不同植物人工湿地对污水的净化效果

通过对栽种芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)和菖蒲(Acorus calamus)3种植物的潜流人工湿地进行试验研究,分析3种植物对污水的净化效果,及在不同水力停留时间下的变化规律.试验结果表明,在最佳运行条件下,COD、TN、TP的去除率分别在50%、75%和65%以上;3种植物对比可以看出,香蒲的净化效果明显好于芦苇和菖蒲,香蒲对COD、TN、TP的去除率分别达到67.2%、89.7%、88.9%.     

温度升高对不同生活型植物光合生理特性的影响

为探讨未来温度升高对不同生活型植物的影响,选取了华南地区常见且分布较广的11种木本植物、7种草本植物和3种藤本植物为研究对象,通过人工模拟温度升高(20、25、30、35℃)的实验方法研究其光响应曲线及特征参数。结果表明,木本植物中大叶相思(Acacia auriculaeformis)、无患子(Sapindus mulorossi)、樟树(Cinnamomum camphora)罗汉松(Podocarpus macrophyllus)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)和马樱丹(Lantana camara)的光合生理指标在不同温度下差异均不显著;麻楝(Chukrasia tabularis)的光补偿点(LCP)和气孔导度(Gs)随着温度升高而升高;火力楠(Michelia macclurei)和海南蒲桃(Syzygium cumini)的胞间CO2浓度(Ci)随着温度的升高而下降;海南石梓(Gmelina hainanensis)的Gs和Ci均随着温度升高而下降,其最大净光合速率(Pmax)在不同温度下差异不显著;凤凰木(Delonix regia)的Pmax和Gs随着温度升高而升高,在30℃达到最大。草本植物中,香根草(Vetiveria zizanioides)、华南毛蕨(Cyclosorus parasiticus)、马齿苋(Portulaca oleracea)的光饱和点(LSP)、LCP、Pmax、Ci在不同温度下均差异不显著,Gs随着温度的升高而增大;飞扬草(Euphorbia hirta)、升马唐(Digitaroa ciliaris)、中华结缕草(Zoysia sinica)的Pmax和Gs随着温度升高而增大。金钟藤(Merremia boisiana)、薇甘菊(Mikania micrantha)和厚叶悬钩子(Rubus crassifolius)的Pmax、Gs随着温度的升高而增大,在30℃时达到最大值;LCP随着温度的升高而增大;LSP在不同的温度下无显著性差异。厚叶悬钩子的Ci在不同温度下无显著性差异;金钟藤的Ci随着温度升高而增大,在30℃达到最大值;薇甘菊的Ci和温度呈正相关。与木本和草本植物相比,温度升高对藤本植物的Pmax、Gs、LCP和Ci促进作用更为显著。     

人工湿地植物量及其对净化效果影响的研究

人工湿地污水处理系统中,植物对污水净化效果起着非常重要的作用,而植物量是植物生长的关键参数之一。为了明确植物量对污水处理效果的影响,在2002--2008年期间,详细测定了芦苇（Ph．australisTrin）、再力花（Thaliadealbata）、荻（M．sacchariflorus）和美人蕉（Cannaindica）4种典型湿地植物不同年度的生物量、不同生长阶段的生物量、生物量年产率,以及同期湿地COD、BOD5、TN和TP等的去除率。结果表明：湿地植物在栽植成活、稳定生长以后,至少要再经过1个以上的生长周期才能完全适应湿地环境,达到生物量的最大值,其中芦苇根系和茎叶生物量显著高于其他植物;同种植物的植物量与COD、BOD5、TN去除率呈显著正相关,与TP相关性不强;植物量随生长周期的变化对湿地净化能力的影响显著,确定合理收割期有利于湿地的稳定运行;不同种类植物生物量年产率与各种污染物的去除率均显著相关,芦苇、再力花和美人蕉均具有较高的生物量年产率,污染物去除能力较好。在试验范围内,芦苇湿地的运行稳定性最好,再力花湿地具有最强的脱氮能力,美人蕉湿地能快速形成规模、实现稳定运行,这些为构建不同特点和不同需要的湿地提供了重要参考。     

