邛海大型水生植物时空分布及其退化原因

根据2021年7和12月、2022年5和9月邛海水生植物调查结果,结合文献资料,分析了邛海水生植物种类组成、群落结构和空间分布状况以及退化原因,提出了邛海水生植物恢复的对策建议。邛海湖区有水生植物23种,主要分布在水深2 m内,在湖泊北岸成片分布,湖泊西岸和南岸呈斑块状分布,东岸零星分布,总面积约1.3 km^(2)。水生植物分布面积由1990s前占湖面积的20%左右缩减到目前的不足5%,沉水植物群落结构简单化,浮叶植物和挺水植物分布范围扩张。1998年洪水从海河口倒灌,致使高枧湾水域沉水植被消失;近10年来湖泊运行水位抬升和透明度下降使得邛海水生植物分布面积进一步缩小、种群单一化。需要恢复邛海水位运行的自然节律,减少污染负荷输入改善水体透明度,辅之人工生态修复等措施,逐步恢复邛海水生态系统健康。

施氮和增温对鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地秋草生长期氧化亚氮排放的影响

湿地是地球上十分重要的氮库,而且对大气氮沉降增加、气候变暖等全球变化响应非常敏感。目前关于湿地氧化亚氮(N_(2)O)的研究还存在较大的区域不均衡性,湿地N_(2)O排放对全球变化的响应也具有很大的不确定性。因此,本研究通过在鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地开展N_(2)O通量原位监测及全球变化模拟实验,以揭示鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O排放变化特征及其对施氮和增温的响应关系。结果表明,鄱阳湖灰化薹草湿地总体上是N_(2)O弱源,平均N_(2)O通量为(5.77±1.45)μg/(m^(2)·h)。施氮对鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O通量有显著影响,相对于不施氮,施氮可显著提升2.7倍的N_(2)O排放通量。增温及其与施氮的交互作用对N_(2)O通量的影响不显著。鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O排放过程主要由湿地植物调节,而与空气温度、土壤温度、土壤水分等非生物因素无显著相关关系。研究结果有利于深入认识全球变化与湖泊湿地N_(2)O排放的互馈作用,并为评估全球变化背景下湖泊湿地N_(2)O收支平衡提供重要支撑;未来还需要加强多因子交互作用研究并开展长期连续监测,从而为阐明湿地氮循环对全球变化的响应机制和构建气候预测模型提供验证数据和理论依据。

神农香菊R2R3-MYB转录因子CiMYB4在镉胁迫中的功能分析

为探究CiMYB4在镉胁迫下的功能,以课题组已获得的过表达CiMYB4烟草(CiMYB4-S)、野菊(CiMYB4-OE)和抑制表达野菊(CiMYB4-Ri)为材料,在镉胁迫条件下分别测定其生长相关指标、抗氧化酶活性、光合指标、地上部及根系的镉含量,并对耐镉相关基因PCS1、GSH1、ABCC1、HMA3的表达模式进行分析。研究结果表明:镉处理后,CiMYB4-S和CiMYB4-OE株系的根长、茎粗、株高和叶长、叶宽显著大于野生型对照(WT)株系,丙二醛(MDA)含量显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著增强,叶片的光合能力和叶绿素含量显著增加,具有更强的镉富集和转运能力。同时,耐镉相关基因PCS1、GSH1、HMA3的表达水平显著提高;而CiMYB4-Ri株系的株高、地上部干重显著小于WT株系,MDA含量显著增加,SOD、POD、CAT活性显著降低,叶片的光合能力和叶绿素含量显著降低,镉富集和转运能力减弱。同时,耐镉相关基因PCS1、GSH1、HMA3的表达水平显著降低。上述结果表明CiMYB4能提高烟草和野菊对镉的耐受性。

水生植物在水体污染修复中应用研究进展

随着我国经济飞速发展、工业和城市化步伐加快、人口迅速增长,我们所面临的各类环境污染问题日益突出,水污染问题也是重中之重。水生植物在水体污染修复中发挥重要作用,具有成本低、环境友好、处理效果好等优点。通过查阅相关研究文献,本文介绍了植物选择原则、污染物净化机理,总结了水生植物对水体氮磷、重金属、有机物污染修复的研究进展,未来在水生植物资源回收、净化污染物种类和水生植物组合等方面还需要进一步深入的研究,以期为植物在水体污染修复推广应用中提供科学依据。

