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盐碱地植物的进化与适应（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）期末论文之盐碱地植物的进化与适应及其利用(生物技术及应用基地班08级王敬羽) 摘 要 在全球气候变暖与环境破坏的大背景下，全球的盐碱地进一步扩展。那么，盐碱地该如何治理，如何运用生物的力量来利用与改善这些地区？为了弄清这些问题，作者对自己的家乡黄河三角洲进行了调查，并对盐碱地的植物做了一点分析。分析结果表明，盐碱地植物油一套的方法应对高渗透压和高PH环境，广泛种植此类植株可以改善那里的生境。 关键词 盐碱地 植物结构与形态适应性 生态环境 DOI: wjy4520-sysu-lifeschool-biotechnologyandapplication1. 概述.研究目的及研究地区与研究方法 全球盐碱地面积已达95亿hm2。土壤盐碱化已成为重要的环境问题之一。其原因主要是不适当灌溉、植被破坏和海水内侵。盐碱化的土壤，其物理与化学性状都发生了很大变化。一般情况下，孔隙度减小，土壤易于板结，透水透气性变差；土壤有机质含量下降，C，N矿质化程度降低，导致土壤肥力下降。土壤中过量的盐分离子对植物的生殖生长和营养生长都有抑制作用，一些离子还可以对植物进行直接毒害，引起植物的形态和结构发生变化。植物在长期的进化过程中，对盐分胁迫也有了一定的应对措施，如拒盐，稀盐，排盐等，以减少盐分对自身的危害。在人口不断增长，耕地逐渐减少的情况下，改良利用盐碱地具有重要意义。目前,国内外改造盐碱地主要有两种方式:一是淡水冲洗,即通过合理的排灌、淡水洗涤、施用化学改良剂等方式来改造盐碱地。但常因耗资大、见效少而难以推广;二是生物治理。采用传统的方法选育耐盐碱的作物品种虽然简便可行,但进展缓慢,至今尚未培育出真正的耐盐品种。随着分子生物学技术的发展,人们寄希望于基因工程育种(分子育种) ,目前已有一些导入单个基因提高植物耐盐性的报道,但还没有得到真正意义上的耐盐作物。这是因为植物的耐盐机制十分复杂,涉及到一系列形态和代谢过程的变化,转移单个基因往往只能获得部分耐盐性,要获得可以在海滩种植并用海水浇灌的耐盐作物可能需要同时转移多个基因 1 。耐盐作物的分子育种涉及到植物生理学、生物化学、分子生物学、遗传学、育种学等多个学科领域。为了探讨分子育种的对策,了解植物的耐盐机理以及植物耐盐性研究的进展状况是十分必要的。我的研究目的就是改良盐碱地。这不但可以改善环境，抑制土壤盐碱化，而且可以直接利用盐碱地生产果品、药材、木材、及其他的生物产物，提高盐碱地的生产能力和经济效益。 我主要对我的家乡山东的黄河口三角洲盐碱地做了调查，观察，采集了一些盐生植物。通过表面观察和显微分析，进一步了解当地盐生植物的特化适应。并通过对比法与控制变量法，略微研究了一下盐生植物的生活机制。2. 盐害对植物的影响限制植物生长最重要的因素是环境胁迫，其中以盐渍化和干旱最为严重。据报道盐渍化的影响涉及到40%的灌溉土地，对农作物的减产应负70%的责任。土壤的盐渍化是由于长期使用含有某些难溶性盐类的水灌溉或过度使用化肥形成的。离子毒害主要是由于植物摄取了过量的Na + 、K+ 、Cl- 等离子，使植物细胞内离子浓度增高，而细胞内许多酶却只能在很狭窄的离子浓度范围才具有活性，对于K+离子而言是0. 10. 2mol/L，对于Na +和Cl- 离子则要求低于50mmol /L。一般认为在无机盐中对植物危害最大的是钠盐，农作物通常对NaCl非常敏感，即使是50mmol /L NaCl的低盐度对于耐盐性较强的水稻也是致死的。用25、50mmol /L NaCl处理黄瓜幼苗，发现植株株高、鲜重和干重均降低。盐胁迫还影响到质膜的组分、透性、运输、离子流等，使其发生一系列变化，导致细胞膜的正常功能受损，位于膜上的酶功能紊乱，各种代谢无序进行，导致质膜透性的改变，进而使细胞的代谢及生理功能受到不同程度的破坏。Katsuhara等发现，盐害可以改变细胞质和液泡的pH值，将钝节拟丽藻(N itellopsisobtusa)的细胞用100mmol /L NaCl处理2h，细胞质的pH值从7. 2 降至7. 0，同时液泡的pH值从4. 9 升到5. 2。