三峡水库自然修复消落区适宜植物青蒿时空变化——以重庆市万州区新田镇谭绍村为例

采用典型植被随机样方法,对三峡水库自然消落区植被青蒿进行物种数量、盖度、多度等生态指标调查。运用统计学软件对其时空变化趋势进行描述统计。结果表明:(1)年际变化:2013-2015年青蒿物种数量和重要值都处于相对稳定状态;(2)高程变化:165~175 m高程的青蒿物种数量和重要值显著高于145~155 m、155~165 m和175~185 m未淹区段对照高程的物种数量和重要值,青蒿在165~175 m高层表现出较好的发展潜力;(3)可在165~175 m高程播种青蒿种子对消落区进行人工植被修复。

铜胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生长及铜积累的影响

本文采用水培实验,模拟三峡库区长江水体Cu2+污染环境,在Hoagland营养液中加入不同浓度的Cu2+(CuCl2·2H2O),研究Cu2+对2种适生草本植物生长、生理指标、铜积累与分布的影响。结果表明,在Cu2+处理范围内,低浓度Cu2+对狗牙根和双穗雀稗植株生长没有出现明显的伤害现象,甚至表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,当Cu2+浓度达适宜(狗牙根为40 mg/L,双穗雀稗为10 mg/L)时达最多,高浓度铜导致狗牙根和双穗雀稗新芽和新根数下降。在铜浓度为60 mg/L处理条件下,狗牙根叶绿素含量、SOD、POD及CAT活性分别为对照的57.77%、63.93%、136%、64.46%,而双穗雀稗不能生存。2种植物地上部分和地下部分铜含量随着铜处理浓度的增高而增加,狗牙根和双穗雀稗地上部分和地下部分富集系数平均值分别为11.03、15.39和18.28、23.63,转运系数平均值分别为0.73、0.33。在铜污染的土壤、水体植物修复中,狗牙根具有一定的潜在应用价值,是三峡库区消落带环境修复优良物种。

铜胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根生理特性和铜积累的影响

在Hoagland营养液中加入CuCl2·2H2O以模拟三峡库区长江水体Cu2+污染环境,研究了Cu2+胁迫对狗牙根Cynodon dactylon(Linn.)Pers.幼苗生长、抗氧化酶系统的影响及Cu2+在狗牙根中的积累情况.结果表明:低体积质量分数Cu2+胁迫(<40 mg/L)对狗牙根幼苗生长具有促进作用,新芽数、新根数增加,狗牙根叶片的叶绿素质量分数明显上升,抗氧化酶系统超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)能发生大幅度应激性提高,并在实验范围内的较高体积质量分数和中毒中、后期起主要抗氧化作用,保护酶系统处于平衡状态.但随着铜胁迫量增加及胁迫时间延长,高体积质量分数Cu2+(>40 mg/L)对狗牙根的生长具有明显的抑制作用,新芽数、新根数低于对照,叶片发黄有褐斑并且叶片叶绿素质量分数下降,并随着Cu2+体积质量分数的增加抑制更显著,保护酶系统失衡,3种酶的活性则呈下降趋势,其中POD在12 d后略上升;狗牙根主要通过地上部分和地下部分富集Cu2+,随着处理体积质量分数的增加,迁移富集量逐渐增大,迁移富集量地下部分大于地上部分.狗牙根能明显降低江水中Cu2+的质量分数,是三峡库区消落带环境修复的优良物种.

Cu^(2+)胁迫下三峡库区消落带的狗牙根生长状况及其铜富积效应

为探明狗牙根遭受铜胁迫的毒害机制,采用水培的方法,模拟三峡库区长江水体Cu2+污染环境,研究不同浓度Cu2+胁迫对三峡库区库消落带生植物狗牙根(Cynodon dactylon)新芽和新根数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响和Cu2+积累效应。结果表明,在0～40mg/L Cu2+对狗牙根植株生长没有明显伤害,甚至表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,叶绿素含量提高;狗牙根叶片中SOD、POD、CAT活性均增加;当Cu2+浓度≥40mg/L时,狗牙根新芽和新根数、叶片叶绿素含量下降,叶片中SOD和CAT的活性被抑制,而POD活性略增加。同时,狗牙根对Cu2+的积累主要分布于根,其次为茎。

