1 绪论 1
1.1 环境修复植物学的基本概念 1
1.1.1 环境与环境污染 1
1.1.2 环境植物与环境植物学 2
1.1.3 污染环境修复植物学 3
1.1.4 环境修复植物学的研究内容与任务 4
1.2 环境修复植物学的研究进展 4
1.2.1 植物修复概念的提出与发展 4
1.2.2 植物修复技术及其研究进展 5
1.2.2.1 植物修复技术的研究内容 5
1.2.2.2 植物修复技术的研究进展与趋势 8
1.3 植物修复技术的优势与局限性及现代生物技术在植物修复中的应用 12
1.3.1 植物修复技术的优势与局限性 12
1.3.1.1 植物修复技术的优势 12
1.3.1.2 植物修复技术的局限性 13
1.3.2 现代生物技术在植物修复中的应用 14
1.3.2.1 修复植物抗性遗传与抗性基因的研究 14
1.3.2.2 基因工程在污染环境植物修复中的应用 14
1.4 植物修复技术的发展趋势与应用前景 18
1.4.1 植物修复技术的研究趋势 18
1.4.1.1 植物修复野外试验及多学科综合研究 18
1.4.1.2 植物修复技术与其他修复技术综合应用 18
1.4.2 植物修复技术的应用前景 19
2 植物修复的理论基础与机制 20
2.1 植物修复的理论基础 20
2.1.1 植物对污染环境的适应性及适应性进化 20
2.1.1.1 植物对污染环境的适应性 20
2.1.1.2 污染环境中植物的适应性进化 21
2.1.2 植物对污染环境的响应与反馈 24
2.1.2.1 植物形态结构对污染环境的响应与反馈 24
2.1.2.2 植物细胞与组织结构对污染环境的响应与反馈 24
2.1.2.3 植物对污染环境的生理生化响应与反馈 25
2.1.2.4 植物在分子水平对环境污染的响应与反馈 27
2.2 植物修复的机制 28
2.2.1 植物对物质的吸收、排泄和积累 28
2.2.1.1 植物对物质的吸收 28
2.2.1.2 植物对物质的排泄 29
2.2.1.3 植物对物质的积累 29
2.2.2 植物根系的生理作用 30
2.2.3 植物根际圈的作用 30
2.3 植物修复污染环境的基本理论与原则 31
2.3.1 植物修复污染环境的基本理论 31
2.3.2 植物修复污染环境的基本原则 31
3 植物对大气污染的净化修复 33
3.1 大气污染概述 33
3.1.1 大气污染的定义 33
3.1.2 大气污染的类型 33
3.2 植物对大气污染的修复及其机制 34
3.2.1 植物对大气污染的修复作用 34
3.2.1.1 植物维持氧和二氧化碳的平衡 34
3.2.1.2 吸收和滞留二氧化硫 34
3.2.1.3 对氮氧化物的吸收和净化作用 35
3.2.1.4 吸收氟减轻氟化氢的污染 36
3.2.1.5 吸收氯气和氯化氢 36
3.2.1.6 吸滞粉尘减少空气含菌量 36
3.2.2 植物修复大气污染的机制 37
3.2.2.1 植物吸附与吸收作用 37
3.2.2.2 植物代谢降解作用 38
3.2.2.3 植物转化作用 38
3.2.2.4 植物同化和超同化作用 39
3.2.2.5 植物对污染物的中和缓冲作用 39
3.3 植物对大气污染的响应 39
3.3.1 植物对大气污染的宏观响应 39
3.3.1.1 植物叶形态结构的变化 40
3.3.1.2 植物生长发育的变化 41
3.3.2 植物对大气污染的微观响应 41
3.3.2.1 光合生理的变化 41
3.3.2.2 蒸腾速率与气孔导度的变化 42
3.3.2.3 细胞膜渗透率的变化 42
3.3.2.4 电子传递速率的变化 43
3.3.2.5 线粒体和质体的变化 43
3.3.2.6 氧化酶系统的变化 43
3.3.2.7 同化产物分配的变化 44
3.3.2.8 叶片热值的变化 44
3.4 大气污染修复植物资源 44
3.4.1 大气污染修复植物资源的选育 44
3.4.2 常见大气污染修复植物资源 52