锑污染物对绿藻及蓝藻的急性毒性效应

为深入了解不同价态锑的水生生态毒性及其影响因素,选用2种绿藻(羊角月牙藻、莱茵衣藻)和2种蓝藻(聚球藻、水华鱼腥藻)作为模式生物,通过测定藻细胞抑制率、叶绿素a、抗氧化酶及观察细胞微观结构,对锑(Ⅲ)和锑(Ⅴ)进行毒性影响研究。结果表明:在2 mg/L锑(Ⅲ)或锑(V)暴露72 h后,锑(Ⅲ)对微藻的抑制率最高达76.6%,而锑(Ⅴ)对微藻的最高抑制率仅为41.0%,且绿藻较蓝藻受锑胁迫更为敏感;微藻的叶绿素a合成及可溶性蛋白含量变化表现出与生长抑制类似的响应规律,相较之下蓝藻的叶绿素a合成受到的影响较绿藻小;绿藻的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化规律呈现出低浓度促进高浓度抑制的现象,而蓝藻则不具备统一的变化规律;从亚细胞结构来看,莱茵衣藻的细胞壁、细胞核、叶绿体及其它细胞器均受到了损伤,而聚球藻主要是光合系统受损。

濒危植物邢氏水蕨和海南岛水蕨叶绿体序列rbcL比较及隐种分析

2021年,水蕨属(Ceratopteris)所有植物包括邢氏水蕨(C.shingii)、水蕨(C.thalictroides)和粗梗水蕨(C.pteridoides)被列为国家二级重点保护野生植物。水蕨属植物是研究植物性别决定、配子体形态建成以及遗传学、细胞生物学和生物化学等学科的模式植物之一,也是中国重要的野生水生植物种质资源。隐种(Cryptic species)问题已经成为系统分类研究、物种形成机制、生物进化和基于保护目的的种群遗传研究及保护计划共同关注的重要问题。基于叶绿体rbcL序列评价邢氏水蕨和海南岛陵水黎族自治县白水岭(BSL)、陵水黎族自治县木号镇(BJC)、海口城西镇(SPSK)等3个新发现的水蕨种群叶绿体序列rbcL的差异及系统发育关系,分析新发现尚未被评价的3个水蕨种群的隐种类型,为水蕨属不同物种和隐种的保护及利用提供科学依据。结果表明,邢氏水蕨和3个种群水蕨的rbcL序列长度为1227 bp,邢氏水蕨有2个变异位点,分别在783 bp处和1164 bp处。采用邻近法(NJ)构建了水蕨属叶绿体rbcL系统发育树。系统发育树显示BSL、BJC、SPSK等3个种群的水蕨与南方型水蕨隐种聚为同一支,表明这3个地方的水蕨隐种为南方型;而邢氏水蕨单独成一支。遗传距离分析显示BSL、BJC、SPSK种间遗传距离为0,与南方型水蕨之间遗传距离也为0;邢氏水蕨与BSL、BJC、SPSK遗传距离为0.002。结果进一步表明,海南岛的BSL、BJC、SPSK等3个种群水蕨为南方型水蕨,同时为邢氏水蕨的分类提供了佐证。不同的水蕨及隐种应该采取不同的保护策略,且邢氏水蕨应得到优先保护。保护邢氏水蕨和3个南方型水蕨种群的原生境是最有效的保护策略。

郑州市景观植物石楠叶际细菌群落结构及反硝化功能

采用16Sr RNA高通量测序技术分析叶际细菌群落多样性与丰富度,使用PICRUSt2软件基于基因测序结果对叶际细菌的氮代谢等功能基因进行预测,并测定叶际细菌的反硝化速率.结果显示,石楠植物叶际细菌以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌门,以无色杆菌属(Achromobacter)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia)、薄层菌属(Hymenobacter)为优势菌属,且同一地区的不同点位优势菌相同;同时发现石楠叶际细菌中存在无色杆菌属(Achromobacter)、马赛菌属(Massilia)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等具有反硝化功能的菌属;PICRUSt2功能基因预测叶际细菌6个一级功能层中以代谢功能为主,30个二级功能层中以膜转运功能为主;氮代谢功能基因中反硝化相关基因丰度最高,固氮相关基因丰度最低;测得叶际细菌反硝化速率为(22.2±1.7)~(33.2±4.7)μg/(g·h).

