引入土壤种子库对铅锌尾矿废弃地植被恢复的作用

检测了丢荒旱作地土壤种子库,其种子含量为（６８５０±３７７）·ｍ－２,共有４１种植物。其中９２．７％的种和 ７５． ８％的种子是分布在 ０～２ ｃｍ的表层中。从丢荒旱作地采挖 １０ ｃｍ深的表层土壤,以 １ｃｍ, ２ ｃｍ, ４ ｃｍ和 ８ ｃｍ 等４种不同厚度分别铺放在铅锌矿尾矿废弃地试验小区上。尽管由于铺土厚度不同,各小区所含有的土壤种子库 中的种子数量也不同,但４种铺土处理试验,其幼苗平均数量分别为每平方米８８３± ４３４,９９５± １５８,１２４２± ３２７ 和８０３±３１株,经检验差异不显著,而不铺放表土的对照区则没有幼苗生长。可见,如果仅仅是作为提供种子资源 而引入土壤种子库,则铺放 １ｃｍ的表土就已足够。然而,经过１年以后,在铺放表土厚度为１ｃｍ, ２ ｃｍ和 ４ ｃｍ处 理上的幼苗全部死亡,只有铺放 ８ ｃｍ厚度表土的小区上实现了植被恢复,共有 １５种植物成功定居,其中有 １１种开 花结果,盖度达１００％。这说明了较薄的表土不足以有效阻隔尾矿与大气的接触,减缓酸化,以及缓冲尾矿酸化的影 响,此外较薄的表土也无法提供植物根系足够的生长空间。因此,如能预先铺放一层阻隔层,如底土、馀坭、垃圾之 类,再引入土壤种子库将有助于土壤种子     

兰坪铅锌矿区植被恢复初期土壤种子库与地上植被关系的研究

尾矿废弃地是一种极端的生态系统,其植被恢复的研究将丰富传统的生态学理论。该研究通过野外植被调查与室内萌发实验相结合的方法,探讨了兰坪铅锌矿区植被恢复初期不同群落类型地上植被、土壤种子库及其相互关系。结果显示:（1）与对照群落（云南松林、高山栎灌丛）相比,尾矿区恢复期各群落（早熟禾人工草地、魁蒿群落、马桑灌丛）地上植被及土壤种子库的物种数、物种多样性均较低。（2）植被恢复时间较短的2个群落（魁蒿群落、人工草地）土壤种子库较地上植被物种多样性高。（3）尾矿区恢复期各群落地上植被及土壤种子库的优势种均主要由风播、种子繁殖的植物组成,菊科、禾本科占较大比例,这些植物在尾矿区植被恢复初期起重要作用。（4）尾矿区恢复期各群落土壤种子库与地上植被的物种相似性较高,各群落之间地上植被及土壤种子库的相似性则较低。研究表明,尾矿区恢复初期土壤种子库与地上植被紧密联系,群落改造方式、恢复时间对土壤种子库具有重要影响。     

五节芒定居对尾矿砂重金属形态与微生物的影响

在浙江三门尾矿砂堆积地上按定居程度选择4个五节芒（Miscanthus floridulus）定居样地,同时以尾矿砂裸地为对照样地,分别研究了五节芒定居对尾矿砂重金属（铅、锌、铜和镉）形态转化、尾矿砂微生物参数以及二者之间关系的影响。结果表明：五节芒自然定居显著地提高了尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量（P<0.05）,降低了尾矿砂阳离子交换态、铁-锰氧化物结合态和残渣态重金属含量（P<0.05）;除了微生物呼吸熵显著下降（P<0.05）、生物量碳熵不规则变化以外,其他尾矿砂微生物参数均随着五节芒自然定居而显著提高（P<0.05）;典范相关分析表明,尾矿砂微生物参数的总体变化与尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量呈显著正相关（R²=0.9874,0.9939）,而与尾矿砂阳离子交换态、铁-锰氧化物结合态和残渣态重金属含量呈显著负相关（R²=0.9972,0.9964,0.9949）。     

红树植物秋茄幼苗对镉耐性的研究

土培和砂培相结合,以不同镉浓度处理秋茄幼苗的试验结果表明：１００ｍｇ／Ｌ镉浓度对种苗萌发产生显著抑制效应;第２对叶萌发百分率在１３．３％以下,在幼苗生长阶段,砂培２５ｍｇ／Ｌ组,幼菌苗（植物体平均镉含量１４６．４３μｇ／ｇ）受严重伤害致死;土培２５ｍｇ／ｋｇ,幼苗（镉含量２７．２４μｇ／ｇ）生和工正常;达５０ｍｇ／ｋｇ 时,幼苗（镉含量３０．４７μｇ／ｇ）生长明显受抑制, 生物量和高度生长量分别比     

