城市污水污泥中重金属减量强化技术研究

污水处理过程中最为棘手的问题是可以产生大量含有重金属等污染物的固态、半固态或液态的污泥。随着工业化和城市化的迅猛发展以及污水处理能力的提高，日益增多的污泥不仅困扰着污水处理厂的正常运作，若处理不当，还会危及到生态健康与人体健康，并造成资源与经济的浪费。污泥中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，这使污泥资源化利用成为可能；但污泥中同时含有大量的重金属元素，给污泥的资源化利用造成了许多麻烦。因此，如何有效地去除污泥中的重金属，使其达到相应的标准之内，是污泥回用前亟待解决的关键问题。本研究主要针对如何减少和降低城市污泥中重金属毒害作用，以有效的、去除和降低城市污泥中有毒有害重金属元素为目的，尤其是一些经常性超标重金属元素，对城市污泥进行重金属脱除开展实验研究。 在实验研究过程中，主要采用柠檬酸、草酸和乙酸这3种最常见的有机酸作为淋洗剂，研究了柠檬酸、草酸和乙酸对污泥中Cd、Pb、Cu和Zn等重金属的去除效果，并分析了实验前后污泥中重金属形态变化和生物有效性，以及处理前后析出液和污泥中硝态氮和铵态氮的浓度变化。 研究结果表明，随着反应时间和酸溶液浓度的增加，污泥中重金属（Cu除外）的去除率也相应增加。污泥中加入有机酸溶液反应24h后，柠檬酸可去除76.0%的Pb和92.5%的Zn，草酸和乙酸对重金属的去除率并不大。柠檬酸经过7h即可去除污泥中大部分的Pb和Zn，分别为52.0%（Pb）和74.2％（Zn）。去除的Pb和Zn主要为以稳定形式存在的，不稳定态的比例有所上升，其中可交换态的浓度有不同程度的增加。污泥经有机酸处理后，有大量的硝态氮和铵态氮溶解于析出液中。与污泥中加入蒸馏水的对照处理相比，有机酸可大幅度增加析出液中铵态氮的含量，减少硝态氮的含量。由于污泥处理过程中有其他形态的氮的转化，处理后污泥中仍含有较高浓度的硝态氮和铵态氮。采用0.5 mol•L-1草酸处理析出液中硝态氮和铵态氮浓度分别为2.8 mg•L-1和888.1 mg•L-1,且重金属去除率不大，析出液可作为较好的“液体肥料”进行回收利用。

鞍山铁矿区无土排岩场植物修复试验研究

针对鞍山大孤山排岩场由大小不一的石砾组成、无任何土壤、保水性能差、植物所需的营养成分极其贫乏、含有限制植物生长的有毒有害物质等特殊的立地条件，以营养成分丰富的城市污泥、粉煤灰等固体废弃物配制的人工土壤做为修复基质，通过室内模拟试验从人工土壤的保水性能、肥力水平和重金属含量及其活动性等方面研究粉煤灰钝化污泥用做无土排岩场植被再建的可行性，并进行了现场验证试验，结果表明： 采用当地城市生活污泥、粉煤灰以及铁矿尾砂为原料进行合理配比的人工土壤具有较好的持水保水性能；而且该人工土壤中有机质和速效氮、磷、钾的含量都极其丰富，处于高肥力水平；人工土壤的重金属含量符合国家农用标准。因此将这种养分含量较高的粉煤灰钝化污泥人工土壤用做无土排岩场生态修复的基质从理论上是可行的。 人工土壤熟化过程中对地下水的潜在影响研究表明：粉煤灰的加入有效抑制了污泥中氮素硝化作用的发生，同时也降低了钝化污泥人工土壤中SO42-、Cl-的浓度；人工土壤溶液中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn平衡浓度均显著低于水质中重金属含量的毒害临界水平。因此，将该人工土壤用于鞍山大孤山排岩场植被再建，其土壤浸提溶液不会对地下水造成潜在威胁。 现场试验研究表明，钝化污泥人工土壤用做陡坡无土排岩场的修复基质适宜于乔木刺槐的生长，具有较好的植被成活率及生长势，该修复模式用于陡坡无土排岩场植被再建是可行的。