铅胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生长及铅积累的影响

研究铅胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根、双穗雀稗2种草本植物的毒害机制,采用水培试验,模拟三峡库区长江水体Pb2+污染环境,在Hoagland营养液中加入不同浓度的Pb2+[Pb(NO3)2],研究了铅胁迫对2种适生草本植物生长、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和铅富集的影响。结果表明,低浓度铅能促进狗牙根、双穗雀稗植株生长,增加新芽数、新根数、叶绿素含量;高浓度铅导致狗牙根、双穗雀稗新芽数、新根数、叶绿素含量下降。狗牙根在铅浓度<20 mg/L、双穗雀稗在铅浓度<10 mg/L时,铅处理使2种草本植物叶片中POD和CAT活性都增加;当狗牙根在铅浓度>20 mg/L、双穗雀稗在铅浓度>10 mg/L时,铅抑制叶片中POD和CAT活性,而SOD活性随着铅浓度的增加一直下降。当狗牙根在铅浓度为20 mg/L、双穗雀稗铅浓度为10 mg/L时,狗牙根、双穗雀稗SOD、POD及CAT活性分别为对照的-2.87%、121.02%、46.23%和-8.68%、69.89%、91.48%。2种草本植物地上部、地下部铅含量随着铅处理浓度增高而增加,狗牙根、双穗雀稗地上部、地下部富集系数平均值分别为9.15、59.28,14.32、26.26;转运系数平均值分别为0.44、0.42。在铅污染的土壤、水体植物修复中,狗牙根具有一定的潜在应用价值,是三峡库区消落带环境修复优良物种。

大气氮沉降对三峡库区消落带土壤呼吸的影响

以三峡库区消落带落干期土壤为研究对象,采用室内模拟培养的方法,探讨了大气氮沉降通量及其组成对土壤呼吸的影响.结果表明,土壤呼吸速率对氮添加的响应为短期效应.1倍当前大气氮沉降添加下,无机氮和有机氮对土壤累积CO_2释放分别表现为无影响和抑制作用.除NH_4^+-N在2倍氮沉降添加下表现为抑制作用外, 2、3倍氮沉降添加均促进了土壤累积CO_2释放.与硝态氮相比, 2、3倍氮沉降添加的铵态氮对土壤累积CO_2释放具有抑制作用.

三峡库区珍稀濒危植物荷叶铁线蕨群落伴生维管植物研究

在对三峡库区珍稀濒危植物荷叶铁线蕨原生境中伴生维管植物详细调查的基础上,对伴生植物群落特征及种子植物区系特征进行了分析。结果表明:荷叶铁线蕨原生境中伴生维管植物以蕨类植物和被子植物为主,其中,蕨类植物12科14属17种,裸子植物2科2属2种,被子植物36科58属65种。荷叶铁线蕨伴生种子植物的区系成分以热带成分占优势,但有向温带过渡的趋势。对荷叶铁线蕨原生境伴生种区系特征进行研究,旨在保护好三峡库区珍稀濒危植物并为三峡库区及其他区域珍稀濒危植物保护提供参考。

三峡库区消落带紫色潮土结合态氮转化过程

消落带土壤结合态氮转化过程是影响其向周边水体释放的重要因素.为此,以三峡库区消落带紫色潮土为研究对象,采用实验室模拟培养的方法探讨了这一科学问题.结果表明,好氧和厌氧培养0—3 d,土壤离子交换态氮(IEF-N)含量分别增加20.85 mg·kg-1和28.78 mg·kg-1;铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)含量分别减少30.04 mg·kg-1和31.49 mg·kg-1;有机及硫化物结合态氮(OSF-N)含量分别减少84.63 mg·kg-1和95.38 mg·kg-1.好氧和厌氧培养期间IMOF-N和OSF-N含量均与IEF-N含量极显著负相关.好氧和厌氧培养0—3 d,IMOF-N和OSF-N部分(低于25%)转化为IEF-N.与其它时期相比,落干和淹水后0—3 d,消落带紫色潮土氮素释放风险更大.研究结果有助于准确评估消落带土壤氮素向三峡水库释放的风险.

