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1 绪论1

1.1 环境修复植物学的基本概念1

1.1.1 环境与环境污染1

1.1.2 环境植物与环境植物学2

1.1.3 污染环境修复植物学3

1.1.4 环境修复植物学的研究内容与任务4

1.2 环境修复植物学的研究进展4

1.2.1 植物修复概念的提出与发展4

1.2.2 植物修复技术及其研究进展5

1.2.2.1 植物修复技术的研究内容5

1.2.2.2 植物修复技术的研究进展与趋势8

1.3 植物修复技术的优势与局限性及现代生物技术在植物修复中的应用12

1.3.1 植物修复技术的优势与局限性12

1.3.1.1 植物修复技术的优势12

1.3.1.2 植物修复技术的局限性13

1.3.2 现代生物技术在植物修复中的应用14

1.3.2.1 修复植物抗性遗传与抗性基因的研究14

1.3.2.2 基因工程在污染环境植物修复中的应用14

1.4 植物修复技术的发展趋势与应用前景18

1.4.1 植物修复技术的研究趋势18

1.4.1.1 植物修复野外试验及多学科综合研究18

1.4.1.2 植物修复技术与其他修复技术综合应用18

1.4.2 植物修复技术的应用前景19

2 植物修复的理论基础与机制20

2.1 植物修复的理论基础20

2.1.1 植物对污染环境的适应性及适应性进化20

2.1.1.1 植物对污染环境的适应性20

2.1.1.2 污染环境中植物的适应性进化21

2.1.2 植物对污染环境的响应与反馈24

2.1.2.1 植物形态结构对污染环境的响应与反馈24

2.1.2.2 植物细胞与组织结构对污染环境的响应与反馈24

2.1.2.3 植物对污染环境的生理生化响应与反馈25

2.1.2.4 植物在分子水平对环境污染的响应与反馈27

2.2 植物修复的机制28

2.2.1 植物对物质的吸收、排泄和积累28

2.2.1.1 植物对物质的吸收28

2.2.1.2 植物对物质的排泄29

2.2.1.3 植物对物质的积累29

2.2.2 植物根系的生理作用30

2.2.3 植物根际圈的作用30

2.3 植物修复污染环境的基本理论与原则31

2.3.1 植物修复污染环境的基本理论31

2.3.2 植物修复污染环境的基本原则31

3 植物对大气污染的净化修复33

3.1 大气污染概述33

3.1.1 大气污染的定义33

3.1.2 大气污染的类型33

3.2 植物对大气污染的修复及其机制34

3.2.1 植物对大气污染的修复作用34

3.2.1.1 植物维持氧和二氧化碳的平衡34

3.2.1.2 吸收和滞留二氧化硫34

3.2.1.3 对氮氧化物的吸收和净化作用35

3.2.1.4 吸收氟减轻氟化氢的污染36

3.2.1.5 吸收氯气和氯化氢36

3.2.1.6 吸滞粉尘减少空气含菌量36

3.2.2 植物修复大气污染的机制37

3.2.2.1 植物吸附与吸收作用37

3.2.2.2 植物代谢降解作用38

3.2.2.3 植物转化作用38

3.2.2.4 植物同化和超同化作用39

3.2.2.5 植物对污染物的中和缓冲作用39

3.3 植物对大气污染的响应39

3.3.1 植物对大气污染的宏观响应39

3.3.1.1 植物叶形态结构的变化40

3.3.1.2 植物生长发育的变化41

3.3.2 植物对大气污染的微观响应41

3.3.2.1 光合生理的变化41

3.3.2.2 蒸腾速率与气孔导度的变化42

3.3.2.3 细胞膜渗透率的变化42

3.3.2.4 电子传递速率的变化43

3.3.2.5 线粒体和质体的变化43

3.3.2.6 氧化酶系统的变化43

3.3.2.7 同化产物分配的变化44

3.3.2.8 叶片热值的变化44

3.4 大气污染修复植物资源44

3.4.1 大气污染修复植物资源的选育44