由于细胞质和液泡之间的pH梯度对于维持活细胞体内的代谢调控和平衡非常重要。因此，细胞内pH梯度的破坏是导致植物损伤乃至死亡的主要因素之一。植物对NaCl的盐害非常敏感，但究竟是Na +还是Cl-或者是对两种离子都敏感，Fortmeiev等通过研究NaCl和Na2 SO4 对玉米生长的影响证明，在盐害中真正起作用的是Na +离子而不是Cl- 离子或两种离子的共同作用。 3. 盐碱地主要植物类型（以黄河三角洲为例） 4. 植物耐盐的机制 目前研究发现，植物耐盐的机制主要有以下几方面: 渗透调节:积累小分子渗透保护剂，如脯氨酸，甘氨酸甜菜碱，胆碱，三甲基甘氨醛，二甲基甘氨酸，肌醇及其甲基化衍生物，甘露醇，山梨醇,环状多醇等。离子区域化，维持离子平衡，从而保持细胞和组织的内稳定状态。产生和积累高盐诱导表达的大分子蛋白，如渗调蛋白、水通道蛋白等可协调水分子在细胞间运输的蛋白质。从另外的方向分：从对抗四种危害方面（1）耐渗透胁迫机制在盐胁迫下,由于细胞外的水势低于胞内,细胞不仅不能吸收到水分,而且内部水分会向外倒流,引起细胞的失水,从而造成生理干旱。为保持胞内的水分,维持细胞的正常生理代谢,细胞通过渗透调节,降低胞内水势,使水分的跨膜运输朝着有利于细胞生长的方向流动。所谓渗透调节(Osmotic adjustment) ,是指植物生长在渗透胁迫下,其细胞中在渗透上有活性的无毒害作用的溶质的主动净增长过程。这种主动净增长的结果,使细胞质浓度增加,渗透势降低,便于植物在低渗透势生境中吸收水分,进而维持膨压。渗透调节从理论上来讲可以通过三个途径来达到: (1) 水分减少; (2)细胞体积变小; (3)溶质增加。实际上这三个途径是共存的。当然在一定的条件下,对某种植物而言,可能以某一种方式为主。一般而言,在盐分胁迫下植物进行渗透调节的方式通常有两种:一是吸收和积累无机盐离子许多盐生植物在盐分胁迫下,主要依靠从外界介质中吸收和积累大量的无机盐离子进行渗透调节,从而避免脱水,防止盐害。植物吸收和积累的离子多种多样,主要有Na + 、K+ 、Mg2 + 、Cl - 、SO2 -4 、NO3等。植物主要以主动吸收的方式从周围的介质中吸收无机离子。盐离子进入细胞后,大部分积累在液泡中,在那里降低细胞水势,进行渗透调节。这些途径普遍存在于盐生植物和一些栽培植物中。二是合成和积累有机小分子物质,盐胁迫下,植物细胞中常积累一些小分子有机物质以维持高的细胞质渗透压,便于植物在高盐条件下对水分的吸收,以保证细胞正常的生理功能。如脯氨酸、可溶性糖、游离有机酸、游离氨基酸、甜菜碱、多胺、山梨醇、甘露醇等,它们可以降低细胞内的水势,提高作物的吸水能力,但它们本身不会对作物细胞造成伤害,是植物耐盐的重要原因。这些小分子物质在正常情况下含量往往很低,只有在盐胁迫等逆境条件下合成反应才会被激活,在植物体内逐渐积累,以调节细胞内的渗透势、维持水分平衡,还可以保护细胞内许多重要代谢活动所需的酶类活性,与植物的抗逆性关系密切。如脯氨酸、可溶性糖、游离有机酸、游离氨基酸等通常这两种途径同时存在,总是因不同的植物、器官和组织而各占的比例不同。从细胞学和生理学观点看渗透调节的益处是显而易见的,而且是多方面的。(1) 渗透调节作用能在渗透胁迫发生时完全或部分的维持细胞膨压,因而可维持细胞的伸长和扩展。如土壤水势为0. 10. 8 MPa 时,小麦根伸长是相似的,大豆的根也有类似现象21 。另外,细胞内存在决定与膨压的过程和对膨压敏感的机制,如膨压直接控制着膜运输和细胞膜的电性质等,而膨压的维持使这些过程和机制是有益的。(2) 其次渗透调节对光合器官具有保护作用,在渗透调节下,光合作用受到的影响除有气孔因素外,还有非气孔因素,即关闭气孔时,外界二氧化碳不能进入叶片内部所造成的光合器官的光抑制作用。通过渗透调节能维持部分气孔开放和一定的光合作用,从而避免或减少光合器官可能受到的光抑制作用,因此渗透调节被认为是一些植物有效的抗渗透胁迫机制。（2）耐离子胁迫机制 植物对离子毒害抵抗方式有2 种:一种是避盐，在盐胁迫环境和植物之间存在某种障碍(如对盐离子不吸收或很少吸收，即使吸收后也尽可能不向代谢活性部位运输) ，从而使植物具有全部或部分抵抗盐胁迫能力；另一种方式是耐盐，是指植物体可全部或部分承受盐胁迫而不引起伤害或伤害轻微的能力。