水生植物腐烂分解对水质的影响

对6种水生植物进行64 d的腐烂分解试验,对比不同水生植物腐烂分解过程中水体营养盐浓度的变化.结果表明： 6种水生植物的腐烂分解速率差别较大,浮叶植物分解速度最快,沉水植物次之,挺水植物最慢.不同水生植物腐解过程对水质影响不同,并与植物生物量密度相关.挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低;在茭草分解后期,水体化学需氧量和总氮浓度上升,水质变差.浮叶植物荇菜和莲腐解过程中,水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物.沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中,水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高.对于同一种植物,不同生物量密度处理下,主要水质指标变化趋势相似.适量的植物残体的存在可以有效促进水体氮、磷等营养元素的循环,一定程度上去除硝态氮,降低水体氮负荷.     

接种丛植菌根真菌对湿生植物氮磷吸收能力的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是一类能够与大多数陆生植物共生,并改善植物生长和氮磷吸收的微生物.湿生植物在湿地污染净化过程中起着决定性的作用,但利用AM真菌改良湿生植物氮磷吸收能力的研究鲜有报道.本研究选取了3种湿生植物千屈菜、旱伞草和黄花鸢尾,在盆栽培养的基础上,分别接种根内球囊霉(RE)、摩西球囊霉(GM)、幼套球囊霉(CE)三种AM真菌,并和空白对照比较接种AM真菌对不同植物地上、地下及整株的生物量和氮磷吸收的影响.结果表明,接种AM真菌对植物生长和氮磷吸收的影响呈现出植物间和植物内的差异,促进与抑制效应表现不一.综合AM真菌对植物生物量和氮磷吸收的促进效应,最佳AM真菌-植物的组合为:千屈菜-RE,旱伞草-RE,黄花鸢尾接种-GM.三种植物接种最佳的AM真菌后植物生物量、TN量和TP量分别提高了17.7%~29.8%、15.7%~39.0%和22.3%~62.6%.本研究为今后强化湿生植物的氮磷吸收能力提供了一种新的可选择的途径.     

不同植物生长调节物质对驱蚊香草细胞脱分化的效应

以驱蚊香草的幼嫩叶片为外植体,在MS培养基上添加各种不同浓度植物生长调节物质进行单因子试验。研究结果表明,不同植物生长调节物质对驱蚊香草的诱导效应不同。2,4-D对驱蚊香草愈伤组织的诱导效果最好;6-BA对芽的诱导显著;NAA对根的分化作用明显。而单独使用NAA,可以从外植体、愈伤组织、根、芽、苗一步完成。     

小蓬草精油的化感效应

小蓬草精油化感作用研究结果表明不同浓度小蓬草精油对青菜、白菜、小麦、稗草和鹅观草的种子最终发芽率、种子发芽指数、幼苗根长、幼苗根系活力、幼苗叶绿素含量、幼苗叶绿素a含量和幼苗叶绿素b含量的化感效应敏感指数均为负值,小蓬草精油对五种植物具有抑制作用,且精油浓度越高抑制作用越强.小蓬草精油主要通过抑制青菜、白菜、小麦、稗草和鹅观草的种子发芽速率、幼苗根系活力和叶绿素含量来抑制受体植物生长.不同浓度小蓬草精油对五种植物种子最终发芽率、种子发芽指数和幼苗根长的影响中,鹅观草对小蓬草精油最为敏感,小蓬草精油对鹅观草种子萌发的半抑制浓度(IC50)为0.42 g L-1.     

