基于Lake模型的Pb胁迫对木荷和栾树幼树叶片叶绿素荧光参数的影响研究

以阔叶树种木荷和栾树1年生幼树为对象,采用室内盆栽,通过配制3个不同浓度梯度的Pb Cl_2溶液于盆栽土壤中(L1<L2<L3),对比研究Pb胁迫下两种幼树叶片叶绿素荧光参数的响应规律,运用Lake模型从能量平衡及分配的角度揭示不同浓度Pb胁迫下木荷和栾树光系统Ⅱ运转状况,并为木本植物幼树耐Pb程度的快速诊断提供数据支撑。结果表明:3个不同浓度的Pb处理下,两种供试幼树随着入射光强(PAR)的增大,除非调节性能量耗散(Y_(NO))以外其他叶绿素荧光参数均随着PAR的变化而变化,相对电子传递速率(r ETR)和可调节性能量耗散(Y_(NPQ))呈上升趋势,而光系统Ⅱ(PSⅡ)量子效率(Y_(Ⅱ))和光化学猝灭(q L)呈下降趋势。同时,两种供试幼树的最大光能利用效率(Fv/Fm)、r ETR、Y_(Ⅱ)、q L,随着Pb污染浓度的增加而降低,而Y_(NPQ)和Y_(NO)则随着Pb污染浓度的增加而升高。Pb对两种供试植物叶绿素荧光参数的抑制效果在最大净光合速率(Pn)上也有体现。本实验还得出,在L1浓度时木荷PSⅡ反应中心的开放程度能保持在较高水准,随着污染浓度的增大,其光能转化能力弱于栾树。同时,栾树调节能量耗散的能力和对Pb胁迫的敏感程度均高于木荷,进一步说明了栾树对Pb的耐性高于木荷。综合分析后得出,Y_(NO)和Y_(NPQ)可作为植物Pb胁迫的评价指标。

不同种源江南油杉幼林生长与土壤环境的差异性研究

通过对广西林科院老虎岭试验基地内4个种源江南油杉幼林生长量和土壤环境的进行研究,揭示了不同种源江南油杉幼林生长和土壤环境的差异,探讨了江南油杉幼林生长与土壤环境的关系。研究结果表明:4个种源江南油杉幼林间地径和苗高差异均不显著。0~20cm土层内不同种源间土壤pH值和全氮含量差异显著,20~40cm土层内不同种源间所有土壤指标均差异不显著。同一种源的不同土层间土壤理化性质、养分、微生物量差异较大。相关分析表明:江南油杉幼林地径与20~40cm土层内土壤全氮含量呈极显著正相关,江南油杉幼林苗高与20~40cm土层内土壤全磷含量呈极显著正相关。因此,在对老虎岭试验基地江南油杉幼林经营管理时,应注重20~40cm土层内全氮和全磷含量的增加,以促进江南油杉幼林健康快速的生长。

信用体系下信息共享机制研究

信用信息共享对于防范银行由于信息不对称造成的逆向选择风险和道德风险有非常重要的意义。但信用信息共享不可能自发进入良性发展轨道,而是需要另外的机制设计和具有强制执行力的第三方的介入。利用博弈论和机制设计理论,分析了信用信息共享机制的内部机理,提出了政府介入信用信息共享,并使原本不具有可置信的惩罚和激励措施具有可置信,改变参与人的预期效用和最优策略的选择,从而改变信用信息共享的状况,促使其进入良性发展轨道。

叶绿素荧光动力学技术在胁迫环境下的研究进展

叶绿素荧光动力学涵盖大量的光合作用过程信息。叶绿素荧光动力学技术作为一种快速、简便、精确且无损伤的新技术,在植物光合生理生态及胁迫生理生态等研究领域得到了较快的普及和广泛的应用。本研究介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、叶绿素荧光分析相关参数、生物学意义以及该技术在胁迫环境中应用。

4种木本植物对重金属铅、锌的积累及叶片养分含量特征研究

采用人工控制方法,研究4种木本植物榉树、毛红椿、栾树、木荷在不同浓度的Pb、Zn处理下体内重金属的分布与累积情况及叶片对养分的吸收情况。结果表明:4种木本植物对Pb的最大累积量分别为769.14、468.60、419.88、1 098.15 mg·kg^(-1),表现为:木荷>榉树>毛红椿>栾树,转运系数均小于1,地上部分富集系数表现为:毛红椿>木荷>栾树>榉树,根系富集系数表现为:木荷>毛红椿>榉树>栾树。榉树、毛红椿、栾树对Zn的最大累积量分别为144.83、154.96、166.23 mg·kg-1,低Zn浓度处理下,榉树、毛红椿、栾树中Zn主要累积在根系。重金属Pb、Zn对植物叶片的K、Ca吸收存在促进作用,对Fe存在抑制作用。榉树、栾树、毛红椿、木荷在Pb处理下均表现出较好的富集与转运能力,然而毛红椿、栾树、木荷耐Zn能力较差,榉树耐Zn能力最好。