在组织中盐分浓度相等的情况下，具有耐盐能力的植物比其它植物生长要好，作物可以通过选择性吸收不同的离子来减轻毒害，主要是通过吸收土壤中Ca2 + 或释放液胞中储藏的Ca2 + 来减少对Na + 的吸收。Ca2 + 能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性，参与胞内稳定和生长发育的调节过程，起第二信使的作用。它有效地改变了植物对有毒害作用的Na + 的吸收，限制Na + 进入细胞，提高Na + 的流出速度，从而抑制了Na + 在细胞内的积累，减少了过氧化物自由基的产生。但是随Ca2 +的吸收或NaCl 浓度的增加，高Ca2 + 浓度和高NaCl 浓度都会对植物造成盐胁迫伤害，使膜透性增加，细胞质外渗，活性氧化物质产生，对作物造成胁迫伤害。作物为了防止盐伤害往往启动一套保护酶系统。盐胁迫条件下，作物的保护酶系统(SOD、POD、CAT)被激活。它们作为自由基净化剂能够消除盐胁迫下产生的活性氧和过氧化物自由基，避免这些物质对细胞质膜和脂肪酸的氧化作用，从而保证质膜的完整性。植物耐盐另一主要方式是离子区域化作用。所谓离子区域化作用，即将吸收到植物细胞中的大部分离子运输并贮存在液泡中，从而降低细胞中的盐浓度。离子区域化作用与细胞的渗透调节有直接的关系。耐盐细胞对盐胁迫所做出的渗透调节的迅速反应,一般是通过在细胞中积累大量的Na + ，Cl2来完成的。这些离子在细胞中的积累往往高于介质中的数倍以上，并聚集在液泡中，避免对细胞质的毒害作用，同时起到渗透调节作用。离子区域化作用还取决于植物对盐分的吸收、运输和分配。（3）盐胁迫下植物叶绿体酶活性增加盐胁迫促进了叶绿素b 分解，捕光色素蛋白复合体的结构与功能受到损害甚至发生降解和破坏，RuBP2Case 活性和含量降低，削弱叶绿素吸收能力且抑制其碳同化。同时盐胁迫还会降低C 循环的中间产物磷酸甘油酸和磷酸三糖磷酸甘油醛含量，不利于C 同化的正常运转。Aro EM等23 认为盐胁迫可改善PS的功能，Everavrd 等24则认为盐胁迫抑制PS的功能。朱新广等25从荧光动力学角度研究了盐胁迫对PS光能利用和耗散的影响结果表明，较低光强下经高浓度(300 mmol ·L - 1 和400 mmol ·L - 1 ) NaCl 处理的小麦，其荧光光化学淬灭效率(qP) 较低，荧光非光化学淬灭效率(NPQ)较高，Fo 淬灭系数大，Q 非还原性PS反应中心含量较大；而较高光强下其荧光非光化学淬灭效率和Fo 淬灭系数则相对较低。由此推断较高NaCl浓度下PS反应中心光能利用效率受到极大损害，PS潜在热耗散能力较低，功能受到抑制。但低浓度NaCl(0200 mmol ·L - 1 )下NPQ 和Fo 增幅较大，PS潜在热耗散能力较强，较高光强下能有效避免或减轻PS发生光氧化伤害，从而起到保护PS作用。（4） 保持细胞膜结构的稳定性并且消除产生的毒害 盐逆境中，植物细胞的质膜透性增加。耐盐性较强植物细胞膜稳定性较强，在盐胁迫环境中，质膜透性增加较少，伤害率较低；而耐盐性弱的植物则质膜透性增加较多，伤害率较高。植物在盐逆境中质膜透性的增加与组织中自由基含量增加有关。研究表明:盐胁迫对植物体SOD 活性有明显抑制作用，也影响CAT和POD 活性，导致细胞内活性氧和自由基含量上升，损伤脂质和其它大分子物质，使质膜透性增大。很多抗盐植物的某些酶活性要求有高盐的环境，如玉米幼苗用NaCl 处理时可提高过氧化物酶活性，大麦幼苗在盐渍条件下仍保持丙酮酸激酶的活性，但不耐盐的植物则缺乏这种特性。抗盐植物在代谢上的特点就是高盐胁迫下保持一些酶的活性，维持正常的代谢26 。通过代谢产物与盐类结合，减少游离离子对原生质的破坏作用。如细胞内广泛存在的清蛋白，它能提高亲水胶体对盐凝固作用的抵抗力，从而避免了原生质受电解质影响而凝固。同时当细胞内氢离子浓度与含水量发生变化，以及盐类进入细胞时，它可对原生质起到一定的稳定作用。5. 讨论及注意项虽然具体的耐盐机制还不大明了，但其表现很明显：很多植物都有泌盐腺、单子叶的泡状细胞可收缩以减轻高渗溶液对细胞膜系统的损害、很多植物叶都有厚厚的角质层以减少水分的散发。并且当我们要利用这些植物进行盐碱地的改造与利用时，一定要尽量使用本地品种，切要因为一时的利益急切而使用危险的外地的品种及转基因产品，造成当地生态环境的不可逆转的破坏。6. 结论植物高度适应于逆境-盐碱化环境，表现出特殊的结构与表态，我们可以利用这些植物以改善当地的生态与经济环境。