不同类型氮输入对三峡库区消落带紫色潮土氮赋存形态的影响

陆源氮输入是三峡水体富营养化的主要原因之一,外源氮在消落带土壤中的赋存形态是决定其进一步向三峡水体释放的关键.为此,以三峡典型土壤-紫色潮土为研究对象,进行4种氮输入〔分别添加NaNO_(3)、NH_(4)NO_(3)、(NH_(4))_(2)SO_(4)、CO(NH_(2))_(2)〕和淹水-落干两个水文条件处理,利用连续分级提取法测定土壤氮赋存形态含量,分析氮添加类型及水文条件对消落带紫色潮土氮赋存形态的影响.结果表明:NaNO_(3)、NH_(4)NO_(3)、(NH_(4))_(2)SO_(4)和CO(NH_(2))_(2)添加下,土壤培养结束后,离子交换态氮(IEF-N)含量在落干期分别为93.88、79.42、59.02和46.80 mg kg,在淹水期分别为65.60、56.95、42.46和32.94 mg kg;有机及硫化物结合态氮(OSF-N)含量在落干期分别为122.18、126.21、137.53和148.19 mg kg,在淹水期分别为142.22、149.09、156.43和161.76 mg kg;IEF-N含量变化占比在落干期分别为45.20%、35.56%、21.96%和13.82%,在淹水期分别为36.57%、30.80%、16.21%和7.26%;OSF-N含量变化占比在落干期分别为12.33%、15.02%、22.57%和29.68%,在淹水期分别为16.76%、21.84%、26.73%和30.29%.落干期和淹水期,IEF-N含量及其变化在氮添加总量中的占比均表现为NaNO_(3)添加下最高、CO(NH_(2))_(2)添加下最低,且落干期大于淹水期;OSF-N含量及其变化占比则与IEF-N表现相反.落干期和淹水期,外源氮主要表现为向OSF-N转化,此外,外源氮在落干期还存在向铁锰氧化物结合态氮转化的过程.研究显示,控制落干期消落带土壤氮输入(特别是硝态氮)是预防三峡水库富营养化的有效途径.

适应三峡水库晒网坝消落区环境的优势物种初探

本文对晒网坝自然植被各生态学指标进行主成分分析和聚类分析,找出适应三峡水库消落区环境的优势物种。结果表明,6项调查指标可综合成2个主成分因子,它们包含了总方差为77.66%原始数据的信息。通过聚类分析和6项生态学指标把13种物种划分为3类,第一类:狗牙根;第二类:丁香蓼、水蓼、牛筋草、鳢肠、鬼针草、牛毛毡、露珠珍珠菜、萱草、香附子、泽泻;第三类:稗、李氏禾。三个类别之间存在较大差异,综合评价得出,稗和李氏禾为晒网坝消落区的优势物种,建议作为三峡水库消落区植被重建首选物种。

三峡库区珍稀濒危植物荷叶铁线蕨的分布及保护对策

对万州区和石柱县的荷叶铁线蕨种群进行了调查,为重庆三峡库区珍稀濒危植物荷叶铁线蕨的保护提供参考。结果表明,三峡库区分布的荷叶铁线蕨种群有7个分布点,其中万州区有5个、石柱县有2个。调查发现荷叶铁线蕨的分布范围日渐缩小,分析了荷叶铁线蕨濒危的可能原因并提出了保护对策。

锌胁迫对狗牙根生理特性及锌积累的影响——以三峡库区消落带适生植物狗牙根为例

为了阐明锌胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根(Cynodon dactylon(Linn.)Pers)的毒害机制,为锌污染水体、土壤植物修复提供理论依据.研究重金属锌对草本植物狗牙根新芽数、新根数、叶绿素、抗氧化酶系统的变化及重金属锌累积与分布的影响.结果表明:在0~80 mg/L Zn2+处理范围内,低浓度Zn2+对狗牙根新芽数、新根数及叶绿素含量表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,叶片叶绿素含量提高;高浓度Zn2+导致狗牙根新芽和新根数、叶片叶绿素含量下降.当营养液中外源锌浓度<40 mg/L时,狗牙根叶片中SOD、POD酶活性都增加,但当Zn2+浓度>40 mg/L时,狗牙根叶片中SOD和POD酶活性降低,而CAT活性一直下降.狗牙根积累的锌主要分布于地下部分根,其次为茎.狗牙根能明显吸收江水中的Zn2+,故狗牙根可以用于修复被锌污染的水体、土壤,狗牙根具有潜在的应用价值.

