（细胞生物学专业论文）彭州铜尾矿植被特征及尾矿沙对白车轴草生长发育的影响.pdf

四川师范大学硕士学位论文 彭州铜尾矿植被特征 及尾矿沙对白车轴草生长发育的影响 细胞生物学专业 研究生张翔指导教师宗浩教授 植被修复技术是能改良受损生态系统，减轻土壤中重金属污染的理想途径 之一，该技术具有成本低、易实旌、不造成二次污染等优点。 为了对四川彭州铜尾矿进行生态修复，本研究首先对尾矿上自然定居的植 被进行了野外调查，以确定植被修复的优选物种。结果表明，在该铜尾矿上自 然定居的高等植物共9 1 种，隶属3 8 科7 9 属，以菊科( c o m p o s i t a e ) 和禾本科 ( g r a m i n e a e ) 植物为主。形成了6 种相对稳定的群落类型。该尾矿库大部分地 段已处于草丛与灌木相结合的演替阶段发现白车轴草( t r i f o l i u mr e p e n s ) 作 为群落中的优势植物，具有能固氮、改良土壤环境、易栽培、耐踩踏、形态优 美等优点，是铜尾矿生态恢复的优选植物之一 利用原子吸收分光光度计对同尾矿沙中的重金属全量和有效态含量进行了 分析。结果表明，该尾矿沙中除铜外还含有多种超标重金属，该地区属于复合 重金属污染 采用生物测定法研究了尾矿沙水浸提液对白车轴草种子萌发的影响，结果 表明，尾矿沙浸提液能够延迟白车轴草种子的萌发，使胚根长度缩短，小苗重 量降低，但对自车轴草种子的最终发芽率无影响。说明白车轴草对尾矿中的复 合重金属污染有一定的抗性为使其能更好的在尾矿恢复过程中发挥优势作用， 四川师范大学硕士学位论文 同时需对尾矿沙进行一定的改良。 将铜尾矿沙与无污染客土按1 0 0 尾矿沙、7 5 尾矿沙+ 2 5 营养土、5 0 尾矿+ 5 0 营养土、2 5 尾矿+ 7 5 营养土和1 0 0 营养土方式充分混合，进行自 车轴草盆栽实验，研究了铜尾矿沙对白车轴草幼苗生长的影响，分别测定各组 材料的生物量、根系活力、叶绿素含量、丙二醛含量、抗氧化物酶活性、游离 脯氨酸含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量等生理指标。发现铜尾矿沙对白车轴 草的生长发育的这些生理指标均构成不同程度的不利影响，通过比较得出在尾 矿中添加2 5 体积比例的客土即可在一定程度上的缓解这种影响。 本研究结果表明白车轴草对铜尾矿沙复合重金属污染具有一定抗性，可以 在附加一定比例的无污染客土的尾矿中人工引种白车轴草进行植被恢复。 关键词：彭州铜尾矿；植被特征；白车轴草；生长发育；生理特征；缓解措施 1 1 1 1 师范大学硕士擘位论文 r e l i e v i n ge f f e c t so f t r i f o l i u mr e p e n so nc o m p l e xh e a v y m e t a l sp o l l u t i o ni nc o p p e rt a i l i n gy a r d m a s t e ro fs c i e n c ec a n d i d a t e ：z h a n gx i a n g s u p e r v i s o r ：z o n gh a n a so n eo ft h e i d e a l a p p r o a c h e sf o ri m p r o v i n gt h e 坷u r e de c o s y s t e m a n d r e d u c i n gt h eh e a v ym e t a l sp o l l u t i o ni ns o i t , p h y t o r e m e d i a t i o ni si n e x p e n s i v ea n d c o n v e n i e n t , a n d 伽p r e v e n to fs e c o n d a r yp o l l u t i o n i no r d e rt oi p c v c i t h ce c o s y s t e mi nt h ec o p p e rt a i l i n gy a r di np e n z h o uo f s i c h u a n ,f i r s t l yw ei n v e s t i g a t 咖li t s n a t u r a l v e g e t a t i o n c h 卸r a c t c r sa n dp l a n t c o m m u n i t ys u c c 懿i o ns t a t e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e r ew o r e9 1s p e c i e so fh i g h p l a n t si nt h ec o p p e rt a i t i n gy a r d , w h i c hb e l o n g e dt o3 8f a n 3 进e sa n d7 9g e n e r a t h e m a i nf a n l i i e sw e r eg r a m i n c a ca