土荆芥凋落物腐解液的化感效应及根边缘细胞的响应机制

为深入探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)的化感作用机制,以土荆芥入侵地广泛种植的农作物玉米(Zea mays L.)、大豆[Glycine max(L.)Merr.]、苦荞麦[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn.]为受体,采用纯琼脂悬空气培养法和根边缘细胞(Root Border Cells,RBCs)移除试验,研究土荆芥凋落物腐解物对受体RBCs的作用,以及RBCs存在与否条件下对受体作物幼根长度、根冠果胶甲基酯酶(Pectinmethyl Esterase,PME)活性的影响,并用化感效应指数进行评价。结果显示:土荆芥茎和叶腐解液对3种受体植物幼根生长均具有抑制作用,其化感效应指数依次为苦荞麦(0.295)、大豆(0.239)、玉米(0.163),对本地种(苦荞麦、大豆)的化感效应大于外来种(玉米);叶腐解物的化感抑制作用普遍强于茎腐解物;腐解时间越短,腐解物化感抑制效应越强。3种作物的RBCs数量与PME活性均呈显著正相关,当处理时间延长或腐解天数减少时,高浓度处理组的PME活性减弱,RBCs数量下降,死亡率上升,根长变短;移除RBCs后,根生长受抑制程度加剧。其中,玉米和苦荞麦在去除RBCs及处理12 h时部分处理组的PME活性增加,RBCs数量与根长变化量呈极显著正相关。结果表明,在受到土荆芥腐解物化感胁迫早期,作物可通过应激反应增加PME合成提高其活性,并释放较多的RBCs以保护幼根生长。当胁迫超过一定阈值后PME合成减少,RBCs数量降低且死亡率增加,根的生长受到抑制,但大豆存在不同的响应机制。

六溴环十二烷(HBCDs)异构体及对映体的植物富集、传输、修复及毒性研究进展

六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes,HBCDs)是一种典型的疏水性脂肪族溴代阻燃剂,2013年被列入《斯德哥尔摩公约》受控名单中.HBCDs具有手性中心,多个对映异构体,不同的立体构型在环境中会发生选择性富集分布,降解转化和生物毒性等行为.植物是生态系统能量的生产者,HBCDs可通过植物吸收改变植物生理,影响其在食物链的传递乃至整个生态系统,对环境和人体健康存在潜在危害.本文对HBCDs异构体和对映体的植物提取分析方法、植物富集和传输、污染土壤的植物修复以及植物毒性效应的最新研究进行梳理.液相色谱质谱联用技术可有效检测植物中的HBCDs异构体和对映体,对映体水平的检测将成为未来HBCDs立体构型分析的发展方向.HBCDs已在各类植物中被陆续检出,多数研究中α-HBCD是主要的异构体.目前在HBCDs对映体水平上的研究还非常有限,其在植物体内的传输尚无统一规律.植物种植可有效清除土壤中的HBCDs,展现出生物修复应用前景.HBCDs会引起植物生长发育迟缓、氧化胁迫和基因损伤等效应,不同构型的HBCDs表现出特异的选择性毒性行为.鉴于目前关于HBCDs的植物研究还很欠缺,建议今后加强对植物中HBCDs异构体和对映体水平的环境行为和污染治理研究,为综合评价HBCDs的生物有效性、健康风险评价及环境修复提供科学依据.

