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丛枝菌根影响土壤-植物系统中重金属迁移转化和累积过程的机制及其生态应用 总被引：6，自引：1，他引：6
丛枝菌根真菌(AMF)是在自然和农业生态系统中广泛存在的一类专性共生土壤微生物,能够与80%左右的陆地植物建立共生关系。AMF从宿主植物获取碳水化合物以维系自身生长;作为回报,AMF能够帮助植物从土壤中吸收矿质养分和水分。很多研究表明,AM共生体系对于植物适应各种逆境胁迫(如贫瘠、干旱、环境污染等)具有重要作用。在土壤重金属污染情况下,AMF能够通过多种途径影响植物对重金属的吸收、累积和解毒过程,并对植物产生保护效应。本文围绕AM对土壤-植物系统中重金属迁移、转化和累积过程的影响机制,系统评述了金属元素种类及污染程度、宿主植物和AMF种类,以及土壤理化性质等因素对AM植物吸收累积重金属的影响,并从AMF对土壤-植物系统中重金属行为的直接作用(包括菌丝吸收和固持,以及改变根际重金属形态等),及AMF改善植物矿质营养促进植物生长从而间接增强植物重金属耐性两方面讨论了AM增强植物重金属耐性的机理,系统总结了相关研究领域的前沿动态。最后,对菌根技术在农田和矿区重金属污染土壤生物修复中的应用前景进行了展望。 相似文献
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土壤水盐分布严重影响煤矿区排土场生态重建及植物组配模式,为探究菌根植物影响下煤矿区排土场“表土层-含水层-隔水层”三层重构模式下的土壤水盐分布特征,采用室内土柱试验,设置种植玉米+接种丛枝菌根真菌(YM+AMF)、仅种植玉米(YM)和不种玉米+不接菌(CK)3个处理。结果表明：(1)不同处理对土柱底部水分运移特征无显著影响,各处理含水层毛细水上升高度均约为10 cm;(2)水分与盐分分布随土层深度均呈正相关关系;接种AMF有利于保持表层土壤水分含量,相较于YM处理土壤含水率在0～10、10～20 cm分别提高52.0%、43.9%;接菌处理降低了10～50 cm土层的盐分含量,在20～30、30～40、40～50 cm处接菌处理的电导率较YM处理分别低了41.0%、14.1%、8.1%;(3)利用MixSIAR模型量化了不同深度土层水分对玉米的贡献率,表明YM和YM+AMF处理的主要供水层皆位于0～10 cm,供水率分别为44.3%和30.5%。同时,在累计土壤剖面水分贡献率上,接菌显著提高了中深部土层(20～70 cm)的水分贡献率,累计提升了13.8%。该研究成果对西部矿区“以水量... 相似文献
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对兵团222团灌区西部为弃耕地和未开发耕地,通过对该区域进行土地盐碱化勘察,得出项目区土壤类型为亚粘土,主要积盐方式为洪积积盐;土壤盐渍化的等级为强盐渍土和盐土;项目区盐碱类型为钠盐型,属碱化-硫酸盐型和碱化-氯化物、硫酸盐混合盐渍化类型存在,针对项目区土壤盐渍化化学性质及其分布特点,提出对项目区土壤盐渍化的改良和治理措施。 相似文献
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石漠化地区的生态危机及菌根桑生物修复潜力研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
在简要总结出石漠化地区的生态特征、生态威胁及生态恢复存在的主要障碍的基础上,比较系统地分析了桑树在石漠化生境中已表现出的生态适应能力和生态修复潜力。桑树作为喀斯环境的速生造林树种,根系发达,耐干旱耐贫瘠能力极强,对增加植被覆盖率、促进生态环境改善、实现石漠化地区脆弱生态系统的恢复与平衡产生重要作用。尤其是由于丛枝菌根具有对矿质营养和水分吸收能力强的特殊生理生态功能,刚好与石漠化地区贫瘠和干旱这一主要生态障碍相耦合,接种丛枝菌根真菌后能进一步扩大桑树对矿质营养和水分的吸收与运输,减轻贫瘠干旱胁迫,加快土壤微生物群落构建,提高土壤生物活力,促进植被群落正向演替。种植菌根桑可望成为喀斯特石漠化生态修复一种新途径。 相似文献
