城郊过渡带湖泊湖滨带植被退化机制及其恢复重建基础研究

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1、，城郊过渡带湖泊湖滨带植被退化机制及其恢复重建基础研究——以武汉市严东湖为例城市湖泊湖滨带重金属污染的生态风险评价及其修复植物筛选研究——以武汉三角湖为例城市湖泊湖滨带生态恢复与重建基础研究城市湖泊湖滨带生态修复植物种的筛选与优化配置研究城市湖泊湖滨带典型植物净化重金属污染研究城市湖泊湖滨带典型植物净化重金属污染特征及其优化配置研究（拟题）摘要：由于自然及人为原因使大量重金属输入城市湖泊湖滨带，破坏了这一湖泊天然保护屏障的生境并导致严重的重金属污染，植物修复土壤重金属污染与传统方法相比具有高效、经济和生态协

2、调性等优点。本课题拟通过测定三角湖湖滨带典型植物中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Ni、Zn等重金属含量，筛选出适合于修复湖滨带重金属污染的本土植物并进行合理配置。具体包括湖滨带重金属含量及其生态危害评价研究，典型植物净化重金属污染特征研究，适宜修复重金属污染植物优化配置研究。项目的研究成果不仅为三角湖湖滨带重金属污染治理奠定基础，而且可为区域城市湖泊湖滨带重金属污染生态修复提供基础资料与理论依据。研究项目的科学依据“十二五”期间是我国强化生态保护与治理的关键时期，也是城市化进一步快速发展时期，城市湖泊

3、湿地面临快速城市化对其所在区域经济发展需求旺盛及其生态系统退化、生态服务功能减弱的双重压力。湖泊湿地是单位面积生态服务价值最高的生态系统类型之一，也是伴随城市化过程消失最快的成分之一（葛振鸣等2009）。开展城市湖泊生态保护与治理研究刻不容缓，其中最重要的组成部分就是湖滨带的保护与治理（柴培宏等2010）。湖滨带作为连接水域生态系统和陆地生态系统之间特殊的过渡带，在生物与非生物因素的相互作用下，具有提供生物栖息地、疏松土壤、滞缓径流、截留污染、改善水质和保持生态平衡等多种生态服务功能（Marietetal.

4、2005；Stephanieetal.2005）。然而，随着我国经济的迅猛发展以及城市化进程的加快，由于大气沉降，工业废水、生活污水及市政废水排放，化肥和农药使用，污泥和垃圾堆放，汽车尾气排放增加，城市暴雨径流及发展养殖业等，大量重金属向城市湖泊湖滨带输入，破坏其生境也导致其严重的重金属污染（Kimetal.1998；Akcayetal.2003；Gardneretal.2004；Gobeiletal.2005）。世界各地的城市尘土及河湖湖滨带中均能检测到高含量的重金属（Kimetal.1998；Charl

5、esworthetal.1999；Singhetal.2005；Hanetal.2006；范文宏等2007；刘红磊等2007）。湖滨带中的重金属因具有难降解性、生物毒性、生物易累积性和生物放大作用，会对水产品质量和安全构成巨大的潜在威胁，而备受关注（李德亮等2010）。因此，开展城市湖泊湖滨带重金属污染生态风险评价研究，筛选出适于对湖滨带重金属污染进行生态修复的植物种类，对于城市湖泊湿地的生态保护与治理具有至关重要的意义。造成环境污染的重金属主要包括镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)

6、、砷(As)、镍(Ni)及锌(Zn)等(USEPA1997)，具有隐蔽性、不可逆性和长期性等特点，对人类健康及生活质量的影响越来越明显，如何消除环境中的重金属污染物已成为国际性难题。传统的重金属污染土壤的治理方法主要有淋滤、客土、吸附固定、氧化还原、络合浸提等物理化学方法，这些方法往往投资大，需要设备复杂，且只能暂时缓解重金属危害，对土壤性质破坏严重，容易造成二次污染，因此其应用受到了限制。许多专家学者探索在不破坏土壤生态环境的情况下治理重金属污染的新途径。1983年Chaney首次提出利用植物去除土壤重金

7、属污染的设想，现已成立了一个全球土壤修复网络，包括北美、拉丁美洲、澳大利亚、非洲、亚洲和欧洲6个区域中心，其核心任务就是利用植物-微生物系统原位治理污染环境，也就是植物修复（王鸣刚等2007）。植物修复技术已成为土壤重金属污染治理领域的研究热点并受到普遍关注，即利用植物及其根系圈微生物体系的吸收、挥发、转化和降解作用机制来清除土壤重金属污染的绿色生态技术（Cunningham&Berti1993，Salt等1998，唐世荣等1999）。与传统方法相比，这项技术具有不破坏土壤的物理结构，生物功能保存完好，经济

8、，高效，长效，生态协调性等优点（Krameretal.1996；Stephanetal.1995；Jesusetal.2007；XuliangZhuang&JianChen2007），其关键在于寻找到适合于修复重金属污染土壤的植物种类。早期的植物修复技术注重于超累积植物种类的研究（王兆胡等2010）。重金属超积累植物具有极高的吸收和积累重金属的能力，对重金属的富集能力比普通植物高出几十倍到几百倍，目前美国、澳大利