山东黄河三角洲等广大的盐碱地一定会有美好的愿景！参考文献植物生态学报第33卷1.2.3期中国野生植物资源刊第28卷1.2.3期植物学报2021年2.3期植物学高等教育出版社现代植物生理学李合生主编BotanyJAMES D.MAUSETH山东植物志中国的盐生植物赵可夫 李法曾 山东师范大学逆境植物研究所盐生植物抗盐结构机理研究进展夏富才 姜贵全 东北师范大学生命科学院单子叶植物耐盐碱的形态解剖特征与生理适应的相关性研究陆静梅 张常钟松嫩平原西部盐碱地区10种植物叶片结构特征及其生态适应性迟丽华 宋凤斌 中国科学院东北地理与农业生态研究所自私的基因里查德·道金斯著. 卢允中,张岱云译. 1998. 长春:吉林人民出版社, P5763黄河三角洲滨海盐碱地绿化植物资源普查及选择研究王海洋 黄涛 宋莎莎东营市盐碱地土壤成分及植物群落分布规律研究王玉珍 单位：东营职业学院农业工程系6种盐生植物对盐碱地土壤改良情况的研究王玉珍 刘永信 魏春兰 缪金伟 单位：东营职业学院农业工程系 山东省东营市第一中学 东营职业学院农业工程系植物盐胁迫及耐盐机制研究进展李娅娜; 江可珍; 别之龙;植物抗旱耐盐机制概述刘国花;植物耐盐机制中的渗透调节王劲; 杜世章; 刘君蓉;The Mechanisms of Salt Resistance in Plants in Molecular LevelsLI Jin-Yao; ZHANG Fu-Chun *; MA Ji; WANG Bin （Key Laboratory of Molecular Biology; College of Life Science and Technology; Xinjiang University; Xinjiang Key Laboratory of Biological Resources and Genetic Engineering; Urumqi 830046）;表1-1天津滨海地区各类盐渍化土地面积前言天津市盐渍化土地面积7800km 2,约占天津市总土地面积65.8%,其中土壤含盐量大于0.2%的土地有4700km 2,占总土地面积的39.3%。天津滨海新区盐渍土面积1958.9km 2,占滨海新区土地总面积的86.3%。天津园林绿化大部分是在盐渍土上进行的,尤其是滨海新区,限制园林绿化的主要因子为“一缺三高一低”,即缺水、土壤含盐量高、地下水位高、地下水矿化度高、海拔低。而且土质黏紧,透气性不良,土壤次生盐渍化严重,滨海地区一直被称为“绿色禁区”,绿化异常艰难。随着天津滨海新区的开发、开放及城市化进程,盐碱地绿化已成为制约滨海新区发展的重要因素之一。天津市要建设成为生态宜居城市,如何破解盐碱地绿化这一世界技术难题至关重要。1天津滨海地区自然环境1.1自然环境概况天津滨海地区位于渤海湾西海岸,天津市区以东临海地区,包括天津港、开发区、保税区、塘沽区、汉沽区、大港区和东丽区、津南区的部分区域。该区位于陆地与海洋过度地带,是陆地与地表水、地下水与海水相互渗透、相互作用所形成的独特生境和生物群落分布的地带。陆域面积2270km 2,海域面积3000km 2;海岸线长153km ,滩涂343km 2,原为退海地,地势低平,海拔与海平面持平,多滩涂、盐滩,坑、塘、洼、淀众多,九大河流横贯入海。气候属暖温带大陆性季风气候,四季分明,年均温11.2。年降水量374611mm ,年蒸发量大于1800mm 。土壤干旱缺水,浅层地下水位1m 左右,矿化度4g/L ,土壤淤泥质,由滨海盐土和盐化湿润土组成,土壤盐渍化,沿海地带全盐量平均1.04.0%,土壤贫瘠,极不利于植物的生长,植被稀疏,仅有特殊的盐生植物如盐地碱蓬、柽柳等生长。1.2盐渍土的分布滨海地区盐渍化土地面积占天津市盐渍化土地总面积的25%,而其盐土的面积却占全市盐土面积的79.9%,重度盐渍化土地占全市重度盐渍化土地面积的32.1%。天津市及滨海新区各类盐渍化土地情况见表1-1、图1-1。天津滨海盐碱地绿化技术研究姜世平1袁东升2赵万苓1王正祥3(1.天津市园林绿化研究所,天津300181;2.天津市市容和园林管理委员会,天津300100;3.天津市农业资源与环境研究所,天津300192摘要:滨海地区一直被称为“绿色禁区”,天津园林部门通过几十年的努力,破解了这一难题,实现了盐碱滩变绿洲。