基于高光谱技术的滇池流域湿地植物氮含量估算模型构建

以滇池流域为研究区,利用S-R3500光谱仪采集芦苇、菰、香蒲和风车草4种典型滇池湿地植物的光谱数据,应用A33型连续流动分析仪测定湿地植物叶片氮含量,筛选出氮含量最敏感的光谱特征波段和变换形式参量,建立湿地植物叶片高光谱氮含量估算模型。结果表明:4种湿地植物的光谱曲线与健康绿色植被的光谱曲线趋势一致,但在800~1350 nm和1650~1800 nm波段存在差异,一阶微分、二阶微分和“三边”参数光谱变换可以更加突出4种湿地植物的光谱特征;芦苇二阶微分1836 nm、香蒲二阶微分881 nm、菰一阶微分1264 nm、风车草二阶微分1665 nm波长和氮含量相关系数绝对值最大;菰的“三边”参数红边面积和蓝边面积的比值、红边面积和蓝边面积的归一化值,香蒲的红边幅值、红边面积、“绿峰”反射率和“红谷”反射率比值、红边面积和蓝边面积比值和氮含量相关系数绝对值最大,且呈极显著相关(P<0.01);4种湿地植物基于光谱二阶微分构建的氮含量估算模型精度比一阶微分高,基于光谱“三边”参数构建的氮含量的估算模型精度最高且误差最小;4种湿地植物基于“三边”参数构建的氮含量估算多元逐步回归模型估测效果较好。基于高光谱技术的湿地植物养分含量估算模型技术可以长时序快速地监测大面积湿地植被养分含量的时空动态变化,为湿地植物远程管理提供基础数据和技术支持。

湿地植物对镉和抗生素单一及复合污染物的去除机制

本文对镉和抗生素残留的湿地植物体内体外2条去除途径、镉-抗生素复合污染的湿地植物去除研究进展进行综述。湿地植物根系是植物去除镉的主要部位——镉在湿地植物根际微环境的迁移转化受根际分泌物有机酸、土壤理化性质、微生物群落等影响,植物体内螯合素的螯合/络合作用对镉的植物体内去除起重要影响,而植物根表铁膜是重要的植物体外螯合物,是植物根际-微生物共同体发挥去除效应的场所。湿地植物-微生物协同效应能有效去除抗生素残留污染,但抗生素残留对根际微生物群落组成和结构影响显著,存在产生抗生素抗性细菌和抗性基因的风险。镉和抗生素复合污染因污染物母体种类、浓度不同而表现出不同的络合物行为特征,进而影响对湿地植物的毒性作用;也同时带有污染物母体的毒性特征,呈现复杂的毒性机制。相较于环境中的综合性污染现状,目前仅对少数种类重金属和抗生素复合污染的湿地植物去除进行研究。结合近年来国内外研究进展,我们提出湿地植物去除抗生素及其重金属抗生素复合污染物现有研究的不足及未来发展方向,以期为重金属和抗生素复合污染的湿地植物修复技术提供理论支撑。

高寒湿地植物对水淹胁迫的生理响应及适应性评价

为探究高寒湿地植物的耐水淹机理,测定杉叶藻(Hippuris vulgaris)等5种高寒湿地植物水淹40 d后的形态和生理生化指标,利用耐水淹系数,采用PCA分析、相关性分析和隶属函数法构建水淹胁迫适应性评价体系。结果表明:水淹胁迫下5种植物抗氧化酶活性上升1~4倍,以抵抗水淹胁迫,适应水淹环境;不同植物地上部分和地下部分丙二醛含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质对水淹胁迫的响应有所不同;通过PCA分析和相关性分析,株高、光合色素含量、SS含量、SP含量、地上部分POD活性和地上部分SOD活性可作为高寒湿地植物水淹胁迫适应性筛选的主要评价指标;对综合指标(PC1~4)进行加权和隶属函数分析,5种高寒湿地植物水淹胁迫适应性由强到弱顺序为杉叶藻>三裂碱毛茛>光稃早熟禾>双柱头蔺藨草>中国马先蒿。