二花蝴蝶草的组织培养及植株再生

二花蝴蝶草(Torenia biniflora)为玄参科蝴蝶草属一年生植物,分布于广东、广西等亚热带地区,是一种观赏性较高的野生花卉。在自然生长条件下,二花蝴蝶草繁殖速度慢、增殖率低,而且花色和花型种类偏少,无法满足市场多样化的要求。植物组织培养技术为观赏植物的品种改良和新品种选育提供了新途径,目前蓝猪耳、蔓性蝴蝶草和单色蝴蝶草等蝴蝶草属植物的组织培养已获得成功,但二花蝴蝶草的组织培养尚未见有相关报道。该研究以二花蝴蝶草全展叶片为外植体,研究了培养基中添加不同种类和浓度植物生长物质对不定芽诱导和生长的影响,以及离子强度和不同浓度IBA对生根的影响。根据不定芽的诱导率和平均芽数筛选出最佳不定芽诱导培养基,并从生根率、平均根数和平均根长等方面筛选出最佳生根培养基。结果表明:不定芽诱导与植物生长物质的浓度和种类有关,以MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1培养基的诱导效果最佳;二花蝴蝶草生根的最佳基本培养基为1/2MS,不同浓度的IBA对二花蝴蝶草的生根影响也不相同,其中以IBA(0.05 mg·L-1)诱导不定芽的生根效果最佳。该研究建立了二花蝴蝶草的高频离体再生体系,为二花蝴蝶草的快速繁殖和遗传转化研究奠定了基础。     

湖泊生态恢复的基本原理与实现

当前我国湖泊污染及富营养化问题非常严重。湖泊治理的一个有效途径就是恢复水生植物,通过草型湖泊生态系统的培植来达到控制富营养化和净化水质的目的。但是,迄今为止,只有在局部水域或滨岸地区获得成功,恢复的水生植物主要是挺水植物或漂浮植物。鲜有全湖性的水生植物恢复和生态修复成功的例子。原因是对湖泊生态系统退化及其修复的机理了解甚少。实际上,环境条件不同决定了生态系统类型的不同,只有通过环境条件的改变才能实现生态系统的转变。利用草型湖泊生态系统来净化水质,其实质是利用生态系统对环境条件的反馈机制。但是,这种反馈无法从根本上改变其环境条件,因此其作用是有限的,不宜过分夸大。以往许多湖泊生态修复的工作之所以鲜有成功的例子,原因就是过于注重水生植物种植本身,而忽视了水生植物生长所需的环境条件的分析和改善。实施以水生植物恢复为核心的生态修复需要一定的前提条件。就富营养化湖泊生态恢复而言,这些环境条件包括氮磷浓度不能太高,富含有机质的沉积物应该去除,风浪不能太大以免对水生植物造成机械损伤,水深不能太深以免影响水生植物光合作用,鱼类种群结构应以食肉性鱼为主等等。因此,在湖泊污染很重或者氮磷负荷很高的情况下,寻求以沉水植物为核心的湖泊生态恢复来改善水质是不切实际的。为此,提出湖泊治理应该遵循先控源截污、后生态恢复,即先改善基础环境,后实施生态恢复的战略路线。     

基质氮磷含量对菹草生长与繁殖的影响

通过设计6个营养水平的沉积物处理,研究了沉积物中氮磷含量对菹草萌发、生长和繁殖的影响.结果表明:沉积物氮磷含量对菹草石芽的萌发无影响,萌发率均达到100%;随着沉积物中氮磷含量的增加,植物组织氮含量增加,并趋于稳定,磷含量呈现缓慢上升趋势,而植株体内氮磷比值下降,同时,菹草叶片的初始荧光产量(Fo)降低,最大量子产率(Fv/Fm)不断增加,达到一定限度后略有下降,表明菹草光合能力随沉积物氮磷含量的增加而提高,而过高的氮磷水平会降低光合能力;快速光曲线显示,菹草能有效地利用弱光,强光下易出现光抑制现象,但高氮磷营养水平的沉积物可以提高菹草对强光的耐受能力.此外,高氮磷含量也能提高菹草总生物量,但降低了菹草的根茎比.菹草无性生殖能力随氮磷水平的提高不断增强,繁殖策略也得到优化,出现了有性生殖,但结实率平均仅为19.6%.     

滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析

选取滇西北高原典型退化湿地剑湖,对入湖河流永丰河入湖河口退化湿地进行的生态修复措施及其效益进行研究,评估其恢复效果,为高原退化湿地的修复和污染湖泊的治理提供依据。研究地修复2a后,入湖河口湿地景观格局得到较大改善,空间结构得到优化配置;水质状况明显改善,水体透明度提高101%,水体中总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的含量较恢复前明显下降,去除率分别达到62.5%、89.3%、62.5%、91.7%、68.0%,这一水质降解结果表明:基底修复促进了入湖河口水文状况的改善,而依据植物对不同浓度污水的适应状况进行多生活型、多种类的植物配置,并适当增加沉水植物比例,有效发挥了植物的净化作用,但不同湿地植物群落之间净化效果存在差异,显示了植物对氮磷的喜好程度和植物间的互作关系,而相同植物群落在不同浓度污水条件下的表现同样存在差异。因此,污染水体的治理必须选择性利用适合不同污水浓度的水生植物进行合理的群落配置,同时,根据水质变化及时对植物进行适应性调整,有利于植物的生长和湿地生态系统的稳定,以及湿地生态系统结构和功能的恢复。该退化湿地修复后,每年可产生以净化功能效益为主的生态系统服务功能价值185万元,以水源涵养和生物多样性保育、生态旅游等的生态系统服务功能价值32.7万元,以及以生态农业系统为主的市场价值270万元,呈现了较好的经济、社会效益和生态效益价值。     

松嫩草地80种草本植物叶片氮磷化学计量特征

以松嫩草地常见草本植物为研究对象, 分析了各生活型和功能群叶片氮磷化学计量特征。结果显示: 松嫩草地80种草本植物的叶片氮、磷质量浓度分别为(24.2 ± 0.96) mg·g ^-1和(2.0 ± 0.10) mg·g ^-1, 面积浓度分别为(13.0 ± 0.54) mg·cm ^-2和(1.0 ± 0.05) mg·cm ^-2, 氮磷比为13.0 ± 0.39, 氮磷比与叶片磷质量浓度、叶片氮、磷面积浓度有显著相关关系; 松嫩草地植物生长受到氮限制。一年生植物叶片氮、磷质量浓度和变异系数高于其他生活型, 各生活型之间氮面积浓度和氮磷比差异不显著。豆科植物叶片氮的质量浓度、面积浓度和氮磷比高于其他功能群。在不同生活型或功能群之间, 植物叶片磷的面积浓度差异不显著, 都在1.0 mg·cm ^-2左右; 适当地增加群落中豆科植物的比例, 可能有助于提高松嫩草地产量和质量。     

垃圾填埋场渗滤液灌溉对土壤理化特征和草本花卉生长的影响

以草本花卉植物一串红和石竹为材料,通过盆栽试验研究了不同浓度垃圾渗滤液灌溉对土壤理化性质及生物学性质、植物生长、氮磷和重金属吸收的影响。渗滤液灌溉提高了土壤有机质、氮含量和电导率,其中,黄壤盐分积累速度大于紫色土,而对土壤磷和重金属含量的影响不明显,土壤脲酶活性随渗滤液浓度的提高呈先升高后降低趋势,紫色土和黄壤在渗滤液灌溉浓度分别为60%和40%时脲酶活性最强;随渗滤液浓度提高紫色土过氧化氢酶活性略为上升,黄壤过氧化氢酶活性降低。渗滤液灌溉使两种花卉根系生长受到抑制,但对植物地上部的生长发育存在低浓度促进高浓度抑制的双重作用。渗滤液灌溉可提高两种植物地上部的氮含量,对一串红磷含量影响不明显,使石竹磷含量降低,对Cu、Zn含量的影响因土壤和植物的不同而异,但高浓度渗滤液灌溉使两种植物Pb、Cr和Cd含量均提高。结果表明,适当浓度渗滤液灌溉具有改善土壤肥力,促进植物地上部生长发育的作用,渗滤液灌溉不会引起土壤和植物体内重金属过量积累,土壤氮过量积累导致的氮磷营养失调和盐分过度积累是高浓度渗滤液抑制植物生长的重要原因。从土壤性质变化和植物生长反应看,渗滤液灌溉浓度以20%—40%为佳。     

