第一章 湿地概论与生态修复技术 1
第一节 湿地概论 1
一、湿地的概念与分类 1
二、湿地的演变和退化 5
第二节 退化湿地生态修复技术 13
一、湿地生态修复技术类别 14
二、湿地生态修复技术发展总体评价 15
三、湿地生态修复技术的领先国家评价 20
四、湿地生态修复技术的研究群体评价 22
五、我国湿地生态修复技术发展态势评价 24
六、湿地生态修复重点核心关键技术分析——以植物修复技术为例 25
参考文献 26
第二章 黄河三角洲滨海湿地的演变过程与驱动机制 34
第一节 研究方法 34
一、黄河三角洲洲体发育 34
二、黄河三角洲岸线变化 34
三、湿地解译与建库 35
四、湿地变化与土地利用转化 35
五、湿地演变预测 36
六、公路材质对湿地植物群落的影响 37
七、其他相关技术指标 38
第二节 黄河三角洲的发育与演变过程 39
一、黄河入海河道变迁 39
二、黄河三角洲洲体发育 40
三、黄河三角洲岸线变化 43
四、面积与景观特征变化 48
五、洲体发育变化的影响因素 55
第三节 黄河三角洲湿地的演变与退化 60
一、湿地分类、建库与出图 60
二、黄河三角洲湿地类型和植被覆被变化的时空分布 64
三、黄河三角洲湿地面积变化过程 70
四、黄河三角洲湿地的土地利用变化 75
五、黄河三角洲湿地的退化过程 86
六、黄河三角洲湿地的演变趋势预测 90
第四节 黄河三角洲湿地演变与退化的驱动机制 95
一、黄河三角洲湿地演变与退化的主要驱动因子 95
二、黄河三角洲湿地演变的驱动力模型构建 109
参考文献 110
第三章 黄河三角洲盐地碱蓬湿地生态修复研究 115
第一节 研究方法 115
一、盐地碱蓬萌发机制的研究方法 115
二、水盐胁迫下盐地碱蓬幼苗响应机制研究方案 116
三、混合盐碱胁迫对碱蓬萌发及幼苗生长影响的研究方法 118
四、氮添加对盐地碱蓬幼苗耐盐性影响的研究方法 119
五、重度退化湿地生态修复的野外试验方法 121
第二节 温度及盐分对盐地碱蓬萌发的影响 122
一、温度对盐地碱蓬萌发的影响 122
二、盐碱及海水溶液对盐地碱蓬萌发的影响 123
三、盐碱对盐地碱蓬幼苗体内离子积累的影响 124
四、讨论分析 126
第三节 水位与盐分对盐地碱蓬幼苗生长和抗氧化酶活性的影响 127
一、地下水位与盐处理对盐地碱蓬生长的影响 127
二、地下水位与盐处理对盐地碱蓬叶绿素和类胡萝卜素含量的影响 130
三、地下水位与盐处理对盐地碱蓬抗氧化酶活性、丙二醛及蛋白质含量的影响 131
四、地下水位与盐处理对盐地碱蓬离子含量的影响 131
五、讨论分析 133
第四节 混合盐碱胁迫对碱蓬萌发及幼苗生长的影响 134
一、混合盐碱胁迫对碱蓬种子发芽率的影响 135
二、混合盐碱胁迫对碱蓬种子发芽速度的影响 136
三、不同胁迫因子与碱蓬种子发芽指标的相关分析 136
四、混合盐碱胁迫对碱蓬幼苗根长的影响 137
五、混合盐碱胁迫对碱蓬幼苗干重的影响 138
六、讨论分析 138
第五节 氮素对盐胁迫下盐地碱蓬幼苗生长和离子积累的影响 139
一、盐地碱蓬幼苗生长对氮素和盐胁迫的响应 139
二、叶片含水率和各器官生物量对氮素和盐胁迫的响应 140
三、盐地碱蓬幼苗生理指标对氮素和盐胁迫的响应 142
第六节 黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬生态修复效果研究 144
一、生态修复对当年土壤关键理化指标及盐地碱蓬生长的影响 145
二、生态修复后次年土壤关键理化指标的变化 148
