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《浙江大学》 2004年
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我国南方红壤矿区复垦土壤微生物生态特征及其恢复研究

龙健  
【摘要】: 矿区土壤复垦是国际上备受关注的研究领域。我国南方红壤地区蕴藏着丰富的矿产资源,是我国多种有色金属矿产的重要基地。随着有色金属采矿业的发展,重金属的内生地球化学异常转化向表生地球化学异常。由此,使红壤矿区土壤乃至大面积红壤中重金属积累扩散,造成土壤重金属污染退化加剧,生态系统遭受严重破坏。为了消除矿区土壤的环境负面效应,加速土壤复垦,缓解人地矛盾,国内外已进行了很多研究,但研究重点一直放在土壤生态系统植被重建过程及工程技术上,而对土壤地下部分微生物恢复、演变及对整个生态系统的影响报道尚少。本论文采用野外矿区调查、实验室培养和温室盆栽试验相结合的方法,对我国南方红壤矿区土壤的微生物生态特征及其稳定性恢复进行了研究,以期为矿区重金属污染及退化土壤微生物生态系统的生物修复及土壤复垦工程提供理论技术依据。主要研究结果总结如下: 1、对我国南方红壤铜矿区(浙江诸暨铜矿为例)复垦土壤—铜耐受性植物体系的微生物生态特征进行了研究。结果表明:海洲香薷是铜矿区典型的耐铜性植物(Elsholtzia harchowensis),植物体中的重金属元素含量表现为Cu>Zn>Pb>Cd,Cu与土壤元素的相关性最为显著,其次为Zn。结果亦表明,红壤矿区复垦土壤的微生物生态特征发生了明显改变,与对照土壤相比,土壤微生物生物量降低,但微生物商Cmic/Corg、代谢商qCO_2值明显升高(P<0.05)。Biolog结果显示,红壤铜矿区复垦土壤微生物的群落结构也发生改变,随矿区土壤污染加剧,微生物对能源碳的消耗量和速度明显升高,但利用效率却降低。相关分析结果表明,土壤重金属含量和土壤基础呼吸、微生物量C/N、代谢剖面(AWCD)、微生物商(Cmic/Corg)、代谢商(qCO_2)与铜耐受性植物—海洲香薷地上部分生物量呈显著或极显著正相关(R=0.8021~*~0.8735~(**));微生物量C、微生物量N、生化作用强度、酶活性与铜耐受性植物—海洲香薷地上部分生物量呈显著或极显著负相关(R=-0.6290~*~-0.8896~(**))。对红壤铜矿区复垦土壤微生物生态进行恢复时,可选择重金属耐性较强的植物。 2、对我国南方红壤铅锌矿区(浙江天台铅锌矿为例)复垦土壤—耐受性植物体系的微生物生态特征进行了研究。结果表明:香根草是一种在铅锌矿区适生的耐受性植物,引种5年以上的香根草植物中元素含量表现为Zn>Pb>Cu>Cd,其中Cu表现为根>茎>叶,Cd表现为叶>茎>根,Zn、Pb表现为根>叶>茎。香根草中的Zn、Pb含量均 显著地高于其它几种植物。香根草重金属元素分布与土壤重金属元素的关系表明,Zn 的相关性最显著,其次为Pb。铅锌矿区几种草本植物对重金属的抗性表现为:香根草 厥白茅类芦。结果亦表明,铅锌矿区复垦土壤微生物特征发生了显著的变化,土 壤微生物生物量和可培养细菌数量显著降低,但土壤基础呼吸和微生物代谢商qCOZ 却明显升高(P0.01)。Biolog结果显示,随着重金属污染程度的加剧土壤微生物群落 结构发生了相应变化,矿区复垦土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)及群落丰富度(S)、 多样性指数(H)均显著低于对照土壤,供试土壤间均达极显著水平差异(P0.01)。 相关分析结果表明,土壤重金属含量和土壤基础呼吸、微生物量CfN、代谢剖面 (AWcD)、微生物商(cmic/corg)、代谢商(qC02)与人工栽培的香根草植物地上 部分呈显著或极显著正相关(卜0.6653飞0.8945”);微生物量C、微生物量N、生化 作用强度、酶活性、群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度(S)与人工栽培的 香根草植物地上部分生物量呈显著或极显著地负相关(R=一。.6357*一。.9742”)。但不同 的微生物指标对金属矿区土壤一植物体系的微生物效应存在明显差异。对红壤铅锌矿 区复垦土壤微生物生态进行恢复时,可考虑选择种植重金属抗性强、生物量大的香根 草(Vetiveria zizaosoide、)。 3、对红壤铅锌矿区、铜矿区复垦土壤一植物系统的酶活性(脉酶、蔗糖酶、酸 性磷酸酶、蛋白酶、脱氢酶和过氧化氢酶)进行了较详细的研究。结果表明,土壤酶 活性随着重金属增加而显著降低,其中以脱氢酶和脉酶活性下降最明显。多元回归模 型显著性检验表明,单一脱氢酶活性与矿区土壤重金属复合元素含量之间呈极显著的 相关性(F=707.15,P0.001),而单一脉酶活性、蛋白酶活性以及酸性磷酸酶活性与 重金属复合元素含量呈显著相关性(P二0.039;P=0.044;F=707.15;P二0.013)。