湿地植物假俭草和牛鞭草的解剖结构和组织化学特性研究

假俭草和牛鞭草是2种分布于江汉平原地区并能在旱生和水湿环境中生长的湿地植物,适应江汉平原地区的季节性洪水,在长江流域各种退化湿地和消落带的植被修复中耐水淹植物的筛选发挥重要作用。为探索假俭草和牛鞭草环境适应性结构(通气组织和质外体屏障结构)和解剖结构差异所体现的耐水淹能力倾向,研究了两个物种根、茎解剖结构与组织化学特性。运用植物解剖切片法、组织化学染色定位法,在显微镜下观察拍照,结果表明:1)假俭草和牛鞭草具有适应湿地环境的解剖结构特征,是典型的湿地植物。这些结构特征包括通气组织(茎部气腔和根部裂-溶生性通气组织)和质外体屏障(内皮层、外皮层、栓质化组织和角质层)等。假俭草和牛鞭草的不定根都具有内皮层和外皮层,其细胞壁上都有木栓质和木质素沉积。2)牛鞭草的茎具有栓质化和木质化周缘厚壁机械组织层和维管束鞘细胞以及髓腔;而假俭草的茎仅有木质化周缘厚壁机械组织层、厚壁机械组织环和维管束鞘细胞,以及髓腔和皮层气腔。牛鞭草匍匐茎和根状茎均具连续的栓质化周缘厚壁机械组织层和维管束鞘,而假俭草匍匐茎的周缘厚壁机械组织层仅木质化且是不连续的,从而推测牛鞭草比假俭草适应更高强度的淹没环境。

基于层次分析法的建筑再生骨料人工湿地植物评价模型构建与应用

研究以混合建筑再生骨料、红砖和砾石为填料,菖蒲、香蒲、鸢尾、芦苇、美人蕉、再力花、风车草为供试植物,利用层次分析法,构建了基于植物生长特性、生理特性、水质净化效果和经济成本为准则层的人工湿地植物评价体系。结果表明,对4个准则层进行排序为水质净化效果(0.6144)>生长特性(0.1727)>经济成本(0.1187)>生理特性(0.0942);在净化效果中,4个因子的权重排序为TN(0.3050)=TP(0.3050)>氨氮(0.2769)>COD_(Cr)(0.1131)。生长特性中风车草得分最高(0.585),鸢尾得分最低(0.229);生理特性中芦苇得分最高(0.410),鸢尾得分最低(0);净化效果中风车草得分最高(2.858),菖蒲和再力花得分最低(1.361)。根据该评价体系,7种植物的综合排序依次为风车草、香蒲、芦苇、美人蕉、鸢尾、菖蒲、再力花。为充分发挥植物在湿地中的作用,可选取综合排序前3的植物用于影响因素的研究。

2011年新疆南疆重点调查湿地植物名录

本文通过对南疆地区重点调查湿地持续一年的多次实地调查研究,获得植物物种信息原始数据,查阅参考《中国植物志》等各类生物多样性、植物志类书籍专著及相关专业数据库相关信息对原始数据进行补充、完善与校对,按照APGIV分类系统(2016),经分类整理、复核、审核,构建了2011年新疆南疆重点调查湿地植物名录。本数据集涉及重点调查湿地共35个,包含植物种名、拉丁文名、别名、门、纲、目、中文科名、拉丁科名、中文属名、拉丁属名、分布湿地名称、生境、植物价值等信息,共11目18科33属58种。本数据集可为今后开展新疆南疆湿地区域植物的物种研究、生态环境质量恢复与合理利用,以及生物多样性保护研究提供数据支撑。