本文从盐渍土改良、耐盐植物筛选培育、盐碱地绿化技术查询系统、相关技术规程等方面介绍天津滨海盐碱地绿化系列技术成果。关键词:滨海盐渍土;土壤改良;筛选培育;查询系统园林建设项目滨海新区天津市占全市盐碱土面积(%面积面积占总土地面积(%盐土>0.6占总土地面积(%资料来源:滨海地区土壤质量状况分析2004年km 2图1-1天津市滨海新区盐碱土分布图1.3盐渍土的特点天津滨海地区海拔低、潜水埋藏浅,潜水位的变化主要受降水和蒸发控制。潜水盐分组成以NaCl 为主,是海水型潜水,矿化度一般为710g/L ,高者达70100g/L 。潜水埋深一般为1.01.5m 。这种高水位和高矿化的潜水直接参与土壤的形成过程。天津滨海盐渍土的土壤现代盐分累积过程,即使在不再受现代海潮浸渍之后,很长时期内仍保持有海水浸渍的深刻影响。在滨海新区,由于受海潮侵袭蒸发浓缩的影响,形成一条与海岸线大致平行的高矿化地下咸水带,矿化度有的超过100g/L ,已显著高于海水的盐度,并直接影响到大面积滨海盐土的形成与发展。1.4自然植被分布据天津市园林绿化研究所对天津市大港地区的植物调查,大港地区野生与栽培的蕨类植物、裸子植物、被子植物共42科、100属、132种(包含亚种、变种、变型,其中以野生植物为主。滨海地区自然分布的大部分为盐生植物,调查发现滨海地区专性盐生植物约22科,42种(含聚盐植物、泌盐植物和拒盐植物,专性盐生植物的适盐度为0.63.6%,pH 值大于8。其中包括乔木5种,占盐生植物总数的11.9%;灌木7种,占16.7%;草本30种,占71.4%。2天津滨海盐渍土改良技术研究盐碱土不仅盐碱危害植物生长,而且养分匮乏、春季地温低、土壤微生物稀少且活力差等都阻碍着植物的正常生长发育。改良的目标是降低和控制地下水位,防止土壤返盐;淋洗和排除土体中过高的盐分;改良土壤结构,提高土壤肥力;从而建立适宜植物生长的土壤环境。目前,已有许多成熟的盐碱土改良措施,主要有物理措施、水利工程措施、化学措施、生物措施等。应根据具体情况合理地将各改良措施结合在一起使用,充分发挥各种改良措施的优点,要做到有主有辅,因地制宜,才能达到最佳的土壤改良效果。2.1物理改良物理改良措施主要是对土层的整改,有平整地面、深耕晒垡、客土抬高地面、微区改土、大穴整地等方法。平整地面应当注意留一定坡度,挖排水沟,以便灌水洗盐。凡质地黏重,透水性差、结构不良的土地,在雨季到来之前要进行翻耕,疏松表土,增强透水性,阻止水盐上升。四周不具备排水条件的小型绿地采用客土抬高地面,下设隔淋层,利用高差进行排水淋盐,达到改土的目的。另外,在树穴地表覆盖秸秆、稻草、树皮、地膜等措施后,可明显减少土壤水分蒸发,抑制盐分在地表积聚。同时在树穴内铺隔淋层,如粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮等,然后填以客土。可以有效地控制土壤次生盐渍化,并通过采取适地适树、小苗密植、适时栽植、种植地被植物、合理灌溉、及时松土、多施有机肥等一系列栽培措施,改善土壤结构、减少盐碱对树木的危害,有效地抑制客土发生次生盐渍化,从而保证栽培植物正常生长和发育。2.2水利工程改良灌溉淋洗降盐在盐土周围筑堰储存雨水,利用雨水或周边淡水在田内灌水洗盐,可加快土壤脱盐速度。结合地下排水工程深翻并平整土地,筑畦围埝,蓄水淋洗,一般分次灌溉洗盐,每次灌水1015cm ,经过3次以上淋洗就可以将土壤盐分降低到适宜范围之内。也可以采用滴灌带的方法,长期保障局部区域(例如,树穴土壤的含盐量在绿化植物的耐受范围内。2.2.2地下排盐系统水利工程措施以排水系统最为重要,其主要作用是:排水排盐、控制地下水位、调节土壤和地下水的水盐动态。排水措施一般可分为水平排水及垂直排水两大类。水平排水从工程措施来分又可分为明沟排水和暗管排水。 明沟排水从控制水盐动态的作 图2-1暗管排水平面示意图图2-2暗管施工断面示意图(单位:mm用来分可分为深沟排水和浅沟排水。垂直排水主要是指竖井排水,又可分为深井排水和浅井排水,其优点是利用井的深度和机械抽排,可产生较大的地下水位降深,加速排水排盐。地下排盐系统技术主要有暗管排盐系统、盲沟排盐系统等。2.2.2.1暗管排盐系统在地下适宜深度,按一定距离平行铺设渗水管道,形成相互连通的排水管网系统(见图2-1。