六种乡土树种重金属富集特性试验研究

有针对性地选取广东地区常见的六种绿化乡土树种进行重金属富集特性试验研究。在轻度污染的Cd-Pb-Cu土壤上,六种植物生物量均未显著下降。植物重金属富集系数与土壤重金属质量分数相关,与植株生物量没有显著相关关系。香樟、小叶榕、构树、人面子的根部Cd的富集系数大于1,石斑木地上部及根部Cd的富集系数均大于1;香樟、小叶榕、构树的根部Pb的富集系数大于1;小叶榕的根部Cu的富集系数大于1。六种植物对重金属均有不同程度的富集能力,且表现为根部富集能力大于地上部,并非超富集植物。抗逆性强、根系发达、生物量大的乡土树种可作为修复城市低Cd-Pb-Cu复合污染场地的园林植物。     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物.印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大.本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响.结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长.印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重.这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复.     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物。印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大。本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响。结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长。印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重。这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复。     

间作条件下超积累和非超积累植物对重金属镉的积累研究

通过温室盆栽试验,研究了超积累植物龙葵、非超积累植物黑麦草、苋菜分别与玉米间作条件下对重金属Cd的积累特性。结果表明,几种间作作物中地上部生物量最大的是龙葵,其次是苋菜,最小的是黑麦草,其中土壤Cd浓度为1.59 mg/kg时,龙葵地上部生物量分别是苋菜、黑麦草的2.41、10.6倍;土壤Cd浓度为1.92 mg/kg时,龙葵地上部生物量分别是苋菜、黑麦草的2.42、9.06倍,3种富集植物地上部生物量的差异达到显著水平。玉米间作条件下超积累植物龙葵各器官中Cd含量表现为叶茎籽粒根,即地上部大于根部;而苋菜中Cd含量表现为根茎叶,黑麦草中Cd含量表现为根部地上部,即非超积累植物Cd含量为根部大于地上部。土壤中Cd含量为1.59 mg/kg时,龙葵地上部Cd累积量分别为苋菜、黑麦草的28.0、59.9倍;龙葵的富集系数是苋菜、黑麦草的28.2、59.3倍,转运系数分别是苋菜、黑麦草的8.08、55.9倍。土壤中Cd含量为1.92 mg/kg时,龙葵地上部Cd累积量分别为苋菜、黑麦草的30.8、43.5倍;龙葵的富集系数分别是苋菜、黑麦草的29.4、41.4倍,转运系数分别是苋菜、黑麦草的7.98、53.6倍。综上可知,超积累植物龙葵对土壤中Cd的吸收与转运能力远远大于非超积累植物苋菜、黑麦草,龙葵是最理想的与玉米间作的Cd污染土壤修复的植物修复材料。     

重金属污染土壤生态工程修复的试验研究

该文研究了细叶香薷(Moslem chinensis Maxim)和构树(Broussonetia papyrifera(Linn.) Vent.)对Cu、Zn污染土壤的修复及污染土壤对植物生理性状的影响。研究结果表明：随着盆栽土壤中重金属浓度的增高，植物体内吸收重金属的浓度相应增大。Cu在细叶香薷体内的含量是地上部＜地下部，Zn含量却是地上部＞地下部；重金属Cu、Zn在构树体内的浓度都是根部＞叶部＞茎部。细叶香薷的富集系数基本大于1，对Cu的最大富集系数是2.42；构树的富集系数都在0.5以下，但由于其地上部生物量很大，从土壤中移除的重金属量也很可观，而且构树能产生经济价值，建议把构树和细叶香薷组成一个立体的生态工程修复模式，既能修复污染土壤又能恢复污染地区的生态环境和土壤微生物环境，产生经济和环境效益。     