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土壤盐渍化问题严重制约着我国干旱—半干旱区农业可持续高质量发展,了解包气带土壤盐分离子分布特征及垂向运移机制对科学防治土壤盐渍化具有重要意义。通过精细化采集新疆焉耆盆地2 m深度剖面土壤,测定样品机械组成和8种盐分离子含量,计算土壤颗粒分形维数,采用统计学方法分析包气带土壤盐分离子垂向分布特征,对包气带土壤质地与水盐运移间的关系进行探讨。结果表明,博湖剖面包气带土壤主要为非盐渍土,土壤盐分主要受开都河下游地下水水化学类型和矿化度控制,阴阳离子比值约为2∶5,盐分类型主要为Ca2+—HCO2-3和Na+—SO2-4型;焉耆剖面包气带土壤普遍为重度盐渍土,土壤盐分受到开都河下游地下水水化学类型和自身包气带盐分的综合影响,阴阳离子比值约为1∶2,盐分类型主要为Ca2+—SO2-4型和Na+—Cl-型。土壤分形维数和黏粒含量之间显著正相关,与砂粒含量显著负相关,包气带土壤盐分与分形维数间相关性不明显,主要受到土壤粒径组成及其所处深度等综合作用的影响。博湖包气带土壤质地由表层至深部逐渐变粗,盐分含量呈现出在0~80 cm深度的表层和125~200 cm的底部波动大,80~125 cm稳定的变化趋势,盐分离子主要聚集在约30 cm深度粉质黏壤土与粉质黏土层的交界处。土壤盐分运移大致可划分为交互作用段(0~80 cm)、平衡段(80~125 cm)和地下水扰动段(125~200 cm) 3个部分,蒸发作用影响深度约80 cm。焉耆包气带土壤质地由表层至深部逐渐变细,随深度的增加,盐分含量和波动程度均逐渐减小,盐分离子主要聚集在0~10 cm表土层。盐分运移大致可划分为盐分离子上升段(0~120 cm)和平衡段(120~200 cm)两个部分,蒸发作用影响深度约为120 cm。上细下粗型的包气带土壤质地组成是抑制土壤盐渍化较为理想的分布模式,对于焉耆剖面类型可先采取灌溉压盐,然后进行约40 cm深度的翻耕,博湖剖面类型可直接采取50 cm左右深度的深耕,一定程度上能够抑制盐渍化的发生。 相似文献
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土壤水盐运移模型研究进展 总被引：7，自引：0，他引：7
土壤盐渍化是影响全球农业生产的重要因素之一, 研究土壤中水盐运移过程并对其进行精确模拟对于监测、评价、治理干旱、半干旱区土壤盐渍化具有重要意义. 介绍了国内外目前应用较为广泛的几种水盐运移模型, 包括对流弥散模型(CDE模型)、流管模型(STM模型)和美国国家盐渍土改良中心开发的HYDRUS模型等3种物理模型以及相关的模型参数研究;两种系统模型: 传递函数模型(TFM模型)和BP人工神经网络模型. 对相关模型的原理、异同点、优缺点、适用性及应用状况进行了对比分析, 并指出目前模型在发展和应用上存在的问题, 同时对未来模型发展趋势作了预测. 相似文献
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我国东部草原露天矿区土壤瘠薄,草场退化严重,生态恢复难度大。针对露天矿排土场的特殊环境,研究丛枝菌根真菌与沙棘的共生状况以及菌根对沙棘根系发育的影响和对排土场土壤的改良效应。试验发现,接菌组(+M)沙棘的株高和冠幅比对照组处理(CK)分别提高了20%和21%,+M的根长和根体积分别为CK的1.46倍和1.97倍;+M中沙棘根际土中的易提取球囊霉素含量为3.22 mg/g,显著高于CK的2.16 mg/g;+M的磷酸酶活性是CK的1.76倍,速效磷含量也有相似变化规律。研究结果表明,利用微生物促进露天矿排土场的土壤改良及生态恢复具有较强的可行性,对矿区生态系统的恢复具有重要意义。 相似文献
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津唐港地区盐渍土路基病害分析及改性机制研究 总被引：4，自引：0，他引：4
盐渍土的三相构成已不同于一般意义的土,土中盐溶液与土颗粒中的易溶盐分之间存在着随外界条件（如温度、湿度、人为因素等）变化的动态平衡,致使盐渍土作为路基填料稍有处理不当就会出现路面翻浆、盐胀、溶蚀以及路基次生盐渍化等特殊的工程病害。针对津唐港地区盐渍土特点,通过大量试验,分析其组分特征和改性机制,确定土的性质,并针对盐渍土存在问题提出无机结合料的改性处理方案。结果表明,盐渍土经新型固化剂改性后,土体的CBR值显著提高且浸水稳定性有了明显改善,实现了土质改良目标。在此基础上,提出治理路基工程病害的有效方法。 相似文献
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天津滨海地区土壤剖面盐渍化特征及其影响因素 总被引：5，自引：0，他引：5
