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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张爽 冯冲凌 欧阳林男 李刘刚 吴晓芙
以锰矿渣为基质开展了植物修复中试试验,测定对比了有机菌肥处理下不同植物群落模式配置中基质重金属浓度和其他理化性质的差异,同时利用Illumina Miseq平台对各处理基质样本中菌群的16S rRNA基因V4区域进行测序,分析了细菌群落结构及多样性的变化。试验结果表明施用有机菌肥能显著降低了土壤重金属活度,改善了根际微生态环境。基因测序分析中共检测到了150 703个有效序列,基质样本中的微生物隶属34个门类和81个纲类,变形菌为优势菌群。有机菌肥的应用显著改变了基质中微生物的组成、结构与相对丰度,丰富了菌群多样性。总体上,有机菌肥对细菌群落结构的影响要大于植物群落模式的影响。RDA分析显示,决定基质细菌分布的关键环境因子是其Mn离子含量。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王玉竹 陈永华 杜露 付新喜 谭锋 柳俊
【目的】研究不同植物种植模式下根系效应在重金属修复中的效果，为矿山修复奠定理论基础。【方法】构建了基于改良剂的铅锌矿植物修复中试系统，设计CK组（纯矿渣对照）、S0组（改良矿渣对照），比较单一植物系统S栾（单一乔木栾树）、S夹（单一灌木夹竹桃）、S香（单一草本香根草）、S复（乔灌草复合）的铅锌矿修复效果。【结果】1）试验后，植物组与原矿渣对照组相比pH值提高了0.14～0.27，含水率、孔隙度、有机质、阳离子交换量分别提高了5.3%～9.8%、9.6%～11.8%、102.5%～106.9%、54.2%～66.6%；蔗糖酶、脲酶活性分别提升了130.9%～680.2%、2.4%～8.6%；总氮、总磷、总钾含量分别提升了85.5%～115.6%、0.0%～22.5%、0.9%～10.5%。2）改良剂显著降低了系统中Zn流失量（P <0.05）；植物种植显著降低了Zn、Pb流失量（P <0.05），其中，S复处理中Pb、Zn流失量最低；相比S0,S植物组中重金属Pb、Zn酸可提取态、可还原态组分含量均下降，S栾、S夹、S香、S复残渣态Pb分别提升了6.5%、5.4%、11.8%、6.4%，残渣态Zn分别提升了4.0%、3.4%、7.9%、2.1%。3）不同组别间细菌门水平差异不大，主要优势菌种有变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidota、酸杆菌门Acidobacteriota等。门水平下主要优势真菌包括子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota等。【结论】改良剂改善了矿渣的土壤结构，提升了矿渣的土壤肥力，为植物生长提供了有利条件。改良剂和植物种植改变了土壤Pb、Zn的赋存形态，残渣态含量升高，S复重金属流失量最低。植物种植模式对细菌、真菌物种丰度存在影响，改良剂的添加降低了基质中真菌的物种丰富度，而植物的生长又在一定程度上提升了真菌的物种丰富度。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吴瑾 陈永华 杜露 欧琪琪 张倩妮
【目的】锰矿在我国经济发展中占有重要地位,在带来经济效益的同时,伴随产生的锰矿渣给环境和人类健康带来危害。为改善锰矿渣中重金属含量高、毒性强且土壤理化性质差,造成植物修复比较困难的环境问题,研究改良剂和木本植物对锰矿渣的修复效果,以期筛选出能改善锰矿渣土壤理化性质、促进木本植物修复的改良剂。【方法】采用不同施加比例的有机物(泥炭土、蘑菇渣)和无机物(蛭石、凹凸棒)作为矿渣改良剂,进行木本植物白花泡桐Paulownia fortunei和夹竹桃Nerium indicum室外盆栽实验。通过比较矿渣pH值、有机质含量、重金属酸可提取态含量和植物生物量增量、根系结构、重金属含量与累积量的变化,探讨其对锰矿渣的修复效果。【结果】1)改良剂均可有效提高矿渣中有机质含量,促进木本植物的生长;2)改良剂中泥炭土、凹凸棒和蛭石可分别显著降低矿渣中Zn、Cu、Pb的酸可提取态含量,凹凸棒显著降低矿渣中Mn酸可提取态含量;3)改良剂中蘑菇渣可有效促进2种木本植物的生长,其中泡桐的生物量增量和根系形态指标均高于夹竹桃;4)蘑菇渣处理下2种木本植物锰累积量大,30%蘑菇渣处理下夹竹桃和泡桐的锰累积量分别是未改良组的7.8倍和11.61倍。【结论】4种改良剂中蘑菇渣可以作为锰矿渣改良剂,改善矿渣性质,促进植物的生长,尽快恢复植被,同时还可以通过植物生物量的增加而加大对矿渣中锰的累积量。