3.4.2 常见大气污染修复植物资源52

4　植物对污染水体环境的修复96

4.1 水体污染概述96

4.1.1 水体污染的定义96

4.1.2 水体污染的类型97

4.2 植物对污染水体的修复净化及其机制98

4.2.1 植物对污染水体的修复作用98

4.2.1.1 植物对悬浮物的吸附、过滤、沉淀作用98

4.2.1.2 植物对污染物质的吸收作用99

4.2.1.3 植物对微生物降解的辅助作用99

4.2.1.4 植物对有害藻类的抑制作用100

4.2.1.5 森林植被对水体的净化作用100

4.2.2 植物对水体污染修复的机制101

4.2.2.1 植物修复富营养化水体的机制101

4.2.2.2 植物修复水体中重金属的机制103

4.3 植物对污染水环境的响应104

4.3.1 植物对水体富营养化的响应104

4.3.1.1 植物生长及形态对富营养化水体的响应104

4.3.1.2 植物生理生化特性对富营养化水体的响应104

4.3.2 植物对重金属水污染的响应107

4.3.2.1 植物形态结构对水体重金属污染的响应107

4.3.2.2 植物光合与呼吸生理对水体重金属污染的响应107

4.3.2.3 根系活力对水体重金属污染的响应108

4.4 污染水体修复植物资源108

4.4.1 污染水体修复植物资源的选育108

4.4.2 主要污染水体修复植物资源113

5　植物对重金属污染土壤的修复165

5.1 土壤污染概述165

5.1.1 土壤重金属污染的定义165

5.1.2 土壤重金属污染的来源165

5.2 植物对重金属污染土壤的修复及其机制166

5.2.1 重金属污染土壤修复概述166

5.2.2 植物对重金属污染土壤的修复作用167

5.2.2.1 根际圈促进生物降解作用167

5.2.2.2 植物对重金属污染的萃取作用168

5.2.2.3 植物对重金属污染的挥发作用168

5.2.2.4 植物对重金属污染的稳定作用168

5.2.3 重金属污染土壤植物修复机制169

5.2.3.1 植物根系的生理生态作用169

5.2.3.2 植物体内的生理代谢活动171

5.3 植物对土壤重金属污染的响应172

5.3.1 植物个体生长发育对重金属污染的响应172

5.3.2 植物理化水平对重金属污染的响应173

5.3.3 植物细胞水平对重金属污染的响应177

5.3.4 植物分子水平对重金属污染的响应178

5.4 重金属污染土壤修复植物资源178

5.4.1 重金属累积与超累积植物资源179

5.4.1.1 重金属累积与超累积植物资源特点179

5.4.1.2 重金属累积和超累积植物的筛选180

5.4.1.3 重金属累积与超累积植物资源181

5.4.1.4 重金属累积与超累积常见植物资源186

5.4.2 重金属非超累积、大生物量植物资源202

5.4.2.1 重金属非超累积、大生物量植物资源的特点202

5.4.2.2 主要重金属污染修复大生物量植物资源205

6　污染水体植物修复模式与工程示范249

6.1 人工浮岛249

6.1.1 人工浮岛的构建249

6.1.2 人工浮岛的净化作用与优势250

6.1.3 人工浮岛应用实例251

6.2 人工湿地251

6.2.1 湿地植物的选择与配置251

6.2.2 人工湿地实例252

6.3 生态沟渠253

6.3.1 植物的选择与配置254

6.3.2 生态沟渠的实践应用254

7　重金属污染土壤植物修复应用及工程示范255

7.1 重金属污染土壤植物修复概述255

7.2 重金属污染土壤植物修复过程设计255

7.2.1 修复目标与技术思路的选择255

7.2.2 工程实施方案的确定255

7.2.3 植物的筛选与种植方式255

7.3 示范工程实例256

7.3.1 示范工程主要植物种类256

7.3.2 示范工程主要植物配置模式259

主要参考文献261