4 植物对污染水体环境的修复 96
4.1 水体污染概述 96
4.1.1 水体污染的定义 96
4.1.2 水体污染的类型 97
4.2 植物对污染水体的修复净化及其机制 98
4.2.1 植物对污染水体的修复作用 98
4.2.1.1 植物对悬浮物的吸附、过滤、沉淀作用 98
4.2.1.2 植物对污染物质的吸收作用 99
4.2.1.3 植物对微生物降解的辅助作用 99
4.2.1.4 植物对有害藻类的抑制作用 100
4.2.1.5 森林植被对水体的净化作用 100
4.2.2 植物对水体污染修复的机制 101
4.2.2.1 植物修复富营养化水体的机制 101
4.2.2.2 植物修复水体中重金属的机制 103
4.3 植物对污染水环境的响应 104
4.3.1 植物对水体富营养化的响应 104
4.3.1.1 植物生长及形态对富营养化水体的响应 104
4.3.1.2 植物生理生化特性对富营养化水体的响应 104
4.3.2 植物对重金属水污染的响应 107
4.3.2.1 植物形态结构对水体重金属污染的响应 107
4.3.2.2 植物光合与呼吸生理对水体重金属污染的响应 107
4.3.2.3 根系活力对水体重金属污染的响应 108
4.4 污染水体修复植物资源 108
4.4.1 污染水体修复植物资源的选育 108
4.4.2 主要污染水体修复植物资源 113
5 植物对重金属污染土壤的修复 165
5.1 土壤污染概述 165
5.1.1 土壤重金属污染的定义 165
5.1.2 土壤重金属污染的来源 165
5.2 植物对重金属污染土壤的修复及其机制 166
5.2.1 重金属污染土壤修复概述 166
5.2.2 植物对重金属污染土壤的修复作用 167
5.2.2.1 根际圈促进生物降解作用 167
5.2.2.2 植物对重金属污染的萃取作用 168
5.2.2.3 植物对重金属污染的挥发作用 168
5.2.2.4 植物对重金属污染的稳定作用 168
5.2.3 重金属污染土壤植物修复机制 169
5.2.3.1 植物根系的生理生态作用 169
5.2.3.2 植物体内的生理代谢活动 171
5.3 植物对土壤重金属污染的响应 172
5.3.1 植物个体生长发育对重金属污染的响应 172
5.3.2 植物理化水平对重金属污染的响应 173
5.3.3 植物细胞水平对重金属污染的响应 177
5.3.4 植物分子水平对重金属污染的响应 178
5.4 重金属污染土壤修复植物资源 178
5.4.1 重金属累积与超累积植物资源 179
5.4.1.1 重金属累积与超累积植物资源特点 179
5.4.1.2 重金属累积和超累积植物的筛选 180
5.4.1.3 重金属累积与超累积植物资源 181
5.4.1.4 重金属累积与超累积常见植物资源 186
5.4.2 重金属非超累积、大生物量植物资源 202
5.4.2.1 重金属非超累积、大生物量植物资源的特点 202
5.4.2.2 主要重金属污染修复大生物量植物资源 205
6 污染水体植物修复模式与工程示范 249
6.1 人工浮岛 249
6.1.1 人工浮岛的构建 249
6.1.2 人工浮岛的净化作用与优势 250
6.1.3 人工浮岛应用实例 251
6.2 人工湿地 251
6.2.1 湿地植物的选择与配置 251
6.2.2 人工湿地实例 252
6.3 生态沟渠 253
6.3.1 植物的选择与配置 254
6.3.2 生态沟渠的实践应用 254
7 重金属污染土壤植物修复应用及工程示范 255
7.1 重金属污染土壤植物修复概述 255
7.2 重金属污染土壤植物修复过程设计 255
7.2.1 修复目标与技术思路的选择 255
7.2.2 工程实施方案的确定 255
7.2.3 植物的筛选与种植方式 255
7.3 示范工程实例 256
7.3.1 示范工程主要植物种类 256
7.3.2 示范工程主要植物配置模式 259
主要参考文献 261