上海金泽水库典型挺水植物碳、氮、磷化学计量特征的季节变化

为探究不同水生植物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比随季节的变化特征,本研究以上海金泽水库库区四种典型挺水植物旱伞草(Cyperus alternifolius),芦苇(Phragmites australis),千屈菜(Lythrum salicaria),水葱(Scirpus validus)为例,开展了季节性取样及室内分析,结果显示:(1)四种植物碳氮磷含量的变化规律不同。其中,对于植物碳含量,旱伞草和芦苇均无显著差异,千屈菜和水葱仅在冬季显著降低。对于植物氮含量,除旱伞草外,其他植物均在春季生长初期显著降低,在夏季生长旺盛时期显著升高,而旱伞草四季无显著差异。对于植物磷含量,水葱在四季均无显著差异,芦苇和千屈菜在冬季植物休眠期显著降低,旱伞草和芦苇磷含量在夏季显著降低。(2)四种植物C/N/P的季节性变化特征不同。其中,旱伞草C/N四季间无显著差异,其他3种植物C/N在春季生长初期显著升高;在C/P方面,水葱四季间无显著差异,芦苇和千屈菜在春季显著降低,旱伞草和芦苇C/P在夏季显著升高;常绿植物旱伞草N/P在四季无显著差异,其他3种植物N/P均在冬季生物量低时显著升高,春季N/P显著降低,而夏季生物量增长时N/P显著升高。(3)季节变化对四种植物C、P、N/P的影响远大于物种差异的影响,而植物N、C/N、C/P受物种差异的影响程度略大于季节变化。(4)四种植物C/N和C/P分别与N和P呈显著负相关,表明植物C/N和C/P分别受N和P主导;植物C与N、P二者在夏、秋季均无显著相关性,表明起支撑作用的C元素在夏、秋季独立于起生化作用的N、P元素;而营养元素N、P二者含量仅在植物生长的春、夏季显著相关。综上所述,不同植物碳氮磷含量及其化学计量比的季节变化特征不尽相同。今后的研究,可结合相关的生境因子,更好地探究其变化的内在机理。     

贵州草海氮磷分布特征及沉积物释放通量估算

通过对草海丰水期和枯水期水体、表层沉积物及周边河流水体系统的样品采集与测试分析,阐明丰水期和枯水期氮磷在草海水体的空间分布特征,分析表层沉积物中氮磷的释放通量的空间分布特征,识别沉积物的"源"和"汇"特征。结果表明,两个水文期大部分入湖河流的总氮和总磷浓度高于出湖河流,湖水氮磷浓度受外源输入影响较明显;丰、枯两期挺水植物区水中氮磷浓度高于沉水植物区,且沿主要水流方向逐渐降低;丰水期水-沉积物界面水中氮磷浓度高于表层水体,枯水期该特征不明显。枯水期沉积物中总氮的释放通量范围为5.244~362.506 mg·m~(-2)·d~(-1),呈现出"源"的特征;沉积物中总磷释放通量范围为-3.081~3.009 mg·m~(-2)·d~(-1),在挺水植物区表现为"汇",在沉水植物区表现为"源",内源释放也不可忽视。     

北京地区人工湿地植物活力及污染物去除能力

研究了北京地区常见9种水生植物在水平流潜流型人工湿地中的污染物去除能力和生活力.结果表明,前边湿地单元对COD、TP、TN等污染物的去除贡献大于后边湿地单元.供试植物均可在人工湿地中正常生长,稳定生长112 d后,不同植物的氮磷含量和生物量差异显著（P<0.05）,多数植物氮磷含量地下部高于地上部,地下地上部生物量比（U/A）接近或大于1.植物体内的氮磷累积量为1.36～7.89 g·m^-2和0.19～1.07 g·m^-2.植物生物量对氮磷累积量的影响力大于氮磷含量对氮磷累积量的影响力.水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物,菖蒲、香蒲和荻等次之.泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活.     