重金属污染土壤的自养菌和异养菌淋滤修复研究

本文以冶炼厂和张士灌区土壤为修复对象，以镉、铅、锌、铜为目标污染物，在室内模拟实验条件下，利用自养菌-嗜酸性氧化亚铁硫杆菌和异养菌-黑曲霉淋滤技术修复重金属污染土壤。在考察自养菌和异养菌对重金属污染土壤修复效果的基础上，重点研究了溶解性有机质和耐酸性异养菌对淋滤修复的影响和机制，同时筛选确定替代蔗糖黑曲霉发酵产酸的廉价碳源。结果发现： 自养菌-氧化亚铁硫杆菌淋滤修复过程中，筛选鉴定嗜酸性氧化亚铁硫杆菌R2对甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸和柠檬酸的耐受浓度分别为0.1、0.4、0.4、2.0、20和40 mmol/L，而高效液相色谱测定沈阳冶炼厂土壤和张士灌区土壤中低分子量有机酸浓度很低，其中草酸含量最高，分别仅为0.04mmol/L和0.149mmol/L，远低于氧化亚铁硫杆菌能耐受的有机酸浓度。同时土壤中溶解性有机质对氧化亚铁硫杆菌R2氧化Fe2+未产生抑制作用，而耐酸性异养微生物H1（红酵母菌）和H2（头孢霉）的加入对氧化亚铁硫杆菌R2淋滤去除重金属效果未产生明显促进作用，本研究中分离筛选的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌R2可直接应用于污染土壤的生物淋滤修复。经过5d的生物淋滤，冶炼厂土壤中Cu、Zn和Cd的最高去除率分别为30.6%、58.4%和72%。 在一步黑曲霉生物淋滤过程中，当固液比5%（w/v）、接种量3%（v/v）和淋滤修复7d时，对冶炼厂土壤来说，Cu、Cd、Pb和Zn去除率分别为75.8%，100%，30.6%和26.1%；张士灌区土壤中分别为54%，71.8%，9.5%，18.7%。在二步黑曲霉生物淋滤过程中，当固液比10%（w/v）、接种量为2%（v/v）和黑曲霉发酵时间7d，淋滤2d时，冶炼厂土壤中四种重金属去除率分别为Cu 84%，Cd 75.5%，Pb30.5%和Zn10%；张士灌区土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的去除率分别达到57%，94.8%，20.4%和17.5%。 异养菌-黑曲霉淋滤修复重金属污染土壤效果优于有机酸淋滤。与黑曲霉淋滤相比，在直接添加有机酸淋滤修复中，冶炼厂土壤中重金属去除率分别为Cu 46.4%，Cd 61.8%，Pb 30.2%和Zn 43.3%，张士灌区土壤中重金属去除率分别为Cu 44%，Cd 0%，Pb 0%和Zn 26.2%。 淋滤前后土壤中重金属形态分级结果表明，黑曲霉一步和二步淋滤修复能有效去除污染土壤中交换态、碳酸盐结合态部分重金属，并能显著降低氧化物结合态部分重金属，但对有机态和残余态部分重金属离子去除效果并不明显。 以树木落叶和农作物副产品作为廉价碳源实施黑曲霉淋滤实验表明：杨树叶、桃树叶、土豆皮和玉米芯产酸和去除重金属效果较好。杨树叶对冶炼厂土壤中重金属去除率分别为63.5% Cu、100% Cd、16.8% Pb和Zn 27%；桃树叶去除效果分别为Cu61.8%、Cd100%、14.6%Pb和28.5%Zn；土豆皮去除效果分别为61%Cu、100%Cd、10.6%Pb和34%Zn。这些廉价碳源的利用可降低污染土壤生物淋滤修复成本。 研究生物淋滤修复技术为重金属污染土壤处理与处置开辟了新途径。