n dc o m p o s i t a e t h ev e g e t a t i o nf o r m e d6t y p e so f r e l a t i v e l ys t a b l ec o m m u n i t y t h es u c c e s s i o ns t a g eo ft h ec o p p e rt i u i n gy a r dw a s i x ：t w e c nh a s s o c ka n dd w a r f - s h r u b w cf o u n dt h a tr r i o l i u mr e p e n si sp r e p o n d e r a n t s p c c i ew h i c h h a st h ec a p a c i t yo fb i o l o g i c a ln i t r o g e af i x a t i o na n di m p r o v e m e n to ft h e s v i le n v i r o n m e n t i ta l s oh a sa t t r a c t i v ea p p e 珊c ea n ds t r o n g a d a p m f i o nt o t r a m p l i n gs t r e s s s ow eh a dc h o s e ni t a sk i n d so fp o t e n t i a lp l a n tf o rt h ev e g e t a t i o n r e 爿7 , o v e r w ea n a l y z e dt h et o t a la n dt h ea v a i l a b l ec o n t e n t so ft h eh e a v ym c t a li nt h e c o p p e rr a i l i n g sw i t ha t o m i cs p e c t r o p h o t o m e t c r t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h e r ew e r e s e v e r a lh e a v ym e t a l si n t h ec o p p e rt a i l i n ge x c e p tc o p p e r t h e i rt o t a lc o n t e n t s m 1 日) j l 师范大学硕士学位论文 e x c e e d e dt h en a t i o n a ls t a n d a r da n dt h ep o l l u t i o no ft h ec o p p e rt a i l i n g sw a sc o m p l e x w et e s t e dt h ee f f e c t so fe x t r a c t i o n l i q u i d o fc o p p e rt a i l i n go nt h es e e d s g e r m i n a t i o no fzr e p o t s i t s h o w e dt h a tt h ee x t r a c t i o n l i q u i dd e l a y e dt h e g e r m i n a t i o no fzr e p e n s ，a n dm a d et h er a d i c a lb e , c a m es h o r t e ra n dd e c r e a s e dt h e w e i g h to fs e e d l i n g h o w e v e r , t h ef i n a l l yg e r m i n a t i o nr a t ew a sa ss a m ea st h ec o n t r o l u n d e rd i s t i l l e dw a t e r s ow ec o n s i d e r e dt h a tzr e p e n sc o u l dw i t h s t a n dt h ep o l l u t i o n o fc o m p l e xh e a v ym e t a l si naw a y , a l t h o u g hi tw o u l da l s ob e 竭u r e db yt h ec o p p e r t a i l i n g s t h es o f tc o n s t i t u t e si nt h ec o p p e rr a i l i n g ss h o u l d b ei m p r o v e dt ow e a k e ni t s i n j u r yo nzr e p e n s zr e p e n sw e l ep l a n t e di np o t sc o n t a i n e dt h ec o p p e rt a i l i n g sa n dn o n - p o f u t c ds o f t i nd i f f e r e n tm i x i n gp r o p o r t i o n ( 1 0 0 c o p p e rr a i l i n g s 。