黑麦草生长及根系形态对土壤Cd，Pb与石油污染的响应

[目的] 研究不同污染条件下黑麦草生理指标的动态变化,为植物修复污染土壤提供初步理论基础。[方法] 通过室内试验模拟不同类型的土壤污染。设置4个处理,未污染土壤+黑麦草（SH）、重金属污染土壤（500 mg/kg Pb²⁺和50 mg/kg Cd²⁺）+黑麦草（SGH）、石油污染土壤（1 000 mg/kg石油）+黑麦草（SPH）、石油和重金属复合污染土壤（500 mg/kg Pb²⁺,50 mg/kg Cd²⁺和1 000 mg/kg石油）+黑麦草（SPGH）,采用WINRHIZO根系分析系统测量根系形态指标,用分光光度计测量叶片色素指标,研究不同类型土壤污染对黑麦草生长的影响。[结果] 3种不同类型的污染土壤均不同程度地刺激了黑麦草根系的生长。与未污染处理相比,在20 d时,石油重金属复合处理下的黑麦草根系的根长、根表面积、根体积、根直径分别增加了88.10%,148.60%,221.90%,32.20%。与未污染相比,随着培养时间的增加各污染处理的地下生物量呈现出先增加后减少的趋势,地上生物量均低于未污染处理,且在第10,40,80 d时,复合污染处理的地上生物量最小,较未污染处理分别降低了34.68%,45.42%,58.05%。80 d时,重金属污染处理、石油污染处理和石油重金属复合污染处理的黑麦草叶绿素含量显著低于未污染处理,分别降低了26.84%,44.82%和47.02%。[结论] 不同污染物都可以促进黑麦草根系形态发育,降低黑麦草的生物量及色素含量;石油重金属复合处理对黑麦草的生长影响最大,石油污染处理次之。基于不同污染物对黑麦草根系形态及生长影响的差异,在今后植物修复土壤污染过程中,可添加一些生长调节物质来缓解污染对植物的毒害作用,提高植物生物量及增强相关生理功能,提升污染土壤修复效果。     

4种草本植物对酸性黄壤中铅的吸收特性研究

研究4种草本植物（黑麦草、狗牙根、早熟禾、翦股颖）对重金属铅的吸收积累规律,为生态环境建设提供科学依据。采用盆栽试验,分别测定地上部与根部铅含量,计算地上部铅含量/根系铅含量（S/R）,根系耐性指数,富集系数4个指标。4种植物地上部和根系中的铅含量与土壤中铅含量呈显著的正相关,相关系数都大于0.90;综合4个指标,对铅的抗性相对顺序为翦股颖〉黑麦草〉早熟禾〉狗牙根。在较高铅离子浓度处理下,4种植物外观没有表现出明显的胁迫现象,特别是黑麦草和翦股颖在重金属Pb含量高达3000 mg/kg的污染土壤上,能够忍耐并正常生长,更适合于Pb污染土壤的修复。     

巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复重金属污染土壤的影响

采用盆栽试验方法,研究了接种巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复Cd、Cu污染土壤以及二者复合污染土壤效果的影响。结果表明:在Cd、Cu污染土壤及复合污染土壤中接种巨大芽孢杆菌LY02,可显著提高黑麦草地上部生物量,增幅达65.0%~108.3%;促进了黑麦草在3种污染土壤中对重金属的吸收,其中对Cd污染土壤中黑麦草吸收Cd的影响最为显著,地上部Cd吸收量较对照组增加了45.8%(P0.05);3种污染土壤中黑麦草根际土壤有效磷含量显著升高,较对照组分别增加了18.2%,26.7%,16.2%;黑麦草根际土壤中有效态Fe含量显著提高,Cu单一污染土壤中增幅最大,达到152.5%;3种污染土壤中有效态重金属含量升高,在Cu污染土壤中,有效态Cu增幅达到49.7%(P0.05)。综上所述,巨大芽孢杆菌LY02通过增加污染土壤中生物可利用态P和Fe,促进黑麦草生长;通过提高有效态Cd和Cu的含量,增加黑麦草对其吸收,从而提高了黑麦草对Cu、Cd污染土壤的修复效率。     

四种改良剂对铜和镉复合污染土壤的田间原位修复研究

研究了石灰、磷灰石、蒙脱石和凹凸棒石对冶炼厂周边Cu、Cd污染土壤的原位修复效果。以黑麦草(Lolium perenne L.)作为田间修复植物,采用植物重金属吸收性、土壤重金属化学提取性及土壤溶液重金属浓度变化等作指标来评价修复效果,并研究了黑麦草对Cu、Cd的吸收与土壤、土壤溶液中Cu、Cd含量的相关性。结果表明,石灰高添加剂量(石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%)处理黑麦草对重金属的富集效果最好,显著降低了重金属毒性,促进了黑麦草的生长及其对重金属的富集;石灰和磷灰石各添加剂量均显著降低了污染土壤交换态Cu含量;石灰、磷灰石和蒙脱石各添加剂量均显著提高了土壤溶液pH并显著降低了其Cu、Cd浓度。黑麦草地上部、根中Cu浓度与土壤交换态Cu及土壤溶液Cu浓度呈显著或极显著正相关关系。     