主成分 分析结果显示,矿区污染土壤酶信息系统的第一、二主成分方差贡献率之和达98.06%, 以.第一、二主成分建立的两个土壤酶活性的综合指标(即总体酶活性),其结果与重 金属含量为依据的划分结果基本上相吻合。可见,采用酶活性构筑的土壤总体酶活性, 来表征矿区土壤的重金属污染状况是可行的,对指导金属矿区土壤复垦具有一定的现 实意义。 4、通过盆栽试验,研究了牧草不同播种方式对矿区复垦土壤微生物生态恢复的 的影响。结果表明:牧草不同播种方式使矿区复垦土壤酶活性、生化作用强度与微生 物生物量发生了显著的变化,其影响大小因矿区土壤污染程度而异。无污染和轻度污 染复垦土壤中表现为
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S154

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李玲;高潜水位平原区采煤塌陷地复垦土壤特征与分类研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
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1 罗蓉;华南地区高速公路边坡豆科植物的初步调查和研究[D];甘肃农业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱利东,林丽,付修根,庞艳春,熊永柱;矿区生态重建[J];成都理工学院学报;2001年03期
2 陶家元;矿区生态环境的初步研究[J];长江流域资源与环境;1997年04期
3 周东美,王玉军,郝秀珍,陈怀满;铜矿区重金属污染分异规律初步研究[J];农业环境保护;2002年03期
4 李永涛,吴启堂;土壤污染治理方法研究[J];农业环境保护;1997年03期
5 胡振琪;关于土地复垦若干基本问题的探讨[J];煤矿环境保护;1997年02期
6 白中科,王文英,李晋川,卢宗恩;矿区生态重建基础理论与方法研究[J];煤矿环境保护;1999年01期
7 李春俭,张福锁;微生物产生的生长调节物质与植物生长[J];世界农业;1995年08期
8 束文圣,张志权,蓝崇钰;中国矿业废弃地的复垦对策研究(Ⅰ)[J];生态科学;2000年02期
9 郭焕成,吴登茹,朱宏星;我国的土地恢复[J];生态学报;1990年01期
10 王庆仁,崔岩山,董艺婷;植物修复──重金属污染土壤整治有效途径[J];生态学报;2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张华,张忠辉;浅析四川有色金属矿山的尾矿处置[J];四川有色金属;2000年01期
2 温华,魏世强;镉污染土壤植物萃取技术的研究进展[J];四川有色金属;2005年02期
3 刘绍仁;欧阳欢;;东安铁矿采选矿工程生态环境影响问题及对策探讨[J];四川有色金属;2005年04期
4 周李蕾;;选矿厂清洁生产技术研究[J];四川有色金属;2009年02期
5 刘奇;王化可;李文达;;重金属铅的生态效应及其地球化学循环[J];安徽教育学院学报;2005年06期
6 郭衍银,徐坤,王秀峰,朱艳红;缺钾对生姜吸收铁锰铜锌的影响[J];山东农业科学;2003年05期
7 曹世彪,陈双臣,李志娟;土壤调理剂对温室番茄产量品质的影响[J];山东农业科学;2005年03期
8 王嘉;王仁卿;郭卫华;;重金属对土壤微生物影响的研究进展[J];山东农业科学;2006年01期
9 葛晓轩;孟庆华;李根英;;泰安、威海棕壤高产农田的供磷特性[J];山东农业科学;2006年05期
10 黄书涛;;黄河三角洲盐碱地土壤脲酶活性与土壤性质的通径分析[J];山东农业科学;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周涛发;刘一;张鑫;殷汉琴;李湘凌;袁峰;;金属矿山重金属元素污染与治理对策[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 孙庆业;;隐花植物结皮在矿业废弃地生态恢复中的意义[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 储玲;刘登义;;直接植被法在矿业废弃地复垦中的应用[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
4 张鑫;周涛发;唐宣;袁峰;范裕;;矿区生态环境修复的生物技术研究[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