关键词：
锰矿渣 改良剂 植物修复 木本植物
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘相君 冯冲凌 吴晓芙 冀泽华 张爽 李刘刚
以辣椒的根际菌群为研究对象,通过纯培养的正交试验对比分析有机菌肥改良前后根际菌群去除铅锌能力及特性的差异,同时利用Illumina Miseq平台对根际菌群的16S rRNA基因V4区域进行测序,分析细菌群落结构及多样性的变化。结果表明:施用有机菌肥提高了可培养根际菌群去除铅、锌的能力,去除率增量最大分别可达40.2%、12.7%。同时,菌群去除铅的最佳培养条件发生了改变,铅锌浓度和培养基类型对铅去除率影响的显著性有所提高。有机菌肥对锌去除率的影响在试验分析中体现不明显。培养基种类是影响菌群去除铅锌的最主
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
周维 陈永华 杜露 柳俊
近年来，木本植物因生物量大、根系发达等特点，被广泛应用于重金属尾矿修复。其中，夹竹桃、栾树、泡桐等品种在铅锌胁迫下，表现出较好的抗性和富集效果。但其对矿渣根际环境的具体影响尚有待明确。本研究取湖南省郴州市某铅锌矿区的矿渣为实验基质，以100%矿渣（CK组）和90%矿渣+5%蘑菇渣+5%碳酸钙（S0组）为对照组；S0组基础上分别种植夹竹桃、栾树、泡桐（S1组）为实验组。通过比较基质的理化性质、有效态Pb和Zn、挥发性有机物、微生物群落结构等指标差异，探究木本耐性植物在铅锌胁迫下的根际环境响应机制。研究结果表明：改良条件下，三种植物能通过基质pH、有机质含量、阳离子交换量、速效氮和有效磷等指标，调节矿渣基质酸碱平衡，从而提高基质持水保肥力。有效态Pb、Zn含量分别下降了16.29%～36.50%和24.50%～47.33%。此外，酯类和酚类等有机化合物种类丰度增加。变形菌门的相对丰度减少，拟杆菌门、放线菌门、慢生根瘤菌属相对丰度增加。综上，改良条件下种植木本植物，改变了基质的理化性质、有机物丰度种类、微生物群落结构，显著降低了矿渣Pb和Zn的生物有效性。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
谭锋 杜露 柳俊 王玉竹 陈永华
【目的】丛枝菌根真菌（AMF）作为大多数植物的共生真菌，对植物富集重金属和提高植物耐受性具有积极作用，本研究通过分析丛枝菌根真菌的孢子数和侵染率对不同矿渣处理模式的土壤相关指标、植物生长指标、根系形态、土壤重金属流失量的差异性和相关性变化，揭示AMF对4种处理模式生态拦截效果的影响。【方法】以栾树为主要供试植物，设计4个处理组：CK（100%矿渣）、K0（90%矿渣+5%蘑菇渣+5%CaCO3）、S（栾树）、CP（栾树+夹竹桃+香根草），通过模拟矿山玻璃装置系统进行实验。【结果】1)4种矿渣处理模式的AMF土壤孢子密度CP>S>K0>CK，4种矿渣处理模式的土壤孔隙度、含水率、有机质含量变化趋势与孢子数变化趋势一致。脲酶、磷酸酶随着改良剂的增加和植物的种植而增加，与孢子数正相关，过氧化氢酶总体呈现出CK>K0>CP>S组的规律，且差异性显著，与4个处理组AMF孢子数呈现负相关。2)S组与CP组株高、生物量差异明显，S组AMF与植物生物量显著相关，复合种植后，AMF与植物株高、地上生物量和总生物量显著相关与地下生物量极显著相关，植物根系形态提升明显。3)Pb流失量呈现出CK>K0>S>CP的规律，与AMF孢子数负相关，添加改良剂后，土壤Pb流失量大幅度降低。栽种栾树后，土壤流失量逐渐趋于稳定，Zn流失量呈现出K0>CK>S>CP的规律，添加改良剂后，孢子数增加，Zn流失量高于空白组，种植栾树，AMF提升明显，Zn流失量显著减少，稳定性增加。