N、P、K肥对玉米幼苗吸收和积累重金属的影响

采用室内盆栽试验,研究复合污染土壤中施加氮肥（NH4Cl）、磷肥（Na2HPO4）和钾肥（KCl）对高生物量经济作物玉米（Zeamays L.）幼苗生长以及吸收和积累重金属的影响。结果表明,不同施肥方式和浓度处理对玉米生物量变化以及吸收重金属有不同影响,NH4Cl能显著提高玉米地上部生物量、土壤Pb、Cd有效态含量,增加玉米对重金属Pb、Cd、As的提取量,最大分别可提高1.7、2.0倍和1.2倍。不同施肥方式和处理浓度均显著影响土壤有效态Pb含量,Na2HPO4在中浓度处理时显著降低土壤Pb的有效性,高浓度时则显著增加土壤有效态As含量,使玉米地上部对As的积累量有明显提高。在不同的浓度水平下,钾肥处理使玉米提取Pb含量显著高于氮肥和磷肥,其中低浓度KCl处理使玉米提取Pb量比对照增加2.4倍。对Pb-Cd-As复合污染农田土壤来说,施用氮肥（NH4Cl）处理对强化玉米的修复效果最好。     

Speciation of cadmium,copper, lead,and zinc in contaminated soils

Abstract

To investigate the activity of free cadmium (Cd²⁺), copper (Cu²⁺), lead (Pb²⁺), and zinc (Zn²⁺) ions and analyze their dependence on pH and other soil properties, ten contaminated soils were sampled and analyzed for total contents of Cd, Cu, Pb, and Zn (Cd_T, Cu_T, Pb_T, and Zn_T, respectively), 0.43 MHNO₃‐extractable Cd, Cu, Pb, and Zn (Cd_N, Cu_N, Pb_N, and Zn_N, respectively), pH, dissolved organic matter (DOC), cation exchange capacity (CEC), ammonium oxalate extractable aluminum (Al) and iron (Fe), and dissolved calcium [Ca²⁺]. The activity of free Pb²⁺, Cd²⁺, Cu²⁺, and Zn²⁺ ions in soil solutions was determined using Donnan equilibrium/graphite furnace atomic absorption (DE/GFAA). The solubility of Cd in soils varied from 0.16 to 0.94 μg L^‐1, Cu from 3.43 to 7.42 μg L^‐1, Pb from 1.23 to 5.8 μg L^‐1, and Zn from 24.5 to 34.3 μg L^‐. In saturation soil extracts, the activity of free Cd²⁺ ions constituted 42 to 82% of the dissolved fraction, for Cu²⁺the range was 0.1 to 7.8%, for Pb²⁺ 0.1 to 5.1% and for Zn²⁺2 to 72%. The principal species of Cd, Cu, Pb, and Zn in the soil solution is free metal ions and hydrolyzed ions. Soil pH displayed a pronounced effect on the activity of free Cd²⁺, Cu^2t, Pb²⁺, and Zn²⁺ ions.     

Effects of elevated CO2 concentration on rhizodeposition from Lolium perenne grown on soil exposed to 9 years of CO2 enrichment