增氧条件下粉绿狐尾藻的氮磷吸收特征

为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日—9月15日)、生长旺盛期(9月16日—12月22日)生理指标的变化规律,明确了植株N、P含量、N/P和叶绿素含量、底泥各形态氮磷含量之间的关系。结果表明:增氧8 min时,t_(1)、t_(2)取样时期(9月15日、10月10日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期(12月22日)的氮吸收量最高;增氧6 min时,t_(3)、t4取样时期(10月27日、11月16日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期的磷吸收量最高;增氧有利于粉绿狐尾藻在t_(1)、t_(2)、t_(3)时期对氮的吸收,t4时期对磷的吸收,表现为t_(1)、t_(2)、t_(3)时期粉绿狐尾藻的植株氮磷比分别增加5.27%~36.57%、9.04%~63.07%、3.50%~73.45%,t4时期的N/P降低1.38%-34.05%;增氧使t_(2)、t5时期粉绿狐尾藻叶片叶绿素a、b及叶绿素总含量降低,t4时期叶绿素含量增加同时,使t_(1)、t_(2)时期底泥氮磷比值(sediment total nitrogen/phosphorus,STN/P)分别降低64.84%、54.76%,t4、t5时期STN/P分别增高138.97%、47.02%;层次聚类分析及多元线性回归分析结果进一步表明,增氧6 min是增氧促进粉绿狐尾藻氮磷吸收利用的理论满意方案,增氧降低t_(1)时期叶绿素a、b含量、t5时期底泥碱解氮含量(sediment alkali-hydro nitrogen,SAHN)和t4时期铁结合态磷(Fe-P)含量同时,促进了粉绿狐尾藻t5时期氮磷的吸收。增氧调控粉绿狐尾藻叶片叶绿素形成和底泥氮磷的形态转化,促进其对底泥氮磷吸收,同时提高了粉绿狐尾藻氮磷的吸收利用效果,可抑制甲烷和氧化亚氮、CO_(2)等温室气体的排放。

典型挺水植物应用于湿地生态修复工程污染净化效应差异性研究

以洱海流域北部上游东湖片区库塘湿地中水生植物为研究对象,选取5种主要水生植物,寻求净化湿地水质的最佳植物组合。结果表明:东湖片区库塘湿地水体总磷、总氮、氨氮、化学需氧量分别为0.09~0.23、0.80~3.28、0.18~0.89、12.00~37.00 mg/L,总体符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅳ类要求;综合比较发现,植物组合群落生物量和碳氮磷累积效应优于单一植物;植物组合对水体碳氮磷具有一定的吸收净化作用。

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。

东南丘陵山区深水水库两种浮床植物脱氮效率对比研究

为探究东南丘陵山区深水水库中生态浮床技术深度脱氮的效率及管理措施,以大型山谷型深水水库千岛湖为例,选取湿生植物空心菜(Ipomoea aquatica)和水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum),采用生态浮床技术,开展了原位模拟实验对比研究,探究不同营养盐浓度和光强下两种植物的生长状况与氮素去除效率。结果发现:(1)空心菜长势受营养盐和光照条件影响明显,添加氮磷后(TN=2.37 mg/L,TP=0.046 mg/L)的空心菜生物量是原位水体(TN=0.66mg/L,TP=0.028 mg/L)的1.6倍,适当遮光有助于浮床植物生长,40%遮光条件下空心菜的生物量是不遮光条件下的1.5倍;而粉绿狐尾藻生长受营养盐和光照条件影响均较小。(2)空心菜对于水体氮素净化能力显著高于粉绿狐尾藻,在最佳条件下空心菜和粉绿狐尾藻对氮素的去除效率分别达到213.30和44.23 mg/(m^(2)·d)。(3)空心菜去除氮主要以植物同化作用为主,占70%以上TN去除量,40%遮光环境通过明显提升空心菜同化吸收氮量和根系反硝化速率增强了氮的去除能力;粉绿狐尾藻同化吸收和反硝化脱氮作用各占50%左右,以遮光75%下脱氮效果最好。本研究表明,采用生态浮床技术能够强化深水水库的脱氮能力,空心菜更适合在氮浓度较高的水体生长,夏季为空心菜和粉绿狐尾藻浮床分别进行40%和75%的遮光处理将有更好的水质净化效果。因此,在滨岸湿地匮乏的深水水库实施多种植物搭配的生态浮床技术强化水体脱氮作用是一种行之有效的水质改善方法。

