尾矿原生演替过程中生物多样性演变与尾矿生态恢复

地下与地上生物的相互作用机制及其影响因素已经成为生物多样性与生态系统功能、全球变化、恢复生态等生态学热点学科共同关注的核心问题。本项目以尾矿原生演替系列为模式，通过对尾矿原生演替过程中的土壤生物多样性、植物多样性、理化性质等的详细调查，揭示地上生物多样性与地上生物多样性、土壤理化性质之间的相互作用及动态；进而通过的微宇宙控制试验，阐释地下生物多样性对尾矿植被恢复的影响。本项目不仅可从理论上揭示生物多样性与生态系统功能领域的部分核心问题，也对尾矿的生态恢复具有重要指导意义。

本项目在国家自然科学基金（No.30970548）的资助下，紧密围绕尾矿原生演替过程中生物多样性演变与尾矿生态恢复这一核心科学问题开展了一系列深入系统的研究工作。. 首先，我们选取了安徽铜陵杨山冲尾矿库原生演替系列为模式，对尾矿原生演替过程中土壤生物多样性、植物多样性进行了详细调查，研究了各演替系列土壤基本的理化性质、土壤酶活性及固氮微生物群落多样性，揭示了地上生物多样性与地下生物多样性、土壤理化性质之间的相互作用及动态。其次，我们利用淡水藻类构建了330个具有不同多样性和镉污染梯度的微宇宙系统，通过对藻类微宇宙实验中的理化性质（重金属镉的含量）和各种多样性处理下的生物参数（藻类的生物量）等数据的深度发掘和分析，探讨了对物种多样性与镉污染去除效率的关系，证明了生物多样性能显著地提高镉胁迫下系统去除镉污染的能力，对植物修复技术通常只选用高耐性物种来进行修复的模式提出了挑战，提出了一种崭新的植物修复的策略和思路。再次，我们开展了对水稻响应砷胁迫的重金属毒理的分子机制研究，发现脂质代谢和植物激素信号通路的基因变化显著，表明相较于正常生长状态，植物在砷胁迫下需要更多的能量和资源来响应逆境。最后，我们对来自于中国东南部的59个具有物理化学性质差异的酸性矿山废水微生物群落系统发育规律进行了探索，揭示了环境因子的差异是解释恶劣环境中微生物群落多样性的最有力因素。. 在本项目实施的3年中，课题组取得了显著成绩，在相关领域国际主流杂志正式发表SCI论文9篇，包括Journal of Applied Ecology、ISME、New Phytologist、FEMS Microbiology Ecology等生态学顶尖杂志。另外获得授权专利1项。这些研究成果为区域重金属污染的治理提供重要的理论与技术指导和示范。. 本项目还培养了多名科研人才，其中科研骨干2名，博士后1名，博士3名，硕士3名，通过本项目的实施，建立了一支深具发展潜力的科研团队。