本文選題：消落帶　切入點(diǎn)：秋華柳　出處：《西南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水淹和鎘污染給三峽庫(kù)區(qū)消落帶造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,植被構(gòu)建所需的物種不僅需要具有耐受水淹的能力,還要有較強(qiáng)的耐受重金屬脅迫和較好的重金屬富集能力。秋華柳是三峽庫(kù)區(qū)的鄉(xiāng)土物種,在消落帶有較廣泛的分布。已有三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被構(gòu)建的研究中,很多學(xué)者建議以秋華柳等鄉(xiāng)土灌木作為消落帶170 m水位以上區(qū)域植被恢復(fù)的推薦物種。為探明秋華柳在水淹條件下對(duì)鎘污染土壤的修復(fù)潛力,對(duì)秋華柳在水淹-鎘脅迫下的生長(zhǎng)適應(yīng)性及水淹對(duì)秋華柳鎘的富集積累能力、Cd在亞細(xì)胞組分分布的影響進(jìn)行了研究,并進(jìn)一步探究了秋華柳細(xì)胞壁主要多糖成分在鎘積累上的作用。以秋華柳扦插苗為材料,采取向土壤添加外源鎘(CdCl2?2.5H2O)的形式,共設(shè)0 mg?kg-1、0.5 mg?kg-1、2 mg?kg-1和10 mg?kg-1(Cd2+/土壤)4個(gè)鎘處理濃度,每個(gè)鎘處理濃度下又設(shè)置常規(guī)供水和水淹2個(gè)水分條件。測(cè)定秋華柳株高、分枝數(shù)和枝長(zhǎng)等形態(tài)指標(biāo),總生物量、地上生物量和根、莖、葉生物量等生長(zhǎng)指標(biāo);秋華柳根、萌枝、葉、插條木質(zhì)部和插條樹(shù)皮Cd含量;根、枝、葉亞細(xì)胞組分鎘含量;秋華柳根、莖的去除果膠細(xì)胞壁和去果膠去半纖維素細(xì)胞壁的Cd含量。主要結(jié)果如下:(1)試驗(yàn)各處理組秋華柳存活率均為100%。水淹處理顯著降低秋華柳根生物量(P0.05),非水淹條件下秋華柳根生物量隨著鎘處理濃度的增加而降低。鎘處理對(duì)水淹下的根生物量無(wú)顯著影響(P0.05);秋華柳在30d和60d的水淹-鎘脅迫下的株高、分枝數(shù)、枝長(zhǎng)、總生物量、地上生物量和莖、葉生物量與對(duì)照無(wú)顯著差異(P0.05)。秋華柳在水淹-鎘脅迫下具有良好的生長(zhǎng)適應(yīng)性,水淹可緩解鎘脅迫對(duì)秋華柳根生物量的抑制作用。(2)非水淹條件下秋華柳植株地上各部位具有較高的鎘含量。在2 mg?kg-1的鎘處理濃度下,處理60d的秋華柳萌枝、葉片、插條木質(zhì)部和插條樹(shù)皮的鎘含量分別是12.98 mg?kg-1,10.08 mg?kg-1,7.47 mg?kg-1和17.2 mg?kg-1。水淹顯著影響秋華柳植株的鎘含量(P0.05)。水淹條件下秋華柳地上各部分(萌枝、葉、插條樹(shù)皮和木質(zhì)部)的鎘含量顯著降低(P0.05)。4個(gè)鎘處理濃度下(0、0.5、2、10 mg?kg-1),處理60d的結(jié)果表明,隨著鎘濃度的增加,水淹條件下萌枝鎘含量依次是常規(guī)供水組的39.0%,23.7%,34.0%和51.8%。水淹條件下秋華柳鎘的根-枝轉(zhuǎn)移系數(shù)顯著下降(P0.05)。在水淹條件下秋華柳對(duì)鎘的積累能力和積累量明顯降低。在2 mg?kg-1的鎘濃度下處理60d后,非水淹組秋華柳整株鎘積累量和地上鎘積累量分別是146.40μg?plant-1和125.35μg?plant-1,水淹組秋華柳整株鎘積累量和地上鎘積累量分別是常規(guī)供水組的56.7%和35.2%。水淹明顯降低了秋華柳地上各器官鎘含量和整個(gè)植株對(duì)土壤鎘的積累量。(3)水淹和非水淹條件下,秋華柳根、萌枝和葉的細(xì)胞壁均是重金屬Cd的最主要富集部位。試驗(yàn)期間,各處理組植株細(xì)胞壁鎘含量具有顯著差異(P0.05),細(xì)胞核和線粒體組分鎘含量始終處于較低水平。非水淹條件下,2 mg?kg-1和10 mg?kg-1鎘處理組的根、枝、葉細(xì)胞的細(xì)胞壁Cd含量顯著高于其它所有組分(P0.05),其中10 mg?kg-1的Cd處理濃度下,根、枝、葉細(xì)胞壁所占細(xì)胞總鎘的比例依次是46.4%、66.2%和73.3%。水淹對(duì)根細(xì)胞細(xì)胞壁Cd固定能力的影響不大,但在相同鎘處理濃度下,枝、葉細(xì)胞壁所占細(xì)胞鎘的比例總體上有所下降,0.5 mg?kg-1、2 mg?kg-1和10 mg?kg-1鎘處理組萌枝細(xì)胞壁所占總細(xì)胞Cd比例由44.8%、46.1%和66.2%依次下降為41.3%、38.9%和50.5%,葉則由57.5%、49.7%和73.3%依次下降為42.9%、45.9%和58.2%。