【结论】AMF对土壤的酸碱度具有调节作用，同时AMF对植物的生长与发育存在一定的正向促进作用。植物复合种植根系更复杂，更能促进AMF的生长和传播以及增加植物之间的养分和水分共享，还能够渗透入土壤深层影响Pb和Zn元素的迁移和转化。植物Zn、Pb含量主要集中在根系部分，AMF与流入植物的Zn、Pb金属相关性主要体现在茎叶上。地下部分AMF对Zn元素的影响显著，在栾树生长阶段AMF作用主要体现在是提高Zn的迁移与转化，以及将其转运至地上茎叶部分，但该作用对于Pb元素的影响效果不明显。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李建彬 陈永华 汤春芳 龚紫薇 何蔚
针对铅锌矿渣物理结构差、毒性高、植物成活率低的问题,研究了湖南郴州资兴铅锌矿渣在泥炭土改良下的植物修复效果。以泡桐Paulownia fortunei、夹竹桃Nerium oleander和苎麻Boehmeria nivea为材料,在不同泥炭土浓度(梯度为:CK:0、A1:10%、A2:20%、A3:30%)改良铅锌渣下进行盆栽实验,测定了植物根、茎、叶生物量,根系构型指标、植物与矿渣铅锌含量、矿渣根际土壤pH值、有机质(OM)。研究结果如下:1)随改良剂浓度的增加,3种植物总生物量增量均呈现改良A3> A2> A1> CK的增长趋势,但各部位生物量增长有差异。2)3种植物总根长、根表面积、根体积和根尖都随改良剂浓度增加而增加显著(P 主根>茎>叶的分布规律,其中0 夹竹桃>苎麻,Zn减少量排序苎麻>泡桐>夹竹桃。4)随着处理浓度增加,土壤有机质(OM)增加显著, pH降低显著(P 泡桐>夹竹桃,pH值增加排序:夹竹桃>泡桐>苎麻。5)从细根生长和土壤性质相关性来看,泡桐细根根长、体积、表面积、苎麻细根表面积都和根际OM相关性显著,泡桐细根体积、表面积、夹竹桃体积及根尖数和根际pH负相关显著,其他相关性强但不显著。6)3种植物Pb、Zn总累积量基本随着改良处理浓度增加而增加,但植物转移量系数有差异,泡桐和苎麻转移量系数总体上随改良处理浓度增加而增加,而夹竹桃转移量最优的处理为10%泥炭土。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
何浪君 陈永华 苏荣葵 蔡斌 王佳昕 张奥姗 朱虹红
【目的】植物修复是重金属污染土壤修复的有效策略，添加改良剂有利于提高植物修复效果。本研究利用前期试验筛选出的复合改良剂（蘑菇渣和凹凸棒）联合博落回植物修复锰矿渣。【方法】以锰矿渣为基质进行盆栽试验，测定锰矿渣改良条件下博落回的叶绿素含量、抗氧化系统、亚细胞分布、化学形态、微观结构和官能团，揭示复合改良剂（蘑菇渣和凹凸棒）对锰矿渣植物修复的影响。【结果】复合改良剂的加入可以提高矿渣渗透性和肥力，改善博落回的生长条件，促进了博落回的生长。改良条件下，叶绿素的含量显著增加，光合效率明显提升；叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性显著增加，通过去除了过量的ROS，调节渗透压，降低脂质过氧化程度，从而使叶片对Mn胁迫的耐受性增强。改良矿渣中博落回通过增加水提取态Mn2+，促使大部分Mn2+与有机酸结合解毒，毒害减少。透射电镜观察到改良矿渣中的博落回根、茎、叶细胞结构完整。此外，博落回通过功能基团(-CH3和-COOH)将Mn结合在细胞壁和液泡中来降低Mn对博落回细胞的损伤水平。【结论】博落回是一种能有效稳定锰矿渣重金属元素的草本植物。复合改良剂（蘑菇渣和凹凸棒）对锰矿渣的改良，降低了锰对博落回的毒性，提高了植物修复效果。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
梁希 陈永华 吴晓芙 张富运
从锰矿区废弃地重金属污染对周围环境的影响入手,综述了锰对植物的毒害作用和机理,列出了锰超富集植物的种类,分析了锰超富集植物的富集和解毒机制,并提出锰超富集植物筛选中存在的问题,最后展望了植物修复在锰矿区废弃地的应用前景,旨在为锰矿区废弃地重金属修复提供技术参考。
关键词：