5 谭绿贵;张鑫;王本伟;;六安市矿山生态环境恢复治理与规划[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
6 许克福;;安徽废弃矿区的生态恢复和开发利用研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
7 田胜尼;江昌俊;李军红;宁洛;杜伟伟;;加拿大一枝黄花对铜尾矿的适应性研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
8 徐强;谢宝英;;玉米-线辣椒套作系统中土壤养分与土壤生物因子的关系[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
9 蒋光月;郭熙盛;朱宏斌;何传龙;;合肥地区大棚土壤7种重金属相关环境质量评价[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
10 邱波;彭尽晖;余文婷;;矿山废弃地生态恢复综述[A];园艺学文集5[C];2010年
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1 王延平;连作杨树人工林地力衰退研究:酚酸的累积及其化感效应[D];山东农业大学;2010年
2 鱼小军;牦牛粪维系青藏高原高寒草地健康的作用机制[D];甘肃农业大学;2010年
3 焦婷;温性荒漠草原放牧利用退化草地生态系统营养动态研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;2010年
5 李文金;亚高寒草甸弃耕地恢复演替过程及其生态学机制研究[D];兰州大学;2010年
6 徐思琦;大气气溶胶中碘、溴的形态分布、来源及其环境意义[D];中国科学技术大学;2010年
7 钱一武;北京市门头沟区生态修复综合效益价值评估研究[D];北京林业大学;2011年
8 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
9 李瑞利;两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究[D];南开大学;2010年
10 李鸣;鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D];南昌大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓雅丽;土壤中铁铝氧化物对Bt毒素吸附的影响[D];华中农业大学;2010年
2 安俊珍;风化型土质金矿尾矿植被恢复研究[D];华中农业大学;2010年
3 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
4 朱小娇;施用工程菌和草木灰对污染土壤Cd形态和小麦生长的影响[D];华中农业大学;2010年
5 翟静雅;猪粪农用对土壤—小麦系统中镉迁移的影响[D];华中农业大学;2010年
6 柴彦君;鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究[D];华中农业大学;2010年
7 蔡志坚;γ-聚谷氨酸活化磷矿粉对Pb污染土壤铅形态及小白菜生长的影响[D];华中农业大学;2010年
8 费云舟;污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响[D];华中农业大学;2010年
9 曾毅;基于植物群落分析的武汉城市湖泊湿地植被恢复典型模式研究[D];华中农业大学;2010年
10 蔡东;鄂南棕红壤区施用石灰对桃园土壤和树体营养的效应研究[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张保华,何毓蓉;中国土壤系统分类及其应用研究进展[J];山东农业科学;2005年04期
2 宁国赞,刘惠琴,马晓彤;中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用[J];草地学报;1999年02期
3 陈文新;豆科植物根瘤菌-固氮体系在西部大开发中的作用[J];草地学报;2004年01期
4 马文明;郭鹏;鲁春阳;;煤矿塌陷地泥浆泵复垦土壤质量评价[J];平顶山工学院学报;2005年05期
5 肖冰,王先杰,孙冰,金忠河;广东省高速公路的绿化现状与发展趋势[J];中国城市林业;2005年02期
6 刘杰,王赟文,李颖,汤辉,汪玲玲;利用土壤筛选紫花苜蓿高效共生根瘤菌的初步研究[J];草业科学;2005年02期
7 谢佐桂,杨义标,王兆东;三点金根瘤特性及固氮酶活性[J];草业科学;2005年09期