暗管材料要能够渗入汇集土壤水,并能够排出土体,现在一般采用PVC螺纹管。暗管系统可以用来排盐(含盐的地下水,也可以用来控制地下水位。此技术是目前在滨海地区绿化中改良重度以上盐碱地的常用技术。暗管埋深要高于地下最高水位,同时要考虑气候、土壤质地、地下水矿化度、地形等特点,土壤质地越黏,毛管上升水高度越高,地下水矿化度越大,土壤表层易积盐,暗管埋深也越深。滨海盐碱地属于河流冲积、海水浸蚀而形成的退海地,毛管作用弱。天津滨海地区暗管埋深一般在1.5m左右(见图2-2。暗管的水平间距,两个平行暗管之间的直线间距,以土壤的侧渗能力为依据,见表2-1。暗管(集水管坡降0.10.3%,宜100m处与垂直的主排水管相通,集水管采用PVC螺纹软管,管壁密布透水孔,埋入碎石屑。整个系统需要有集水管、支排水管、主排水管、集水井。2.2.2.2盲沟排盐系统盲沟排盐系统与暗管排盐系统类似,在地下适宜深度,按一定距离平行铺设沟道,形成相互连通的排水网系统。盲沟内填充碎石,粒径23cm。间隔57.5m挖宽30cm、深1.22.0m的平行沟,内填10cm厚粗砂,粒径12mm,其上铺20cm 的碎石层,碎石粒径23cm,然后再铺10cm厚粗砂,铺防腐阻止黏粒沉入隔淋层的材料,例如多层无纺布,原土回填。沟与外围、或较深垂直相交的水平沟相通。垂直相交的水平沟,规格等同于平行沟,导入集水井或市政排水井。盲沟埋深要高于地下最高水位,同时也要考虑气候、土壤质地、地下水矿化度、地形等特点,土壤质地越黏,毛管上升水高度越高,地下水矿化度越大,土壤表层易积盐,盲沟埋深也越深。2.2.3隔淋层隔淋层,是指在地下一定深度人工用碎石、粗砂等稳定固体材料铺设的具有一定厚度和空隙度的层次,其目的是便于地表水下渗排出,切断毛管作用,阻止地下水通过毛管向地表移动,进而防止盐分随地下水上升形成地表返盐。隔淋层上面平铺一层土工布可防止上层土壤颗粒进入其内。地下排盐系统结合隔淋层的降盐效果更佳。在植树穴或栽植带铺设有机物隔淋层可有效的防止盐碱上升,控制根际土壤盐分急剧增加,提高树木的成活率。隔淋层的埋控制指标(m植物土壤草坪、浅根花卉灌木、乔木黏质滨海盐土黏质海泥吹填土重壤质土集水管间距8-1010-168-1058-16表2-1不同植物和土壤情况下暗管间距深一般1.01.2m,隔淋层材料可以用卵石、渣石、粗砂、炉灰渣等,厚度在2030cm为宜。2.3化学改良用化学改良剂降低土壤中有害盐离子的有效性,促进其排出土体,改善土壤的理化性状,提高植物的耐盐能力。主要改良剂有,钙质改良剂、降碱改良剂、有机物改良剂、矿物资源改良剂等。钙质改良剂如脱硫石膏(CaSO4.2H2O8590%。降碱改良剂常用的有硫酸亚铁、硫酸铝、硫磺、石灰硫磺等。降碱改良剂的作用就是置换土壤交换性钠离子、中和土壤中的碳酸和碳酸氢根离子,减少土壤对钙离子、镁离子的固定。有机物改良剂主要有泥炭、风化褐煤、康醛渣、醋渣、糠醛渣、高分子化合物等。矿物资源改良剂常用的有沸石、膨润土、风化褐煤等。2.4生物改良2.4.1利用本地盐生植物进行土壤改良盐生植物分为吸盐植物、泌盐植物和不透盐植物。比如翅碱蓬、盐地碱蓬为吸盐植物,从土壤中吸收大量可溶性盐分并积累在肉质化的茎叶组织及绿色组织的液泡中。中亚滨藜(Atriplex centralasiatica、柽柳(Tamarix chinensis、白刺(Nitraria tangutorum为泌盐植物,这类植物也能从盐渍土中吸取过多的盐分,但并不积存在体内,而是通过茎、叶表面密布的盐腺细胞把吸收的盐分分泌排出体外。分泌排出的结晶盐在茎、叶表面又被风吹雨淋扩散,能降低上层土壤水溶性盐分的含量,提高土壤肥力,改良土壤结构。通过种植吸盐植物、泌盐植物,经过一定措施,比如对翅碱蓬、中亚滨藜人工栽培,生长过程中对其经过刈割可再生枝叶,把割掉的枝叶作为饲料处理,多次收割再生,可回收土壤中的盐分从而改良盐碱,经过23年的种植,土壤可以达到栽植绿化树木的要求。2.4.2种植耐盐的绿肥和牧草种植草木樨、苜蓿、田菁等牧草绿肥,对盐土改良有积极作用。盐碱地种植牧草绿肥,主要是苜蓿、草木樨和一些短期复播绿肥。苜蓿属于豆科多年生草本植物,它有草质优良、营养丰富、产草量高等优点。向日葵、谷糜类、甜菜、大麦等为耐盐碱性较强的作物。同时可结合作物轮作,种植绿肥类作物。