沿城乡梯度土壤重金属和线虫群落时空分布研究——以沈阳南部为例

城市化及其生态效应是当前国际上主要研究热点之一。本文通过在沈阳南部沿城乡梯度采集0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm三个层次土壤样品，研究城市化效应对土壤重金属和土壤线虫群落时空分布的影响，探讨了土壤线虫对重金属污染的指示作用。 研究发现，沿城乡梯度土壤重金属Cu、Zn、Pb和Cd全量及有效态含量呈现明显的梯度效应，说明城区比农村重金属污染严重。土壤线虫总数在不同采样时期、不同采样点和不同土层表现出显著差异，沿城乡梯度显著增加，并且随土壤深度的增加而显著减少。土壤线虫属的丰富度、香农-威纳多样性、优势度和均匀度指数也表现出显著的时空差异性。不同取样季节线虫各营养类群表现出极其显著的时间差异。城市土壤处理植物寄生线虫相对多度明显低于郊区和农村土壤处理，而食细菌线虫的相对多度显著高于郊区和农村处理。通过线虫区系分析可以看出，土壤食物网和环境状态沿城乡梯度呈现明显不同的分布格局。 通过对土壤线虫群落分布与有效态重金属分布的相关性研究可知，城市化所造成的土壤重金属污染主要对线虫总数、植物寄生线虫数量以及线虫群落多样性指数产生了显著影响，而对土壤线虫食物网相关指数的影响不显著。以上结果也表明，土壤线虫对城市化带来的重金属污染具有一定的指示作用。

沈阳福陵油松年轮δ13C序列指示的环境变化

由于树木年轮具有定年准确、连续性好、分辨率高、对环境变化敏感性强等优势，已在全球气候变化研究中被广泛应用。在我国，已有学者利用树木年轮对气候变化进行了较多研究，但是针对受人类活动干扰较重，对环境变化最为敏感的地区，如城市环境变化的研究相对薄弱。本文以我国东北重工业城市——沈阳为研究区域，以年轮δ13C和年轮元素作为研究手段，分析了树木年轮δ13C和金属元素序列变化特点及其环境意义。主要研究内容与结果为： 1. 建立了该地区过去195年的油松（Pinus tabulaeformis Carr.）年轮δ13C年表。相关分析表明：两个δ13C序列间存在差异，但其个性差异对其共性变化影响较小，个性差异并不影响年轮δ13C作为气候变化研究代用资料的适宜性和重建历史气候结果的可靠性与一致性。 2. 对年轮δ13C序列的高频变化与气候要素进行相关分析，确定了年轮δ13C序列和气候的关系特点，该地区年轮δ13C与生长季前期冬春季气温及蒸发量显著正相关。在此基础上重建了沈阳地区1865年以来12-5月气温和12-1月蒸发量。 3. 利用年轮δ13C序列重建了该地区过去130年大气CO2浓度变化。重建结果表明，沈阳地区大气CO2浓度在1900年后迅速增加；而在1970s后重建的浓度增加速度变缓，这种现象可能是由城市污染加重所引起的。研究发现太阳黑子活动最强的年份往往对应较高的年轮纤维素δ13C值，这表明年轮碳稳定同位素和太阳辐射强度关系密切。 4. 年轮金属元素分析发现，Cu和Zn年轮含量的变化与沈阳有色金属生产量的变化相一致，表明年轮金属元素含量的径向变化记录了沈阳工业发展的历史。年轮Pb含量与五月相对湿度的显著相关性表明油松年轮元素变化记录了大气痕量金属的沉降。

重金属对矮小拟丽突线虫的毒性效应研究

为了探讨重金属对矮小拟丽突线虫（Acrobeloides nanus）的毒性作用，本文采用室内培养的方法，研究了不同浓度Cu、Zn、Pb、Cd对矮小拟丽突线虫死亡率、生长发育和繁殖的影响，并对线虫世代间的毒性效应进行了比较。结果表明：1）Cu、Zn、Pb、Cd对矮小拟丽突线虫24 h的半致死浓度LC50值分别为 0.80、71.20、12.94 和 1.42 mg • L-1，48 h 的半致死浓度LC50值分别为 0.71、35.08、2.65 和 0.32 mg • L-1。不同重金属离子对矮小拟丽突线虫产生的毒性具有一定的差异，24 h四种重金属离子对矮小拟丽突线虫的毒性大小依次为Cu > Cd > Pb > Zn，48 h毒性大小依次为Cd > Cu > Pb > Zn；2）与对照组相比，各暴露组当代（P0）和后代（F1）线虫平均体长均显著降低（P<0.05, P<0.01）；随着暴露浓度的增加，当代（P0）和后代（F1）线虫平均体长呈逐渐降低的趋势。生物量比体长更能敏感地反应重金属对矮小拟丽突线虫生长发育的影响，可作为重金属污染的敏感检测指标；3）供试线虫的产卵数随着Cu、Zn、Pb、Cd暴露浓度的增加而降低；其中Cu对线虫产卵数的72h-EC50、EC20和EC10值分别为1.35、0.49 和 0.2mg • L-1，Zn的72h-EC20和EC10值分别为330.29 和 163.9 mg • L-1，Pb的72h-EC20、EC10分别为17.41、4.36 mg•L-1，而Cd对线虫产卵数的72h-EC50、EC20和EC10分别为4.47、0.91 和 0.53 mg • L-1。研究结果表明，重金属Cu、Zn、Pb、Cd暴露可显著抑制矮小拟丽突线虫的生长发育和繁殖；线虫体长、产卵数表现出明显的重金属浓度依赖性。