8 曾昭海,隋新华,胡跃高,陈丹明,陈文新,郜瑞路;紫花苜蓿-根瘤菌高效共生体筛选及田间作用效果[J];草业学报;2004年05期
9 何庆元,胡艳,玉永雄;生态环境对根瘤菌竞争结瘤影响的研究进展[J];大豆科学;2004年01期
10 彭建,蒋一军,吴健生,刘松;我国矿山开采的生态环境效应及土地复垦典型技术[J];地理科学进展;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 曾昭海;紫花苜蓿高效根瘤菌筛选及田间鉴定方法研究[D];中国农业大学;2003年
2 陈强;四川省根瘤菌多样性和系统发育研究及葛属根瘤菌分类地位的确定[D];中国农业大学;2004年
3 刘美英;马家塔复垦区土壤质量评价及其平衡施肥研究[D];内蒙古农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吕秀华;东北羊草草原不同生境土壤微生物与土壤理化性质关系研究[D];东北师范大学;2003年
2 潘峰;饭豆根瘤菌的分离、鉴定和遗传多样性的研究[D];华中农业大学;2003年
3 许建香;芸豆高效根瘤菌的筛选及分子标记[D];中国农业大学;2004年
4 丁琼;共生菌在濒危植物沙冬青引种栽培中的应用研究[D];北京林业大学;2004年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张耿杰;矿区复垦土地质量监测与评价研究[D];中国地质大学(北京);2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶家元;矿区生态环境的初步研究[J];长江流域资源与环境;1997年04期
2 夏汉平;关于香根草及其资源和利用的研究[J];国外畜牧学(草原与牧草);1998年02期
3 苏光全,何书金,郭焕成;矿区废弃土地资源适宜性评价[J];地理科学进展;1998年04期
4 韦朝阳,张立城,何书金,赵桂久;我国煤矿区生态环境现状及综合整治对策[J];地理学报;1997年04期
5 何书金,郭焕成,韦朝阳,刘慧;中国煤矿区的土地复垦[J];地理研究;1996年03期
6 蔡运龙;中国西南岩溶石山贫困地区的生态重建[J];地球科学进展;1996年06期
7 卞正富,张国良;煤矿区土地复垦工程的理论和方法[J];地域研究与开发;1994年01期
8 谢学锦;徐邦樑;;铜矿指示植物海州香薷[J];地质学报;1952年04期
9 敖惠修;何道泉;夏汉平;;香根草在水土流失区种植试验[J];广东农业科学;1993年04期
10 孙建好,郭天文,杨思存,李娟;腐殖酸类肥料对小麦/大豆带田产量的影响[J];甘肃农业科技;2001年01期
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1 卢剑波,王兆骞;南方红壤小流域生态系统综合开发利用的限制因子分析[J];资源科学;1995年04期
2 谢晓梅;镉污染对红壤微生物生态特性的影响[J];广东微量元素科学;2002年09期
3 张树清,张夫道,刘秀梅,王玉军,张建峰;重金属元素Cu Zn对大白菜幼苗的毒性效应[J];农业环境科学学报;2005年05期
4 何方,毛献策,王义强,吕芳德;中国油茶林地土壤类型的研究[J];经济林研究;1993年02期
5 杨元根,袁可能,何振立;稀土元素在红壤中的环境效应研究[J];土壤通报;1998年03期
6 顾也萍,程承士,冯学钢,巩吉力,张道统,姚旺家,方俊;钾肥对皖南红壤烟叶含钾量及烟碱含量的影响[J];安徽师范大学学报(自然科学版);1998年01期
7 曾希柏,刘国栋;湘南红壤地区水土流失及其防治对策[J];中国水土保持;1999年07期
8 李辉信,胡锋,刘满强,蔡贵信,范晓晖;红壤氮素的矿化和硝化作用特征[J];土壤;2000年04期
9 王光火;朱祖祥;袁可能;;红壤对磷吸附机理的初步研究[J];科技通报;1989年04期
10 苗泽伟,王兆骞;红壤小流域动态信息数据库的建立与管理优化——以浙江省金华市方下店小流域为例[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈雨;冯海波;万宝春;王莹;;重金属污染突发事件应急预案建设对策研究[A];河北省土壤污染防治技术研讨会论文集[C];2010年
2 王冠;刘圆;叶方舟;廖夏伟;蔡菁;张卫国;;上海工业区表土重金属污染的磁学诊断[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
3 董蕊妮;李少佩;李国庆;;浅析水体中重金属污染现状及治理技术[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 ;21世纪初我国重金属、类金属污染事件回顾[A];全国重金属污染治理研讨会论文集[C];2010年