岩生植物金发草对作物的化感效应

采用生物测定法研究金发草根、茎、叶水浸提液对水稻、小麦、油菜和莴苣等4种受体植物的化感作用。结果表明,金发草根、茎、叶水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长均具化感作用,且随着水浸提液浓度的增高而增强。除水稻外,小麦、油菜、莴苣的发芽速率均受金发草水浸提液的显著抑制,但对最终发芽率影响不显著,说明金发草对植物种子萌发的化感作用主要是延迟种子发芽时间;金发草对作物幼苗生长的化感作用总体上表现为促进地上部分生长而抑制地下部分的生长。受体植物不同发育期对金发草化感作用的敏感程度不同,幼苗期高于萌发期;金发草叶的化感作用最强,其综合效应分别为根与茎的2.14倍和2.56倍。     

植物吸收在人工湿地去除氮、磷中的贡献

探讨了植物在人工湿地系统处理污水中的作用,并分析了影响植物生长的主要环境因素,结合实例分析了湿地植物吸收氮磷在不同生长期的变化和其在去除氮磷营养物中的贡献,认为通过秋冬季的植物收割去除的氮磷量比较低,植物可以作为冬季保温材料而不收割,提出通过组合技术来改善破人工湿地氮磷去除能力的思路.     

黄菖蒲叶片对水分的生物学响应及其净化水质作用

为解决漓江流域水质下降和生态系统退化的关键问题,开展黄菖蒲抗逆性以及水质净化作用研究,为漓江水陆交错带生态修复的植物选择提供科学依据。采用盆栽试验,研究了黄菖蒲在不同基质内不同淹水胁迫下的叶片生长情况,共设5个处理,并在全土基质中开展净化水质实验。结果表明:随着水淹深度的增加,黄菖蒲叶片数明显下降;半淹处理对黄菖蒲生长最有利;水淹时间对黄菖蒲叶片数、叶长、叶宽与叶面积有极显著影响;黄菖蒲叶片长度、宽度和叶片数随淹水处理没有明显差异,基质对黄菖蒲的生长无显著差异;水分比基质对黄菖蒲生长影响大;种植黄菖蒲处理后pH减小为中性,在一定程度上可以净化水质,但对氮磷的净化效果不明显。     

大草蛉对不同时期芳香植物甜罗勒及其主要挥发物质的嗅觉行为反应

为明确芳香植物甜罗勒Ocimum basilicum不同时期对捕食性天敌大草蛉Chrysopa pallens的影响作用，本研究利用Y型嗅觉仪测定了甜罗勒不同发育阶段（营养期和开花期）对大草蛉的嗅觉行为反应，并通过GC-MS检测了甜罗勒不同发育阶段花和叶释放的挥发性化合物，进而测定了芳樟醇、罗勒烯、丁香酚、萜品油烯、樟脑、β-榄香烯6种主要挥发物质在0.1 μg/L和0.01 μg/L浓度下对大草蛉的嗅觉行为反应。结果表明，开花期的甜罗勒植株可以显著吸引大草蛉雌虫。甜罗勒主要挥发物为单萜和倍半萜。0.1 μg/L浓度芳樟醇和0.01 μg/L浓度β-榄香烯可显著吸引大草蛉。0.1 μg/L、0.01 μg/L浓度的萜品油烯和0.01 μg/L浓度的樟脑、丁香酚、芳樟醇、罗勒烯对大草蛉具有不显著的趋向选择。因此，大草蛉对甜罗勒偏好性可能与不同时期的挥发物质不同有关，这为进一步开发甜罗勒作为大草蛉诱集定殖功能植物提供支撑数据。     