植物吸滞PM_(2.5)研究进展——从宏观到微观

PM_(2.5)严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM_(2.5)状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM_(2.5),其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,研究对象由植被区转向植物个体,研究方法由野外监测转向人工控制法。因此在区域尺度上对比了植被、非植被区PM_(2.5)浓度差异及不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸滞量,以风洞、熏气法两种研究方法归纳了人工控制条件下植物净化PM_(2.5)的研究成果,在大气PM_(2.5)浓度和气象因素两方面探讨了环境因素对植物净化PM_(2.5)的影响机制。得出宏观研究方面很多城市缺乏植被区与非植被区PM_(2.5)浓度监测数据,微观方面植物个体吸滞PM_(2.5)机理研究不够深入,缺乏植物吸滞PM_(2.5)过程与机理的室内模拟外界环境的高精度对比试验,更缺乏环境因素直接影响植物吸收、分配PM_(2.5)过程的研究。未来应加强植被区、非植被区PM_(2.5)动态特征研究,完善某些地区环境监测站点布局,可适当增加典型植被区对照的非植被区站点并提升站点设备可靠性;加强植物性状与其净化PM_(2.5)作用相关性的研究,并通过一次性熏气法量化植物在一次污染事件中对PM_(2.5)的实际净化作用,解析植物各器官对吸收PM_(2.5)的贡献率;增加不同环境因素影响植物吸滞PM_(2.5)能力与过程研究,可利用人工控制试验结合模型提高研究可靠性,揭示环境因素与植物各器官吸收、分配PM_(2.5)之间的耦合规律。

土壤微塑料与重金属复合污染机理及其植物生理效应研究进展

微塑料能够吸附土壤中的重金属并形成复合污染,改变单一污染物的环境行为,进而影响植物生长发育。本研究综合评述了土壤微塑料与重金属的复合污染机理、关键控制因素及其对植物的生理影响。土壤中的微塑料可作为载体吸附重金属,影响重金属的生物有效性,改变重金属在土壤-植物系统中迁移行为,且该过程与微塑料种类、形貌、粒径、老化程度以及重金属种类、浓度、生物有效性等因素密切相关。土壤微塑料与重金属能够吸附在植物表面或进入植物体内,影响植物生长,改变光合作用强度,诱导氧化应激和抗氧化活性酶变化,影响植物代谢和营养吸收等。同时,植物体内富集的微塑料与重金属可沿食物链进行迁移,威胁人类生命健康。本文最后对土壤微塑料与重金属复合污染的研究进行了展望,以期为后续研究提供参考。

土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。

不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰(原始、羧基化和氨基化)的聚苯乙烯微球(PS、PSC、PSN)暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)。结果表明,3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN>PSC>PS,对水稻根系形态(根长、根表面积和根投影面积)的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平,避免了氧化损伤;随着浓度的升高,根部抗氧化防御能力逐渐减弱,在30 mg·L^(-1)时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度(30 mg·L^(-1))下诱导了根部氧化损伤,而PSN在1 mg·L^(-1)时就引发了氧化损伤,且随着PSN浓度的升高,氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高,水稻根表洗脱物明显增多,可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度(30 mg·L^(-1))PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料,根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部,芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制;3种微塑料均在最高浓度(30 mg·L^(-1))时引发了芽的氧化损伤,但各处理组间的差异不大。研究表明,与原始聚苯乙烯微塑料相比,经表面修饰的微塑料,尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。

菹草腐解期上覆水浮游细菌群落动态模拟及其环境驱动因子分析

菹草生长期内可以从水体中吸收大量的营养物质,有效抑制水体富营养化。但在季节交替期,菹草衰亡后,其残体腐解会向上覆水释放大量营养物质,对湖泊生态系统造成瞬时冲击。通过实验室模拟,将菹草分别浸泡在不同稀释比的上覆水中自然腐解,旨在研究菹草残体腐解过程上覆水水质变化及环境因子对浮游细菌的驱动作用。结果表明:(1)在稀释组(B、C组)中,菹草腐解的氮素均出现了短期冲击(第1天),冲击程度与稀释比呈正相关。(2)上覆水水质越好,浮游细菌共有OTUs(operational taxonomic units,操作分类单元)数量占比越高,且浮游菌群结构受氮素冲击的变化越剧烈。实验第30天时,稀释湖水4倍组(C组)共有OTUs占比为61%,高于原水组(A组,OTUs占比40%)和稀释2倍组(B组,OTUs占比45%)。群落结构的剧烈变化主要通过影响厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)、放线杆菌门(Actinobacteriota)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)的相对丰度大小实现。(3)变形杆菌门(Proteobacteria)是整个腐解过程中的第一大优势菌群,A、B、C三组的第一大优势菌门均为变形杆菌门,水质提升有助于厚壁菌门的生长和繁殖,在B组和C组中的第二大优势菌群是厚壁菌门,稀释比越高两类细菌门的总相对丰度越大。(4)总悬浮物、氧化还原电位、浊度和总氮对水体中的细菌群落结构产生显著影响,腐解进程可分为2个时段,环境因子对菌群结构影响的变化与腐解进程有关。因此,相关人员可通过适度收割沉水植物残体,调节水体氮素、浊度等上覆水理化指标,调控水体中细菌的群落结构及优势菌群种类,从而降低季节性水生植物腐解引发的负面影响,最终达到科学管理沉水植物的目的。