TCAS树脂的制备及对水中污染物的吸附性能研究

本论文采用第三代超分子受体化合物——磺化硫杂杯芳烃（简称TCAS）作为活性组分，将其加载到树脂载体上，制成一种新型的TCAS吸附树脂。借助红外光谱、紫外光谱、核磁共振和电喷雾质谱等检测分析手段对TCAS吸附树脂及其制备的中间产物进行表征。采用静态批试验方法研究发现TCAS吸附树脂对重金属和卤代烃类有机物都有较好的吸附去除效果，其对Pb2+、Cd2+、Cu2+和Zn2+四种重金属的吸附容量分别达到26.32mg•g-1、18.12mg•g-1、12.24mg•g-1和6.85mg•g-1；对二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯四种卤代烃的吸附容量分别为9.23 mg•g-1、7.92 mg•g-1、6.73 mg•g-1和4.34 mg•g-1。并发现温度、树脂用量和溶液pH值等因素能影响TCAS吸附树脂的吸附去除效果。同时研究了TCAS吸附树脂对污染物的吸附优先性规律、动力学规律和热力学规律。采用化学计量学分析TCAS络合重金属的紫外光谱，获得了TCAS－重金属络合物的纯紫外光谱，以及TCAS、TCAS－重金属络合物随重金属浓度变化的分布曲线，并最终解析得到TCAS与Cu、Zn、Cd和Pb的络合常数（lgβ）分别为9.79、8.72、6.87和5.00。通过多次吸附试验，考察了TCAS吸附树脂回收循环利用的可行性，发现TCAS吸附树脂可进行多次循环回收再利用。

镉、铅排异大白菜品种的筛选和鉴定及安全生产调控技术

随着工农业的快速发展，土壤重金属尤其Cd和Pb污染日益严重。筛选和培育具有重金属低积累特性的农作物排异品种被认为是当前应对土壤重金属污染最为合理和有效的途径之一。本文通过盆栽试验、大田试验和砂培试验，研究了大白菜品种对Cd和Pb的吸收和积累的品种差异、对Cd、Pb胁迫的响应以及大白菜安全生产的调控技术，得出以下结论： 1) 盆栽梯度试验中，80种大白菜地上部对Cd的吸收存在显著差异(p < 0.05)。在3种Cd处理下(1.0, 2.5和5.0 mg/kg)，80种大白菜Cd含量浓度范围分别为(mg/kg) 0.22–2.46, 0.90–14.10和2.03–18.01, 其平均值分别为 0.79, 3.76 和6.79 mg/kg DW。大白菜对Cd胁迫具有较强的耐性。大田试验中，15种大白菜的富集系数和转运系数与盆栽梯度试验的结果基本一致。排异植物的筛选和鉴定标准包括：(1)该植物的地上部和根部的Cd含量都很低或者可食部位低于有关标准；(2) 富集系数(BF) < 1.0；(3) 转运系数(TF) < 1.0；(4)该植物具有较高的Cd耐性，在较高的Cd污染下能够正常生长且生物量无显著下降。采用此标准，结合盆栽梯度试验和大田试验结果，北京新3号、绿星70和丰源新3号可鉴定为Cd排异品种。秋傲和赛新5号具有排异Cd特性，但其对Cd的耐性较差。 2) 盆栽梯度试验中，在Pb投加浓度为500和1500 mg/kg处理下，30种大白菜地上部对Pb的吸收存在显著差异 (p < 0.05)，其Pb浓度的范围分别为：0.52–8.68 和1.86–16.20 mg/kg, 其平均值分别为3.01 和6.87 mg/kg DW。并且，随着Pb浓度的增加，白菜地上部Pb含量有随之增加的趋势。大白菜对Pb具有较强的耐性。低浓度的Pb处理对大白菜的生物具有一定的促进作用。结合盆栽试验和大田试验的结果，秋傲、世博秋抗和福星80可鉴定为Pb排异大白菜品种。 3) 砂培试验中，在Cd和Pb胁迫下，大白菜地上部的丙二醛(MDA)含量增加，随着Cd处理浓度的增加，超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先下降后上升接着下降的趋势，酸菜王的SOD活性要高于北京新3号SOD的活性。随着Pb处理浓度的增加，福星80地上部的SOD活性随之增加，而绿星大棵菜地上部的SOD活性先下降后增加。在不同梯度的Cd处理下，大白菜地上部的可溶性蛋白(SP)含量未见显著降低，甚至有所增加，而在不同梯度的Pb处理下，大白菜地上部的SP含量有所降低。 4) 施用改良剂可升高土壤的pH值和降低土壤中的有效态Cd，从而对大白菜的生长具有促进作用。施用改良剂可显著降低大白菜对Cd和Pb的吸收和累积。