锰矿 植物修复 超富集植物 重金属
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
庞世龙 黄小荣 欧芷阳 彭玉华 侯远瑞
采用样方调查及取样分析方法,研究了桂南地区4种不同植被模式生态公益林植物群落物种多样性及其与土壤因子的关系,运用逐步回归分析法,筛选出对物种多样性指数影响显著的土壤因子,建立最优线性回归方程。结果表明:(1)不同植被模式乔木层、灌木层、草本层的物种多样性指数存在一定差异。乔木层,Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度均以马尾松×红锥混交林最大,物种多样性相对最高,马尾松纯林和马尾松×椆木混交林次之,大叶栎纯林最低;灌木层,各物种多样性指数的变化趋势为马尾松纯林>马尾松×红锥混交林>大叶栎纯林>马尾松×椆木混交林;草本层各...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陆志星 王智慧 韦铄星 李娟 林建勇 欧汉彪 王平 蒋燚
【目的】评估桂西北喀斯特地区不同植被恢复模式的恢复潜力，为该地区的生态恢复和综合治理提供理论依据。【方法】以人工恢复了13 a的落叶阔叶林（DF）、落叶常绿阔叶混交林（EDF）和常绿阔叶林（EF）为研究对象，自然封育林（NF）为对照，设置固定样地，对每个样地内的植物群落进行调查，计算乔木径级结构、高度级结构、重要值以及多样性等指标。【结果】1)3种人工林（DF、EDF和EF）的植被恢复速度快于对照（NF），已形成乔木层。2)3种人工林的乔木径级结构均呈倒“J”型，高度级结构呈正偏态分布，其中DF比EDF、EF均多了4个径级和1个树高级，有效地提高了林分平均密度、树高和胸径。3)4种模式灌木层优势种组成相似，均为黄荆和青藤仔，而次优种则有所不同，NF以毛桐、盐肤木等多种阳性耐旱先锋种为主，DF则以银合欢、八角枫等多种耐阴喜湿润物种为主。4种模式草本层几乎都为多年生耐阴草本，且以蔓生莠竹为优势种，其中DF稀有种最多，群落异质性高，多样性大。4）乔木层4种多样性指数均表现为DF、EDF显著大于EF；灌木层各指数差异不明显；草本层的丰富度指数、Shannon-wiener指数和Simpson指数均表现为NF较大，但其均匀度指数较小。【结论】人工林的演替进度快于自然封育林，但自然封育林灌、草层的多样性高于人工林，3种人工模式中以落叶阔叶林恢复效果最佳，因此可在今后的石漠化治理中选用落叶阔叶林模式，并在成林郁闭后减少人工抚育，让其自然恢复，可在保证林分生长量的同时，维持住森林生态系统的物种多样性。
[期刊] 草业科学
[作者]
刘晓丽 张孝春 刘艺衫 张蔚然 孙涛
通过研究皖北石灰岩山地生态系统的植被群落,分析不同植被恢复群落的组成、结构、多样性和生活型组成,进而阐明石灰岩山地生态系统植被恢复模式对群落结构特征以及植物物种多样性的影响。结果表明:研究区有54种植物,隶属26科54属。侧柏(Platycladus orientalis)+构树(Broussonetia papyrifera)人工混交林有植物种类16科26种,分别占总数的61.5%和48.1%。酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)+牡荆(Vitex negundo var. cannabifolia)灌丛和荩草(Arthraxon hispidus)+牡荆草灌丛植物种类分别为32和33种,分别占调查总物种数的59.3%和61.1%。不同植被恢复群落生活型也有差异。侧柏+构树人工混交林群落高位芽植物占优势,而酸枣+牡荆灌丛和荩草+牡荆草灌丛则以地面芽植物所占比例较大。分析表明,多样性指数、均匀度指数和优势度指数均表现为侧柏+构树混交林>酸枣+牡荆灌丛>荩草+牡荆草灌丛,但物种丰富度表现为荩草+牡荆草灌丛>酸枣+牡荆灌丛>侧柏+构树混交林。S?rensen较高值出现在酸枣+牡荆灌丛与侧柏+构树混交林和荩草+牡荆草灌丛之间,侧柏+构树混交林与荩草+牡荆草灌丛S?rensen多样性值较低。研究结果表明,石灰岩山地独特的地貌特征和人工植被恢复对植物群落组成、多样性及其生活型组成产生重要影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