7 5 c o p p e rt a i l i n g s + 2 5 n o n - p o l l u t e ds o i l ，5 0 c o p p e rt a i l i n g s + 5 0 n o n - p o l l u t e ds o i l ，2 5 c o p p e rt a i l i n 笋 + 7 5 n o n - p o l l u t e ds o i l , 1 0 0 n o n - p o u u t 段l i l 、t h r e em o n t h sl a t e r , w ea n a l y z e d t h ep h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n ( y i z b i o m a s s ，r o o ta c t i v i t y , c o n t e n t so fp h o t o s y n t h e t i c p i g m e n t , c o n t e n t so fm d a , c o n t e n t so ff r e ep r o l i n e ，c o n t e n t so fs o l u b i l i t ys u g a r , c o n t e n t so fs o l u b i l i t yp r o t e i n , a c t i v i t yo fs o d ，a c t i v i t yo fp o d ) o ft h e i rl e a v e s t h e r e s u l ts h o w e dt h a tc o p p e rr a i l i n g sa f f e c t e dt h eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n to fzr e p e n s a d d i t i o no f2 5 n o n - p o l l u t e d s o i l ( v v ) i n t oc o p p e ft a i l i n g sc o u l dw e a k e n t h ei n j u r y o n2 = r e p e n s t h ep r e s e n ts t u d ys h o w e dt h a t1 7 r e p e n sc o u l dr e s i s tt h ep o l l u t i o no fc o m p l e x h e a v ym e t a l si nc o p p e rr a i l i n g s w ec a nr e c o v e rt h ev e g e t a t i o nb yi n t r o d u c i n gz r e p e n si n t ot h ec o p p e rt a i l i n gy a r dm i x e d w i t hs o m en o n - p o l l u t e ds o i l k e yw o r d s ：c o p p e rt a i l i n gi np e n g z h o u ；v e g e t a t i o ni n v e s t i g a t i o n ；t r i f o l i u mr e p e n s ； s e e d l i n gg r o w t ha n dd e v e l o p m e n t ；p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n ；r e d u c t i o nm g 刮q u r e 四川师范大学硕士学位论文 表格目录 表1 彭州铜矿尾矿库植被生活型组成1 1 表2 彭州铜矿尾矿库群落类型及特征。1 3 表3 铜尾矿沙重金属全量与有效态1 5 表4 铜尾矿对白车轴草种子萌发的影响1 6 表5 铜尾矿对白车轴草生物量的影响1 8 表6 铜尾矿对自车轴草幼苗根系活力的影响1 8 表7 铜尾矿对白车轴草幼苗光合色素的影响1 9 图片目录 图1 彭州铜尾矿库植被调查分区示意图3 图3 铜尾矿对自车轴草种子发芽率的影响。 图4 尾矿沙对白车轴草叶片丙二醛( m d a ) 含量的影响2 0 图5 尾矿沙对自车轴草叶片超氧化物歧化酶活性的影响2 1 图6 尾矿沙对自车轴草叶片过氧化物酶活性的影响2 1 图7 尾矿沙对自车轴草叶片游离瞎氨酸含量的影响2 2 图8 尾矿沙对自车轴草叶片可溶性糖含量的影响一2 3 图9 尾矿沙对白车轴草叶片可溶性蛋白含量的影响2 4 v 四川师范大学学位论文独创性及 使用授权声明 本人声明：所呈交学位论文，是本人在导师塞造熬援指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的 个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 - 本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符而 引起的学术声誉上的损失由本人自负。 