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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