五节芒定居对尾矿砂微生物群落结构的影响

根据五节芒(Miscanthus floridulus)定居盖度(0、17%、41%、71%和89%),选择了5个尾矿砂研究样地,并分析了尾矿砂微生物群落结构动态及其与土壤理化特性、重金属含量和植物生物量的关系.结果表明:随着五节芒在尾矿砂上的定居,除pH以外,尾矿砂的有机碳、总氮、总磷、NH4+、-N、NO3--N、速效磷的含量、团聚体稳定性和最大持水量均显著性提高,而土壤重金属总量与DTPA可提取量均显著性下降.主分量分析表明,随着五节芒定居,尾矿砂微生物群落总体结构发生了显著变化,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、放线菌、菌根菌(16:1ω5c和20:3ω3)、藻类脂肪酸含量以及微生物群落多样性(香农-维纳指数)均显著提高,并且与一些土壤理化特性,如NO3--N、速效磷、团聚体稳定性、土壤全氮和五节芒地上、地下生物量存在着显著或极显著正相关关系.仅有革兰氏阴性细菌和菌根菌脂肪酸含量分别与DTPA-铜呈显著负相关.     

叶面喷施褪黑素对小白菜幼苗镉耐性的影响

以小白菜‘矮脚黄’为试验材料,探究叶面喷施褪黑素(100μmol·L~(-1))对小白菜幼苗Cd胁迫(20μmol·L~(-1))耐性的影响。试验测定小白菜幼苗生物量和生理指标变化,以及Cd吸收和转运相关基因转录水平。结果表明,叶面喷施褪黑素能有效缓解Cd胁迫对小白菜幼苗生长造成的抑制,并伴随着叶绿素含量以及光合参数的提高,显著降低活性氧(O_2ˉ·、H_2O_2)和MDA的含量,提高抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)的活性和抗氧化物质(AsA、GSH)的含量,并且显著降低小白菜幼苗中Cd的含量。进一步研究发现,叶面喷施褪黑素能够显著降低IRT1、IRT2、Nramp1、Nramp3、HMA2、HMA4的转录水平。综上所述,叶面喷施褪黑素能够清除Cd胁迫下小白菜幼苗中过量积累的活性氧,缓解氧化胁迫,并通过影响小白菜Cd吸收和转运相关基因的转录来降低小白菜幼苗对Cd的积累,提高Cd耐性。     

六种植物对Pb的吸收与耐性研究

 为了选择和筛选重金属Pb的耐性与富集植物,在温室砂培盆栽条件下对铅锌尾矿区附近生长的6种植物(山野豌豆（Vicia amoena Fisch）、草木樨(Melilotus suavena Ledeb)、披碱草(Elymus dahuricus Turca)、酸模（Rumex acetosa）、紫苜蓿(Medicago sativa)和羽叶鬼针草(Bidens maximowicziana Oett))体内Pb的含量与分布、重金属Pb的迁移总量、根系的耐性指数做了研究;拟定了６种植物对Pb的耐性临     

六种植物对Pb的吸收与耐性研究

为了选择和筛选重金属Pb的耐性与富集植物,在温室砂培盆栽条件下对铅锌尾矿区附近生长的6种植物(山野豌豆（Vicia amoena Fisch）、草木樨(Melilotus suavena Ledeb)、披碱草(Elymus dahuricus Turca)、酸模（Rumex acetosa）、紫苜蓿(Medicago sativa)和羽叶鬼针草(Bidens maximowicziana Oett))体内Pb的含量与分布、重金属Pb的迁移总量、根系的耐性指数做了研究;拟定了６种植物对Pb的耐性临     

退化红壤不同植被恢复类型的土壤弹尾虫群落结构

以退化红壤的侵蚀裸地、旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林、针阔混交林5种植被恢复类型及常绿阔叶林（对照）为研究对象,对各类型植被的土壤弹尾虫群落进行了调查,共捕获弹尾虫2亚目7科23属,其中符跳属、类符跳属、小圆跳属等为优势类群.应用个体密度、类群数及多样性指数等指标,研究了植被类型对弹尾虫群落特征的影响.结果表明：各项指标以常绿阔叶林为最高,裸地最低,基本没有弹尾虫存在;旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林和针阔混交林4种植被恢复类型的土壤弹尾虫群落得到了一定恢复,但各类型之间土壤弹尾虫群落没有明显差异,均处于恢复的早期阶段;Bray-Curtis指数显示,侵蚀裸地与顶级常绿阔叶林的差异最大（0.99）,其它植被恢复类型与顶级常绿阔叶林的差异也较明显,但各植被恢复类型间弹尾虫群落的差异较小.     