基于功能性状及系统发育的闽江福州段湿地植物群落构建

群落构建是生态学研究中的论题之一,对湿地植物进行群落构建研究将会对湿地植物的修复与重建工作具有重要意义。为探究城市沿江湿地植物群落构建主要驱动力,以闽江福州段湿地为例,选取四个典型城市沿江湿地公园,基于系统发育结合功能性状的方法,测定其样地植物地上、地下功能性状与土壤因子,并且构建系统发育树、检测系统发育信号、并计算系统发育指数。结果表明:(1)土壤因子与植物功能性状在四个湿地间都具有显著差异,土壤电导率与比根长的变异性最大。土壤含水量与是影响植物性状变异的主要因素。(2)除叶全氮含量外,其余7个功能性状未检测出明显的系统发育信号,植物功能性状表现为趋同。(3)甘蔗湿地与乌龙江湿地的系统发育结构趋于发散,群落构建的主要驱动力为环境过滤。塔礁洲湿地与闽江河口湿地的系统发育结构表现为聚集,限制相似性为主要驱动因素。总体而言闽江福州段湿地植物群落构建过程由生态位理论主导,环境过滤和相似性限制为主要驱动因素,土壤含水量作为主要的环境筛选影响着闽江福州段湿地植物群落构建过程。不同生境下生态位分化的驱动因素不同,植物功能性状的种间种内变异反映了植物对环境异质性的响应机制。

八种湿地植物对净化生活污水的影响

试验探究了荷花、燕子花、西伯利亚鸢尾花、再力花、水菖蒲、黄菖蒲、菰和梭鱼草8种湿地植物在秋季对生活污水中TN、NH_(3)-N、NO_(3)-N、BOD_(5)、COD_(Cr)和TP的去除效果,并采用模糊数学中隶属函数法对水质净化效果进行综合评估。结果表明:秋季气温低,植物吸收作用、细菌硝化及反硝化作用弱,湿地植物对NH_(3)-N、NO_(3)-N和TN的去除效果均不理想;湿地植物对COD_(Cr)的去除效果较好但差异不明显,均达到70%以上,其中再力花、水菖蒲和黄菖蒲去除效果最好,三者对COD_(Cr)的去除率均为79.3%;湿地植物对BOD_(5)的去除效果较好且大致相同,均在70%左右,其中西伯利亚鸢尾花去除效果最好,对BOD_(5)的去除率达74.1%;湿地植物对TP的去除效果最好,均达80%以上,其中西伯利亚鸢尾花对TP的去除率高达92.4%。8种湿地植物对生活污水综合净化能力为荷花>菰>水菖蒲>梭鱼草>再力花>燕子花>西伯利亚鸢尾花>黄菖蒲。

典农河湿地植物群落结构及多样性

为探明典农河湿地植物种类、群落组成、植被类型、多样性等特征,以典农河金凤段和永宁段为研究区域,分别设置60和55个调查样地,对样地内所有植物物种进行记录,测量其高度、盖度、多度和频度,并计算物种重要值、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数。结果表明,典农河金凤段分布有38科76属93种维管植物,主要有水葱群丛、芦苇群丛、稗草群丛、长苞香蒲群丛、水蓼群丛、小蓬草群丛、菖蒲群丛、野大豆群丛、荷花(系栽培植物)群丛、丝叶眼子菜群丛、狐尾藻群丛共11种植被类型。其Shannon-Wiener多样性指数在0.08~1.30,Margalef丰富度指数在0.17~1.17;典农河永宁段分布有26科55属67种维管植物,主要有芦苇群丛、拂子茅群丛、长苞香蒲群丛、碱蓬群丛、罗布麻群丛、野大豆群丛、丝叶眼子菜群丛、狐尾藻群丛、角果藻群丛共9种植被类型,其Shannon-Wiener多样性指数在0~0.97,Margalef丰富度指数在0~1.52。总体来看,典农河湿地植物种类较少、物种多样性较低。