三峡水库蓄水期长江万州段干支流浮游动物群落特征研究

为探明三峡水库蓄水后浮游动物的群落结构变化,于2017年11月调查了三峡库区长江万州段干、支流的水质情况以及浮游动物种类和组成变化,分析了浮游动物和水体环境因子之间的关系以及长江干流浮游动物的演替情况。结果表明:流经万州城区的长江干、支流水质都已达到富营养化状态,且支流的污染程度比干流更严重。浮游动物共检出28属39种,以原生动物和轮虫为主。长江干流的浮游动物优势种类有5种,支流有9种。典范对应分析发现,硝态氮和总悬浮物是影响冬季浮游动物种群变化最重要的环境因子。分析三峡库区万州及其周边地区长江干流浮游动物的长期演替发现,随着水环境的稳定,水体中原生动物的种类逐渐从喜流水型向喜静水型转变。与2012年同期相比,本次调查中原生动物和轮虫的相对丰度增加,浮游动物生物多样性减少,这可能和水位波动的长期影响和城市水体污染有关。

适用于三峡水库中陡土坡消落区等高种植的土工结构模型

[目的]探讨在当前三峡库区面临的严峻生态环境下,采取何种适合的生态治理技术以解决库区生态环境安全问题,为三峡库区生态环境修复提供一定的参考依据。[方法]通过生态治理模型整体框架结构,提高中、陡土坡生态系统地表基底稳定性;通过等高种植平面绿化技术、土工格室垂直绿化技术,提高消落区植被覆盖率和土壤肥力;通过不同高层区段消落区适宜植物"乔—灌—草—藤(177~170 m)、"灌—草—藤"(170~160m)、"草—藤"配置(160~145m),对消落区的生物多样性、植被覆盖率及景观层次起提高作用。[结果]通过模型设计,将传统混凝土护坡技术与现代生态护坡技术相结合、等高种植平面绿化技术与土工格室垂直绿化技术相结合,实现了生物措施与工程措施的高度统一、系统稳定性与开放性的高度统一、植被覆盖率与景观层次的高度统一。[结论]该土工结构模型的应用对三峡水库中陡土坡消落区生态治理具有一定的参考价值和现实的应用前景。

干湿交替下三峡支流消落带沉积物粒径组成及氮分布特征

以三峡支流澎溪河消落带为研究区域,采集澎溪河消落带上、中、下游3个水文断面,2个水位高程,5个深度的沉积物样品,结合沉积物颗粒分形理论探讨沉积物粒径组成与总氮(TN)、总可转化态氮(TF-N)、铵态氮(NH_4^+-N)、硝态氮(NO_3^--N)含量和分布特征的关系。结果表明:澎溪河消落带沉积物粒径组成为砂粒(49.75%)>粉粒(36.16%)>黏粒(14.09%),粒径分布具有分形特征,分形维数(Dm)在2.612~2.781之间,均值为2.727。随消落带水位高程下降、流域断面自上至下、深度由表至底,黏粒、粉粒比例、Dm降低,砂粒比例升高。TN、TF-N、NO_3^--N含量分布与黏粒、粉粒、Dm正相关,与砂粒呈极显著负相关。Dm可作为判断沉积物粒径组成与氮含量关系的潜在指标。沉积物总体质地结构良好,但频繁的干湿交替使澎溪河下游和低水位高程沉积物保水保肥能力下降和砂质化,并通过改变粒径组成影响氮分布。落干期上游和高水位高程沉积物TF-N增加,提高了淹水期氮素进入水体并导致水体富营养化的风险。