退化红壤不同植被恢复类型的土壤弹尾虫群落结构

以退化红壤的侵蚀裸地、旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林、针阔混交林5种植被恢复类型及常绿阔叶林（对照）为研究对象,对各类型植被的土壤弹尾虫群落进行了调查,共捕获弹尾虫2亚目7科23属,其中符跳属、类符跳属、小圆跳属等为优势类群.应用个体密度、类群数及多样性指数等指标,研究了植被类型对弹尾虫群落特征的影响.结果表明：各项指标以常绿阔叶林为最高,裸地最低,基本没有弹尾虫存在;旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林和针阔混交林4种植被恢复类型的土壤弹尾虫群落得到了一定恢复,但各类型之间土壤弹尾虫群落没有明显差异,均处于恢复的早期阶段; Bray-Curtis指数显示,侵蚀裸地与顶级常绿阔叶林的差异最大（0.99）,其它植被恢复类型与顶级常绿阔叶林的差异也较明显,但各植被恢复类型间弹尾虫群落的差异较小.     

稀土尾矿土壤细菌群落结构对植被修复的响应

选用赣州-安远稀土弃废尾矿及其不同植被修复的堆浸田为研究对象,调查废弃尾矿及6种不同植被修复方案下土壤理化性质的变化,并利用变性凝胶梯度电泳(DGGE)技术,分析土壤微生物群落结构对植被修复的响应。结果表明:与未修复尾矿土壤相比,经不同植被修复后的土壤理化性质均得到明显改良,其中土壤含水量、有机质含量均比未修复尾矿土壤增加2—3倍。微生物群落结构分析表明,植被修复后土壤微生物群落与废弃尾矿土壤微生物群落亲缘度仅为0.21,表明植被修复后,土壤微生物群落结构发生了明显变化,且微生物多样性、均匀度、丰富度与未修复尾矿土壤相比均有了明显的提高。而在不同植被修复方案中,以湿地松和山胡椒为优势群落的两种植被修复方案对土壤改良效果最为明显,这两种修复方案不仅能显著改善土壤的固水性、有机质含量,并且对微生物群落的改善作用也最为显著。典范对应分析表明,废弃尾矿土壤微生物群落结构受土壤p H影响最为显著,而植被修复后土壤微生物群落的环境影响因子则转变为含水量、有机质、有机碳及总磷含量。进一步揭示了微生物在植被修复过程中所起到的重要作用,并为矿山生态重建过程中的土壤改良工作提供了丰富的理论依据。     

3种木本植物在铅锌和铜矿砂中的生长及对重金属的吸收

通过盆栽试验评价3种木本植物紫穗槐、桤木和黄连木修复铅锌矿和铜矿尾矿的潜力。结果表明,150d后3种植物在矿砂中都能生长,其中黄连木在铅锌矿砂中生长受到明显抑制,桤木的叶绿素含量显著降低。3种植物的根系发育在2种矿砂中没有受到显著抑制。重金属在3种植物组织中的含量为17.66 -55.36 mg/kg (铜)、2.67-196.00 mg/kg(铅)、58.93-333.67 (锌,铅锌矿砂)和49.20-199.33(锌,铜矿砂)。3种植物的生物富集系数(BCF)和转移系数(TF)值都小于1。60d后,桤木和黄连木叶片的叶绿素荧光参数与对照相比没有显著变化,PSⅡ的最大量子产量有下降的趋势。重金属胁迫后显著增加Mg、Fe、Cu在功能叶的含量,显著地降低Mn的含量。因此可利用固氮植物紫穗槐在尾矿区造林和修复。     

Acacia species and rhizobial interactions: Implications for restoration of native vegetation