参考文献 152
第四章 黄河三角洲退化滨海芦苇湿地生态修复研究 156
第一节 试验样地与研究方法 156
一、研究区域与试验样地 156
二、修复湿地和参照湿地植物样品、土壤样品的采集 157
三、芦苇根芽繁殖的补水实验 158
四、水盐作用对芦苇种子繁殖的影响 159
五、规律性补水对芦苇生长的影响 159
六、施肥对湿地芦苇生长的影响 160
七、计算与分析方法 161
第二节 黄河三角洲退化滨海湿地芦苇种子繁殖研究 163
一、盐度对芦苇种子萌发的影响 164
二、水深对种子萌发的影响 165
三、芦苇种子的复萌与生长状况 165
四、讨论分析 167
第三节 黄河三角洲退化湿地芦苇根芽繁殖补水技术研究 169
一、补水时期对芦苇生态特征与土壤理化性状的影响 170
二、补水深度对芦苇生态特征与土壤理化性状的影响 180
三、讨论分析 190
第四节 黄河三角洲退化滨海芦苇湿地修复进程中植被的变化规律 192
一、退化滨海芦苇湿地修复进程中植被组成结构的变化 192
二、退化滨海芦苇湿地修复进程中物种丰富度和多样性的变化 194
三、退化滨海芦苇湿地修复进程中群落相似性的变化 196
四、讨论分析 196
第五节 黄河三角洲退化滨海芦苇湿地修复进程中土壤理化性质的变化特征 197
一、退化滨海芦苇湿地修复进程中土壤物理指标的变化规律 197
二、退化滨海芦苇湿地修复进程中土壤化学指标的变化规律 199
三、讨论分析 204
参考文献 206
第五章 黄河三角洲滨海湿地微生物群落结构和功能的研究 209
第一节 主要研究方法 209
一、全球湿地中细菌和古菌多样性的系统性分析方法 209
二、黄河三角洲滨海湿地细菌群落结构多样性的研究方法 210
三、黄河三角洲滨海湿地细菌群落功能基因多样性的研究方法 213
四、环境因子对湿地微生物群落变化的影响 214
第二节 湿地土壤微生物群落多样性、影响因子及研究手段 217
一、土壤微生物群落多样性 217
二、环境因子对土壤微生物的影响 218
三、湿地微生物群落研究 219
四、土壤微生物研究的主要技术手段 221
第三节 全球湿地中细菌和古菌多样性的系统性分析 223
一、湿地中细菌和古菌总况 224
二、细菌群落结构分析 224
三、古菌群落结构分析 230
四、湿地微生物多样性分析 232
第四节 黄河三角洲滨海湿地细菌群落结构多样性 234
一、黄河三角洲潮滩湿地土壤细菌群落结构 234
二、黄河三角洲新生湿地土壤细菌群落结构 236
三、黄河三角洲滨海湿地细菌群落分析 239
第五节 黄河三角洲滨海湿地细菌群落功能基因多样性 241
一、潮滩湿地细菌群落的功能基因 242
二、新生湿地细菌群落的功能基因 245
三、滨海湿地细菌群落功能基因稳定性分析 246
第六节 环境因子对湿地微生物群落变化的影响 248
一、黄河三角洲滨海湿地的环境因子 249
二、环境因子对滨海湿地细菌群落结构的影响 255
三、环境因子对滨海湿地细菌群落宏基因组的影响 257
参考文献 258
第六章 黄河三角洲滨海湿地石油污染土壤的植物-微生物联合修复研究 267
第一节 实验设计与研究方法 267
一、石油污染土壤生物修复原则 267
二、石油烃降解菌的富集、筛选、鉴定及微生物菌剂的制备 269
三、石油污染土壤的制备与梯度设置 272
四、石油污染对植物幼苗生长影响的实验设计 275
五、石油污染土壤生物修复效果研究 276
六、石油污染土壤生物修复后的主要特征指标 278
第二节 石油污染对植物幼苗生长的影响 279
