项目名称先锋植物类芦对困难立地植被修复机理及应用研

一、项目名称 先锋植物类芦对困难立地植被修复机理及应用研究二、推荐奖种 福建省科学技术进步奖三、推荐单位 福建省教育厅四、项目简介项目属于林学学科水土保持领域。困难立地生态环境恶劣、水土流失严重、生态恢复困难，对经济发展和人类生存构成了严重的威胁。困难立地的植被修复是生态治理中的“疑难杂症”，土层浅薄，土壤干旱、贫瘠、酸化、重金属污染等土壤环境恶劣条件是限制植物种子萌发与生存的主要限制因子。在项目组早期课题研究项目的野外调查中发现在立地条件极为恶劣的环境中一般植物难以生存，却有野生草类-类芦（Neyraudiareynaudiana）分布，类芦为生态适应性广、生物量大、用途广泛的野生草类。为此，针对困难立地的土壤干旱、贫瘠、酸化、重金属污染等逆境条件，以类芦为研究对象，系统深入地研究类芦在各种的逆境条件下的修复机理和耐受能力，以及富集重金属能力与修复效果。本研究首次系统掌握类芦对困难逆境的植物修复机理以及类芦对各种逆境（干旱、贫瘠、酸化、污染等）的耐受能力，为类芦在困难立地的植被恢复中的技术应用提供科学的依据。率先研发出类芦高效修复土壤重金属的关键技术，在类芦的技术应用上有极大的创新。集成一套类芦在困难立地上植被修复的应用技术，极大解决了极端困难立地植被恢复的技术瓶颈问题，大大提高困难立地植被修复技术水平，为困难立地的植被恢复提供重要的技术参考。困难立地应用本技术成果不仅可以快速恢复植被，减少水土流失，改善生态环境，并取得了显著的生态、经济和社会效益，在南方困难立地植被恢复中具有广阔的应用前景。五、主要完成单位：福建农林大学六、主要完成人及其贡献序号 姓名 工作单位1 蔡丽平 福建农林大学

对成果创造性贡献项目负责人，全面主持指导、统筹项目进度安排，负责项目各种逆境条件下试验设计，以及干旱、贫瘠环境的生理生态学得数据分析，项目总结报告。侯晓龙福建农林大学负责类芦对重金属、酸的修复机理研究。3周垂帆福建农林大学负责类芦对重金属的修复机理研究，以及类芦应用的研究。4吴鹏飞福建农林大学负责类芦对贫瘠、干旱修复机理试验，协助完成总结报告。5岳辉长汀县水土保持负责成果推广事业局6马祥庆福建农林大学负责试验设计、成果推广指导，协助统筹项目安排。7王友生龙岩市林业科学负责成果推广研究所8王益和龙岩市林业科学负责成果推广研究所刘爱琴福建农林大学负责试验过程与协助成果总结邹显花福建农林大学负责觅养试验与数据分析七、代表性论文专著目录1、发表论文1）ChuifanZhou,MeiyingHuang,YingLi,JiewenLuo，LipingCai#（通讯作者）.ChangesinsubcellulardistributionandantioxidantcompoundsinvolvedinPbaccumulationanddetoxificationinNeyraudiareynaudiana[J].EnvironmentScienceandPolltionResearch,2016,23:21794-21804.2）蔡丽平,吴鹏飞,侯晓龙,张芸,刘训呈,马祥庆#（通讯作者）.类芦根系对不同磷胁迫的形态学响应[J].草地学报,2015,(01):137-142.3）蔡丽平,吴鹏飞,侯晓龙,马祥庆#（通讯作者）,江硕,任晶晶.磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响[J].水土保持学报,2012,(06):281-285.4）蔡丽平,吴鹏飞,侯晓龙,马祥庆#（通讯作者）,郑珊珊,郑锦文.类芦根系对不同强度干旱胁迫的形态学响应 [J].中国农学通报,2012,(28):44-48.5）蔡丽平,吴鹏飞,侯晓龙,马祥庆#（通讯作者）,张芸.干旱胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响[J].