模拟人工湿地植物对富营养化水体的修复研究

【摘要】进入21世纪以来，我国自然条件下严重的水土流失已经基本得到控制，解决温饱问题不再是我国的主要矛盾。随着生活水平的提高，人们的精神文化需求日益增加，开始接受原生态、近自然的审美观念。旅游业、养殖业以及工农业生产所带来的垃圾、污水、农药化肥污染日益严重，水生态环境遭到严重破坏。据《2012年中国环境状况公报》显示，水体的富营养化仍然是我国最为突出的环境问题之一，且形势依然严峻。在此背景下，本文选用山西临汾本土的四种湿生植物芦苇(Phragmitesaustralis)、藨草(Scirpustriqueter)、薄荷(Menthahaplocalyx)和水芹(Oenanthejavanica)作为试验材料，通过构建小型模拟人工湿地，人工配制不同浓度的富营养化水体，定期进行水质监测和分析，研究不同湿地植被及组合对富营养化水体的修复能力。旨在筛选出净化效果好、适宜于本地区人工湿地生境的植物及组合，充分发挥人工湿地在“清洁生态型小流域”建设中的重要作用，使生态环境得到显著改善，为水环境保护提供重要实验依据。试验结果如下：（1）实验期间，四种植物生长状况良好。其中芦苇株高变化最大，轻度处理下平均株高由原来的24.13cm增长到56.92cm，中度处理下平均株高由22.21cm增加为58.64cm，重度处理下平均株高增加29.86cm。藨草实验期间不断有新芽冒出，水芹生长旺盛，根系生长发达，植株明显增高加粗，薄荷在实验期间90%以上的植株出现了开花现象。（2）叶绿素荧光参数比较可知：增加富营养化程度能够改善和提高水芹叶片对光能的利用率；富营养化会影响薄荷和芦苇的光合作用能力，对植物造成损伤；适当增加富营养化程度同样能够提高藨草叶片对光能的利用率，过度富营养化则会对藨草造成一定的损伤。（3）轻度处理下，芦苇和藨草对TP的去除显著高于其它两种植物（P﹤0.05）；藨草对TN的去除显著高于芦苇、薄荷和水芹（P﹤0.05）；薄荷对NH+4-N的去除效果最好，显著高于水芹和藨草（P﹤0.05）；藨草对COD的去除显著高于其它组。中度处理下：藨草对TP的去除效果最好，显著高于水芹和芦苇（P﹤0.05）；芦苇对TN的去除效果最好，显著高于薄荷和水芹（P﹤0.05）；薄荷对NH+4-N的去除效果最好，显著高于芦苇、水芹和藨草（P﹤0.05）；藨草对COD的去除显著高于其它组。重度处理下：各植物组对TP的去除无明显差异（P﹥0.05）；对TN的去除，藨草效果最好，显著高于薄荷和水芹（P﹤0.05）；对NH+4-N的去除，水芹效果最好，显著高于薄荷和藨草（P﹤0.05），与芦苇无显著差异（P﹥0.05）；对COD的去除，藨草显著高于其它组。（4）轻度处理下，除COD以外，对TP、TN、NH+4-N的去除，两种植物配植芦苇+藨草均要好于三种植物配植芦苇+藨草+薄荷和其它两种植物组合。中度处理下，对TP的去除，芦苇+藨草+薄荷要显著高于其它三种植物组合；对NH+4-N的去除，芦苇+藨草要显著高于其它三种植物组合；对TN、COD的去除，四种植物组合的去除率相差不超过5%。重度处理下，对于NH+4-N的去除，芦苇+藨草表现出特有的优势；对COD的去除，芦苇+藨草+薄荷和藨草+薄荷优势显著；对TP、TN的去除而言，四种植物组合净化效果都很理想，去除率相差不超过4%。(5)综上所述，芦苇对富营养化水体中TP和TN的去除效果较好，薄荷和水芹对NH4+-N的去除效果较好，藨草对COD有明显的去除优势。因植物配植可能会造成植物间竞争及相互抑制生长从而影响净化效果。也可能由于浓度限制，轻度处理下，植物组合与单种植物相比，并没有表现出明显的净化优势。但随着富营养化浓度的增加，植物组合的净化优势逐渐突显。
【作者】霍张丽；
【导师】魏学智；
【作者基本信息】山西师范大学，植物学，2014，硕士
【关键词】生态清洁小流域；富营养化；人工湿地；湿生植物；去除率；

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