硅对一些植物生长发育有益，能够显著提高植物的耐逆性，尤其能够增强一些植物的抗重金属性的能力。本项目在已对硅影响红树秋茄镉亚细胞分布等研究进展的基础上，以白骨壤和桐花树为研究对象，通过盆栽实验，对硅介导红树植物重金属耐性机制方面进行进一步系统研究，探讨硅对红树植物耐受镉胁迫的机制，寻觅红树植物对重金属的耐性机制和影响耐性的关键因素，为红树林生态系统重金属污染治理和红树林作为生物修复系统提供新的理论依据。主要研究结果概括如下： 1、追踪痕量重金属，研究了硅介导的重金属在植物体内的转运特征和赋存特征规律，结果显示外源硅显著降低各器官镉的累积浓度；硅均增强白骨壤幼苗细胞壁对重金属镉的吸附能力，通过区隔化作用，抑制重金属的质外体运输，一定程度上改变重金属在植物体的区域化分布，有利于避免重金属对细胞原生质的毒害。 2、研究硅介导的植物体内有机酸代谢和根际分泌物的动态变化，结果显示镉胁迫显著降低白骨壤幼苗各器官和根系分泌物中低分子量有机酸含量；硅对有机酸代谢的影响随镉处理水平不同而不同，在对照和低浓度镉处理下，硅对各器官有机酸含量影响不显著或降低其含量，高浓度镉处理下，硅显著增加叶片和茎部有机酸总量，显著增加根系分泌物中柠檬酸含量；白骨壤各器官和根系分泌物有机酸含量两两间显著相关。由此推测硅是白骨壤生长的有益元素，硅缺乏造成的营养胁迫促使植物体内有机酸代谢做出响应；硅促进高浓度镉处理下植物体内的有机酸代谢，对缓解白骨壤镉毒害效应具有重要意义。 3、研究硅介导的红树植物根和叶片解剖结构，探讨解构变化与植物体镉累积、根系泌氧以及硅缓解效应之间联系。实验结果显示硅通过影响叶片解剖结构从而缓解镉胁迫对植株水分代谢和光合作用的抑制；硅促进镉胁迫下根系质外体壁垒的发育，进而降低根对镉的吸收；硅对根系中柱木质部发育的促进作用缓解了镉胁迫对水分代谢的抑制作用。硅的添加显著增加两种红树植物根系锰膜含量，而显著降低镉胁迫下铁膜含量。但硅对白骨壤和桐花树根系泌氧总量影响不一致，硅显著增加白骨壤根系泌氧总量而显著降低桐花树根系泌氧总量。 研究在结题前在已经在《Environment Pollution》、《Journal of plant growth regulation》等刊物上发表SCI收录论文12篇。培养博士生三名、硕士生三名 2100433B

Si是地壳中含量第二丰富的元素。我们的前期研究表明:外源Si能够显著提高红树植物对重金属Cd的耐受性，项目拟就Si对红树植物抗耐重金属的内源因子与外源环境要素调节机制进行深入、系统的解析。研究Si对重金属进入植物的外部环境机制与重金属在植物体内运转、结合、累积过程与机理的作用，揭示红树植物对重金属的耐受性机制及其关键影响因子。阐明红树植物的生理过程或代谢过程中Si对重金属生物有效性的作用及其关键影响因子。对化学提取分离的络合肽金属进行耦合分析，结合能量弥散X射线光谱（ EDXS ）和扫描电镜对重金属与Si进行定位分析，微观解析Si对重金属进入植物体的阻滞机理。解析红树植物体内是否存在硅-重金属复合物，揭示Si对红树植物重金属区域化分布的影响及机制。

（一）外部调节机制

从商品流通角度来讲，商品流通主体的运行，包括单个主体的运行、商品流通整体的运行等。因而调节的作用范围相应有这两个层次的范围。外部调节包括两个方面，一是流通机制的自发调节。这里边主要是通过商品流通供求关系的变化，以及由供求关系而引起的价格变化来调节商品流通主体的经营活动。二是自觉的调节，主要是国家或政府运用各种经济、法律的手段以及必要的行政干预来调节商品流通主体的经营活动。

（二）内部调节机制

这是指商品流通企业在既定的外部力量的条件下，能自动地保持对外部市场环境灵敏的变化和良好的适应性，以及保持企业的运转协调和平衡。这种内部调节机制其实质是企业内在活力和外在竞争力的具体体现。

从植物种植前后和投加双氧水前后沉积物中重金属总量和存在形态的种类和数量的变化、根际环境对植物吸收和累积重金属的影响、根际微生物种群的变化、植物以及植物根际与非根际重金属累积重金属的情况对比、酶活性的变化等几个方面对植物修复的效果进行了分析，首次表明双氧水可以促进植物对沉积物中铅、镉、铜、锌、锰和镍等重金属总量和各种形态重金属数量的吸收累积，还可以改变不同形态重金属的种类，根际环境和微生物以及酶活性的变化表明沉积物中的重金属被有效活化，植物吸收、运移重金属的能力明显增强。 通过对植物的根、茎和叶等各个部位吸收和累积重金属的情况看出，植物各个部位对重金属的吸收和累积机制各不相同，种植时间的延长可以使植物中累积的重金属数量增加，而修复效率下降。种植时间较长时植物中累积重金属的数量不同，沉积物中的有机物种类在植物种植前后有较大变化。根际分泌物的增多、沉积物中微生物种群的变化以及酶活性的变化均说明植物可有效修复沉积物中的重金属，特别是针对多酚氧化酶活性恢复较快这一点，本文首次提出将沉积物中多酚氧化酶活性的恢复作为判断植物修复沉积物效果的一个重要指标，从而为植物修复沉积物的研究工作提供新的参考。 在分析植物吸收和累积沉积物中重金属机理的基础上，以植物吸收累积重金属的四个过程为模型依据，将植物吸收重金属的动态过程的数学模型表述成非线性动态系统的形式，并首次结合Lyapunov稳定性理论对植物吸收和累积重金属的非线性动态过程进行了严格的稳定性分析。稳定性结论可表达成线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)的形式，求解方便。数值仿真和试验验证表明了所选模型的合理性及理论分析方法的有效性，该理论分析方法将为受重金属污染的河道沉积物的植物修复技术提供重要的参考作用。

河道底泥中的重金属污染已成为各国面临的重要环境问题。植物修复技术能有效利用植物及其共存的微生物体系吸收底泥中的重金属，受到广泛关注。目前对植物吸收底泥中重金属过程的定量分析较少，因而不能准确地把握其机理。如何对植物吸收重金属的动态过程进行精确的动力学分析和调节，是研究植物修复底泥中重金属污染问题的关键所在。本项目拟将控制科学中处理动态系统的鲁棒控制理论和最优控制理论应用于植物吸收重金属动态过程的动力学分析及最优调节中，基于微分方程方法及分段线性化技术对植物吸收重金属的动态过程进行建模，从而利用分段线性系统理论对其进行动力学分析和调节。考虑化学助剂对植物吸收重金属动态过程的影响，将植物吸收重金属动态过程的最优调节问题转化成动态系统的最优控制问题，设计智能优化算法求解最优控制器，从而得到一种最优的调节机制使植物在生长周期内最有效地吸收底泥中的重金属，为植物修复重金属污染问题的研究提供新方法。