王安宁 黄秋娴 李晓刚 徐学华 李玉灵
【目的】研究冀北山区不同植被恢复类型对根际土壤细菌群落结构特征和多样性影响,探索自然和人工恢复对土壤微生物的作用机制,为该区域植被恢复与管理提供理论依据。【方法】以自然恢复的灌草丛、灌木林、次生林以及人工恢复的人工林根面、根际和非根际土为研究对象,通过Illumina Miseq平台对细菌16S rRNA的V3—V4片段进行高通量测序,分析土壤细菌α、β和功能多样性、群落结构组成以及与环境因子的关系。【结果】1)各恢复类型细菌α多样性差异显著(P0.05),整体表现为根面和根际土高于非根际土。2)次生林和人工林土壤细菌群落结构有一定相似性;次生林与灌草丛、灌木林土壤细菌群落结构差异较大。根际土与非根际土细菌群落结构有一定相似性,根面土与根际、非根际土细菌结构差异较大。3)变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和厚壁菌门为优势类群。各样地有机质分解菌群(变形菌门、放线菌门和拟杆菌门)丰度差异显著,灌草丛和次生林显著高于其他样地,根面和根际土显著高于非根际土。固碳和固氮菌群(芽单胞菌门和厚壁菌门)分布较均匀。4)土壤田间持水量、有机质和全磷、植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数是影响土壤细菌群落的主要因素。土壤因子(田间持水量、有机质和全磷)对灌木林和灌草丛非根际土细菌影响极显著,对根面和根际土细菌作用较小;植被因子(植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数)对乔木林(次生林和人工林)不同根际范围土壤细菌群落影响均达到极显著水平。5)新陈代谢功能在KEGG上的编码基因数量最多,是土壤细菌的优势功能。各土样细菌群落KEGG功能基因序列数量和多样性差异显著,说明各植被恢复类型根际土壤中有许多具有各自独特功能的菌种,但土壤和植被不能决定土壤细菌功能多样性。【结论】恢复方式、植被类型和根系对冀北山区土壤细菌群落结构和多样性均有影响,其中恢复方式对土壤细菌多样性作用更明显,植被类型对土壤细菌群落结构影响更显著。距离根系越近,土壤细菌多样性越高,土壤细菌群落结构与非根际土差异越大。此外,环境因子如土壤养分、水分含量及植被分布状况等均与土壤细菌群落结构及多样性有关。
[期刊] 林业科学
[作者]
郭丽丽 尹伟伦 郭大龙 侯小改
【目的】土壤微生物在林业生态系统中具有重要的功能,解析油用凤丹牡丹长期人工种植后根际土壤中细菌群落结构多样性变化情况,为揭示油用凤丹牡丹长期连作后根际病害抑制性土壤形成的机制奠定基础。【方法】试验采集种植2、4、5、10和32年生凤丹牡丹的根际土壤,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术,分析土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域的丰富度和多样性指数,研究连作对凤丹牡丹根际细菌群落结构及多样性的影响。【结果】源于不同种植时间(年限)的15个根际土壤样本共获得2 366个涵盖24门、79纲、1
[期刊] 林业科学研究
[作者]
农友 卢立华 贾宏炎 雷丽群 明安刚 李华 王亚南 韦菊玲
[目的]研究桂西南岩溶区不同恢复模式群落的生物量及其林下植物多样性的特点,为该区域的生物多样性保护、生态功能恢复效果评价积累基础数据。[方法]以桂西南岩溶区4种不同恢复模式为研究对象,采用样方法对林下植物多样性进行研究;采用收获法研究灌木层与草本层的地上、地下生物量及凋落物层现存量;采用异速生长模型来估算乔木层的地上生物量,并参考IPCC根茎比来量化乔木的地下生物量。[结果]表明:共调查记录林下植物85种,隶属于46科,81属,其中,灌木植物25科,46属,50种;草本植物21科,35属,35种;不同恢复
关键词：
生物量 植物多样性 岩溶区 恢复模式
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