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栾树对锰矿区污染土壤抗逆特征研究

作　者: 马玉娥
导　师: 项文化
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 生态学
关键词: 锰矿区废弃地栾树重金属污染富集作用细根
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

。矿区废弃地改变地表景观，造成重金属污染、地下水和下游水质下降、生物多样性锐减等一系列生态环境问题,已成为制约区域经济发展的重要因素。矿区生态恢复已成为中国当前所面临的紧迫任务之一。大量研究表明,某些植物能在重金属含量高的矿区废弃地旺盛生长。本文通过对栽植于尾矿渣、尾矿泥、半土半渣、半土半泥、泥渣混合、对照土壤6种试验处理下一年生栾树实生苗的一年观测研究,试图解释直接接触污染土壤的栾树根系在形态和行为上有哪些适应策略?矿区废弃地中的重金属在植物体内表现出怎样的富集、迁移规律?为揭示栾树对重金属污染土壤抗逆反应、适应锰矿废弃地的机理和减缓土壤重金属污染的作用提供科学依据。通过试验得出以下结论：栾树的发芽顺序为尾矿渣>半土半渣>对照土壤>半土半泥>尾矿泥。栾树叶片叶绿素含量的大小顺序与土壤重金属含量有关,土壤中重金属元素含量越高,叶绿素含量越低。尾矿渣中栾树侧根分枝多、根毛多、侧根半径小；对照土壤中,栾树侧根分枝少、根毛少、根半径大；尾矿泥中栾树根系极少,侧根几乎无分枝,细根数量、根毛数量也极少,甚至趋向于零。尾矿渣、半土半渣试验处理中,栾树生物量、地上生物量、地下生物量、侧根生物量、第一侧根数量、细根数量、根系总长度、第一侧根长度高于同期对照土壤，、且生长旺盛。而半土半泥试验处理中,栾树生物量、地上生物量、地下生物量、侧根生物量、第一侧根数量、细根数量、根系总长度、第一侧根长度均低于同期对照土壤,更低于尾矿渣、半土半渣试验处理,生长弱。且随时间的推移,半土半泥试验处理的栾树生物量、地上生物量、第一侧根数量、细根数量、根系总长度、第一侧根长度、侧根生物量基本维持在原有(试验初)水平上或略有增加。说明栾树能适应尾矿渣环境,不能适应尾矿泥环境,在尾矿泥中不能生长成活。所有试验处理中(除对照土壤侧根重金属Mn含量<叶外),栾树侧根的重金属Mn、Zn、Fe含量明显高于相应的根头、叶、干,干中重金属Mn、Zn、Fe的含量最小。根据超富集植物的定义,一是植物地上部(茎和叶)的重金属含量达到其临界标准(10000mg/kg),二是植物地上部重金属含量大于土壤中重金属含量,即生物富集系数>1,同时还需要满足转运系数(地上部重金属含量与根部重金属含量之比值)>1。三是植物在满足上述两个条件的前提下,没有出现明显受害症状。栾树地上部(茎和叶)的重金属。Mn、Zn、Fe氏含量未达到其临界标准；地上部(干和叶)的重金属Mn、Zn、Fe的转移系数和富集系数均小于1或不能同时大于1。说明栾树是重金属Mn、Zn、Fe的耐性植物,而不是重金属Mn、Zn、Fe的超富集植物。在矿区污染土壤条件下,栾树侧根分枝、细根数量、根毛数量增多,细根周转加速(以增加根系吸收面积)。且将大部分重金属Mn富集于侧根中,只有少量的重金属Mn向干、叶转移,以确保叶片正常的生理活动。这是栾树对重金属污染土壤的一种适应对策。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1. 绪论  11-20
  1.1 矿区废弃地的修复技术  11-14
    1.1.1 微生物修复  12
    1.1.2 动物修复  12
    1.1.3 菌根生物修复  12-13
    1.1.4 菌根根际生物修复  13
    1.1.5 植物修复  13-14
  1.2 矿区废弃地的植被恢复技术  14-16
    1.2.1 矿区废弃地植被恢复胁迫因子诊断  14-15
    1.2.2 矿区废弃地植被恢复的土壤改良措施  15
    1.2.3 矿区废弃地的植被恢复的植物筛选  15-16
  1.3 植物根系特征及其在矿区植被恢复中的作用  16-18
  1.4 植物对矿区废弃地重金属元素的积累和转移  18-20
2. 研究目的和意义  20-21
3. 试验地概况与研究方法  21-24
  3.1 盆栽土壤采集和栾树苗选取  21
  3.2 试验处理设计  21
  3.3 栾树苗的栽植  21-22
  3.4 栾树苗生长和根系的测定  22-23
  3.5 样品处理分析方法  23
  3.6 数据处理方法  23-24
4. 锰矿废弃地土壤性质分析及栾树生长状况研究  24-28
  4.1 锰矿废弃地土壤性质分析  24
  4.2 栾树生长外部表征及成活率  24-25
  4.3 栾树叶绿素含量分析  25
  4.4 栾树生物量动态  25-26
  4.5 小结  26-28
5. 栾树根系特征与适应性研究  28-35
  5.1 侧根和细根数量  28-29
  5.2 根系长度  29-31
  5.3 根系生物量  31-32
  5.4 小结  32-35
6. 重金属元素在栾树中富集和转移  35-47
  6.1 重金属Mn的富集和转移  35-40
    6.1.1 栾树各部位重金属Mn的含量变化  35-38
    6.1.2 栾树各部位重金属Mn的富集和转移  38-40
  6.2 重金属Zn的富集和转移  40-42
    6.2.1 栾树各部位重金属Zn的含量变化  40-41
    6.2.2 栾树各部位重金属Zn的富集和转移  41-42
  6.3 重金属Fe的富集和转移  42-45
    6.3.1 栾树各部位重金属Fe的含量变化  42-44
    6.3.2 栾树各部位重金属Fe的富集和转移  44-45
  6.4 小结  45-47
7. 结论与讨论  47-49
参考文献  49-57
附录  57-58
致谢  58

栾树对锰矿区污染土壤抗逆特征研究

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