(4)非水淹條件下,處理60d后的2 mg?kg-1和10 mg?kg-1鎘處理組,以及處理120d后的所有鎘處理組中的根細(xì)胞壁在去除果膠后的鎘含量均顯著下降(P0.05),最高下降幅度達(dá)到了74.9%(10 mg?kg-1的Cd2+,處理120d);秋華柳莖細(xì)胞壁去除果膠后的鎘含量在中、高鎘濃度(2 mg?kg-1,10 mg?kg-1)組顯著下降,最高下降36.4%(10 mg?kg-1的Cd2+,處理120d);根、莖細(xì)胞壁去果膠去半纖維素后的細(xì)胞壁組分與只去除果膠組分的鎘含量相比有所下降,但無(wú)顯著差異(P0.05)。果膠和半纖維素在秋華柳根、莖細(xì)胞的細(xì)胞壁鎘積累上都具有一定的結(jié)合Cd離子的能力,并且果膠對(duì)Cd的結(jié)合能力遠(yuǎn)大于半纖維素。水淹條件下,處理60d的根和莖細(xì)胞壁隨著細(xì)胞壁組分構(gòu)成的逐漸減少,其鎘含量逐漸減少,但無(wú)顯著差異(P0.05);處理120d后,秋華柳根細(xì)胞壁在同時(shí)去除果膠和半纖維素后其鎘積累量顯著下降(P0.05)。水淹對(duì)秋華柳根、枝細(xì)胞壁果膠和半纖維素在鎘結(jié)合方面有一定負(fù)面影響,但果膠在Cd結(jié)合上仍然具有重要作用。綜上所述,秋華柳在常規(guī)供水條件下具有較強(qiáng)的鎘吸收和積累能力,細(xì)胞壁在其細(xì)胞鎘積累上具有重要作用,而果膠是細(xì)胞壁重要的鎘結(jié)合多糖,在細(xì)胞壁的鎘積累上扮演著重要角色。秋華柳在水淹-鎘脅迫下具有良好的生長(zhǎng)適應(yīng)性。但水淹明顯降低秋華柳地上各器官鎘含量,明顯降低秋華柳地上部分和整株植物的鎘積累量,水淹也對(duì)枝、葉細(xì)胞壁固定鎘的能力具有一定的負(fù)面影響,對(duì)細(xì)胞壁果膠和半纖維素的鎘結(jié)合能力具有一定的負(fù)面影響。因此,在水淹情況下秋華柳對(duì)鎘的富集能力明顯下降,在土壤鎘治理方面的應(yīng)用潛力受到一定抑制。對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)170 m水位以上海拔區(qū)域來(lái)說(shuō),水淹期較短且主要處于植物生長(zhǎng)緩慢的冬季,綜合考慮秋華柳生長(zhǎng)和鎘積累情況,其在消落帶仍具有較強(qiáng)的植物修復(fù)潛力。同時(shí),為了提高秋華柳對(duì)土壤鎘的清除效果,也為了防止部分枝葉在水淹情況下腐爛造成水體及土壤的二次污染,建議在每年9月水淹來(lái)臨前,對(duì)秋華柳地上部分進(jìn)行收割處理。
[Abstract]:Flooding and cadmium pollution to the Three Gorges reservoir has caused serious environmental problems, the ability to build vegetation species need not only has tolerance to flooding, but also have strong tolerance to heavy metal and good heavy metal accumulation ability. Variegata is a native species in the Three Gorges Reservoir area, the fluctuating with widely distributed the Three Gorges reservoir. Study on vegetation construction, many scholars have proposed to variegata and other native shrub species as recommended 170 m above the water level fluctuating zone regional vegetation restoration. In order to investigate the variegata potential for phytoremediation of cadmium contaminated soil in flooded conditions, enrichment on the accumulation of Salix variegata in water - under cadmium stress the growth adaptability and flooding on Salix variegata cadmium, the influence of Cd in subcellular fractions of distribution are studied, and further explore the variegata cell wall polysaccharides mainly on the cadmium accumulation in 鐢，

本文編號(hào)：1586578