荒漠-绿洲过渡带NDVI演变及影响因子相关性分析

荒漠-绿洲过渡带是绿洲与荒漠相互转化过程中表现最活跃的地区,具有防止荒漠扩张、维持绿洲生态安全等重要的生态功能。本研究以民勤县为研究区域,根据绿洲外围归一化差异植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)的变化规律,确定民勤荒漠-绿洲过渡带的范围;利用2000—2020年内最大NDVI数据及降水、温度、日照时数、土壤水分影响因子,在像元尺度采用偏相关及多元相关分析方法,研究过渡带NDVI变化趋势及影响因子相关性分析。结果表明,绿洲边界外5000 m范围为民勤荒漠-绿洲过渡带范围,其中绿洲外0~300 m为过渡带核心区,300~2000 m为过渡带交错区,2000~5000 m范围为过渡带缓冲区。自2000年以来,过渡带区域NDVI整体呈增加趋势,其中,明显改善和稳定不变的面积占比较高,分别为47.8%和42.2%,其他占比较小,严重退化区域主要在靠近绿洲的过渡带核心区。降水增加对过渡带南部地带性植被的改善起主导作用,温度的上升对过渡带东部及西北部NDVI改善的促进作用更明显,日照时数的增加对过渡带西部及东南部NDVI改善的促进作用更大,土壤水分的增加对过渡带整体NDVI的改善均具有促进作用。土壤水分和降水是促进过渡带NDVI改善的主要因子。

不同锌肥对土壤镉有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锌肥对污染土壤中小麦Cd吸收转运的影响,采用盆栽试验,研究了两种锌肥(常规锌肥、缓释锌肥)及其不同用量(13、26、66 mg·kg-1)对根际土壤Cd、Zn有效性和小麦Cd、Zn吸收转运的影响。结果表明:施用两种锌肥均可显著增加土壤有效态Zn含量,但施用缓释锌肥在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期对土壤有效态Zn的贡献显著高于常规锌肥,且不同生育期小麦根部和地上部Zn含量高于相应浓度常规锌肥处理。在拔节期,施用常规和缓释锌肥均能有效降低小麦根部Cd含量,Cd含量分别比对照(未施锌肥)降低了23%~33%和3%~48%,且中、高浓度锌肥同时显著降低了根部-地上部Cd转移系数。常规和缓释锌肥对灌浆期和成熟期小麦地上部Cd含量的降幅分别为21%~54%和13%~43%。虽然高浓度缓释锌肥在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期显著增加了土壤有效态Cd含量,但却显著降低了小麦灌浆期和成熟期根部-地上部Cd转移系数。施用高浓度常规锌肥也能显著降低小麦成熟期根部-地上部Cd转移系数。所有处理中,仅施用高浓度常规和缓释锌肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为19%和29%。相关性分析显示,在小麦全生育期,小麦根部Zn含量与地上部Cd含量呈负相关关系,并且缓释锌肥处理的小麦成熟期地上部-籽粒Cd转移系数随施Zn浓度的增加而减小,表明施用锌肥能有效抑制小麦对Cd的吸收和转运。施用高浓度锌肥抑制Cd从地上部向籽粒转移的效率仍较低,在中重度Cd污染土壤中单施锌肥不能保证小麦的安全生产,需在小麦Cd吸收关键期组合其他阻控技术措施,以进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。