Summary For successful restoration of native vegetation on nitrogen-depauperate soils, an understanding of nitrogen-fixing relationships between plant host species and their bacterial symbionts is critical. Each of three geographically restricted Acacia species ( A. fulva , A. nano-dealbata , and A. trachyphloia ) and three widely distributed species ( A. dealbata , A. implexa , and A. melanoxylon ) were inoculated with 20 different rhizobial ( Bradyrhizobium spp.) strains. The strains comprised two obtained from each of 10 different host species, including the six Acacia species listed above plus a further four species, A. cangaiensis , A. cincinnata , A. deanei , A. mearnsii . Neither restricted nor widely distributed species grew more effectively with their own strains than with strains isolated from other species. Thus, host species with restricted geographical ranges did not demonstrate greater specialization in their symbiotic associations with rhizobia than widespread species. Highly significant variation was observed between the strains obtained from each host species with respect to their ability to promote effective plant growth across all host species. In many cases, strains that were highly effective at promoting growth for one host species, were comparatively ineffective in combination with other host species. Strains thus exhibited host specificity in their ability to fix nitrogen. These findings indicate that choosing appropriate rhizobial strains for inoculation prior to revegetation is critical and should be made carefully for both restricted and widespread species.
Key words distribution, nitrogen fixation, revegetation, symbiotic interactions.     

干热河谷主要植被恢复树种蒸腾作用

以金沙江干热河谷区10多种自然生长树种为试材,探讨了不同季节典型晴天里各树种叶片水平的蒸腾速率日动态规律,以揭示极端干热生境条件下供试树种蒸腾作用的动态特征.实验结果表明:在干旱生境(3月份)转向干热生境(5月份)时,大多数供试树种蒸腾速率的日变化峰值有所提前,蒸腾作用受到明显限制,而当干热胁迫解除、湿润生境(10月份)来临时,蒸腾作用受限程度减轻或消失,多数供试树种呈现出比较典型的峰状曲线;在干旱、干热以及湿润季节里,供试树种均可分为高、亚高、亚低和低蒸腾速率树种等4个类别,且随着季节的变化,树种所属类别或蒸腾速率大小排序存在明显变动,体现了树种特性在水分生理反应上的多样性表达;随着干热胁迫的加深,供试树种蒸腾速率的变化可分为增强型、减弱型及稳定型3种;树种蒸腾速率的变化方向与气孔导度的变化方向存在不一致的现象,树种蒸腾速率的季节性增减可能表现为气孔因素为主与非气孔因素为主两种控制形式.     

尾矿区不同植被恢复模式下高效固氮菌的筛选及Biolog鉴定

为了从铁尾矿中获得高效土著固氮菌,采用选择性无氮培养基从不同恢复模式下铁尾矿土样中筛选高效固氮菌,并且通过乙炔还原法对分离出的48株固氮菌进行固氮酶活性测定。结果表明:筛选出两株具有较高固氮活性菌株Db1与Ec1,Biolog鉴定为固氮菌属(Azotobacter),固氮比活力分别为203.20 nmol·mg-1·h-1和307.23 nmol·mg-1·h-1。不同植被恢复模式、物种多样性、尾矿坡向、工程措施、恢复年限均对尾矿固氮菌株数量有影响。样地处于尾矿阳坡,或属于人造混交林,或植被恢复年限长,又或者实施六孔砖、坡岩造地等工程措施的尾矿植被恢复模式下筛得的固氮菌菌株数较多或固氮活力较高。     

蜈蚣草耐铅、铜、锌毒性和修复能力的研究

重金属复合污染是主要土壤污染类型之一。为了探明蜈蚣草修复土壤重金属复合污染的能力,土培试验研究了分别添加不同浓度铅、铜、锌条件下蜈蚣草生物量变化,结果表明,不同浓度铅和较低浓度锌处理下蜈蚣草生物量呈显著性地增加,土壤Pb、Zn添加浓度分别为1750mg／kg和1350mg／kg,蜈蚣草生物量最大。说明蜈蚣草有极强的耐Pb、Zn毒性能力,能在较高有效态Pb或Zn污染土壤上正常生长。蜈蚣草具有一定的耐Cu毒性能力,在Cu耐性方面,蜈蚣草可能存在生态型的差异。以上结果说明,利用蜈蚣草修复萃取Pb—As,Zn—As,Cu-As等复合污染土壤上As有重要的意义。     

Two‐tiered methodology for the assessment and projection of mine vegetation rehabilitation against mine closure restoration goal