土壤盐渍化是由自然或人类活动引起的一种环境风险,对工农业生产具有重要影响。本次研究在天津滨海地区布置了6条具有代表性的土壤盐渍化剖面,选取其中4个剖面进行了为期两年的按月采样监测。研究发现,除了BHY6土壤剖面由于长年耕种,表现为平衡型土壤剖面形态之外,其余基本表现为底聚型土壤盐渍化剖面形态;从剖面中下部直到底部浅层地下水位附近,土壤中阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-或Cl-+HCO-3为主,尤其在浅层地下水矿化度显著偏高(达盐水程度)的地区,土壤中Na+、Cl-所占比例具有绝对优势,具有滨海盐土的基本发生特征;气候因素、浅层地下水矿化度及埋深、表层土壤植被都是滨海地区土壤盐渍化的重要影响因素。表层土壤表现出春季积盐、夏季脱盐、秋冬季缓慢积盐的特征,浅层地下水矿化度越高、埋深越浅,其土壤剖面含盐量越高;果林地和长期耕种的土地可以降低土壤盐分的活性,有效抑制盐分的累积,降低滨海地区土壤盐渍化程度,保护和改良土壤。 相似文献
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土壤盐渍化是影响银川平原农业生产的最大重大问题之一,多年来一直制约着银川平原社会经济的发展。本文采用渠灌和井灌相结合的灌溉方式,通过对各种方案的对比,对土壤盐渍化防治与改良进行分析研究。最终确定合理的井灌比例,合理地开发利用部分潜水,以改变目前单一引用黄河水进行灌溉的灌溉模式。这样不仅能防治和改良土壤盐渍化,使土壤质量得到改善,而且还能减少潜水的无效蒸发,提高水资源的利用效率,减轻平原的排水负担,缓解平原水资源的供需矛盾。 相似文献
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超富集植物与重金属相互作用机制及应用研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
社会发展过程中对矿产资源的勘查和开采利用所带来的重金属污染已对生态系统和人类健康造成严重威胁。超富集植物对重金属具有超富集、超耐受能力,是降低环境重金属污染、保障人类健康、实现绿色矿产勘查的有效途径,在植物修复、植物采矿和植物找矿中已获得了广泛应用。深入探索超富集植物的富集和耐受机制,揭示重金属-植物相互作用规律,提高植物对重金属的富集能力,是当前国际上研究热点。本文在简要介绍重金属对植物作用的基础上,阐述了重金属诱导氧化应激机制,重点关注重金属超富集植物富集机理研究,对其在解毒和耐受机制等领域的研究进展进行了评述。当前研究认为:(1)对超富集植物而言,根系分泌物与根际微生物的共同作用促进了重金属溶解,经共质体、质外体途径吸收后,重金属通过木质部向上转运,并隔离在液泡中,实现对重金属的超富集;(2)重金属通过与小分子有机酸、细胞壁、植物螯合肽结合,以及液泡隔离,可降低细胞质中游离金属离子浓度,增强植物耐受性;(3)重金属胁迫下,植物将激活多种特异性抗氧化酶,抵御氧化应激反应,实现对重金属的超耐受。(4)本文分析认为,植物中砷诱导的氧化应激反应机制可能是由砷的还原与甲基化过程及Haber-Weiss反应三部分构成。对重金属超富集植物的富集与耐受过程所涉及的生理与生化作用进行深入研究,揭示关键性影响因素与相关规律,寻找提升其特异性富集与指示能力的有效途径,将有助于超富集植物研究与应用向纵深发展。 相似文献
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本文提出用有害盐量及其排引比取代以往惯用的盐量及其排引比 ,作为评价灌区积、脱盐和盐渍土改良的指标。从而计算并证实了有害盐量排引比约为盐量排引比的1.7倍。指出 35a来灌区土壤经历着脱盐淡化的进程 ,有害盐量排引差为正值 ,累计排出灌区的有害盐量为1376×104t;而无害盐量排引差为负值 ,累计堆积于灌区的无害盐量为640 .8× 104t,这对调整灌区水量排引比和减少引黄水量具有重要实用价值。而提高沟排水中地下水排泄量的比例是加快灌区脱盐和盐渍土改良的重要途径。 相似文献
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根系分泌的有机酸及其对喀斯特植物、土壤碳汇的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