重金属 Mn 对苦楝叶片光系统性能的影响

重金属锰严重抑制植物的光合作用,影响Mn污染地区植被恢复。为给Mn污染地区植被恢复提供合适的树种,以木本植物苦楝为研究对象,分别将0、10 g和30 g的MnCl2(CK、L1和L2)溶于纯水中配成溶液掺入盆栽土壤,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、820 nm光吸收曲线以及光合气体交换参数测定技术,研究重金属Mn对苦楝叶片光系统I(PSI)、光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及其协调性的影响。结果表明,Mn胁迫下,苦楝叶片PSⅡ性能指数(PIABS)表现为L2<L1<CK,且差异性显著(P<0.05);K点(Wk)和J点(Vj)均显著大于CK;电子从QA传递到PSⅠ受体侧的效率(Ψ(Ro))和捕获的激子将电子传递到电子链中QA下游QB等电子受体的概率(Ψ(Eo))随着时间的推移呈现出先上升后下降的趋势;PSI性能(ΔI/I0)显著低于CK(P<0.05),PSⅠ与PSⅡ的协调性(Φ(PSI/PSⅡ))在L2水平下差异性显著(P<0.05);净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)和RuBP羧化效率均降低,胞间CO2浓度(Ci)增高。以上结果表明重金属Mn显著影响了苦楝叶片PSⅡ和PSI性能,使苦楝光合能力下降。

重金属铅对榉树幼树叶绿素荧光参数的影响

以阔叶树种榉树1年生幼树为对象,采用室内盆栽,通过4次连续掺入PbCl_2溶液于土壤中,研究连续Pb处理榉树叶片的光合和光系统Ⅱ(PSⅡ)叶绿素荧光特性,以揭示铅胁迫下榉树抗逆性的机制。结果表明,4次Pb处理下榉树的最大净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和气孔阀值(Ls)均表现为P_b处理<对照,且差异性显著(P<0.05),胞间CO_2(Ci)则表现为Pb处理>对照,出现了由非气孔限制引起的P_n下降。4次Pb处理下PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PS_Ⅱ实际光化学效率(Y_Ⅱ)均低于对照,其中YⅡ差异显著(P<0.05);光化学猝灭(qP)显著降低,非光化学猝灭(NPQ)显著升高,说明榉树在铅胁迫下发生了明显光抑制现象,但有效地将PSⅡ的过剩光能以热的形式耗散掉。铅对榉树PSⅡ量子产量的转化和分配有影响,Y_Ⅱ(PSⅡ非环式电子传递效率)显著低于对照,Y_(NPQ)(可调节性能量耗散)和Y_(NO)(非调节性能量耗散)高于对照,说明榉树能有效地通过自身调节,将过剩光能以热的形式耗散,使PSII反应中心受伤害的程度降至最低,这进一步说明了榉树幼树对Pb具有较强的抗逆性。

加根条件下PAHs污染土壤理化性质的动态变化

多环芳烃(PAHs)是普遍存在于环境中的持久性有机污染物,土壤理化性质影响PAHs污染土壤植物修复的效率。以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,人工添加栾树细根,设置3个处理:1加根处理:加根、加菲;2无根处理:不加根、加菲;3对照:不加根、不加菲,研究细根添加下菲污染土壤理化性质的动态变化。结果表明:(1)菲污染土壤p H略有上升,细根添加对污染土壤p H影响不明显;(2)菲污染显著增加了土壤有机质含量,细根添加进一步增加污染土壤有机质含量;(3)菲污染显著降低了土壤全N、P含量,细根添加增加了污染土壤N、P含量,但仍低于对照。

铅锌矿渣污染胁迫下苦楝光合-CO2响应过程及其模拟

【目的】研究乡土树种苦楝Melia azedarach在铅锌矿渣污染胁迫下的光合-CO2响应过程,了解乡土树种在铅锌矿渣污染下生长适应潜力。【方法】设置对照(100%土壤)和铅锌矿渣按质量比添加的3种处理(10%矿渣+90%土壤、25%矿渣+75%土壤、50%矿渣+50%土壤),栽植苦楝一年后,测定并采用叶子飘的直角双曲线修正模型和FvCB生化模型模拟铅锌矿渣污染胁迫下苦楝光合-CO2响应过程。【结果】铅锌矿渣处理对苦楝叶片CO2响应过程影响显著,直角双曲线修正模型模拟发现铅锌矿渣的处理导致苦楝叶片初始羧化效率(CE0)、最大净光合速率(Pnmax)、CO2饱和点(Cisat)均显著下降,CO2补偿点(Cic)显著升高,且随矿渣处理水平的提高和时间的延长,影响程度逐渐增大。铅锌矿渣污染胁迫下苦楝叶片光合速率的下降主要由非气孔限制因素导致。FvCB模型模拟发现铅锌矿渣的处理导致苦楝叶片最大羧化效率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖转运速率(Tp)和叶肉细胞导度(gm)显著下降,生化限制在苦楝叶片光合作用的下降中起到主导作用,铅锌胁迫抑制了Rubisco酶活性,特别是RuBP再生过程,使得苦楝碳同化能力受阻,相对生长率显著下降。直角双曲线修正模型相对直角双曲线和Michaelis-Menten模型拟合铅锌矿渣污染胁迫下的苦楝光合-CO2响应过程,决定系数高,适用性强。【结论】铅锌矿渣的处理对苦楝CO2响应过程产生了显著的影响,矿渣处理水平越高,时间越长,影响越严重。非气孔限制是导致苦楝叶片光合速率下降的主要原因,定量分析表明铅锌胁迫苦楝光合作用的降低主要归因于Rubisco酶活性下降,特别是RuBP再生过程受阻,造成碳同化过程出现障碍,气孔导度和叶肉导度对光合下降的也有一定的作用。最终苦楝的相对生长速率显著降低。本研究结果有望为重金属胁迫作用影响植物生长发育过程提供科学依据。