不同年限蔬菜温室土壤基本化学性质比较研究

本文对沈阳市郊大民屯镇不同年限蔬菜温室土壤化学性质进行研究与分析。得到主要结论如下： 蔬菜温室0～20 cm表层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮均处于较高的养分水平，并且随温室使用年限的延长，呈增加的趋势。土壤有酸化的趋势，土壤电导率呈升高态势。土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量分别为8.57～60.30 mg kg-1、2.69～22.43 mg kg-1、0.64～7.52 mg kg-1和0.56～9.29 mg kg-1，变异系数为50%左右；随着温室使用年限的增加，土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量总体上呈增加的趋势。土壤Ni、Cd的有效含量随种植年限的延长趋于增加，有效Pb呈现出下降的趋势，土壤重金属Cr的有效态含量与种植年限之间没有明显的相关性。 不同年限蔬菜温室土壤剖面有机质、全氮、速效磷及速效钾含量高于相邻的露地菜田土壤，并随种植年限的延长而增加，随土层深度的增加而下降。温室土壤中铵态氮的含量随温室种植年限的变化相对较小，在土壤剖面不同层次中变化也没有明显的规律性。与露地菜田土壤相比，温室土壤中有效态铁、锰含量下降，有效态铜、锌、铅、镍含量增加。0～30 cm土层土壤交换性Ca呈下降的趋势，交换性Mg呈上升的趋势，土壤Ca/Mg比值呈下降的趋势。

重金属污染土壤毒性的发光菌与斜生栅藻诊断

重金属作为土壤污染的重要污染物，给环境和人类的健康带来严重危害，目前传统的研究方法已不适于土壤污染的快速诊断，如何建立一个新的诊断方法是人们面临的艰巨任务。水生生态毒理学在其长期的发展过程中已形成一系列标准的实验方法,而且具有快速、敏感等优点,但这些方法主要用于水体中污染物的毒性诊断,本研究的主要目的就是应用水生生态毒理学方法对重金属污染土壤的毒性进行诊断,并且确定土壤污染的警戒值,为土壤清洁标准的建立提供依据。实验选取Cd、Cu、Zn、Pb作为土壤污染的污染物,采用清洁土壤人工投加污染物的方法,对4种重金污染的3种土壤采用两种毒性诊断方法进行毒性诊断。首先探讨了应用发光菌法和斜生栅藻增长抑制实验对重金属污染土壤进行毒性诊断的可行性,结果表明2种方法是可行的,并且确定了最佳平衡时间为24小时,最佳浸提时间为2小时。变换不同的浸提方法表明0.1N HCL为最佳的浸提剂,剂量效应曲线表明土壤的重金属投加量与效应间存在明显的相关性。相同重金属条件下不同土壤的EC_(50)依次为粟钙土>暗棕壤>草甸棕壤;同一土壤条件下不同金属的EC_(50)依次为Pb>Cu>Zn>Cd。同一种金属不同诊断方法、不同诊断参数的敏感性依次为斜生栅藻细胞数增长率>斜生栅藻光密度增长率>发光菌相对发光度。对复合污染的研究表明,复合污染条件下,金属间存在明显的协同作用,使土壤的毒性明显增加。本研究首次将水生生态毒理学方法用于土壤污染毒性诊断,并提出了不同土壤、不同诊断方法的土壤污染的警戒值,为土壤的优先修复提供奠定了基础。