拉萨河流域湿地植物群落多样性对草地生态系统功能的影响

湿地植物群落多样性能够反映湿地生态系统的健康状况和生态功能。因此,研究湿地植物群落多样性对草地生态系统功能的影响,对于保护湿地植物资源、促进草地生态系统健康发展具有重要意义。本文通过对拉萨河流域湿地植物群落多样性进行剖析,分析不同植物群落结构对草地生态系统功能的影响,提出维护湿地植物群落多样性的措施,为保护拉萨河流域湿地植物资源、促进草地生态系统的健康发展提供科学依据。

壤胞外酶对湿地植物和土壤质量的影响

土壤胞外酶是湿地生态系统中至关重要的组成部分,对湿地植物的生长和土壤质量起着重要的调控作用。探讨了土壤胞外酶的生物合成、分泌及其活性影响因素,系统地解析了土壤胞外酶对湿地植物生长、养分吸收和抗逆性的影响机制,研究了农业活动对土壤胞外酶的影响,并提出了相应的实践策略,包括优化农业管理措施、恢复和保护湿地生态系统、增加有机废弃物的合理利用以及加强土壤质量监测与评估等,有助于维护湿地生态系统的健康与稳定,为农业可持续发展提供有力的支撑。

基于文献计量的湿地植物研究数据可视化分析

湿地植物是湿地生态系统的核心组成部分,为探明湿地植物研究现状与前沿趋势,利用CiteSpace软件对2002年1月~2022年10月Web of Science数据库中湿地植物相关文献进行全面梳理。结果表明:(1)相关研究经历了初步探索阶段-波动发展期-快速发展期3个阶段。(2)大尺度湿地植物动态监测、湿地植物修复方法的创新、沿海湿地植物对气候变化的响应是当前研究的前沿热点。(3)通过文献共被引的聚类分析得到21个聚类,根据时间将其分为三个阶段,前期主要研究湿地生态环境对湿地植物生长的影响;中期主要探讨湿地植物对湿地生态环境修复的作用;当前主要研究的方向是湿地植物在全球变化背景下的贡献,以及对全球变化的响应机制及其适应策略。(4)从研究力量看,美国与中国的发文量名列前茅。

湿地植物资源在博斯腾湖区域的可持续利用研究

博斯腾湖长久以来威名赫赫,无论是作为宝贵的内陆湖泊还是湿地生态系统,拥有丰富多样的湿地植物资源,给人类和生态环境提供着无数的服务。本研究以其为研究背景,科学家们进行了实地调查,收集了大量数据,分析模型预测,深入跟踪了博斯腾湖湿地区域的植物资源。研究结果出人意料,博斯腾湖区域的湿地植物资源种类如此之多,生态功能如此重要。但是,人类活动和自然因素的双重影响,让部分湿地植物资源显示出利用过度、生态环境破坏严重的迹象。针对这些问题,科学家们提出了诸多解决措施和建议。其中包括加强湿地保护区建设,调整湿地植物资源的开发和利用模式,提高当地群众的湿地保护意识等等。这些都是以合理利用和管理湿地植物资源为目标,让人与自然和谐共存,共创未来的方向。研究成果对于博斯腾湖湿地生态系统的保护、湿地植物资源的可持续利用及湿地生态恢复具有重要参考价值。

人工湿地中湿地植物选择及其净化水质能力的研究进展

人工湿地处理系统因具有高效、绿色、经济等特点,已在水处理领域中得到了广泛应用。湿地植物作为湿地生态系统中的重要组成部分,对维持湿地生态系统的稳定和功能具有重要作用。文中综述了人工湿地中湿地植物对污染物去除能力的研究现状,探讨了湿地植物在人工湿地系统中的作用机制及其对污染物去除效果的影响。通过对不同湿地植物种类、生长特性及其对污染物的吸收、转化和降解能力的分析,评估了湿地植物在人工湿地去除污染物中的重要性和潜力,为人工湿地的设计和优化提供了理论依据。