本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定： 学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥 有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生必须按学校规定提交印刷 版和电子版学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索；2 ) 为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文 作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 论文作者签名：压料 2 0 0 7 年4 月1 2 日 四川师范大学硕士学位论文 铜是一种与生产、生活密切相关的重要的金属元素。在铜矿开采和冶炼过 程中会产生大量的尾矿沙，对这些尾矿沙的堆积不仅占用大量土地，而且尾矿 沙中含有的大量重金属元素会污染水源、土壤，对周围的生态环境和居民生活 构成一定的威胁随着国家对矿山开采行业的综合治理，大量原处于自然景 区内的中小型矿场停业关闭，其遗留废弃地如尾矿库等的改造治理和生态恢复 日益成为已成为我国当前可持续发展战略中的紧迫任务之一目前常用于治理 矿区重金属污染的方法主要有淋滤、客士、吸附固定等物理方法以及生物还原、 络合浸提等化学方法。但是这些方法或费用太高，或对土壤的性质破坏严重、 或效率低下、还可能造成二次污染，不能从根本上解决问题“1 。近年来，植物 修复( p h y t o r e m e d i a f i o n ) 技术的出现和快速发展为治理重金属污染开辟了一条 新途径：即利用植物对重金属化合物的吸收、富集和转化能力把土壤、水体和 大气中残存的重金属污染物吸收、富集到植物体内，然后收获植物，通过焚烧 等方法回收重金属，由此减少进入土壤或水体中重金属的含量，实现环境修复 的目标口1 1 j 大量研究表明在尾矿库上进行植被恢复，利用植物对重金属的富 集作用来缓解尾矿重金属对环境的危害是一条可行的途径“。琊 目前我国对铜尾矿植被自然演替和人工恢复的研究主要集中在安徽 n 3 , 1 4 , ”】、江西1 1 6 1 等东部地区。随着西部大开发推进，西部脆弱的生态环境也越 来越引起关注n z 坩】。而且西部地区特别是西南地区，有着丰富的植物资源 1 9 1 开展对西部地区铜尾矿的生态环境恢复的研究有利于西部生态环境保护和重金 属富集植物资源的开发利用。本文的研究地一彭州铜矿尾矿库位于四川省彭州 市境内龙门山国家地质公园、白水河国家森林公园、白水河国家级自然保护区 范围内的龙门山镇。该尾矿库位予彭州市饮用水水源一湔江源头的河滩上。始 建于1 9 5 9 年，逐年堆积，至2 0 0 1 年完全停止排放，实际堆存量1 4 0 万m 3 。库 平面面积9 2 , 0 0 0 m 2 ，堆积坝高1 9 9 m ，总库坝高2 6 m ，高出龙门山镇中心街3 2 m 。 从1 9 9 5 年汛期开始，该尾矿库部分坝体溃缺，对湔江造成污染，对下游居民的 饮水、灌溉造成极大威胁所以急需对其进行治理。 在植被修复过程中，尾矿中的多种超标的重金属元素也会对植物的生长和 生活动造成危害使植物生长缓慢、不易成活，从而使修复效率降低“1 对重 金属含量极高的尾矿库进行一定比例的客土改良有助于缓解这种危害，从而更 四川师范大学硕士学位论文 有利于尾矿库的植被恢复确定对植物造生长生理成较小的危害的经济合理的 客土比例是这项研究的重要内容。 自车轴草( t r i f o l i u mr e p e n sl ) 是豆科多年生草本植物，具有较强的固氮 能力。由于其形态美观、易于栽培管理、和耐干旱、耐贫瘠等特点，在城市绿 化，饲用、防止水土流失、防止土壤沙漠化等方面起着重要作用扯2 4 1 。在安徽 铜陵铜尾矿n 3 1 5 笛2 7 和本研究对四川彭州铜尾矿地调查中，都发现白车轴草 是一种较好的铜尾矿植被自然恢复的优势植物。本文分析了尾矿沙浸提液对白 车轴草种子萌发的影响，并迸一步利用盆栽试验研究了四川彭州铜尾矿尾矿沙 对自车轴草的生长发育生理活动的影响，为该尾矿库和其他尾矿库的土质改良 和植被恢复提供了一定的基础。 l 研究地自然概况 彭州铜矿尾矿库位于四川省彭州市境内龙门山国家地质公园、白水河国家 森林公园、自水河国家级自然保护区范围内的龙门山镇。地理位置为3 1 。1 3 n ， 1 0 3 9 5 1 e 。海拔1 0 6 0 m 。属“四川盆地亚热带湿润气候区”的“盆地北部区”，气 候温和，雨量充沛，夏无酷暑，秋多阴雨。