土壤污染生态毒理诊断指标体系研究

生态毒理试验集合了污染物的整体效应及化学品代谢物质产生的效应.它可提供土壤中所有污染物对土壤质量影响的全部信息.然而，现有生态毒理试验方法大多用于水生生态系统的生态毒性检验，对土壤污染的诊断需要建立新的生态毒理诊断方法.该文选择4类典型土壤（红壤、草甸棕壤、暗棕壤和栗钙土），以（小麦、白菜、萝卜、西红柿、大葱）为供试植物，进行了重金属（Cu、Zn、Pb、Cd）、有机氯、多环芳烃污染的植物种子发芽与根伸长抑制试验;植物早期生长试验研究;以草甸棕壤为供试土壤，进行了重金属（Cu、Zn、Pb、Cd）单一、复合污染条件下的蚯蚓（郝子爱胜）急性毒性实验;以草甸棕壤、污染土壤和生物修复土壤进行蚕豆根尖实验和土壤原生动物（纤毛虫）实验.

超积累植物筛选及污染土壤植物修复过程研究

超积累植物是植物提取修复的核心，同时也是污染环境修复领域研究的热点与前沿。针对目前已发现的超积累植物数量与对重金属提取种类较少的现状，并根据修复实践的需求，本研究确立了以超积累植物的筛选为主要研究内容并就一些强化措施进行了初步探索，同时根据已报道的植物修复研究的阶段性成果，对污染土壤植物修复的基本概念、原理、方式、强化机制等相关的修复过程进行了系统总结，结果如下：（1）超积累植物应同时具有四个基本特征，即临界含量特征、转移特征、耐性特征和富集系数特征。（2）龙葵和球果掉菜是Cd超积累植物，在Cd投加浓度为259／kg条件下，其茎和叶中Cd含量分别为103.80mg／kg和124.57mg／kg及107.7Omg/kg和150.10mg／kg。植物体内积累的Cd主要分布在茎和叶中。这2种植物不具有同时超积累Pb、Cu或Zn的能力。（3）施加鸡粪后植物对Cd的提取率提高了35.7％～97.0％；采用开花期收获超积累植物的复种方式，植物提取率可以提高到1.43倍和1.75倍。（4）以杂草为筛选对象，将成为筛选超积累植物的一个突破口。（5）盆栽筛选试验具有可操作性强、易于实施等优点，是筛选超积累植物值得尝试的一种方法。（6）现发现的超积累植物几乎均来源于污染区，本研究表明，未污染区也可能存在超积累植物。（7）栽培措施对植物修复效果有较大影响，与现代农业高新技术相结合是植物修复技术成功应用于修复实践的一条捷径。

玫瑰花芽分化期矿质元素和内源激素的变化规律

本文以沈阳市于洪区玫瑰种植示范区内多季花冷香玫瑰和单季花平阴玫瑰为研究对象，通过野外采样并测定了两者在花芽分化期矿质元素（P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、B、Mn、Cu）和内源激素（IAA、GA、ZR、ABA）的含量，并对其含量及比值变化进行分析，初步确定了玫瑰花芽分化与元素、激素之间的相互关系。研究结果将为玫瑰花期的化学调控、提高产花量和正确制定栽培技术措施提供理论依据，也为玫瑰进一步开发利用打下基础。主要结论：1．在冷香玫瑰和平阴玫瑰的整个花芽分化期，P、K、Cu、Zn大体上均呈下降趋势，表明它们可能参与玫瑰成花；ca、Mg在冷香玫瑰和平阴玫瑰的花蕾形成期含量都下降，可能意味着ca、Mg参与两者的花蕾形成；Fe与玫瑰花芽分化关系不大；高含量的B和Mn有利于两者花蕾形成。2．在冷香玫瑰和平阴玫瑰花蕾形成期，IAA和GA出现低水平，ZR和ABA出现高水平，激素比值（ABA/GA，ABA／IAA，ZR/GA，ZR/IAA）出现高水平，表明ABA和ZR促进两者开花；而IAA和GA抑制两者开花；高比例的（ABA/GA，ABA/IAA，ZR/GA，ZR/IAA）有利于两者开花。

