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第一章 土壤重金属的环境行为 1

第一节 土壤重金属背景值 1

一、重金属的概念 1

二、土壤重金属背景值 1

三、土壤重金属的来源 5

四、土壤重金属的特点 7

五、土壤重金属的形态 8

六、土壤中重金属形态的影响因素 9

第二节 土壤重金属的空间分布 13

一、土壤重金属的水平分布 13

二、土壤重金属的垂直分布 15

第三节 土壤重金属的化学行为 16

一、重金属在土壤中的迁移转化 16

二、土壤重金属转化 18

第四节 土壤重金属污染影响因素 18

一、土壤重金属污染的现状 19

二、土壤重金属污染的特点 19

展望 21

第二章 植物对重金属的吸收累积 22

第一节 植物对重金属的吸收 22

一、土壤中重金属的生物可利用性 22

二、植物根部吸收重金属的主要过程 23

三、植物叶片吸附与吸收重金属 27

第二节 重金属在植物体内的迁移 28

一、从根向地上部的移动 28

二、向叶片的移动 32

第三节 植物体内重金属的分布和化学形态 33

一、重金属在植物各器官中的含量和分布 33

二、重金属在植物细胞器中的含量和分布 37

三、重金属在植物体内的超微结构分析 39

四、重金属在植物体内的化学形态 39

第四节 植物对重金属的累积特征 43

一、植物累积重金属的指标 43

二、植物对重金属的积累特征 45

第五节 植物对重金属的耐性特征与种间差异 49

一、植物对重金属的超富集 49

二、植物对重金属的适应性和耐性 54

第六节 影响植物吸收、累积重金属的因素 57

一、植物种特性 57

二、污染物的种类和形态 59

三、土壤性质 60

四、环境因素对重金属在植物体内积累的影响 64

展望 65

第三章 重金属对植物的影响 66

第一节 重金属对植物细胞分裂与植物生长发育的影响 66

一、重金属对植物细胞分裂的影响 66

二、重金属对植物营养生长及形态的影响 67

三、重金属对植物生殖生长的影响 70

四、重金属对种子萌发的影响 71

第二节 重金属对植物解剖结构和超微结构的影响 72

一、重金属对植物茎叶解剖结构的影响 73

二、重金属对植物细胞超微结构的影响 76

第三节 重金属对植物生理生化的影响 81

一、重金属对植物光合色素的影响 81

二、重金属对植物丙二醛的影响 83

三、重金属对植物脯氨酸的影响 84

四、重金属对植物细胞膜透性的影响 85

五、重金属对植物保护酶系统的影响 86

六、重金属对植物物质吸收与代谢的影响 88

第四节 重金属对植物生物量和产量的影响 92

一、重金属对植物生物量的影响 92

二、重金属对作物产量的影响 93

第五节 重金属对作物品质的影响 95

一、重金属对植物蛋白质和氨基酸含量的影响 95

二、重金属对植物脂肪含量的影响 98

三、重金属对植物碳水化合物含量的影响 100

四、重金属对植物维生素C含量的影响 101

五、重金属对中草药品质的影响 102

展望 105

第四章 重金属对植物的毒害作用及机理 106

第一节 重金属对植物的毒害作用 106

一、重金属毒害作用的定义 106

二、重金属毒害作用的评价标准 107

三、重金属毒害作用的评价方法 108

四、重金属毒害作用的临界值 113

第二节 植物受重金属毒害的条件 117

一、重金属离子的性质 117

二、环境条件 120

三、化学元素间的相互作用 124

第三节 植物受重金属毒害的机理 140

一、重金属毒害植物的细胞机理 140

二、重金属毒害植物的生理生化机理 144

三、重金属毒害植物的分子机理 145

展望 148

第五章 植物对重金属的解毒作用及机理 149

第一节 植物对重金属的拒绝吸收 149

一、根际效应、菌根化作用对植物重金属拒绝吸收的影响 149

二、根系分泌物对植物重金属拒绝吸收的影响 150

三、根表铁膜对植物拒绝吸收重金属的影响 155

四、先锋植物对重金属的拒绝吸收作用 156

第二节 植物细胞对重金属的结合钝化作用 157

一、细胞壁的结合钝化 157

二、细胞膜的结合钝化 160

第三节 植物对体内重金属的隔离作用 167

一、液泡的隔离作用 167

二、植物组织水平上对重金属的隔离作用 168

第四节 植物对重金属的代谢解毒作用 168

一、金属硫蛋白 169

二、植物络合素 169

三、热激蛋白 170

四、多胺 171

五、非酶类抗氧化剂 171

六、抗氧化酶系统 172

七、脱落酸 173

八、其他重金属络合的配位体 174

第五节 植物对重金属的遗传解毒作用 174

一、不同生态型植物对重金属的响应差异 174

二、蛋白质组学水平上植物对重金属的解毒 176

三、基因工程在植物重金属解毒中的作用 181

第六节 植物对重金属的排出作用 183

一、细胞间的排出作用 183