人工湿地植物量及其对净化效果影响的研究

人工湿地污水处理系统中,植物对污水净化效果起着非常重要的作用,而植物量是植物生长的关键参数之一。为了明确植物量对污水处理效果的影响,在2002—2008年期间,详细测定了芦苇(Ph.australis Trin)、再力花(Thalia dealbata)、荻(M.sacchariflorus)和美人蕉(Canna indica)4种典型湿地植物不同年度的生物量、不同生长阶段的生物量、生物量年产率,以及同期湿地COD、BOD5、TN和TP等的去除率。结果表明:湿地植物在栽植成活、稳定生长以后,至少要再经过1个以上的生长周期才能完全适应湿地环境,达到生物量的最大值,其中芦苇根系和茎叶生物量显著高于其他植物;同种植物的植物量与COD、BOD5、TN去除率呈显著正相关,与TP相关性不强;植物量随生长周期的变化对湿地净化能力的影响显著,确定合理收割期有利于湿地的稳定运行;不同种类植物生物量年产率与各种污染物的去除率均显著相关,芦苇、再力花和美人蕉均具有较高的生物量年产率,污染物去除能力较好。在试验范围内,芦苇湿地的运行稳定性最好,再力花湿地具有最强的脱氮能力,美人蕉湿地能快速形成规模、实现稳定运行,这些为构建不同特点和不同需要的湿地提供了重要参考。     

几种植物在生长过程中对人工湿地污水处理效果的影响

不同的植物及植物的不同生长阶段对人工湿地系统污水处理效果都有影响。对几种华南地区常见的湿地植物在其不同生长阶段处理污水的效果进行了研究,采用了不种植物的沙滤系统作对照。结果表明:(1)植物生长过程中,植物高度能反映污水处理效果总体上的变化;(2)在植物的生长过程中,各人工湿地系统污水处理能力总体上持续增强,各水质指标pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N、TP和CODCr等均呈下降趋势,其中TP和CODCr呈逐步下降,pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N则呈现锯齿形波动,但总体上仍是下降过程;(3)植物系统氮处理能力好于无植物沙滤系统,而对磷TP和CODCr的去除则恰好相反;(4)不同植物对人工湿地污水的处理效果影响不明显。研究结果对探讨人工湿地污水处理规律和植物在人工湿地中的作用提供了新的科学依据,并为指导人工湿地工程的运行提供了参考。     

人工湿地不同基质对氨氮的吸附特性研究

过量氮是引发水体富营养化的重要原因之一,氮的去除是控制水体富营养化的关键,其中人工湿地中基质对氨氮的去除是人工湿地处理污水的重要途径。通过基质氨氮吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后氨氮解吸实验,研究沸石、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化氨氮的效果,评价其饱和吸附后氨氮解吸可能造成的二次污染风险及基质去除氨氮的主要途径。结果表明：4种基质对氨氮的吸附量顺序依次为沸石〉红泥〉炉渣〉水洗砂;沸石去除氨氮的途径以离子交换为主,物理吸附作用很小;炉渣的离子交换作用和物理吸附作用效果相当。从氨氮的解吸率来看,沸石的解吸率最小,红泥次之,炉渣和水洗砂的解吸率较大。综合评价,沸石更适合作为人工湿地污水去除氨氮的基质。     

植物生理生态特性对人工湿地脱氮效果的影响

人工湿地污水处理系统中,植物对脱氮效果起着非常重要的作用.为了明确人工湿地植物生理生态特性对脱氮效果的影响,藉此优选高效耐寒的湿地植物,进而提出可行的强化脱氮措施,在大量试验的基础上,详细测定了芦苇、美人蕉等典型湿地植物在不同生长条件下对湿地脱氮效果、溶解氧分布状态的影响,以及植物光合、蒸腾特性对湿地脱氮效果的影响.结果表明:在本试验范围内,芦苇、美人蕉湿地脱氮效果最佳;茶花湿地低温条件下运行稳定.植物净光合速率与溶解氧分布、总氮和氨氮去除率显著正相关,而植物蒸腾速率与湿地氨氮去除率显著相关.适当增加植物种植密度有利于提高人工湿地脱氮效果,但种植过密对提高溶解氧水平和总氮去除率反而不利.植物生长周期对湿地脱氮影响显著,植物收割方式对脱氮效果影响较大,清除植物地上茎叶既不破坏植物根区微环境,可有效防止茎叶腐烂向系统重新释氮.此外,由于湿地前端溶解氧水平急剧下降,故建议适当增加前端植物种植密度.     