环境CO2浓度和群落密度对红桦(Betula albosinensis Burk.)幼苗碳氮吸收和分配的影响

当前大气CO2浓度升高是全球变化的主要趋势之一，CO2浓度升高还会引起全球变暖等其它环境问题，因而CO2浓度浓度升高对植物影响的研究已经成为全球变化领域的焦点。红桦是川西亚高山地区暗针叶林演替初期的先锋树种和演替后期的建群种，在群落演替过程中它对环境因子的响应决定红桦群落的演替进程。本文通过控制CO2浓度的气候室试验，研究了CO2浓度倍增环境下，不同密度水平红桦碳氮固定、分配可能发生的改变，并探讨了升高大气CO2浓度对群体内部竞争的影响。以期通过本研究明确川西亚高山地区代表性物种红桦对未来气候变化的响应，为今后采取措施应对气候变化、妥善进行森林管理提供理论依据和科学指导。主要研究结果如下： 1.升高CO2浓度对红桦幼苗生长的影响以及树皮、树干响应的不同 (1) CO2浓度升高显著促进红桦幼苗的生物量、株高、基茎的生长，同时也改变生物量在体内的分配格局，主要是增加根和主茎、减少叶在总生物量中的比重。(2)树皮和树干对升高CO2浓度的影响有差异，它们对CO2浓度升高的反应程度不同，但反应方向一致。 2.密度的副效应 (1) 增加种植密度对单株生物量、株高和基径的生长具有副效应，也降低升高CO2浓度对红桦生长的正效应。(2) 增加种植密度，显著增加红桦幼苗的群体生物量，从而使红桦群体固定更多的大气CO2气体。可见密度在决定红桦生物量及固碳能力方面具有重要意义。探索适合未来大气CO2浓度升高条件下植物生长的密度，对未来的森林经济生产、生态恢复具有重要意义。 3. 升高CO2浓度对红桦幼苗苗冠结构及冠层内部竞争的影响 (1) 冠幅、冠高、苗冠表面积和苗冠体积等树冠特征均受CO2浓度升高的影响而增加，但是受密度增加的影响而降低。(2) 单位苗冠投影面积叶片数(LDcpa)和单位苗冠体积叶片数(LDcv)均低于相应的现行CO2浓度处理，这主要是由于冠幅和冠高的快速生长所造成的。(3) LDcpa和LDcv的降低表明，红桦在升高CO2浓度的条件下，会作出积极的响应，从而缓解由于群体和个体生长的增加所引起的竞争压力的增加。 4. 升高CO2浓度对红桦幼苗养分元素吸收与分配的影响 (1) CO2浓度升高，植株各器官N、P含量降低，但单株N、P总吸收量均增加。红桦幼苗体内N、P浓度的下降是由于生物量迅速增加引起的稀释效应造成的。(2) CO2浓度升高，N、P向主茎和根的分配增加，向叶片的分配减少，主要是由于前者在总生物量中的比重增加，而后者减少了。(3) CO2浓度升高，氮磷利用效率(NUE和PUE)提高，氮磷累积速率(NAcR和PAcR)显著增加。而NUE和PUE的提高可以有效缓解CO2浓度升高后，亚高山和高山地区森林土壤中养分元素不足对森林生产力的限制。 5. 升高CO2浓度对红桦幼苗群体碳平衡的影响 (1) 升高CO2浓度对植物的光合作用、呼吸速率和生长均具有促进作用。(2) 土壤有机碳含量在实验前期迅速增加，后期积累速率下降。(3) 升高CO2浓度以后，土壤呼吸显著增强；土壤呼吸还具有明显的季节变化。(4) 红桦群体日固碳量受到升高CO2浓度的促进作用。结果(1)-(4)说明所研究群落的碳动态对现行的气候波动是敏感的；所研究群落在作为大气CO2气体的源-汇关系方面至少存在季节间的源汇飘移。(5)种植密度的升高显著增加了群体固碳量。 6. 升高CO2浓度对红桦幼苗生长后期叶片衰老的影响 升高CO2浓度有利于减缓红桦幼苗叶片生长季节末期的衰老。生长季节末期，随着CO2浓度的升高光合速率和可溶性蛋白含量均呈上升趋势，同时MDA（丙二醛）含量下降，保护酶SOD（超氧化物岐化酶）、CAT（过氧化氢酶）活性升高。由此说明，升高CO2浓度有利于减缓生长季节后期叶片的衰老，使叶片维持较高的光合速率，也从生理学的角度支持了本文及前人有关CO2浓度升高促进植物光合和生长的假说及结果。 The increased CO2 concentration is one of the most important problems among global changes. The increase of CO2 will also cause other environmental problems, such as global warming, etc. So the effects of elevated CO2 on plant have drawn sights of many scientists in the research field of global change. Red birch (Betula albosinensis) usually emerges as the pioneer species in initial stage and as constructive species in later stages of forest community succession of the dark coniferous forests in Western Sichuan, China. It’s response to elevated CO2 may determine the succession process of the community where it lives in. By controlling CO2 at the ambient and twice as the ambient level (ambient + 350 umol mol-1) using enclosed-top chambers (ETC), possible effects of elevated CO2 on carbon fixation and allocation under two plantation densities are investigated. The effects of elevated CO2 on competition within canopy of red birch seedlings are also observed in the present paper. We hope to make sure of the effects of elevated CO2 on the representative species, red birch. And so that, our results could provide a strong theoretical evidence and scientific direction for forest management and afforestation under a future, CO2 elevated world. The results are as fowllows: 1. The effects of elevated CO2 on growth and the different responses of wood and bark of red birch seedlings (1) Elevated CO2 increases the growth of seedling biomass, seedling height and basal diameter of red birch. It also changed the biomass allocation in red birch seedlings. The ratio of root and main stem to all biomass is increased and the ratio of leaf is decreased. (2) Tree bark and wood show different response degree but similar response direction to elevated CO2. 