三峡支流消落带表层沉积物氮矿化动力学参数估算

为揭示干湿循环过程对消落带沉积物氮矿化动力学特征的影响,以三峡典型支流——澎溪河为例,分别于上、下游两个水文断面采集170 m(高)和150 m(低)水位高程消落带的表层(0~15 cm)沉积物样品。采用厌氧培养法测定其净氮矿化速率,应用One-pool、Two-pool、Special和有效积温(EATM)四种模型拟合氮矿化过程并建立估算方程。结果表明,沉积物总碳、总氮、碳氮比、有机质、粘粒、粉粒和铵态氮含量随高程降低而增加,而沉积物总磷、砂砾、硝态氮趋势相反(P<0.05)。低、高水位高程氮矿化最优拟合模型分别为One-pool和Special,其中易矿化速率常数(kd)分别为0.17、0.12 d-1,易矿化势(fd)分别为4.05%和4.71%。另外,fd与总碳、总氮、碳氮比、有机质、铵态氮、粉粒呈显著负相关,与硝态氮和砂砾呈显著正相关(P<0.05),而kd相反,且两参数可用有机质和碳氮比进行估算。

三峡库区降水化学组成及时空变化特征

对2000—2009年三峡库区巴南、涪陵和万州3个观测点降水的pH、电导率及其主要化学成分的时空变化进行了分析研究.结果表明,巴南、涪陵、万州降水pH平均值分别为5.76、6.03和5.52,平均电导率分别为117.3、72.3和63.1μS.cm-1,降水酸化趋势在逐渐增强,污染程度高于北京、成都、深圳、湖南等地.降水中SO2-4占阴离子总量的77%,NH+4和Ca2+为主要的阳离子.巴南、涪陵、万州3个监测点的[NO-3]/[SO2-4]比值较低,分别为0.125、0.164和0.169,表明降水酸化类型为硫酸型.由于排放与气象条件(包括降雨量等)的季节性变化,各离子组分呈现明显的时空变化特征,总体表现为冬春季降水中离子浓度高于夏秋季,污染程度为巴南>涪陵>万州.

三峡库区农村填埋垃圾渗滤液污染物含量评价

为了研究农村填埋垃圾渗滤液污染物含量和组成,选取了三峡库区10个垃圾填埋场渗滤液作为研究对象,对其无机阴离子、重金属含量及组成成分和pH值进行了分析.结果发现,垃圾填埋场渗滤液p H值均呈碱性,同时,SO_4^(2-)浓度均普遍高于Cl^-浓度.此外,受氧化还原电位和p H值的影响,呈现出NO_3^--N浓度<NO_2^--N浓度的分布趋势.通过指数和单因子评价法对填埋垃圾的重金属含量进行了分析和评价.结果表明,Cr无污染现象,但Cd污染现象普遍十分严重,Pb、Zn和Cu污染则在不同的地点呈现出空间差异性.研究表明,三峡库区农村填埋垃圾特异性高,污染物来源构成差异性大.

氢氧化镁与七水硫酸镁水热法合成碱式硫酸镁晶须

为了获得高品质的碱式硫酸镁晶须,采用氢氧化镁和七水硫酸镁为原料,通过水热法合成碱式硫酸镁晶须。考察了七水硫酸镁与氢氧化镁的物质的量比、水热时间、搅拌转速、七水硫酸镁的添加量及水热温度等条件因素对晶须生长的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)及傅里叶红外光谱(FT-IR)等对晶须产品进行了分析。结果表明:优化的工艺参数为七水硫酸镁与氢氧化镁物质的量比为3∶1、水热时间为2 h、搅拌转速为400 r/min、七水硫酸镁添加量为4.93 g、水热温度为180℃、80 mL水作为反应介质;在优化条件下合成的产品主要为纤维状晶须,晶须的直径为300~500 nm、长度为80~100μm,其长径比大于160。工艺参数的优化可有效提高碱式硫酸镁晶须的分散性和长径比。

三峡库区(万州段)消落区沉积物重金属污染评价及来源分析

根据三峡库区(万州段)消落区沉积物重金属(Zn、Cu、Cd、Cr、Pb、Hg)总量结果,对其进行风险评价,并利用皮尔森相关性分析和主成分分析法对重金属污染进行溯源分析。结果表明:Zn、Cu、Pb、Cd均值高于沉积物重金属背景值;内梅罗综合指数法评价结果显示主要污染因子为Cu(沉积物综合污染指数Pn=3.23);潜在生态风险评价结果显示研究区域均为轻微污染程度,地累积指数法结果表明研究区域Zn、Cu、Pb和Cd为轻微-中等污染;皮尔森相关性分析和主成分分析法结果表明,消落区重金属污染的主要来源是流域内机械制造业的废水、船舶排放的油污废水、大气沉降和农药化肥的施用。