Reinstatement of a ‘self‐sustaining native ecosystem’ is an increasingly common revegetation goal for open‐cut mines in Australia. This is usually applied as a regulatory requirement for mine closure, with some mines aiming for a high standard of ‘ecological restoration’. There is a growing appreciation that ecological restoration outcomes of mine rehabilitation are unachievable within the life of a mine and that assessment methodologies are subjective and inadequate to provide the high degree of confidence needed for mine closure. Here we elaborate on the integration of the BioCondition assessment and the Ecosystem Dynamics Simulator (EDS) trajectory methodologies. We also demonstrate an alternative early relinquishment assessment criteria similar to that used for early recruitment of regrowth native vegetation that exhibit structural characteristics of undisturbed native vegetation into remnant status in Queensland. We used ten age cohorts of rehabilitation ranging from three to 22 years at Meandu coal mine, south‐east Queensland. All the sites gained average BioCondition scores ranging from 19 to 44 out of possible score of 65. Growth trajectories indicated decline in species and basal area on all sites in the next three decades as the dense stock of short‐lived acacia species senesce and die. None of the sites are projected to meet self‐sustaining status by 2072, but there is evidence in some of a progression. All the sites except two (K2.3 and SW2) are projected to achieve remnant vegetation status by 2062. Applying the remnant vegetation criteria results in shorter timeframes and robustly evaluates whether sites are progressing towards the self‐sustaining ecosystem mine closure goal.     

Acorn production prediction models for five common oak species of the eastern United States

Acorn production varies considerably among oak (Quercus) species, individual trees, years, and locations, which directly affects oak regeneration and populations of wildlife species that depend on acorns for food. Hard mast indices provide a relative ranking and basis for comparison of within- and between-year acorn crop size at a broad scale, but do not provide an estimate of actual acorn yield—the number of acorns that can potentially be produced on a given land area unit based on the species, number, and diameter at breast height (dbh) of oak trees present. We used 10 years of acorn production data from 475 oak trees to develop predictive models of potential average annual hard mast production by five common eastern oak species, based on tree diameter and estimated crown area. We found a weak (R² = 0.08–0.28) relationship between tree dbh and acorn production per unit crown area for most species. The relationship between tree dbh and acorn production per tree was stronger (R² = 0.33–0.57). However, this is because larger-dbh trees generally have larger crowns, not because they have a greater capacity to produce more acorns per unit crown area. Acorn production is highly variable among individual trees. We estimated that dbh of at least 60 dominant or codominant oak trees per species should be randomly sampled to obtain an adequate representation of the range of dbhs (≥12.7 cm dbh) in a given forest area, and achieve precise estimates when using these equations to predict potential acorn production. Our predictive models provide a tool for estimating potential acorn production that land managers and forest planners can apply to oak inventory data to tailor estimates of potential average annual acorn production to different forest management scenarios and multiple spatial scales. © 2011 The Wildlife Society.     

宽叶香蒲净化塘系统净化铅／锌矿废水效应的研究

研究了以宽叶香蒲(Typha latifolia)为优势群落的净化塘系统来处理广东韶关凡口铅/锌矿选矿废水。经5年多的监测结果表明,该系统能有效地净化铅/锌石广废水。在进入净化塘系统前,未处理的废水合有高浓度的悬浮物(4 635mg/L)和重金属[Fb(1.61mg/L)、Zn(1.96mg/L)和Cd(0.022mg/L)]等,经过净化后,水质明显改善,pH从8.03下降到7.74,总悬浮物去除率达99％,Pb去除率为90％,Zn和Cd去除率为84％,其它重金属如Cu、Fe和Al等也都有不同程度的降低。     

凡口铅锌尾矿影响植物定居的主要因素分析

通过温室栽培和野外调查 ,分析了凡口铅锌尾矿影响植物定居的主要因素 .结果表明 ,铅锌尾矿的Pb、Zn、Cu和Cd的总量分别达 3430 0、3650 0、2 1 5和 82 .6mg·kg- 1 ;有效态的Pb、Zn、Cu和Cd分别为 1 .5、1 963、0 .71和 8.0 3mg·kg- 1 .在栽培试验中 ,重金属毒性严重抑制格拉姆柱花草 (Stylosanthesguianensis)根系的活力 ,使得植物无法利用无机养分 ,并可导致明显的白化症状 ,从而严重影响格拉姆柱花草的生长 ,无论在野外或在室内实验条件下 ,有效态Zn和Cd都与植物的生长呈显著负相关 ,重金属毒性 ,尤其是有效态Zn和Cd的毒性是凡口铅锌尾矿影响植物定居的限制因子 .极端贫瘠是影响植物定居的另一重要因素