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界面可視化技術直觀揭示水生植物根際異質性氧環境變化特征和機制
【发布时间:2019-08-27 】 【 】【打印】【關閉

  長期以來,利用水生植物控制湖泊汙染並重建良好水生態環境一直是湖泊領域中的研究熱點。水生植物根系生長發育和生理代謝等活動會導致其在根系附近沈積物中形成不同于非根際環境的根際微生態系統,決定了各種汙染物質的遷移、轉化和生物的有效性,被認爲是湖泊汙染的生態修複的核心區域。因此,開展根際微環境特征研究,對揭示界面汙染過程與控制機制具有重要意義。     

  根際環境具有明顯的微域性、動態性和複雜性的特點,而現有研究手段存在界面破壞性、一維、低分辨、操作繁瑣等不足,無法准確捕獲根際環境界面參數變化信息;而采用二維、高分辨並且可實時監測的界面可視化技術,則可全面闡釋生態微界面過程和機制。     

  中國科学院南京地理与湖泊所韩超副研究員利用自主研制的根际界面可视化装置,成功获取了典型修复先锋物种-菹草和馬來眼子菜等根際泌氧動力學特征及控制機制(1)。该研究首次报道了菹草等眼子菜属植物独特的根系泌氧方式;同时原位、定量获取了湖泊外界环境变化如光照、温度和水体溶氧条件对根际微区氧环境变化特征影响。研究结果不仅首次直观揭示了沉水植物根系调控沉积物异质性氧环境的两条路径,而且发现了温度升高会导致越冬植物根系改造沉积物氧环境的能力明显降低的现象,這表明全球变暖效应可能会导致越冬水生植物生物量锐减并会显著影响植物对污染水体的修复效果。     

  研究成果近期以High-resolution imaging of rhizosphere oxygen (O2) dynamics in Potamogeton crispus: effects of light, temperature and O2 content in overlying water爲題,發表在Plant and Soil上。該研究得到了國家自然科學基金和江苏省優秀青年基金联合资助     

  論文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-019-04150-6

1. 菹草(爲例)根際界面氧環境二維高分辨變化特征 

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