根系分泌的有机酸是土壤有机酸的重要动态来源,来源于光合作用固定的碳,是土壤碳流动的最活跃形式。根系分泌的有机酸是一种具有调节作用的植物和土壤碳汇。一方面,在喀斯特土壤环境中,植物根系分泌有机酸的含量增加,影响碳汇的产生和流动,直接调节植物与土壤的固碳增汇能力;另一方面,根系分泌的有机酸通过影响土壤中一系列的动态化学和生物学过程,对土壤养分有效性和养分循环以及微生物的活性产生深刻影响,直接影响土壤的固碳增汇能力,从而间接影响植物的固碳增汇能力。因此,根系分泌的有机酸在喀斯特生态系统的固碳增汇中起着重要作用。 相似文献
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岩溶地貌主要是由碳酸盐溶解形成的特殊景观,岩溶区植被的生长发育受到基岩的制约,并演化出各种机制来适应岩溶区的独特环境。本文综述了岩溶地区植物对岩溶环境适应机制及植物生长对碳酸盐岩风化的驱动作用。通过总结发现：(1)植物主要通过分泌碳酸酐酶等有机物促进矿物分解、生物钻孔作用改善岩石表面的持水性能、根劈作用加速破碎岩石的崩解等化学生物和物理作用,促进了碳酸盐岩的风化溶解,形成独特的岩溶地球化学背景。(2)岩溶区植物通过调整自身结构和生理功能来适应干旱、高钙和营养元素缺乏等逆境。植物的抗旱性主要通过生理生化过程、形态结构和水分的利用方式来适应干旱或缺水环境,不同的植物进化出不同水分利用方式,提高水分利用效率,减少蒸腾;植物的高钙适应性是通过生理结构和生理过程来实现的,在高钙环境下的优势植物可通过形成钙化根、草酸钙含晶细胞和叶片调节等方式保持植株钙含量处于相对稳定的状态,并且植物还可以通过调节体内钙库和控制钙的吸收转运来控制细胞内钙离子浓度;根系分泌的有机酸和菌根能帮助植被在土壤中获取营养元素,以应对土壤的营养元素缺乏。(3)岩溶植被在正向演替过程中,土壤保水保肥能力增强、稳定性增加,物种的生... 相似文献
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为了弄清楚表层岩溶系统碳汇机理,有必要对该系统中气、液和固三相不平衡体系中碳的迁移途径进行研究。2010年,在板寨地下河流域布置了8个碳稳定同位素分析测试点。通过碳稳定同位素示踪剂及空气CO2分压对比,发现森林区岩溶水和自由大气中大部分碳是来自土壤空气。在表层岩溶系统碳汇过程中整个碳迁移路径可分为4个环节,依次为(1)植被光合作用吸收空气CO2;(2)土壤根系的呼吸作用及腐殖质分解向土壤释放CO2;(3)地下水循环岩溶作用将气态CO2转换成液态HCO3-离子;(4)地下水中的碳随水流向河流及海洋。在整个碳汇过程中,森林和土壤起到了“加压泵”的作用,大大提高了大气CO2向土壤空气CO2转换过程中的CO2分压,从而显著地提高了岩溶的作用速率。 相似文献
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利用碎石屏障阻断非饱和带毛细上升为土壤盐渍化改良提供了新思路.为了研究碎石屏障对盐渍化土壤改良的可行性以及碎石层结构和埋深对改良效果的影响,在河套灌区西部杭锦后旗典型盐渍化分布区建立试验地,设置了7组不同碎石屏障处理工艺开展土壤盐渍化改良试验,对试验地40 cm深度的土壤盐分、pH、阳离子交换量、交换性钠百分率等参数进行了为期一年的监测和分析.结果表明,7组不同处理中,埋设深度为60~80 cm,利用颗粒直径为1 cm和3 cm的碎石按上细下粗的结构分两层铺设的处理方法改良效果最佳;从表层到40 cm深,土壤EC值平均下降55.9%.较大的碎石屏障埋深,上细下粗的铺设方式,可提高下层碎石孔隙度,并在非饱和带深处切断毛细管,从而有效降低土壤毛细上升高度,抑制深层土壤中的盐分上移"返盐",改良效果较好. 相似文献
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土壤中铅的可溶态根据常用提取剂主要分为:弱酸可溶态、络合可溶态和盐可溶态。在研究土壤中铅的植物有效态过程中,常常采用混合提取剂来分析铅对植物有效性的相关可溶态。本文通过采用单一提取剂,计算土壤中铅的单一提取可溶态与地表植物中铅含量的线性相关系数,研究铅的弱酸可溶态、络合可溶态和盐可溶态对于地表植物有效态的线性相关性,确认铅环境影响评价过程中主要相关的形态。从实验的结果看,土壤中铅的总量、弱酸可溶态、络合可溶态和盐可溶态含量都与地表植物中铅的含量没有形成极显著的相关性。土壤中铅的弱酸可溶态与土壤表面生长植物(主要是禾草类植物的叶)中铅含量具有一定的线性相关性。而这种线性相关性受土壤的p H和土壤类型的影响而有所变化。 相似文献