一、土壤石油污染对芦苇和盐地碱蓬幼苗形态的影响 279
二、土壤石油污染对芦苇和盐地碱蓬幼苗叶片中可溶性蛋白质含量和酶活性的影响 280
三、土壤石油污染对芦苇和盐地碱蓬幼苗叶片中丙二醛含量的影响 281
四、土壤石油污染对芦苇和盐地碱蓬幼苗叶片中叶绿素含量及叶绿素a/b值的影响 282
第三节 石油污染土壤生物修复效果研究 283
一、石油污染对芦苇和盐地碱蓬生物量的影响 283
二、石油污染对芦苇和盐地碱蓬叶片中叶绿素含量的影响 284
三、不同生物修复处理下石油污染土壤前后总石油烃的降解率 286
四、不同生物修复处理下石油污染土壤前后石油烃各组分的降解率 287
五、微生物数目变化 288
第四节 生物修复过程中石油污染土壤主要特征指标的变化 289
一、土壤酶活性变化 289
二、土壤微生物活性变化 294
三、土壤呼吸作用强度变化 296
参考文献 297
第七章 黄河三角洲滨海湿地盐地碱蓬对重金属污染的响应 300
第一节 重金属对植物的毒理效应及组学技术应用 300
一、渤海区域重金属污染状况分析 300
二、重金属对植物的毒理效应 302
三、组学技术在生态毒理学中的应用 309
第二节 基于NMR技术的盐地碱蓬代谢组学研究体系 313
一、实验材料与方法 313
二、盐地碱蓬代谢谱图解析 314
三、盐地碱蓬代谢产物提取方法的探索与优化 316
四、甲醇/水溶剂体系的代谢组提取方法的验证 318
第三节 基于双向电泳-质谱检测技术的盐地碱蓬蛋白质组学研究体系 318
一、实验材料与研究方法 319
二、蛋白质双向电泳分析 323
三、双向电泳方法稳定性分析 323
第四节 铅、锌胁迫对盐地碱蓬毒理效应的代谢组学与蛋白质组学研究 324
一、盐地碱蓬暴露实验 324
二、铅、锌胁迫对盐地碱蓬毒理效应的代谢组学研究 327
三、铅、锌胁迫对盐地碱蓬毒理效应的蛋白质组学研究 330
四、铅、锌胁迫对盐地碱蓬生长、抗氧化酶系统及相关基因的影响 337
第五节 汞胁迫对盐地碱蓬毒理效应的代谢组学与蛋白质组学研究 340
一、实验材料与方法 340
二、盐介质条件下汞胁迫对盐地碱蓬毒理效应的代谢组学研究 341
三、盐介质条件下汞胁迫对盐地碱蓬毒理效应的蛋白质组学研究 344
四、盐介质条件下汞胁迫对盐地碱蓬生长、抗氧化酶系统及相关基因的影响 351
参考文献 354
第八章 滨海吹填土原位改良模式及其生态绿化研究 362
第一节 我国滨海盐渍土分布及特征 362
一、盐碱土分布 362
二、滨海盐渍土 363
三、滨海盐碱土的特征 364
四、滨海吹填土改良技术 364
第二节 滨海吹填土绿化障碍特征 365
一、样品采集与理化性质分析 365
二、滨海吹填土绿化障碍特征分析 366
第三节 滨海吹填土水盐动态研究 367
一、实验材料与方法 367
二、滨海吹填土水盐动态室内模拟研究 371
三、不同处理下滨海吹填土的水盐动态 373
第四节 滨海吹填土生态绿化技术应用效果 376
一、生态绿化区滨海吹填土性状 376
二、滨海吹填土土壤改良与改良效果及生态绿化示范 377
参考文献 380
第九章 黄河三角洲滨海盐碱土培肥改良技术及效果评估 381
第一节 盐碱土改良及培肥技术 381
一、盐碱土改良的主要方式 381
二、秸秆还田对盐碱土的改良效果 382
三、有机肥与无机肥配施 384
四、有机无机复混肥 386
第二节 堆肥方式对棉花秸秆腐熟效果的影响 387
一、试验材料与方法 387
二、堆肥方式对棉秆堆腐过程中温度的影响 389
三、堆肥方式对棉秆堆腐过程中pH与电导率的影响 389