2.5围海造地吹填土改良从严格意义上讲吹填土不能称其为“土”,它有土壤的成分但没有土壤结构;它有土壤的形态但没有土壤的性质,更类似于成土母质。围海造地的吹填土改良是在严格开展地下排盐工程基础上进行的,需要改造的吹填土依据质地的不同可大致分为海沙质、淤泥质、黏土质、混合质等。天津滨海地区的吹填土均属于淤泥质。淤泥质吹填土是由内河冲积、海水浸蚀,泥沙淤积次生盐碱化而成,有水时泥泞,无水时板结,通透性差,肥力低下,含盐24%。应以抬高栽植层面、设置良好的给排水管网为重点进行改良。建全排水系统,设置防海水侧渗、底返的隔离设施,一般采用垂直防渗膜、底铺淋层阻隔,防渗膜直达淋层,淋层高于最高水位。掺入沙土(河沙、粉煤灰、碱渣等、山皮石、有机质等改良物质,按一定比例充分混合,改良成符合要求的栽植土。3天津耐盐绿化植物的筛选培育天津市园林绿化研究所对白蜡、丝棉木、栾树、紫叶李等50多种木本植物进行了耐盐试验,测定了叶片电导率、叶片脯氨酸含量等10项指标。用隶属函数法综合评价供试植物品种的耐盐性, 对天津市天津大港湿地公园天津经济技术开发区紫云公园 耐盐植物试验基地天津航母公园吹填土绿化常用树种进行了耐盐能力分级,编制了天津市盐碱地绿化树种应用指南和天津市盐碱地绿化树种分类应用指南,指南中以在园林绿地应用的乔灌木树种以乡土树种为主,也含有部分引进驯化成功的外来树种,共计53科132属320种(含变种变型。开展了耐盐植物培育技术研究,以椿树和五角枫种子为材料,利用物理诱变技术,获得大量的耐盐突变体。其中耐盐椿树和耐盐五角枫的耐盐能力比对照品种提高了30%以上,在盐碱地上的生长量显著超过对照品种。首次采用细胞质壁分离技术,准确(90%、快速(2030min 鉴定番茄、杨树、椿树等植物的耐盐潜力,为培育其它耐盐植物缩短育种周期提供了借鉴。以椿树和五角枫种子为材料,利用物理诱变技术,获得了大量的耐盐突变体;以盐碱地指示植物芦苇为材料,通过常规PCR 技术,克隆了H+-ATPase 基因片段;以合欢下胚轴为外植体,进行了合欢耐盐转基因研究工作,获得了一批含外源基因的转基因合欢植株。4北方滨海盐碱地绿化技术查询系统天津市的盐碱地绿化,是几代人多年努力付出的结果。在国家“十一五”科技支撑计划计划滨海盐碱地绿化的关键技术研究与集成示范项目研究成果及其他相关领域研究成果与工程实践经验的基础上,天津市园林绿化研究所自主开发了北方滨海盐碱地绿化技术查询系统,系统可以根据盐碱地绿化项目所在的区域、土壤质地、土壤酸碱度、土壤含盐量四项信息检索出配套的绿化技术措施,并推荐适生植物。主要包括:技术查询、植物库、自然环境、土壤质地、法律法规、养护技术、措施管理、使用说明等模块,总体结构如下:查询系统主界面见图4-1。查询功能实现见图4-2,用户通过下拉列表,选取如地域、土壤质地、土壤盐碱度等查询条件,点击确定,系统会自动给出适合于此条件的技术措施(分为可选和必选两套简明方案,并检索出适合此条件下的适生植物,功能分为三部分:(1技术措施必选,用于指定查询条件下,必须选择措施;(2技术措施可选,用于指定查询条件下,可供参考选择的措施 ;图4-1查询系统主界面·6· 园林科技 年第 期 总第 期 （3）适生植物选择，用于指定查询条件下，推荐使用 的适生植物。 6 6.1 展望与思考 建立完善的区域盐分监测及预报系统 为更好地认识区域水盐运动的发生发展规律， 应建立可行的区域水盐预报系统。 现在磁感应电导 率、 时域反射仪等现代电磁技术被引入土壤盐分的 测定，建立了土壤盐分的无损测定技术。与土壤盐分 快速测定相 适应，全 球 定 位 系 统 （GPS ）也 被 成 功 地 引入到土壤盐分绘图。 这使得人们能够快速掌握土 壤盐分的动态，及时采取相应的防治措施。 6.2 图 4-2 查询界面 创建节约型盐碱地绿化模式 目前滨海盐碱地绿化绝大多数采取更换栽植土 和淡水洗盐技术措施，依赖于客土和淡水资源。由于 植物库收录了北方滨海地区的耐盐植物， 记录 了植物的学名、所属科属、耐盐能力、适宜土壤、生物 学特性等各种信息，配有照片，方便应用者查阅。 通过软件查询功能， 可以得出有针对性的北方 滨海盐碱地绿化技术措施和推荐植物应用名录。 必 选技术措施对盐碱地绿化的成功与否影响较大 ，推 荐使用； 可选技术措施对盐碱地绿化也有一定得影 响，可以因地制宜地选择使用。 大量使用客土，不仅破坏了农田，而且随着可用客土 资源的不断减少，今后绿化建设将无法实施。