年平均气温7 5 一1 3 5 ，最冷月 1 月平均气温为_ 4 3 ，最热月7 月平均气温为1 7 6 c ，年= 0 积温2 3 0 0 - 4 4 0 0 ； 年日照1 1 0 0 - 1 4 0 0 h ，年降水量1 3 0 0 1 4 0 0 m m 。该地区土壤类型属“四川盆周山 地湿润亚热带山地黄壤山地黄棕壤地“锄。 按照我国植被的地带性分析，该地属“亚热带常绿阔叶林区“1 钔尾矿库周 围主要为农田生态系统，主要种植油菜( b r a s s i c ac a m p e s t r i s ) 、玉米( z e am a y s ) 、 马铃薯( $ o l a n u mt u b e r o s u m ) 等农作物，分布有由柳杉( c r y p t o m e r i a f o r t u n e i ) 、 杉木( c u n n i n gh a m i a l a n c e l a t a ) 和喜树( c a m p t o t h e c aa c u m i n a t a ) 等植物组成 的人工林，在生活区有悬铃木( p l a t a n u so r i e n t a l i s ) 、桑树( m o r u sa l b a ) j 刺槐 ( r o b i n i ap s e u d o a c a c i a ) 等树种 2 研究方法 2 1 植被野外调查 2 四川师范大学硬士学位论文 2 1 1 调查工具 手持g p s 定位仪，皮尺，卷尺等。 2 1 2 调查方法 根据受人为影响程度和形成的时问将整个铜尾矿库分为三部分( 图1 ) ：第 1 部分位于铜尾矿库北部，靠近生活区，受人为影响较大。从2 0 世纪6 0 年代 中期至2 0 0 3 年期间曾陆续耕种过玉米、马铃薯等农作物，弃耕后，自然演替至 今：第部分位于南部靠近湔江，受人为影响相对较少，由铜矿尾矿沙自然演 替至今；第部分位于尾矿库东部形成年代较晚。 根据样地的人为和自然影响( 便道或水沟等) 将第1 部分分为6 块样地， 第n 部分分为3 块样地，第部分作为1 块样地。以机械抽样方法设置l mx l m 的调查样方，样方间距为1 0 m x l o m , 分别设置了1 6 4 、1 8 8 和4 0 个调查样方对各 样地分别进行调查记录样方内植物种类、盖度、株数、高度等。 调查时间为2 0 0 4 年7 月，2 0 0 5 年5 月。数据统计以2 0 0 5 年5 月调查为主。 图1 彭州铜尾矿库植被调查分区示意图 f i g 1t h es u b a r e as k e t c hm a p o ft h cv e g e t a d o ni n v e s t i g a t i o ni nc o p p e r t a i l i n gy a r di np e n g z h o u 2 2 铜尾矿沙金属含量分析 2 2 1 实验材料 供试土壤铜尾矿沙采自四川省彭州市自水河镇铜尾矿库。 2 2 z 仪器与试剂 实验仪器：a a 2 6 4 6 原予吸收分光光度计，e s j 2 0 5 - - 4 电子天平，土壤筛， 摇床，电炉 3 四川师范大学硕士学位论文 实验试剂：盐酸、硝酸，高氯酸均为国产优级纯，醋酸铵( n i - 1 4 0 a c ) 为 国产分析纯，铜、镍、铅、锌、镉标准储备液( 1 0 0 0 肛g m l ) 购自国家钢铁材 料测试中心钢铁研究总院。 2 2 3 实验方法 尾矿沙重金属全量采用盐酸硝酸高氯酸消解一原子吸收分光光度法测定 嗡1 。步聚如下；准确称取过1 0 0 目土壤筛的风干土o 5 9 于1 0 0 m l 三角瓶中， 加入i m l 去离子水和1 0 m l 王水，摇匀后，在电炉上缓慢加热至近干，然后用 0 i m o l l 盐酸洗涤，过滤，定容至5 0m l 利用原子分光光度计进行测定。 尾矿沙重金属有效态含量测定采用n i - h o a c 提取法，步骤如下：准确称取 5 9 过i m m 的风干土样于5 0 m l 塑料管中，加入2 5 m l 0 i m o l l n i - 1 4 0 a c ( p h = 7 0 ) ，在7 5 r p m 下振荡2 h ，过滤渤3 利用原子分光光度计进行测 定。 2 3 白车轴草种子萌发生物测定 2 3 1 实验材料 供试土壤铜尾矿沙采自四川省彭州市白水河镇铜尾矿库。供试用白车轴草 种子购于成都市农科院。 2 3 2 仪器及试剂 实验仪器：h p g - - 2 8 0 b x 光照恒温培养箱，e s j 2 0 5 - - 4 电子天平，摇床，培养 皿，卷尺。 实验试剂；双氧水( 国产分析纯) 2 3 3 实验方法 实验设尾矿浸提液和蒸馏水对照 将尾矿和蒸馏水按质量比1 ：5 混合，振荡5 m i a ，过滤，得尾矿浸提液。 实验前种子均用1 0 双氧水消毒，在培养皿中铺滤纸，各放5 0 粒饱满成 熟的种子。