The effects of enriched CO₂ atmosphere on partitioning of recently assimilated carbon were investigated in a plant-soil-microorganism system in which Lolium perenne seedlings were planted into cores inserted into the resident soil within a sward that had been treated with elevated CO₂ for 9 consecutive years, under two N fertilisation levels (Swiss FACE experiment). The planted cores were excavated from the ambient (35 Pa pCO₂) and enriched (60 Pa pCO₂) rings at two dates, in spring and autumn, during the growing season. The cores were brought back to the laboratory for ¹⁴C labelling of shoots in order to trace the transfer of recently assimilated C both within the plant and to the soil and microbial biomass. At the spring sampling, high N supply stimulated shoot and total dry matter production. Consistently, high N enhanced the allocation of recently fixed C to shoots, and reduced it to belowground compartments. Elevated CO₂ had no consequences for DM or the pattern of C allocation. At the autumn sampling, at high N plot, yield of L. perenne was stimulated by elevated CO₂. Consistently, ¹⁴C was preferentially allocated aboveground and, consequently belowground recent C allocation was depressed and rhizodeposition reduced. At both experimental periods, total soil C content was similar in all treatments, providing no evidence for soil carbon sequestration in the Swiss Free Air CO₂ Enrichment experiment (FACE) after 9 years of enrichment. Recently assimilated C and soil C were mineralised faster in soils from enriched rings, suggesting a CO₂-induced shift in the microbial biomass characteristics (structure, diversity, activity) and/or in the quality of the root-released organic compounds.     

基于主成分分析法的枫香耐铅性及土壤修复潜力研究

探究枫香(Liquidambar formosana Hance)对铅污染土壤的修复作用,为缓解土壤铅危害和枫香在重金属污染地推广种植提供科学参考,以1年生枫香幼苗为试材,设置6个Pb~(2+)浓度(分别为0,100,300,500,800,1 000 mg/kg)对各Pb~(2+)浓度环境下枫香幼苗的生理特性和积累特性进行研究,并采用主成分分析法对枫香的12个生理指标进行筛选以及耐性评价。结果表明,随着Pb~(2+)的增加,枫香幼苗叶片的生物量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)均呈上升—下降趋势,表现出"低促高抑";丙二醛(MAD)含量则呈上升趋势;叶绿素a和叶绿素b均呈下降趋势,但是叶绿素a的下降趋势不显著;净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)均呈上升—下降趋势。枫香地下部分的铅含量地上部分的铅含量,转移系数在T2、T3时较大,富集系数与胁迫浓度呈负相关。主成分分析结果表明,提取的2个主成分积累贡献率高达92.462%,说明这2个主成分可以反映大部分信息,游离脯氨酸、净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率和SOD活性为简化后的6个指标。由主成分得分得出,枫香幼苗耐铅性高低排序为T3T4T2T1T5T6。综合表明,枫香幼苗对重金属铅具有一定的耐受能力、富集和转移能力,可为重金属污染较重的地区引种枫香和缓解土壤重金属污染作一定的理论依据。     

铅胁迫下小花南芥与玉米间作对根系分泌物 有机酸的影响

为了揭示Pb胁迫对间作和单作的超累积植物和作物根系分泌低分子有机酸的影响,研究设置400 mg·L?1Pb胁迫,采用水培曝气法试验,以玉米和小花南芥单作为对照处理,研究Pb胁迫下玉米和小花南芥间作对植物根系形态、根系分泌有机酸及Pb吸收的影响。结果表明:与单作相比,间作小花南芥情况下,玉米根系分泌物检测到乳酸;玉米分根条数、根表面积和根密度与单作相比分别增加60%、15%和42%,地下部和地上部干重生物量分别增加108%和75%,玉米地下部Pb含量下降44%;与单作相比,间作玉米条件下,小花南芥根系分泌物检测到乙酸和乳酸,小花南芥根系分泌物量与单作相比增加103%~1 700%,小花南芥地下部和地上部Pb累积量分别比单作增加49%和75%,转运系数增加22%。相关分析结果表明,单作小花南芥只有地上部Pb累积量与草酸显著相关,而间作小花南芥地下部和地上部Pb累积量与草酸、柠檬酸和苹果酸显著相关。研究表明超富集植物小花南芥与玉米间作体系,根系分泌的有机酸改变了Pb在小花南芥和玉米体内的累积特征,促进超累积植物小花南芥累积Pb,减少农作物玉米植株体内Pb含量。Pb胁迫下超累积植物小花南芥与玉米间作是一种可行的修复模式。     