二、组织器官的脱落排出作用 183

三、根系的分泌作用 183

四、吐水作用 183

展望 183

第六章 重金属轻度污染土壤的农业利用 185

第一节 低富集重金属的作物品种筛选及利用 185

一、植物对重金属耐性及吸收积累的差异 186

二、低富集重金属作物品种的筛选 188

第二节 土壤改良剂调控降低重金属活性 196

一、石灰 196

二、黏土矿物 200

三、赤泥 201

第三节 施肥降低重金属活性 202

一、N、P肥 203

二、有机肥 207

三、磷酸盐肥料 209

四、N肥和有机肥混合施用 211

第四节 土壤水分调控降低重金属活性 213

一、水分调控对土壤Eh的影响 213

二、水分调控对土壤pH的影响 217

三、水分调控影响土壤重金属的形态转化 217

四、水分调控降低作物吸收重金属 219

第五节 非食用植物种植 220

一、园林植物 220

二、花卉植物 222

三、纤维植物 222

展望 225

第七章 重金属中度污染土壤的植物修复 226

第一节 土壤重金属污染的修复 226

一、重金属污染土壤的物理修复 226

二、重金属污染土壤的化学修复 229

三、生物修复 233

第二节 农田土壤重金属污染的植物修复 236

一、超富集植物的定义及标准 236

二、超富集植物机理 238

三、超富集植物对土壤重金属污染的净化效率 245

第三节 作物-超富集植物间作修复 247

一、作物-超富集植物间作的概念 247

二、作物-超富集植物间作体系对植物重金属累积的影响 248

三、作物-超富集植物间作体系促进重金属累积的机理 256

第四节 提高植物修复效率的土壤性质调控途径 259

一、土壤pH调控增强重金属生物有效性 260

二、土壤氧化还原电位调控增强重金属生物有效性 260

三、土壤有机质调控增加重金属生物有效性 261

四、土壤水分状况调控重金属生物有效性 262

五、土壤微生物调控重金属生物有效性 264

展望 264

第八章 重金属中度污染土壤的植物-微生物联合修复 266

第一节 土壤微生物对重金属的耐性及其机理 266

一、土壤微生物对重金属的耐性 266

二、土壤微生物对重金属耐性的机制 269

第二节 微生物对土壤重金属赋存形态的影响 280

一、微生物对土壤重金属形态的影响 280

二、微生物对土壤重金属价位的影响 283

第三节 土壤微生物对植物吸收累积重金属的影响 284

一、土壤微生物在植物吸收累积重金属中的作用 285

二、土壤微生物影响植物吸收累积重金属的机理 286

第四节 植物-根部共生菌对重金属的吸收累积特征 287

一、植物-AMF共生体对重金属的吸收累积特征 287

二、豆科植物-根瘤菌共生体对重金属的吸收累积特征 290

三、植物-DSE共生体对重金属的吸收累积特征 291

第五节 土壤重金属污染的植物-微生物联合修复 294

一、植物-微生物联合修复的类型 294

二、土壤重金属污染的植物-共生菌联合修复的特征 294

三、土壤重金属污染的植物-非共生菌联合修复的特征 295

第六节 土壤重金属污染的植物-微生物联合修复的机理 297

一、提高植物累积重金属 297

二、促进植物生长 298

三、提高土壤重金属生物有效性 299

四、影响植物对重金属的吸收与分配 301

展望 302

第九章 重金属重度污染土壤的生态恢复 304

第一节 重金属矿区的植物群落及生态系统特征 304

一、重金属矿区的生态环境问题 304

二、重金属矿区植物组成和群落特征 305

三、重金属矿区植物多样性特征 311

四、重金属矿区植被生态系统特征 312

第二节 重金属矿区废弃地植被恢复中的地表整形和土壤改良 314

一、地表整形措施 314

二、土壤改良措施 316

第三节 重金属矿区废弃地的植被恢复 322

一、金属矿区先锋植物 323

二、植物群落构建与植被恢复 325

第四节 重金属矿区废弃地植被恢复的生态效应 333

一、重金属矿区土壤植被恢复对土壤理化性质的影响 333

二、重金属污染土壤植被恢复对微生物区系的影响 334

三、重金属矿区植被恢复过程中的植物群落特征变化 336

四、重金属矿区废弃地植被恢复的水土保持效果 338

展望 342

第十章 土壤重金属污染评价及生态风险管理 343

第一节 土壤重金属污染评价 343

一、土壤重金属污染评价标准 343

二、土壤重金属污染评价方法 346

第二节 土壤重金属污染生态风险评价 351

一、土壤重金属污染的生态风险 351

二、土壤重金属生态风险评价的技术方法 351

三、土壤重金属污染的生态风险评价程序 352

第三节 土壤重金属污染管理 356

一、土壤重金属污染管理的法律体系 356

二、重金属污染管理的规划 357

三、重金属污染的分类分级管理 358

展望 360

本章附录 361

参考文献 362