萌发条件为：温度2 5 + - 2 1 2 ，光照为1 2 h d 于第4 天测定其发芽 4 四川师范大学顼士学位论文 势，第1 2 天测其胚根长度和小苗重量 发芽率( ) = 供试种子的发芽数供试种子数； 发芽势( ) = 第4 天的种子发芽数供试种子总数； 发芽指数g i - - - - g t d t ： ( g t 指在不同时间( t 天) 发芽数，d c 指不同的发芽实验的天数) 活力指数v i = s x y g t d t ，( s 为幼苗鲜重) c 3 1 2 4 盆栽实验及生理指标测定 2 4 1 实验材料 供试铜尾矿沙采自四川省彭州市白水河镇铜尾矿；营养土购自成都市三圣 乡花卉市场实验植株由所购种子萌发而得 盆栽实验参照田胜尼等3 方法进行，将尾矿与土壤按体积分数以1 0 0 尾 矿沙、7 5 尾矿沙+ 2 5 营养土、5 0 尾矿+ 5 0 营养土、2 5 尾矿+ 7 5 营养土 和营养土方式充分混合，装入直径为1 5c m ，深为2 0c m 的盆钵中，每盆约1k g 。 2 4 2 仪器及试剂 实验仪器：7 5 5 b 紫外分光光度计、e s j 2 0 5 4 电子天平、0 4 1 2 1 型离心机、 h p g 一2 8 0 b x 光照恒温培养箱、恒温水浴锅、烘箱、移液器、注射器、其它普 通玻璃仪器。 实验试剂：a 萘胺、愈创木酚、茚三酮、蒽酮、氯化三苯基四唑( 1 1 陀) 、 氮蓝四唑( n 】玎) 、核黄素、牛血清蛋白、考马斯亮蓝g 2 5 0 ，乙酸乙酯、 e d t a - n a 2 、连二亚硫酸钠、亚硝酸钠、甲硫氨酸、脯氨酸、琥珀酸、硫代巴比 妥酸( i a ) 磺基水杨酸、三氯乙酸( t c a ) 、对氨基苯磺酸、葡萄糖、乙醇、 甲苯、丙酮、冰醋酸、磷酸、浓硫酸、双氧水、石英沙、碳酸钙、活性炭( 所 用试剂均为国产分析纯) 2 4 3 实验方法 对各个生理指标测定方法参考张志良。瞿伟菁所著植物生理学实验指导 ( 第三版) 1 i g tj t l 师范大学硕士学位论文 2 4 3 1 生物量的测定 采用收割法，播种3 个月后，对地上部分和地下部分分别收割，1 0 5 c 杀青 1 5 r a i n ，6 0 烘干至恒重，称量。 2 4 3 2 根系活力的测定 采用a 萘胺测定法和氯化三苯基四唑( 兀) 法分别测定各组白车轴草的 根系氧化能力和根系还原能力。 根系氧化能力的测定： ( 1 ) a 萘胺标准曲线：将5 0 u r d m l 的a 萘胺溶液依次稀释成浓度为5 0 、4 0 、 3 0 、2 0 、1 0 u g m l 的系列溶液，各试管取系列液2 m l 、蒸馏水1 0 m l ，l 对氨 基苯磺酸和亚硝酸钠溶液各l m l ，放置5 m i n 混合液变红色后去离子水定容至 2 5 m l ，在2 0 6 0 r a i n 内5 1 0 r i m 处比色，以o d 值为纵标，a 萘胺浓度为横标绘 制标准曲线。 ， ( 2 ) a 萘胺的氧化：取0 5 9 洗净去水的植株根系于1 0 0 m l 三角烧瓶，加入 5 0 u g m l 的a 萘胺溶液与磷酸缓冲液等量混合液5 0 m l ，将根完全浸入混合液 振荡后静置1 0 m i n ，另外准备一个不放根的三角瓶作为自动氧化的空白对照， 分别吸取2 m l 测定a 萘胺含量，记录数值。再将三角瓶加赛后在2 5 下培养 一段时间后再次测定。 ( 3 ) a 萘胺含量的测定：1 0 m l 蒸馏水中依次加入待测液2 m l ，1 对氨基苯磺 酸和亚硝酸钠溶液各l m l ，放置5 m i n 混合液变红色后蒸馏水定容至2 5 m l ，在 2 0 6 0 m i n 内5 1 0 r i m 处比色，在标准曲线上查得相应的a 萘胺浓度。实验开始 1 0 m i a 时的数值减去空白的自动氧化数值，即为溶液中所有的a 萘胺量( 单位 u g h ) 。实验结束后将溶液中根系烘干称重。计算氧化量。 根系还原能力的测定。 ( 1 ) 制作t i c 标准曲线：配制浓度依次为0 0 4 、0 0 3 、0 0 2 、0 0 l 、0 0 0 5 、 0 的t i c 溶液，每只试管5 m l ，再各取$ m l 乙酸乙酯和2 r a gn a 2 s 2 0 4 ，充分 振荡产生红色甲月替，转移到乙酸乙酯层，待有色液层分离后，补充5 m l 乙酸 乙酯，振荡后静置分层，取上层乙酸乙酯液、以空白为参比，测4 8 5 n m 处的 6 四川师范大学硬士学位论文 o d 值，浓度为横标、o d 值为纵标绘制标准曲线。 ( 2 ) t i c 还原量的测定：根样品0 5 9 ，浸入0 4 t r c 和0 0 6 6 m 磷酸缓冲液 的等量混合液1 0 m l 中，3 7 保温3 h 后加入1 m 硫酸2 m l 终止反应另外直 接将根浸入硫酸做空白实验取出根吸干后与3 - s m l 乙酸乙酯及石英沙充分研 磨以提取甲月替，过滤后将红色提取液移入1 0 m l 容量瓶，用乙酸乙酯洗涤研 钵也移入容量瓶，最后用乙酸乙酯定容，以空白试剂为参照，4 8 5 m 处比色， 通过标准曲线求出1 1 r c 还原量。 ( 3 ) 计算：t r c 还原强度= 还原量( 根重时间) 2 4 3 3 叶绿素含量的测定 ( 1 ) 植物叶片剪碎0 2 9 ，三份，加石英沙、碳酸钙粉，2 - 3 m l 丙酮，研磨成匀 浆后再加8 0 丙酮1 0 m l 。研磨至变白，静置3 5 m i n ( 2 ) 丙酮湿润滤纸，将提取液过滤至2 5 m l 棕色容量瓶，并用滴管吸取丙酮冲 洗滤纸，用8 0 丙酮定容至2 5 m l ( 3 ) 以8 0 丙酮为空白对照，在波长6 4 5 m ，6 6 3 m 波长下测定其光密度。 ( 4 ) 将测定记录数据列表，按照公式分别计算叶绿素a 、b 和总叶绿素含量。 计算公式c , = 1 2 7 0 d 晒一2 6 9 0 d 鲫 c b = 2 2 9 0 d 鲫4 6 8 0 d c 扫g + q = 8 0 2 0 d 鳓+ 2 0 2 1 0 d “5 式中c t 为叶绿素浓度，单位为m g , l 2 4 3 4 丙二醛含量的测定 ( 1 ) 丙二醛提取：取叶片0 5 9 剪碎，加入1 0 三氯乙酸( t c a ) 2 m l 和少量 石英沙，研磨至匀浆后，进一步加入3 m lt c a 充分研磨。匀浆液以4 0 0 0 r p m 离心1 0 m i n ，取上清液。 ( 2 ) 测定：吸取2 m l 提取液，加入2 m l 0 6 的硫代巴比妥酸( 1 b a ) ，混匀， 在试管上加塞，在沸水浴中沸煮1 5 r a i n ，用冷水迅速冷却，离心取上清液测 定5 3 2 n m 和4 5 0 r i m 的o d 值以2 m l 蒸馏水代替提取液作为对照 ( 3 ) 计算：c ( z m o l l ) - - - - 6 4 5 0 d s a 2 - - 0 5 6 0 d 4 m 7 四川师范大学硕士学位论文 2 4 3 5 可溶性糖舍量的测定 ( 1 ) 制作标准曲线配制浓度依次为o 、1 0 、2 0 、4 0 、6 0 、8 0 、l o o u g m l 的 葡萄糖系列液，各取l m l 加入5 m l 葸酮试剂，沸水浴l o m i n 后流水冷却。静 置一段时间后6 2 5 n m 处比色。含量为纵标、吸光值为横标。 ( 2 ) 可溶性糖的提取植物组织1 1 0 烘1 5 r a i n ，7 0 过夜。磨碎后取5 0 m g 倒入离心管内，加入4 m l 8 0 酒精，水浴中搅拌4 0 r a i n ，离心，收集上清 液，其残渣加2 m l8 0 酒精，重复提取两次，合并上清液，加活性炭l o m g ， 8 0 脱色3 0 m i n ，定容至l o m l ，过滤后取滤液测定。 ( 3 ) 显色及比色上述提取液l m l ，加入5 m l 蒽酮试剂，精确沸水浴煮l o m i n 后流水冷却。静置一段时间后6 2 5 n m 处比色。通过标准曲线查出糖含量。 2 4 3 6 脯氨酸含量的测定 ( 1 ) 制作标准曲线配制浓度为1 - 6 u g m l 的脯氨酸系列溶液。6 支试管分取 上述系列液、冰醋酸、酸性茚三酮各2 m l ；沸水浴3 0 r a i n ，冷却后各管精确加 入4 m l 甲苯，振荡3 0 s 后静置片刻以转移色素，最后用注射器吸取上层脯氨酸 甲苯溶液至比色皿，以甲苯为空白对照，5 2 0 n m 处比色。求出吸光值( x ) 根 据脯氨酸浓度( y ) 变化的回归方程，再按方程绘制标准曲线，计算2 m l 测定 液中脯氨酸含量x ( u g m l ) 。 ( 2 ) 提取脯氨酸植物叶片o 5 9 置于试管，加入5 m l 3 磺基水杨酸，沸水 浴l o m i n ( 经常摇晃) ，冷却后过滤收集滤液。 ( 3 ) 取2 m l 提取液于另一带塞试管，加入冰醋酸与酸性茚三酮各2 m l ，沸水 浴3 0 m i n ，溶液变红，冷却后加入4 m l 甲苯，振荡3 0 s 后静置片刻，取上层液 3 0 0 0 r m 离心5 m i n ( 4 ) 吸取上层脯氨酸红色甲苯溶液在5 2 0 处比色，以甲苯为空白对照。 2 4 3 7 过氧化物酶活性的测定 ( 1 ) 酶液的制各；0 5 9 叶片加适量磷酸缓冲液研磨成匀浆，离心( 3 0 0 0 r p m 、 l o m t u ) ，上清液转入2 5 m l 容量瓶。沉淀用5 m l 缓冲液重复提取两次，收集上 清液，定容，低温保存备用 8 四川师范大学硕士学位论文 ( 2 ) 过氧化物酶活性测定：2 9 m l 磷酸缓冲液中依次加入l m l h 2 0 2 溶液、l m l 愈创木酚溶液和0 1 m l 酶液，加入后立即3 4 水浴保温3 m i n 后迅速稀释1 倍， 4 7 0 n m 下比色，以加热煮沸5 m i n 的酶液为对照，每隔l m i n 记录一次吸光度， 共计5 次，然后以每分钟内a 7 0 变化o 0 1 为1 个酶活性单位u 。 ( 3 ) 计算结果：酶活性= a a 4 v o x v t ( w x v s x 0 0 1 x t ) 单位u ( g - m i n ) 式中a a 4 7 0 为反应时间内吸光度的变化；w 为材料鲜重( g ) ；t 为反应时 间m i n ，t 为提取液总体积m l ；v s 为测定时取用酶液体积m l 。， 2 4 3 8 超氧化物歧化酶活性的测定、 ( 1 ) 酶液提取叶片o s g 、磷酸缓冲液冰浴条件下研磨( 研钵、缓冲液均须预 冷) ，得匀浆5 m l ，取1 5 2 m l 于1 0 0 0 r r a i n 下离心2 0 r a i n ，上清液即为s o d 粗提液。 ( 2 ) 显色反应取四支试管，2 为支对照依次加入：0 0 5 m 、p h 7 8 磷酸缓冲 液1 5 m l ，0 1 3 m 甲硫氨酸溶液0 3 m i ，、7 5 0 u m 氮蓝四唑溶液0 3 m l 、1 0 0 u m e d t a - n a 2 溶液0 3 m l 、2 0 u m 核黄素溶液0 3 m l 、粗提酶液0 0 5 m l 、蒸馏水 0 2 5 m l ( 总体积3 m l ) ，混匀后1 支避光，其它各管于4 0 0 0 1 x 日光下反应2 0 m i n ( 3 ) s o d 活性测定与计算以避光管作为空白对照，测其它管吸光度。 s o d 总活性= ( a c k - a e ) x v ( o 5 x a c k x w x v t ) s o d 比活力= s o d 总活性蛋白质含量 总活性单位g 、比活力单位为酶单位每毫克蛋白、a c k 为对照管吸光值、a e 为 样品吸光值、v 样品总体积m l ，v t 为测定时样品用量m l 、w 为鲜重g 、s o d 含量单位m g g 。 2 4 3 9 可誊睦蛋白含量的测定 ( 1 ) 制作标准曲线将牛血清蛋白稀释成1 0 0 、8 0 、6 0 、4 0 、2 0 、0 u g m l ，各 取l m l 分别加入2 m l 考马斯亮蓝工作液在波长为5 9 5 n m 处测定0 1 3 值。绘制 标准曲线 ( 2 ) 叶片中可溶性蛋白测量称取o s g 叶片，加少量石英沙，2 m l 蒸馏水研 9 四川师范大学硕士学位论文 磨，转入1 0 m l e p 管中，再用l m l 水洗涤4 0 0 0 r p m 离心3 0 r a i n ，取上清液l m l 加入2 m l 考马斯亮蓝测定5 9 5 m m 处的o d 值，在标准曲线上查得相应浓度计 算叶片中可溶性蛋白的含量 2 。5 数据统计与分析 2 5 1 植被野外调查数据处理 一 重要值( ) = 相对多度+ 相对盖度+ 相对频度 s i m p s o n 指数：d = i - s i ( n r l ) n 口扛聊； s h a n n o n - w i e n e r 指数：h = 3 3 2 1 9 ( 1 0 9 w n - l 潮x s n g i 萨o 。 n i 为第i 种的个体数，n 为全部种的个体总数。 p i e l o u 均匀度指数采用s h a n n o n - w i e n e r 指数测定：，= 日r h ，。，其中，日 = - s p t o g p i ，h , , 。= l o g s 。式中p i 是第i 个种的个体数n i 占总个体数n 的比 例，s 是群落中的总种数，h 是实际观察的种类多样性，h 。是最大的种类多样性 c 3 4 - 3 5 采用e x c e l 和s p s s 软件进行数据处理和分析。 2 5 2 重金属含量测定和生理实验数据处理 采用s p s s l 2 o 软件对数据进行方差分析。 3 结果与讨论 3 1 铜尾矿植被特征 3 1 1 植被组成及特征 调查表明，铜尾矿库共有高等植物9 1 种，隶属3 8 科7 9 属( 附录1 ) 。尾矿 库内所有植物在周围l k m 内的山坡或河谷中均有分布以菊科( c o m p o s i t a c ) 和禾本科( g r a m i n e a e ) 植物种类最多，菊科2 0 种，占总数的2 1 9 8 ；禾本科 1 0 种。占总数的1 0 9 9 ，这两科植物种子较小，主要靠风媒传播，易于在尾矿 库上定居。这与对铜陵地区的研究是一致的泌3 刀并在样地中发现了在系统进 化中处于较高级的百合科( l i l i a c c a c ) 和兰科( o r c h i d a c e a c ) 植物啪3 。 1 0 四川师范大学硕士学位论文 从生活型看( 表1 ) ，第1 部分以一、二年生草本植物为主，占总数4 5 2 1 ， 有人为栽种的构树( b r o u s s o n e t i ap a p y r i f e r a ) 、桑树等小乔木，但生长较为缓慢； 第部分多年生草本和灌木植物所占比例增大，分别占4 6 9 4 和1 4 2 9 ；第 部分8 0 为地衣和苔藓所覆盖，但由于靠近生活区，样地内也出现少量悬铃 木、构树等乔木的小苗，高度仅为1 0 - 1 5 ，且生长缓慢。 第1 部分受人为影响较大，植物物种数和植被总覆盖度明显高于其它部分 ( 表1 1 ) 。弃耕后，经2 年的自然演替仍分布有马铃薯、油菜( b r a s s i c an a p u s ) 、 南瓜( c u c u r b i t am o s c h a t a ) 等农作物。第部分则主要是周边地区的植物通过 风媒等途径的自然入侵，目前植被覆盖度较低( 表1 ) 。 表1 彭州铜矿尾矿库植被生活型组成 t a b 1 m l j h f m m c o m p m t t i o u o f v e g e t a t i o n 缸c o g p e r t a u u a n t n g y s u r d i n p e n g z h o u 另外，调查中发现尾矿库中存在着一些具有固氮能力的植物如白车轴草 ( t r i f o l i u m 强阴船) 、紫云英( a s