同时也 大量消耗了滨海地区宝贵的淡水资源， 随着土壤的 次生盐渍化，生态系统极其脆弱。 应结合滨海新区特点， 充分利用湿地和自然植 被，通过局部地形改造和恢复自然植被的方法，减少 客土，大力发展盐 碱 地 上 的 乡 土 植 物 和 自 然 植 被 ， 走一条降低投资、 减少资源消耗的生态绿地建设 之 路 。 减 少 盐 碱 地 绿 化 对 淡 水 资 源 的 依 赖 ，加 强 雨 水回收利用 ，利用微咸水 、再生水等资 源，优化绿 地 灌 溉 模 式 。 构 建 节 约 型 绿 化 模 式 ，走 可 持 续 发 展 之路。 5 天津市盐碱地绿化相关技术规程 为规范天津市盐碱地绿化施工及管理，提 高 本市盐碱地绿化质量，促进生态宜居城市建 设，天津 园 林 绿 化 部 门 制 订 了 盐 碱 地 绿 化 相 关 技 术 规 程。 天津市城市绿化工程施工技术规程 （DB/29- 6.3 发展区域性特色苗木产业 在盐碱地治理过程中， 应构建区域化的耐盐碱 植物的引、研、繁、扩、管模式。 大力推广适生园林植 物，利用城郊森林公园、生态隔离绿地、沿海防护林 以及待开发地区， 推进耐盐植物和适生园林植物的 储备，营造以乡土植物为主的近自然植物群落，建设 生态型绿地。编制区域性城市绿化植物规划，确定盐 碱地绿化骨干树种，促进本地区苗木产业健康发展。 68-2004 ）对 重 盐 碱 地 栽 植 中 植 物 选 择 、土 壤 改 良 、 排盐措施等技术措施进行了相关规定。天津市园林 绿 化 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准 (DB/T29-81-2021 对 重盐碱、重黏土地下土层改良工程中盲沟、隔淋（透 水）层开槽、排盐（水）管敷设、隔淋（透水）层铺设、客 土回填等技术措施进行了相关规定。天津市盐碱地 园林树木栽植技术规程(DB/T29-207-2021 中对栽 植场地准备、盐碱地土壤改良、苗木准备、苗木栽植、 栽植后的养护管理、 工程验收等各项技术提出了要 求。 这些标准对提高天津市盐碱地绿化水平起到了 极大的促进作用。 6.4 加强监督管理 加强盐碱地绿化工程建设中和建成后的监督管 理，建立和完善与绿化养护技术有关的实验室、化验 室和监测站，开展绿地的水盐动态监测。建立稳定的 专 业 队 伍 ，加 强 专 业 技 术 培 训 ，提 高 设 计 、施 工 、监 理、 养管等一线人员的从业水平。 区别不同类型绿 地，实现养护资金的科学、合理使用。 装 备 机 械I nternal &O versea T rend一、引言随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步,人们对能源的需求日益增长。占地球表面积 70%的广阔海洋,集中了 97%的水量,蕴藏着大量的能源,其中包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。其中,波浪能由于开发过程中对环境影响最小且以机械能的形式存在,是品位最高的海洋能。据估算,全世界波浪能的理论值约为 109kW 量级,是现在世界发电量的数百倍,有着广阔的商用前景,因而也是各国海洋能研究开发的重点。自 20世纪 70年代世界石油危机以来,各国不断投入大量资金人力开展波浪能开发利用的研究,并取得了较大的进展。日、英、美、澳等国家都研制出应用波浪发电的装置,并应用于波浪发电中。我国对波浪能的研究、利用起步较晚,目前世界海洋波浪能发电技术研究进展我国东南沿海福建、广东等地区已在试验一些波浪 发电装置。二、波浪发电技术的进展波浪发电是波浪能利用的主要方式,波浪能利 用装置的种类繁多,关于波能转换装置的发明专利 超过千项。这些装置主要基于以下几种基本机理, 即利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动 ; 利用波 浪压力的变化 ; 利用波浪的沿岸爬升将波浪能转换成 水的势能等。经过 20世纪 70年代对多种波能装置进 行的实验室研究和 80年代进行的海况试验及应用示 范研究,波浪发电技术己逐步接近实用化水平,研 究的重点也集中于 4种被认为是有商品化价值的装 置,包括振荡水柱式装置、摆式装置、振荡浮子式 波能转换装置和收缩波道式波能转换装