铅锌矿渣污染土壤的重金属含量及真菌群落特征分析

研究了湖南郴州某铅锌选矿厂铅锌矿渣污染下土壤重金属的不同化学形态含量、土壤化学性质和真菌群落的多样性。结果表明:与湖南省重金属修复地方标准相比,采样区4种重金属Zn、Pb、Cd、Cu的污染程度依次降低;同种重金属不同化学形态之间比较,铅铁锰氧化态、锌醋酸提取态、镉醋酸提取态、铜残渣态含量较高;重金属污染显著改变真菌群落的组成和结构;敏感性真菌(球囊菌门(Glomeromycota))的相对丰度随重金属污染程度的增加而降低,而耐受性真菌(子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢囊门(Mortierellomycota)、被孢菌属(Mortierella)、青霉菌属(Penicillium)和镰刀菌属(Fusarium))的相对丰度增加,但在重污染情况下有所减少;冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)表明,重金属是影响真菌群落变化的主要因素。

木本植物光反应对重金属胁迫响应机制的研究进展

日益严重的土壤重金属污染已影响到了人类健康与环境安全,在土壤的修复治理中,经济实用、绿色生态的植物修复技术备受关注,而木本植物因其生物量大、生命周期长,在重金属污染土壤的生态修复中具有巨大的应用潜力,成为植物修复研究的热点之一。光合作用是生物圈能量之源,而光反应是光合作用的引擎,对重金属胁迫的反应十分敏感,然而,木本植物光反应过程对重金属胁迫响应的复杂性,使得人们对光反应过程在重金属胁迫下的响应机制还不清楚。因此,本文首先基于光合作用的视角分析总结了木本植物对重金属胁迫的耐受性,表明苦楝、秋华柳、银芽柳、女贞、桑树等是耐性强的树种,榉树、栾树、香樟、杨树、白桦、檫木等是耐性较强的树种;然后,探究了重金属对植物叶片光合色素、PSⅡ与PSⅠ反应中心活性及光合电子载体的影响,发现了重金属胁迫下光反应过程的位点损伤响应规律,主要是重金属离子取代了光合机构组成中的基本元素及重金属产生的活性氧干扰了光合电子传输机制;之后探讨了光反应过程下光系统中非光化学猝灭、环式电子流及水水循环等调节机制对光合机构的保护作用。最后,展望了重金属胁迫下植物光合作用未来研究方向:从细胞和分子水平上确定光合损伤的关键基因或位点;采用建模方式模拟胁迫下光合机构的运转机制。

Pb胁迫下大叶女贞叶片性状与光合效率的关系

植物叶性状能够直接或间接反映植物对环境的适应策略。为了解大叶女贞在Pb胁迫下的适应策略,本研究以2年生大叶女贞(Ligustrum lucidum)为对象,设置土壤不同Pb污染水平(0、300、600和1800 mg·kg,分别以C_(i)K、L1、L2和L3表示),测定Pb处理下大叶女贞叶片的光合效率和叶片性状指标,分析它们之间的关系。结果表明:与对照相比,3个Pb处理下大叶女贞的净光合速率(P_(n))分别显著下降37.66%、57.73%和77.47%,最大光化学效率(F_(v)/F_(m))仅在L2和L3分别显著下降6.25%、12.50%。比叶面积(SLA)、叶绿素(C_(i)hl)、叶绿素a(C_(i)hla)、叶绿素b(C_(i)hlb)、叶磷含量(TP)、叶氮含量(TN)、氮磷比(N/P)均显著降低,胞间C_(i)O浓度(C_(i))和碳氮比(C_(i)/N)均显著增加,碳磷比(C_(i)/P)在L2、L3处理下显著增加,气孔导度(G_(s)_(s))和叶片厚度(LT)在L3处理下显著下降;相关性分析表明,SLA和叶绿素除与LT外,与其他性状参数均呈显著相关,N/P除与G_(s)和C_(i)外,与其他性状均呈显著相关;结构方程模型分析表明,气体交换和叶绿素是影响光合效率的直接因素,叶片表型和化学元素是影响光合效率的间接因素。主成分分析验证了Pb胁迫下大叶女贞叶经济谱的适应性,属于缓慢投资-收益型的一端。