塔河流域天然胡杨林不同林龄地上生物量及碳储量

[目的]探讨不同林龄单株胡杨地上部分生物量、林分的生物量及碳储量的分布特征,为进一步开展胡杨天然林生态系统碳循环、碳储量、固碳速率和潜力研究提供基础。[方法]以新疆维吾尔自治区轮台县天然胡杨林为研究对象,利用不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,构建胡杨地上部分各器官的生物量回归模型,探讨不同林龄胡杨地上部分的生物量组成、分配以及各器官生物量随年龄的变化规律。[结果]随着林龄的增加,单株胡杨地上部分各器官生物量呈上升趋势,其中树干占主导地位。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的林分地上生物量分别为:4.91,7.95,19.47,61.95,47.64t/hm2,且随林龄的增加胡杨林地上部分生物量先增加后稍有降低;胡杨林地上部分不同器官平均含碳率从大到小依次为:树干(48.17%)树枝(47.75%)树皮(46.13%)树叶(44.90%),且随林龄的增加不同器官含碳率先增加后降低,但各器官之间含碳率差异不显著;塔河流域胡杨林碳储量随林龄先增加后降低,大小顺序为成熟林(30.38t/hm2)过熟林(23.26t/hm2)近熟林(9.30t/hm2)中龄林(3.69t/hm2)幼龄林(2.20t/hm2)。[结论]地上部分各器官碳储量按依次排列为:树干树枝树皮树叶,树干是胡杨林地上部分碳储量的主要器官。     

续断菊与玉米间作的铅累积及根系低分子量有机酸分泌特征研究

为探明间作作物根系分泌低分子量有机酸对土壤重金属生物有效性的影响,采用矿区周边农田土壤进行室内盆栽试验,研究了云南本土超累积植物续断菊(Sonchus asper L. Hill)和玉米(Zea mays L.)间作下,植物生长、根系低分子量有机酸分泌量、根际土壤Pb提取形态以及植物Pb积累特点。结果表明:与单作相比,间作续断菊地上部和根部生物量、根长、根内径和根系体积均显著增加(P0.05);间作玉米根部生物量、根长、根内径和根系体积显著增加(P0.05)。柠檬酸、草酸是续断菊和玉米根系分泌的主要低分子量有机酸,间作导致续断菊根系低分子量有机酸的分泌量增加,玉米根系低分子量有机酸的分泌量降低。续断菊根际土壤生物有效态Pb含量增加85.2%(P0.05),而玉米根际土壤生物有效态Pb含量降低26.1%(P0.05)。续断菊体内Pb含量显著增加18.0%～43.2%(P0.05),富集系数提高26.0%,而转运系数降低42.0%;玉米地上部Pb含量显著降低24.3%(P0.05),转运系数降低43.1%。续断菊根系分泌的柠檬酸和草酸数量,均与土壤生物有效态Pb含量呈显著正相关,且土壤有效态Pb含量分别与续断菊地上部和根部的Pb含量呈显著正相关。表明间作增加了续断菊对Pb的吸收积累量,与间作体系植物根系分泌的低分子有机酸介导下的土壤有效态Pb含量增加密切相关。     

灌溉和施氮对河西走廊紫花苜蓿生物量分配与 水分利用效率的影响

确定河西地区紫花苜蓿栽培草地的合理施氮量和灌溉量,对优化当地紫花苜蓿栽培草地生物量分配和提高水分利用效率具有重要意义。本研究利用田间试验研究了不同灌溉量(W1:当地灌溉量的60%;W2:当地灌溉量的80%;W3:当地灌溉量1 920 m3·hm-2)和施氮量[N1:0 kg(N)·hm-2;N2:40 kg(N)·hm-2;N3:80 kg(N)·hm-2;N4:120 kg(N)·hm-2]对2年生紫花苜蓿生物量分配特征及水分利用效率的影响。结果表明:灌溉量为W2和W3时均显著增加了紫花苜蓿株高、单株分枝数、地上生物量,及20~40 cm、40~60 cm和0~60 cm土层的根系体积、根系生物量和水分利用效率,且W2和W3的紫花苜蓿株高、单株分枝数和地上生物量差异不明显,说明采用当地灌溉量的80%水量时,紫花苜蓿水分利用效率最高。随着施氮量增加,紫花苜蓿单株分枝数、叶茎比、根系体积、根系生物量、地上和地下生物量比和水分利用效率均呈现先增加后降低的趋势,且在施氮量为80 kg(N)·hm-2时最大,说明紫花苜蓿根系发育和水分利用效率对氮的响应均存在剂量效应。在水氮互作条件下,处理W2N2或W2N3中紫花苜蓿株高、单株分枝数、根系体积和0~20 cm、20~40 cm、0~60 cm根系生物量及地上生物量与地下生物量比值和水分利用效率达到最优。结合上述分析得出在灌溉量W2和施氮N3时,紫花苜蓿地上地下生物量比值和水分利用效率达最大值,表明河西走廊紫花苜蓿栽培草地的适宜灌溉量为当地灌溉的80%,施氮量为80 kg·hm-2,此时紫花苜蓿水分利用效率和地上地下生物量比值配置最优。     