新疆开都河大型水生植物的氮磷化学计量特征及其影响因素

氮 (N)、磷(P)是最常见的限制植物生长的矿质元素。水生植物所需营养主要来源于水体和沉积物,植物体内的元素组成能够反映淡水生态系统的营养供应状况。开都河是新疆一条流经高山草甸和荒漠绿洲的重要内陆河。本研究采集了开都河大型水生植物和水、沉积物样品,分析了不同生活型和发育史的植物物种叶的氮磷化学计量特征,探讨了上下游、不同土地利用类型下植物、水体和沉积物化学计量特征的差异和关联。结果表明: 植物叶的N、P平均含量分别为24.9 mg·g^-1和2.49 mg·g^-1,氮磷质量比值(N/P)平均为12.6。不同生活型植物叶的N、P含量及N/P存在显著差异:沉水植物N、P含量均显著高于浮叶和挺水植物;浮叶植物N/P为19.2,显著高于其他两类植物,表明其生长可能受P的限制。上游水生植物叶的N、P含量均高于下游。同时,河流上游的沉积物和水体中的N含量均高于下游。与农耕区河段相比,草地区河段水生植物的叶N和P含量较高,可能与草地土壤有机质丰富和放牧产生的排泄物有关,说明放牧对开都河水生态系统化学计量特征的影响大于农耕。过度放牧可能使开都河上游水质变差,改变水生态系统的氮磷养分平衡,并最终影响特定区域的生物地球化学循环过程。     

入侵植物香丝草水浸提液对蚕豆和玉米根尖染色体行为的影响

以采自农田中自然生长的植物群落中的香丝草为供体,以典型的双子叶植物蚕豆和典型的单子叶植物玉米的幼苗为受体,运用根尖微核试验和染色体畸变试验,研究了香丝草的根、茎、叶和幼果4种器官水浸提液对受体的遗传毒性。结果表明:(1)在香丝草不同器官水浸提液作用下,蚕豆和玉米根尖细胞的有丝分裂各时期均受到明显影响,细胞中出现了微核、染色体桥、染色体断片、染色体环、染色体粘连及染色体滞后等多种染色体畸变。(2)香丝草各器官水浸提液对蚕豆幼苗根尖细胞分裂的抑制作用明显大于玉米。(3)香丝草各器官水浸提液对蚕豆和玉米幼苗根尖的染色体畸变诱导存在显著的浓度效应,即水浸提液浓度越高,受体的微核率和畸变率越高,相应的有丝分裂指数越低,水浸提液的诱导作用与浓度呈正相关关系,但不是简单的加和作用。(4)香丝草各器官水浸提液均具有较强的遗传毒性,但整体化感效应表现为叶＞幼果＞茎＞根,即叶片产生的化感作用最强。因此,香丝草分泌的化感物质可能通过对受体植物生长点的细胞有丝分裂和细胞形态产生影响,造成受体植物染色体的多种畸变和不可逆的遗传损伤,从而成功入侵新的栖息地。     

8种盐生植物种子萌发特征与NaCl盐度的关系

耐盐植物的选育是盐渍土地生物改良的关键。通过对13个NaCl盐度梯度下，真盐生植物囊果碱蓬、盐地碱蓬、高碱蓬、盐角草、盐爪爪，泌盐植物大叶补血草、耳叶补血草、黄花补血草8种盐生植物的萌发试验，测定其种子发芽率、发芽势、发芽指数和相对盐害率等指标，研究不同NaCl盐度胁迫对其萌发特性的影响。结果表明：低盐度（50 mmol/L）能促进8种盐生植物的萌发；随着盐度的上升，盐角草、盐地碱蓬、囊果碱蓬、高碱蓬表现出较强的萌发耐盐性，发芽势和发芽指数优于其他植物；盐角草的萌发耐盐性最佳，在1000 mmol/L盐度下萌发率仍能达到54.0%。进一步通过S型生长曲线和线性模型分析得出，8种植物为对抗逆境大致分为"快速型"和"缓慢型"两种萌发策略；随盐度的升高，初始萌发时间和萌发高峰时间均不同程度的向后推迟。盐度≤200 mmol/L时，囊果碱蓬的萌发占据优势，其萌发速率大于其他植物，且差异显著；中盐度400 mmol/L左右时，盐地碱蓬和盐角草萌发最快，二者无显著差异；盐度≥600 mmol/L时，盐角草萌发速率较快，相比其他植物差异显著。泌盐植物的萌发耐盐适宜浓度和耐盐极限浓度均低于真盐生植物。8种植物均有作为氯化物为主盐渍土地区生物改良材料的潜力。