四、堆肥方式对棉秆堆腐过程中营养元素的影响 390
五、棉秆堆腐过程中T值的变化 392
六、堆肥方式对棉秆堆腐过程中种子发芽指数的影响 393
七、棉秆堆腐过程中各指标之间的相关性分析 394
第三节 棉秆腐熟物类肥料的研制及其缓释性能评价 395
一、实验材料与方法 395
二、双包膜球形肥的形态学特征 398
三、双包膜球形肥对土壤最大田间持水量的影响 398
四、双包膜球形肥对土壤保水性的影响 399
五、双包膜球形肥的缓释性能 399
第四节 棉秆还田对棉花生长和土壤性状的影响 400
一、试验材料与方法 401
二、棉秆还田对棉花生长发育状况的影响 402
三、棉秆还田对棉田土壤理化性质的影响 406
第五节 棉秆类复合肥料在湿地农田的肥效研究 415
一、试验材料与方法 415
二、不同肥料类型对棉花生长发育状况的影响 416
三、不同肥料类型对棉花果枝数与桃数的影响 417
四、不同肥料类型对棉花养分吸收状况和肥料利用效率的影响 419
五、不同肥料类型对棉花产量及其构成因素的影响 420
第六节 有机肥与无机肥配施对棉花生长及土壤性状的影响 421
一、试验材料与方法 421
二、不同施肥方式对棉花生长发育状况的影响 422
三、不同施肥方式对棉花果枝数与桃数的影响 423
四、不同施肥方式对土壤理化性质的影响 425
参考文献 433
第十章 多介质人工湿地构建及其氮、磷净化效率研究 439
第一节 人工湿地去污机制与应用 439
一、人工湿地简介 439
二、人工湿地的去污机制 442
三、人工湿地填料的选择 443
四、人工湿地植物的选择 444
五、影响人工湿地去污效率的主要因素 444
六、人工湿地的应用 445
第二节 人工湿地的构建与实验方案 446
一、人工湿地的构建 446
二、人工湿地的实验方案 450
第三节 多介质人工湿地各单元独立运行对生活污水中氮、磷的去除效率 451
一、纯土壤和纯基质系统对生活污水中氮、磷的去除效率 452
二、各湿地单元对生活污水中氮、磷的去除效率 455
三、各湿地单元溶解氧的变化 459
四、各湿地单元pH的变化 460
第四节 多介质人工湿地系统整体运行对生活污水的净化效率 461
一、多介质人工湿地系统的化学需氧量净化率 461
二、多介质人工湿地系统对含氮污染物的净化 462
三、多介质人工湿地系统对含磷污染物的净化 465
四、多介质人工湿地系统沿程pH的变化 466
五、多介质人工湿地系统沿程溶解氧的变化 467
第五节 多介质人工湿地系统对实际生活污水的净化效率 468
一、多介质人工湿地系统对实际污水的化学需氧量净化率 469
二、多介质人工湿地系统对实际污水含氮污染物的净化 469
三、多介质人工湿地系统对实际污水含磷污染物的净化 471
四、多介质人工湿地系统处理实际污水过程中pH及溶解氧的变化 471
参考文献 472
第十一章 黄河三角洲滨海湿地生态修复技术体系与示范 475
第一节 滨海湿地生态修复技术 477
一、滨海湿地植物标志物指示技术 477
二、耐盐植物选育与快速繁殖技术 477
三、滨海湿地土壤养分调节技术 479
四、芦苇湿地淡水优化配置/生态补水技术 480
五、湿地多优势种培育技术 480
六、退化滨海湿地水盐控制技术 482
七、重度退化芦苇湿地土壤改良技术 482
第二节 退化滨海湿地示范区建设 483
一、退化湿地生态修复示范区建设 483
二、生物多样性保护示范区与滨海湿地野外研究平台建设 487
三、黄河三角洲滨海湿地生物多样性信息系统构建 492
参考文献 503