5 王伟;;典型国家农产品产地重金属污染防治立法研究[A];生态安全与环境风险防范法治建设——2011年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(第二册)[C];2011年
6 韦炳干;姜逢清;李雪梅;牟书勇;;乌鲁木齐市道路沙尘重金属污染及其健康风险评价[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
7 崔玉静;王丽明;张旭红;朱永官;;in vitro方法对重金属污染经土壤-人途径的健康风险评价[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
8 杜河清;谢国华;曹健;高龙华;;受重金属污染河道底泥资源化处置系统研究[A];第三届全国河道治理与生态修复技术交流研讨会专刊[C];2011年
9 纪晓红;曹阳;周建平;黄娟;刘红瑛;;有色金属冶炼厂周边土壤中重金属污染变化趋势调查及分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
10 谢晓亮;田伟;温春秀;刘铭;方阵;;土壤中重金属污染对板兰根影响研究[A];全国第六届天然药物资源学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 俞艳婷 通讯员 金配营;消除重金属污染隐患[N];嘉兴日报;2010年
2 记者 昌伟;我市部署涉铅等重金属污染专项整治工作[N];巢湖日报;2011年
3 江苏省镇江市国资委 谭浩俊;稻米不容重金属污染[N];第一财经日报;2011年
4 车娜;治理耕地重金属污染刻不容缓[N];中国国土资源报;2011年
5 记者 陈文文;我省大力整治重金属污染[N];浙江日报;2011年
6 陈传武;湖北环保专项彻查重金属污染[N];中国化工报;2011年
7 通讯员 苏焕轩 记者 刘晓东;江苏四招重拳整治重金属污染[N];江苏经济报;2011年
8 记者 成燕;全市集中整治企业重金属污染[N];郑州日报;2011年
9 记者 潘园园;整治重金属污染排放出重拳[N];福建日报;2011年
10 本报记者 李飞 通讯员 唐元鹏 刘莉娅 殷旭萍;黄石大冶整治重金属污染[N];中国环境报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龙健;我国南方红壤矿区复垦土壤微生物生态特征及其恢复研究[D];浙江大学;2004年
2 滕应;重金属污染下红壤微生物生态特征及生物学指标研究[D];浙江大学;2003年
3 王远鹏;重金属污染土壤的微生物分子生态及对修复效应的影响[D];浙江大学;2006年
4 唐将;三峡库区镉等重金属元素迁移富集及转化规律[D];成都理工大学;2005年
5 刘景春;福建红树林湿地沉积物重金属的环境地球化学研究[D];厦门大学;2006年
6 薛红喜;黄河包头段沉积物重金属吸附机制及污染生态学研究[D];内蒙古大学;2007年
7 王辉;长江中下游干流沉积物磁学及重金属地球化学研究[D];华东师范大学;2008年
8 邱海源;厦门市翔安区土壤重金属分布、形态及生态效应研究[D];厦门大学;2008年
9 李功振;京杭大运河(苏北段)底泥重金属污染与释放规律研究[D];中国矿业大学;2009年
10 李志鹏;土地利用变化和重金属污染对水稻土土壤呼吸和有机碳损失的影响[D];南京农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋玉芝;土壤铅污染对我国主要农作物影响的研究[D];南京气象学院;2003年
2 储玲;铜尾矿废弃地重金属污染对三叶草幼苗生长和植物—土壤酶系统影响的研究[D];安徽师范大学;2004年
3 何小燕;工业区土壤重金属污染的微生物—植物联合修复技术初探[D];中南林学院;2005年
4 李波;江苏省主要公路两侧农田土壤及农产品重金属污染状况研究[D];南京农业大学;2005年
5 刘乃瑜;长春市城市土壤中重金属元素累积与土壤微生物学特性关系的研究[D];吉林大学;2005年
6 谢丹超;湿地修复生态工程中水生植物对重金属Cu、Zn污染废水的净化研究[D];浙江大学;2005年
7 刘欣;天津污灌区土壤重金属污染特征及可溶性无机盐对镉的形态和生物效应的实验研究[D];天津师范大学;2005年
8 邹耀华;浙江省八味中药材中有机农药和有害重金属本底调查[D];浙江大学;2006年
9 刘晓辉;君子兰公园沟谷地不同植被下元素迁移对比分析[D];东北师范大学;2006年
10 王敏;铅锌尾矿库重金属淋溶释放机理研究及其渗滤液治理方案设计[D];成都理工大学;2006年
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