尾礦原生演替過程中生物多樣性演變與尾礦生態恢復

《尾礦原生演替過程中生物多樣性演變與尾礦生態恢復》是依託中山大學，由束文聖擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：尾礦原生演替過程中生物多樣性演變與尾礦生態恢復
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：束文聖
• 依託單位：中山大學

中文摘要

地下與地上生物的相互作用機制及其影響因素已經成為生物多樣性與生態系統功能、全球變化、恢復生態等生態學熱點學科共同關注的核心問題。本項目以尾礦原生演替系列為模式，通過對尾礦原生演替過程中的土壤生物多樣性、植物多樣性、理化性質等的詳細調查，揭示地上生物多樣性與地上生物多樣性、土壤理化性質之間的相互作用及動態；進而通過的微宇宙控制試驗，闡釋地下生物多樣性對尾礦植被恢復的影響。本項目不僅可從理論上揭示生物多樣性與生態系統功能領域的部分核心問題，也對尾礦的生態恢復具有重要指導意義。

結題摘要

本項目在國家自然科學基金（No.30970548）的資助下，緊密圍繞尾礦原生演替過程中生物多樣性演變與尾礦生態恢復這一核心科學問題開展了一系列深入系統的研究工作。首先，我們選取了安徽銅陵楊山沖尾礦庫原生演替系列為模式，對尾礦原生演替過程中土壤生物多樣性、植物多樣性進行了詳細調查，研究了各演替系列土壤基本的理化性質、土壤酶活性及固氮微生物群落多樣性，揭示了地上生物多樣性與地下生物多樣性、土壤理化性質之間的相互作用及動態。其次，我們利用淡水藻類構建了330個具有不同多樣性和鎘污染梯度的微宇宙系統，通過對藻類微宇宙實驗中的理化性質（重金屬鎘的含量）和各種多樣性處理下的生物參數（藻類的生物量）等數據的深度發掘和分析，探討了對物種多樣性與鎘污染去除效率的關係，證明了生物多樣性能顯著地提高鎘脅迫下系統去除鎘污染的能力，對植物修復技術通常只選用高耐性物種來進行修復的模式提出了挑戰，提出了一種嶄新的植物修復的策略和思路。再次，我們開展了對水稻回響砷脅迫的重金屬毒理的分子機制研究，發現脂質代謝和植物激素信號通路的基因變化顯著，表明相較於正常生長狀態，植物在砷脅迫下需要更多的能量和資源來回響逆境。最後，我們對來自於中國東南部的59個具有物理化學性質差異的酸性礦山廢水微生物群落系統發育規律進行了探索，揭示了環境因子的差異是解釋惡劣環境中微生物群落多樣性的最有力因素。在本項目實施的3年中，課題組取得了顯著成績，在相關領域國際主流雜誌正式發表SCI論文9篇，包括Journal of Applied Ecology、ISME、New Phytologist、FEMS Microbiology Ecology等生態學頂尖雜誌。另外獲得授權專利1項。這些研究成果為區域重金屬污染的治理提供重要的理論與技術指導和示範。本項目還培養了多名科研人才，其中科研骨幹2名，博士後1名，博士3名，碩士3名，通過本項目的實施，建立了一支深具發展潛力的科研團隊。