晋西山杨和油松生物量分配格局及异速生长模型研究

山杨和油松是晋西地区重要的建群树种,采用整株收获法分析了山杨和油松各器官生物量以及地上地下生物量分配格局.采用胸径(DBH)、树高(H)、树木因子(D2H)、平均冠幅(CW)和冠长(CL)等变量建立了叶、枝、干、根、地上部分及整株生物量模型,并选取了最优模型.结果表明:(1)山杨的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为3.42％,11.23％,64.30％和21.06％,油松的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为13.44％,19.86％,47.52％和19.18％;山杨和油松地上生物量和地下生物量比值分别为3.32∶1和3.99∶1.(2)山杨和油松的地上生物量与地下生物量之间呈极显著线性相关(p＜0.001).(3)山杨和油松各器官生物量拟合的最优模型形式均为CAR类型,模型解释量均超过92％.(4)基于树木胸径D的山杨和油松各器官单变量模型可解释量除叶(解释量＞83％)外均达到或超过了90％,树高不宜单独对各器官生物量进行预测.综合考虑模型的可解释量和生产实践中的需要,胸径是预测山杨和油松不同器官生物量的可靠变量.     

狗牙根与空心莲对水库消落带土壤氮磷释放影响的模拟

通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替环境主要影响土壤中NH_4~+-N、NO_3~--N和AP的含量的变化,对土壤中的TN、TP含量的影响较小。(3)狗牙根的死亡增加土壤TN、NH_4~+-N、TP量,即不耐淹植被过滤带虽然能净化径流中N、P等污染物,但截留的污染物和植物吸收的养分随着植物体的分解再次进入水体或土壤,无法达到有效防控农业面源污染的目的。该研究为丹江口水库利用植被缓冲带防控水体富营养化提供一定理论依据。     

Elevated CO2 differentially alters belowground plant and soil microbial community structure in reed canary grass-invaded experimental wetlands

Several recent studies have indicated that an enriched atmosphere of carbon dioxide (CO₂) could exacerbate the intensity of plant invasions within natural ecosystems, but little is known of how rising CO₂ impacts the belowground characteristics of these invaded systems. In this study, we examined the effects of elevated CO₂ and nitrogen (N) inputs on plant and soil microbial community characteristics of plant communities invaded by reed canary grass, Phalaris arundinacea L. We grew the invasive grass under two levels of invasion: the invader was either dominant (high invasion) at >90% plant cover or sub-dominant (low invasion) at <50% plant cover. Experimental wetland communities were grown for four months in greenhouses that received either 600 or 365 μl l⁻¹ (ambient) CO₂. Within each of three replicate rooms per CO₂ treatment, the plant communities were grown under high (30 mg l⁻¹) or low (5 mg l⁻¹) N. In contrast to what is often predicted under N limitation, we found that elevated CO₂ increased native graminoid biomass at low N, but not at high N. The aboveground biomass of reed canary grass did not respond to elevated CO₂, despite it being a fast-growing C3 species. Although elevated CO₂ had no impact on the plant biomass of heavily invaded communities, the relative abundance of several soil microbial indicators increased. In contrast, the moderately invaded plant communities displayed increased total root biomass under elevated CO_2, while little impact occurred on the relative abundance of soil microbial indicators. Principal components analysis indicated that overall soil microbial community structure was distinct by CO₂ level for the varying N and invasion treatments. This study demonstrates that even when elevated CO₂ does not have visible effects on aboveground plant biomass, it can have large impacts belowground.