍耐和富集能力，提高植物生物量。随着基因移植技术的发展，运用转基因技术对植物进行修饰，提高植物生物量，对镉的转运和富集能力成为研究的热点问题。本研究通过转基因技术，将atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因导入普通烟草中，研究了atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因对钙、镁离子烟草转运吸收的差异；转基因烟草对镉的转运和吸收差异，探讨了转atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因烟草对镉的忍耐和富集能力差异。
转基因烟草品种的生物量差异研究表明，atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因能有效提高烟草地上部分生物量，避免了cd胁迫对烟草的毒害，提高了烟草的生物量；基因导入wt烟草不阳染色体部位，使得烟草对镉的抗性产生了不同的作用，这可能与基因的表达量有关。野生型烟草在不同cd处理胁迫生物量变化差异不大，没有表现出cd毒害的现象，说明wt对镉有较好的忍耐性。在不同cd处理下pa22、pna27表现出了较好的耐性，pna1、pna12则表现出了先促进后抑制，表现出剂量效应，pna47、pna57则表现出了持续的毒害作用。
不同转基因烟草株系镉含量及富集能力差异的研究表明，atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因能有效提高烟草对镉的富集能力。不同cd处理胁迫下，转基因烟草品种的含cd量明显高于野生型烟草，只是增长幅度不同。说明超量表达atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因在促进烟草对镉转运和积累方面有着积极的作用。通过植物重金属富集系数以及植物吸收量系数分析比较，筛选出pna12、pna27、pna57和pa22四个富集效果较好的转基因烟草株系。
转基因烟草对钙、镁转运和吸收表明，atmgt1—nemdh基因重组体和atmgt1基因烟草能有效钙镁转运和和吸收能力。atmgt1基因可以有效提高烟草对镁的转运和吸收，并维持较高的镁含量，提高了烟草的忍耐能力，保护烟草内部机制免受cd的继续毒害；转基因烟草中足量的镁也促进了烟草对钙的吸收，并随着镉胁迫的增强而升高。足量的钙使得烟草内部能有效的训控烟草对镉的转运与储存，避免镉对烟草中重要细胞器的毒害。
通过钙、镁和镉三者的相互关系分析，在镉胁迫的情况下，烟草体内镁含量与镉含量存在极显著性差异，钙含量与镉含量在轻度镉胁迫下也存在显著性差异。说明了烟草对镉的忍耐机制是通过维持烟草体内充足的钙、镁元素含量来实现的。
近年来兴起的螯合诱导植物修复技术由于其在治理重金属污染方面所具有的明显优势，即能提高植物对重金属提取修复效率，因而在实践中显示出良好的应用前景。同时，黑麦草作为矿区生态修复植物所具有的生物量大，再生力强，富集重金属能力较强等特点，而被广泛推荐。本研究以四川汉源铅锌矿区污染土为基质，以黑麦草为供试植株，选用edta-na2、dtpa、柠檬酸及dtpa与edta-na2的不同浓度混合液组成的系列螯合剂进行盆栽试验，系统研究了这些螯合剂对污染土中铅、锌及营养元素的活化作用和对黑麦草富集铅、锌的促进作用，以期筛选出提高黑麦草富集修复土壤最佳效率的螯合剂或组合。同时对筛选出的螯合剂可能存在的环境风险进行了评价。结果如下：
⑴通过不同种类螯合剂对土壤中各元素的活化试验发现：不同螯合剂及混合液对土壤中各元素均有活化效果，但各螯合剂的混合液活化效果均优于对应单施的活化效果，其中混合液3（dtpa5mmol/kg+edta-na25mmol/kg）对氮、磷、钾、铅、锌的活化量均达到极显著水平，其f值分别为266．33**、136．27**、114．63**、286．16**和163．14**。
⑵螯合剂及混合液的投加对土壤ph值的影响均未达到显著水平，其中柠檬酸对土壤ph值的影响最大，比对照低0．83。
⑶通过不同浓度螯合剂对黑麦草植株生长影响的测定发现：edta与dtpa处理浓度在0．5～2mmol/ kg之间时，均提高了黑麦草的生物总量以及地上部分的干重，其中d3e3（dtpa2mmol/kg，edta2mmol/kg）能够更好的促进植物生长，并达到极显著水平。其f值分别为125．31**、146．42**。
⑷通过不同浓度螯合剂对黑麦草植株铅锌富集特征影响的测定发现：不同浓度的dtpa与edta均提高了植物对铅锌的吸收量，各处理均达到显著水平以上。处理浓度在0．5～2mmol/ kg之间时，随着螯合剂浓度的提高植物对铅锌的吸收量也是随之升高，且转移系数也同时增高。但在2～4mmol/kg之间时，植物对铅锌的吸收量随着螯合剂浓度的增大而降低。
⑸不同浓度的edta与dtpa及其组合都增加了富集植物黑麦草地上部对铅锌的吸收，增加了对铅锌的地上部分富集系数。并且随着螯合剂浓度的提升，黑麦草地上和根的铅锌富集系数呈先升后降的趋势。
⑹edta对黑麦草地上部分铅含量呈极显著正相关关系，与黑麦草根的铅含量相关性不显著，相关系数分别为0．781**、0．501，对黑麦草地上部分锌含量呈极显著正相关关系，与黑麦草根的锌含量呈显著正相关关系，相关系数分别为0．814**、0．648*；而dtpa对黑麦草地上部分铅含量呈显著正相关关系，与黑麦草根的铅含量相关性不显著，相关系数分别为0．706*、0．421，对黑麦草地上部分锌含量呈极显著正相关关系，与黑麦草根的锌含量呈极显著正相关关系，相关系数分别为0．775**、0．801**。
⑺通过对不同浓度螯合剂对黑麦草植株养分吸收的影响发现：dtpa与edta均对黑麦草植株营养元素的吸收有一定促进作用，其中对氮、磷、钾吸收的影响均达到极显著水平。
⑻edta和dtpa的组合处理能够促进富集植物黑麦草植株对各种低浓度营养元素（钙、镁）的吸收，随着螯合剂浓度的升高黑麦草植株钙镁的含量呈先增后降的趋势。黑麦草植株钙、镁含量的最大值分别为0．59％和0．17％
⑼通过对筛选出的螯合剂可能存在的环境风险进行初步评价发现：施用edta-na2（2mmol/kg）和dtpa（2mmol/kg）的土壤淋滤液中铅>0．05mmol/l、锌>2．0mmol/l、cod>300mmol/l，均超过了农田灌溉水质标准（gb3838——2002）。同时，各个螯合剂均加大了土壤中氮、磷、钾的流失，其中混合液4（dtpa0．5mmol/kg+edta0．5mmol/kg+kcl22mmol/kg）对土壤氮、磷、钾的影响较小。因此适当降低螯合剂浓度并加入缓冲剂有助于防止螯合剂对环境产生的二次污染。
共125条数据
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