不同季節(jié)條件下植物多樣性配置對(duì)人工濕地功能的影響研究.pdf

1、城鎮(zhèn)快速發(fā)展的同時(shí)伴隨著城鎮(zhèn)工業(yè)、生產(chǎn)、生活用水量的急劇增加，大量未經(jīng)處理的生活與生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，即通過小城鎮(zhèn)非點(diǎn)源方式排放至周邊環(huán)境，造成湖泊河流富營(yíng)養(yǎng)化以及生態(tài)破壞。人工濕地是一種廉價(jià)的水處理技術(shù)，適合發(fā)展中小城鎮(zhèn)推廣與建設(shè)。然而大規(guī)模使用人工濕地技術(shù)在我國(guó)北方發(fā)展中小城鎮(zhèn)仍面臨著許多難題，其中低溫運(yùn)行與濕地植物生態(tài)穩(wěn)定性低下是較突出的問題。本文以東北地區(qū)土著植物作為人工濕地植物，利用不同種類植物搭配種植方式，分析其對(duì)于

2、人工濕地在不同溫度季節(jié)功能的影響，同時(shí)解析在常溫條件下不同植物配置下人工濕地根系微生物群落組成；針對(duì)不同進(jìn)水濃度，考察植物多樣性配置在不同溫度季節(jié)的生態(tài)穩(wěn)定性，為實(shí)現(xiàn)人工濕地在北方地區(qū)大范圍推廣與技術(shù)改進(jìn)提供一定的理論基礎(chǔ)。
　　常溫下不同植物配置方案對(duì)于人工濕地微宇宙功能的影響發(fā)現(xiàn)，連續(xù)流狀態(tài)下，混種方式對(duì)于COD的去除穩(wěn)定性下降，對(duì)于NH4+-N去除穩(wěn)定性更好但菖蒲單種組去除率最高（69.44％），鳶尾-菖蒲組的NO3--N去

3、除率最高(91.88%)，鳶尾-菖蒲-香蒲組對(duì)于TN去除穩(wěn)定且去除率最高（61.77%）；鳶尾-香蒲組對(duì)于TP去除率最高。常溫下間歇流人工濕地微宇宙中，污染物出水濃度隨時(shí)間進(jìn)行曲線擬合：COD為四項(xiàng)多項(xiàng)式擬合，NH4+-N、NO3--N、TN、TP均為指數(shù)函數(shù)曲線擬合，COD的降解波動(dòng)較大，混種方式能夠減少HRT，中濃度和低濃度進(jìn)水混種組對(duì)于NH4+-N降解速率明顯高于單種組，低濃度進(jìn)水混種組 NO3--N的降解速率與單種組沒有明顯的差

4、距，且單種組出現(xiàn)了明顯的NO3--N積累現(xiàn)象，鳶尾-菖蒲-香蒲組與鳶尾-菖蒲組具有最高的TN降解速率（9.50mg/d·L，7.06mg/d·L），低濃度進(jìn)水單種與混種對(duì)于TP的降解速率差距不明顯，鳶尾-香蒲組降解速率最高（1.21mg/d·L）。
　　分析根系微生物時(shí)，對(duì)于Shannon多樣性指數(shù)（H）、Simpson多樣性指數(shù)（D）、Pielou均勻度指數(shù)（J）三種指數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，單種方式多樣性程度更高；混種方式G+/G-比值均

5、大于1，且鳶尾-菖蒲與鳶尾-菖蒲-香蒲組好氧/厭氧達(dá)到了1.53與2.22，根系微生物的耐受度更強(qiáng)，微生物生態(tài)環(huán)境更加穩(wěn)定。主成分分析結(jié)果表明，香蒲、菖蒲單種與鳶尾-香蒲組三組較相似，鳶尾單種組、鳶尾-菖蒲組與鳶尾-菖蒲-香蒲組較相似，真菌、革蘭氏陽性菌、好氧細(xì)菌三種微生物是鳶尾單種組、鳶尾-菖蒲組與鳶尾-菖蒲-香蒲組三組的代表微生物，而厭氧細(xì)菌是香蒲、菖蒲單種與鳶尾-香蒲組三組的代表微生物。
　　單種方式下植物在強(qiáng)光照條件下的光

6、飽和光合速率普遍高于混種方式，然而在弱光下，混種方式植物的光合速率普遍高于單種方式，植物多樣性配置減少了植物由于蒸騰作用而散失的水分，同時(shí)提高了植物對(duì)于水分的利用效率，間接地提高了對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，除此之外，混種方式，特別是三種植物的混種很大程度上提高了植物的氣孔導(dǎo)度，即提高了植物本身的呼吸作用及其他氣體的吸收排放。植物多樣性配置一定程度上提高了植物的生物量，除菖蒲外，混種組 N元素含量均高于單種組，香蒲與鳶尾在混種組在不同程度上提高

7、了植物體內(nèi)的P元素濃度，鳶尾-菖蒲-香蒲種植方式能夠明顯提高植物體內(nèi)對(duì)于氮磷污染物的積累狀況。在中、低濃度進(jìn)水下，混種方式中植物的POD與NR含量明顯增加，說明混種植物在中低濃度進(jìn)水中適應(yīng)能力更強(qiáng)。
　　低溫脅迫狀態(tài)下，6組種植方式均出現(xiàn)了嚴(yán)重的硝酸根積累，鳶尾單種組對(duì)于有機(jī)物去除率所受到影響最?。ń档?.85%），除菖蒲單種外，氨氮的去除率并未受影響，鳶尾-菖蒲組 TN去除率影響最?。?.46%），鳶尾-菖蒲-香蒲組TP去除率影