水土保持学报,2011,(06):237-241+259.6）王玉珍，蔡丽平#,周垂帆,侯晓龙,邹显花.先锋植物类芦抗逆性及其应用[J].草业科学,2017,34(8):1601-1610.7）黄玫英,罗洁文,黄彩凤,周垂帆#（通讯作者）.Pb在类芦组织和亚细胞中的分布规律和毒害效应[J].农业环境科学学报,2016,(11):2077-2085.8）罗洁文,黄玫英,殷丹阳,吴鹏飞,蔡丽平,周垂帆#（通讯作者）.类芦对铅镉的吸收动力特性及亚细胞分布规律研究[J].农业环境科学学报,2016,(08):1451-1457.9）罗洁文,李莹,苏烁烁,黄晓敏,周垂帆#（通讯作者）.类芦根系抗氧化酶和植物螯合肽对Cd、Pb胁迫的应答[J].生态环境学报,2016,(06):1047-1053.10）韩航,陈雪娇,侯晓龙#（通讯作者）,刘爱琴,蔡丽平,周垂帆,马祥庆.Cd胁迫对类芦生长及酶活性的影响[J].农业环境科学学报,2016,(04):647-653.2、研究生论文（1）刘明新.福建主要崩岗侵蚀区植被恢复与演替研究.福建农林大学，2009（硕士）（导师：马祥庆）（2）庄凯.福建不同类型矿山废弃地植被的恢复与重建研究 .福建农林大学，2009（硕士）（导师：马祥庆）3）张芸.类芦对异质供磷的生理生态响应机制研究.福建农林大学，2011（硕士）（导师：马祥庆）4）蔡丽平.崩岗侵蚀区先锋植物类芦对环境胁迫的生理生态学响应机制.福建农林大学，2012（博士）（导师：马祥庆）5）陈雪娇.类芦对酸和重金属胁迫的形态及生理响应研究.福建农林大学，2015（硕士）（导师：马祥庆、侯晓龙）6）罗洁文.类芦对重金属的吸收富集及修复效果研究.福建农林大学，2017（硕士）（导师：刘爱琴、周垂帆）八、主要知识产权名称证明目录1、蔡丽平，马祥庆，侯晓龙，邹显花 .一种用于治理红壤强度侵蚀坡地的方法（专利号:ZL201410408268.9）2、周垂帆,于姣妲,殷丹阳.可实时检测不同深度土壤状态的根箱装置 .（专利号：ZL201720028568.3）3、周垂帆,殷丹阳,于姣妲,吴佳美.模拟降雨对土壤养分和污染物淋溶的实验装置 .（专利号：ZL201720030996.X）4、李莹,周垂帆,殷丹阳,吴鹏飞,马祥庆.评价植物根系对污染物垂直方向生长回避的装置.（专利号：ZL201521074118.5）5、周垂帆,李莹,殷丹阳,侯晓龙,吴鹏飞,马祥庆.一种多室型蚯蚓回避试验装置 .（专利号：ZL201520674599.7）6、周垂帆,殷丹阳,罗洁文,侯晓龙,吴鹏飞,马祥庆.评价污染物对蚯蚓毒性的模拟土壤溶液试验装置.（专利号：ZL201520603978.7）7、周垂帆,蔡丽平,殷丹阳,李莹,吴鹏飞,马祥庆.用于评价植物根系对污染物回避试验装置及方法.（专利申请号：CN201510517346.3）8、周垂帆,殷丹阳,李莹,吴鹏飞,马祥庆.绘制根际平面pH分布图的装置及方法.（专利申请号：CN201610410809.0）九、推广应用情况本项目技术属于生态公益类，解决了极端困难立地植被恢复的技术瓶颈，在困难立地的植被修复上应用效果极佳，产生极大的生态效益、社会效益，对保护生态环境起到极大作用。困难立地土壤环境极端恶劣、植被恢复难度极大，用类芦进行植被修复后，以保护生态为主，未考虑类芦经济开发利用，因此没有产生直接经济效益。但在生态恢复应用中，传统困难立地通过土地复垦技术资金昂贵，恢复效果不佳，而且成果难以维持，造成重复治理，浪费资金。项目成果推广应用后，促进水土流失区、矿山废弃地等困难立地环境的植被恢复，可降低治理成本20-60%，且植被恢复效果好，提高困难立地植被覆盖度，减少水土流失，减轻沟道泥沙危害，减轻污染、保护水质，改善环境质量，提高土地利用率和生产率、增加林农收入，具有显著经济效益。类芦生物量大，且生态价值与经济价值兼具的高价值的草