研究选用刺苦草(yallisneria spinulosa)、黑藻(Hydrilla verticillata)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spi-catum)分别代表底层型、冠层少根型和冠层多根型沉水植物,通过中宇宙实验,探索不同功能型沉水植物在生长过程中水柱和沉积物中溶解氧(DO)浓度及其相关指标的差异.实验结果表明:不同处理组水柱DO浓度存在显著差异,空白组水柱DO浓度显著低于植物处理组,且空白组水柱总氮(TN)和总磷(TP)浓度降低程度最少;黑藻组比叶面积、叶面积指数、净增长生物量、相对生长速率和水柱DO浓度最大,能够有效降低水柱TP和TN浓度;穗花狐尾藻组株高最高,提升水柱DO浓度显著高于刺苦草,水柱TP降低程度最大;刺苦草组比根长、单株总根长和根冠比最大,提升沉积物深度6 cm以内的DO效果最好,沉积物铁含量最高,沉积物总氮(TN)、总碳(TC)含量和间隙水总溶解性磷(TDP)浓度最低.在修复富营养湖泊过程中,可根据水和沉积物缺氧状况,合理配置底层型和冠层型沉水植物,构建释氧能力较强的群落,从沉积物表层到水柱上层均为湖泊提供充足的氧气,从而更加有利于清水态的形成.

为了解湿地公园芦苇植株对重金属的富集效果,选取闽江福州段乌龙江沿线6个湿地公园(农大湿地公园、农大沙滩公园、金山寺湿地公园、流花溪湿地公园、乌龙江湿地公园和怀安绿道湿地)为对象,运用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定芦苇植株、芦苇根际土壤中重金属及湿地公园水域沉积物(As、Zn、Pb、Ni、Cr、Cu)累积含量.结果表明:(1)沉积物中As的污染指数达强度(＞3),As的地累积指数达到中-强度(2～3),其他元素的污染指数为轻微、中等,地累积指数为轻微-中度,各湿地公园的潜在生态风险指数处轻微级,但As污染有待加强治理.(2)芦苇对As的转运系数均值达1,主要富集于地上部,具有良好的As适应性;Zn、Pb、Ni、Cu主要富集于芦苇根系.(3)农大沙滩公园芦苇为Pb富集型,怀安绿道湿地芦苇为Cu富集型,可推广为闽江流域Pb、Cu含量超标的湿地公园重金属修复植物.

城市红树林湿地面临重金属污染和营养元素过量输入的环境问题.其中,镉(Cd)污染具有较高的生态风险,而铵态氮(NH4+-N)是红树林湿地沉积物中氮素的主要赋存形态.本论文采用盆栽实验研究了镉(Cd)胁迫下铵态氮(NH4+-N)对红树植物秋茄(Kandelia obovata)生理生态特征的影响,包括生物量、叶光合参数(净光合速率Pn,气孔导度Gs,胞间CO2浓度Ci和蒸腾速率E)、叶丙二醛(MDA)和可溶性糖含量以及根系活力.结果表明:(1)在单Cd胁迫下,秋茄生物量和蒸腾速率(E)显著降低,但根系活力在较高的单Cd胁迫下显著增加;(2)Cd胁迫下,低浓度NH4+-N显著增加秋茄根生物量,但对地上生物量(Cd3处理的叶和Cd1处理的茎除外)和光合作用(Pn、Gs和E)的促进作用不显著;高浓度NH4+-N显著抑制了生物量和光合作用(Pn、Gs和E);(3)在Cd1处理下,根系活力随NH4+-N胁迫的增强呈先升高后降低的趋势;在Cd2和Cd3处理下,NH4+-N显著降低了根系活力;(4)Cd胁迫下,低浓度NH4+-N对叶MDA(表征氧化损伤)和叶可溶性糖含量(表征渗透调节)的抑制不显著,高浓度NH4+-N显著降低了MDA和可溶性糖的含量.因此,较低浓度的NH4+-N能够缓解Cd对秋茄地下根的毒害,对地上部分的缓解作用有限;高浓度NH4+-N会与Cd产生协同的复合胁迫,加重对秋茄的毒害.

为了探究重金属对红树林表层沉积物和根系沉积物微生物群落多样性的影响,于深圳福田红树林自然保护区、深圳湾红树林公园、坝光红树林以及香港米埔自然保护区采集了表层沉积物与根系沉积物样品,测定了沉积物中5种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Pb)的含量,并采用污染负荷指数法(PU)对重金属污染情况进行了评价.同时,利用Illumina HiSeq二代高通量测序技术对沉积物细菌的16S rDNA V4可变区进行测序,并进行OTUs注释分类、聚类分析、α-多样性分析(Shannon指数)与Spearman相关性分析.结果表明:不同红树林之间的沉积物重金属含量差异显著(P＜0.05),米埔自然保护区潮滩区和红树林区的沉积物重金属区域污染负荷指数最高,分别为1.51和1.38,其次是深圳福田红树林自然保护区、深圳湾红树林公园和坝光红树林,区域污染负荷指数分别为0.45、0.31和0.21;表层沉积物和根系沉积物样品的主要优势菌,在门水平上为变形杆菌(Proteobackteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、放线菌(Actinobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)、厚壁菌(Firmicutes)等,在纲水平上为y-变形杆菌(Gammaproteobacteria)、α-变形杆菌(Alphaproteobacteria)、δ-变形杆菌(Deltaproteobacteria)、厌氧绳菌(Anaerolineae)、β-变形杆菌(Betaproteobacteria)等;尽管微生物多样性分析结果显示沉积物微生物群落多样性与重金属污染无显著相关性(P＞0.05),但Spearman相关性分析结果表明重金属可能对某些门或纲(如BRC1门、ε-变形杆菌纲)的群落多样性产生显著影响(P＜0.05).

文章主要以根系分泌物为核心,综述了根系分泌物的分类、发生机理及影响因素;围绕着植物-土壤-微生物三者的关系,阐述了根系分泌物介导的植物与植物之间的化感作用、植物与根际微生物之间的协同作用以及植物微生物相互作用对土壤物质循环的影响.水生植物以其生境的特殊性和功能的不可替代性,对沉积物污染物去除和水体生态修复产生显著的影响.在水体生态问题较为严峻的今天,充分认识水生植物根系分泌物介导的根际过程将为水生植物生态学和水体生态修复领域的发展提供基础,并为学科应用潜力的开发提供依据.

本文分析了自江苏海门、浙江舟山和象山沿岸三个潮间带采集的上层10 cm沉积物中活体底栖有孔虫的分布情况,结果显示有孔虫群落的简单、复合分异度自表层向深层减小,在垂直分布上对环境适应性强的优势属Am-monia更容易向深分布.在表层充氧的舟山潮间带,Ammonia属的绝对丰度自表层向深处减小,但在生长水草的海门潮间带和布满贝类的象山潮间带,植物根系的驻扎和生物扰动增大了氧气向沉积物深层渗透的概率,为投机的Ammonia属的向深栖息提供了契机,使得其丰度在深部出现峰值而非表层.其他属种对环境的适应性弱,它们在三个潮间带的含量和丰度均随深度的增大而减小或消失,需氧型新陈代谢迫使其在充氧的表层丰度最大.