洱海流域海菜花—螺蛳湿地对农田低污染水净化研究

【摘要】近年来洱海周边缓冲带开发强度较大，污染负荷较重，该区域的面源低污染水是当前洱海入湖水体污染防治的难点。随着面源污染越来越严重洱海周边生态系统受到严重威胁，当地特有种海菜花(Otteliaacuminate)和螺蛳(Margaryamelanioides)已几近消失。本研究希望通过对螺蛳的摄食生态学研究结合海菜花塘中藻类分布特征调查，探讨螺蛳在海菜花湿地中生存的可行性，通过构建海菜花-螺蛳水培经济湿地，研究海菜花湿地中投加螺蛳―生物操纵(biomanipulation)‖对农田低污染水的净化效果，海菜花-螺蛳湿地的经济价值，并探讨海菜花、螺蛳在水质净化与底质影响中的作用，为其在洱海流域恢复以及为农田低污染水治理提供基础依据。研究结果如下：（1）螺蛳对舟形藻、菱形藻、孟氏颤藻以及四尾栅藻4种洱海流域海菜花湿地典型附着藻类的摄食研究表明，螺蛳喜好摄食舟形藻；摄食影响因素研究表明螺蛳摄食活动的最佳温度为20-25℃，最适宜光照区间为1000-2000lx，水体DO大于3.6mgL-1时螺蛳摄食活跃，螺蛳摄食率跟螺蛳个体湿重呈现很好的幂指数关系：摄食率=1.620×湿重-1.42，相关性系数R2=0.878。洱海流域北部海菜花湿地中藻类以硅藻为主，其中舟形藻为绝对优势藻种，综合考虑其他环境因素得出构建海菜花-螺蛳湿地是恢复螺蛳的一个有效途径。（2）海菜花水培经济湿地对农田低污染水的净化模拟试验表明，投放和未投放螺蛳的海菜花湿地对农田低污染水均有较好的净化效果。进水TN、NO3–N、TP浓度分别为5.08±0.14mg/L、4.71±0.15mg/L、0.10±0.03mg/L，水力停留时间7天（HRT7d）时湿地对TN、NO3–N和TP去除率分别为50.8%、61.2%和72.4%以上；HRT42d时湿地对TN、NO3–N和TP去除率分别在76.9%、90.9%和87.2%以上，高于HRT7d湿地，但TN、TP年处理量为14.1g/(m2·a)、4.6g/(m2·a)显著小于HRT7d湿地的79.9g/(m2·a)、22.8g/(m2·a)。总体来说湿地投放螺蛳对水质影响不大。（3）螺蛳对海菜花湿地底质影响显著。螺蛳的存在会使0-1cm底泥pH下降，Eh升高，能促进底质0-1cm的有机质、总氮、总磷的去除并且能显著增加微生物的量。（4）HRT7d海菜花湿地花茎年经济收益为10600元/亩，显著高于HRT42d湿地的7900元/亩；投加螺蛳可使湿地年经济收益增加3200元/亩以上，不论是HRT7d还是HRT42d湿地年经济效益均能达到13000元/亩以上。（5）为保障海菜花正常生长，水体中TN、TP应分别控制在1.02mg/L、0.12mg/L以上。综合考虑农田低污染水的净化效能、螺蛳对底质的净化作用、海菜花的正常生长需求以及湿地的经济效益，实际应用中优选HRT7d的海菜花-螺蛳湿地模式。
【作者】靳明；
【导师】杨琦；储昭升；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】海菜花；螺蛳；摄食率；水培经济湿地；低污染水净化；底质；

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