2. Negative effects of planting density (1) The increase of planting density showes negative effects on the individual growth of seedling biomass, seedling height and basal diameter of red birch. It also eliminates the positive effects of elevated CO2 on growth of red birch seedlings. (2) Community biomass is increased by the elevated planting density, which means that the high density red birch community could fix more CO2 than the low density one. These results show that planting density plays an important role in determining biomass and carbon fixation ability of red birch community. Thus, exploring proper planting density becomes economically important for the future, CO2 elevated word. 3. The effects of elevated CO2 on crown architecture and competition within canopy of red birch seedlings (1) Crown width, crown depth, crown surface area and crown volume are all increased under the influence of elevated CO2. (2) Leaf number per unit area of projected crown area (LDcpa) and per unit volume of crown volume (LDcv) are lower under elevated CO2. This is resulted from the stimulated growth of tree crown features. (3) The decrease of LDcpa and LDcv indicate that plants will respond forwardly to reduce the possible increase of competition resulted from stimulated growth of individual plant and collectives in conditions of elevated CO2. 4. The effects of elevated CO2 on nutrition accumulation and allocation of red birch seedlings (1) Contents of N and P decrease due to the prompt increase of biomass of plant organs caused by elevated CO2. However, their accumulations increase under elevated CO2. (2) Elevated CO2 increases the allocation of N, P to main stem but reduced its allocation to leaf for that dry weight of the former increased but the dry weight of the later decreased. (3) Using efficiencies of N, P (NUE and PUE) and their accumulation rates (NAcR and PAcR) are found to increase under elevated CO2. Soil nutrition contents are always the limiting factors for plant growth at subalpine and alpine region. The increased NUE and PUE are helpful to eliminate the nutrition limitation in this area in the future world, when CO2 concentration doubles the ambient. 5. The effects of elevated CO2 on carbon balance of red birch communities (1) Net photosynthetic rates (Pn), dark respiration rates (Rd) and growth are all stimulated by elevated CO2. (2) Content soil organic carbon increases sharply at the primary stage of experiments and then the increasing rates decrease to a low level at later stages. (3) Soil respiration rates increase significantly with the elevation of CO2 concentration. (4) The daily carbon fixations of whole community are heightened by elevated CO2. The results (1)-(4) suggest that, the community being studied are sensitive to current climate change; the studied community, as a sink of atmospheric CO2, is pool-sink alternative between seasons. (5) The carbon fixations are increased along the increase of planting densities. 6. The effects of elevated CO2 on physiological features of leaf senescences of red birch seedlings at the later stage of growing season Elevated CO2 helps to postpone the leaf senescences of red birch at the end of the growth season. CO2 enrichment increases the photosynthetic rates, contents of soluble proteins and photosynthetic pigments. And meanwhile contents of malondialdehyde (MDA) decreases and activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) are both increased. These results suggest that the senescences of red birch leaves are delayed by elevated CO2, which keep the photosynthetic rates at relatively high levels. Our results lend supports to hypothesis and results on stimulated photosynthetic rates and growth from both other researchers and the present paper.