武汉园博园湿地植物调查与分析

2023年,采用踏查法和计数法对武汉园博园29处水体中的湿地植物种类进行实地调查和分析。结果表明,武汉园博园现有湿地植物106种,隶属42科78属。其中栽培种59种,以禾本科植物最多,有9种;其次是美人蕉科、天南星科,均有5种;睡莲科植物有4种;应用频度最高的是再力花,高达83%。野生种47种,以禾本科植物最多,有11种;其次为蓼科,有5种;豆科和伞形科均为4种;应用频度最高的是喜旱莲子草,为65.5%。总体上园博园内湿地植物多样性较低,且本土植物应用较少。

水体景观治理下湿地植物水质净化效能评估

本文以颍州西湖为案例,深入探讨湿地植物在水体景观治理中的水质净化效能。研究结果表明,湿地植物在景观治理中具有显著的水质改善作用,有望成为湿地景观治理的可持续手段。

湿地植物在双碳循环中的生态修复机制研究

本项研究深入分析了湿地植被在双碳循环过程中的生态修复机制。通过对湿地植物进行碳摄取及其贮藏特质的深入探讨,探索它们在降低空气中二氧化碳含量以及优化自然生态条件方面的影响。研究论文集中探讨了湿地植物对碳交换的显著影响以及采取何种策略能够高效地运用这些植物实施生态恢复。调查发现湿地植物可以有效地增强碳截存能力,这对于达成碳平衡以及维护生态系统的持久性发展扮演着关键角色。

武平中山河国家湿地公园湿地植物调查及组成特征分析

采用样方调查法对福建武平中山河国家湿地公园湿地植物本底情况进行了调查和分析。结果表明:福建武平中山河国家湿地公园共有湿地植物60种,分属32科51属,其中蕨类植物4科4属4种,裸子植物1科2属2种,被子植物27科45属54种;按植物生活类型分,有湿生植物32种,挺水植物17种,漂浮植物4种,浮叶植物3种,沉水植物4种;按植物的形态特征分,有乔木8种,灌木3种,草本49种。调查结果为该湿地公园及相似地区的生态资源保护、修复及变化提供基础资料。

阅海湖湿地植物群落结构及其多样性

为探究阅海湖湿地植物群落结构、分布、种类及其多样性等特征,于2021年在阅海湖湿地设置调查样方,记录样方内的所有植物种类,并选取物种重要值、丰富度指数(Margalef)(D)、多样性指数(Shannon-Wiener)(H)作为指标,对研究区不同植物类型的物种多样性进行分析和比较。结果表明,阅海湖湿地分布有37科85属127种维管植物,包含蕨类植物2科2属2种,裸子植物1科2属2种,被子植物34科81属123种,其中双子叶植物26科62属95种,单子叶植物8科19属28种;主要植物群落以芦苇群落、香蒲群落以及二者混生的香蒲芦苇群落为主,在河水区域主要以沉水的茨藻群、狐尾藻群和眼子菜群为主;阅海湖湿地植物2021年多样性指数(Shannon-Wiener)在0.18~3.37,丰富度指数(Margalef)在0.45~4.67。表明阅海湖湿地植物物种多样性低,群落稳定性相对较差。

廊坊市河流湿地植物多样性研究

湿地植物多样性研究是生态学领域重要课题之一。通过对廊坊市河流湿地植物基本情况进行实地调研,仔细分析廊坊市河流湿地植物区系组成、植物分布类型、群落的数量分类及物种多样性,获得的主要研究成果如下:廊坊市河流湿地植物共计33科69属76种,其中草本植物在湿地植物组成中占绝对优势;分布区类型主要以世界广布、北温带分布为主;采用TWINSPAN方法将廊坊市河流湿地植物样方分成了11个群从;分析结果表明,永定河湿地植物群落物种多样性较为丰富,且廊坊市中部区域河流湿地植物群落物种多样性优于南部及北部区域。