洱海流域人工湿地水质净化效率及其影响因素

近年来,人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被广泛运用到流域内点源和非点源污染的处理中.为探明洱海流域人工湿地的运行现状及水质净化功能,于2019年9-10月间对洱海流域内34座人工湿地进行调查,测定湿地面积(A)、运行时间(T)、覆水范围(WC)、植被覆盖度(VC)、水体流动性(Fvol,Fvel)、水质净化效率...     

全尺度人工湿地中植物多样性对生产力与多样性效应的影响

在中国东南部的全尺度复合垂直流人工湿地中开展2年的植物多样性实验,以研究植物多样性（包括植物物种丰富度和植物组成）对群落生产力与多样性效应（即互补效应、选择效应和净多样性效应）的影响及其产生机制。结果表明,2007年物种丰富度与群落生产力呈线形正相关,而2008年显著的单峰格局,其关系式为：y=-0.213x2＋3.455x＋15.192（R=0.215）。2008年物种丰富度与互补效应呈显著地线形负相关,而2007年呈单峰格局,其关系式为：y=-0.389x2＋6.974x-10.707（R=0.247）,而且2007年与2008年的互补效应与生产力都呈显著的正相关,表明互补效应对生产力的提高有重要作用。然而,2007年与2008年物种丰富度与选择效应之间均没有显著相关性,且选择效应与群落生产力之间也没有显著相关性,表明选择效应对生产力的提高作用不显著。2007年与2008年中物种组成对生产力、互补效应、选择效应与净多样性效应均有显著影响,说明人工湿地的植物配置对其生态系统功能的维持尤为重要。2008年物种丰富度与净多样性效应呈极显著地线形负相关,而2007年呈显著单峰格局,其关系式为：y=-0.329 x2＋5.968 x-12.659（R=0.234）,这种趋势主要是由于植物多样性-生态系统功能关系的影响因素（如物种的竞争力和生态位）在2年中有所变化。同时,2007年与2008年的多样性净效应与生产力都呈显著正相关关系,表明生产力与多样性净效应的变化趋势是同步的。与抽样效应假说不同的是,本实验中单种最高产物种（芦竹）在混种时没有表现出高产,主要是由于生长的分配、资源的竞争力与环境的变化等。     

人工湿地污水处理对三种植物光合作用及叶绿素荧光特性的影响

人工湿地环境下,湿地植物的光合代谢过程与陆生自然环境有较大的不同.通过对人工湿地三种中生植物即薏米(Coixaquatica Roxb)、文殊兰(Crinum asiaticum)和蜘蛛兰(Hymenocallis Americana)进行污水处理,研究人工湿地对植物的光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:(1)与陆地自然环境相比,在人工湿地环境下,薏米,文殊兰和蜘蛛兰的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),气孔导度(Gs),叶绿素含量,最大荧光(Fm)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,而胞间CO2浓度(Ci)和初始荧光(Fo)升高.其中叶绿素含量,Fo和Fv/Fm在四月份生长旺盛期差异极显著(P<0.01),Gs差异显著(P<0.05).(2)在整个生长期,三种植物的光合参数和荧光参数的变化趋势不是单一的上升或下降,不同植物其变化过程和变化幅度也不一样.蜘蛛兰在生长旺盛期较薏米和文殊兰Pn,Gs,Fv/Fm,Fm,Fo大,而Ci较薏米和文殊兰低.可见人工湿地污水处理对三种植物光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,但对各植物影响不一致.综合各项参数,蜘蛛兰耐性强于薏米和文殊兰.     

烟根腐解物对烟草生长的影响

烟草生产过程中会产生大量烟草残体,为了研究烟草残体对烟草生长的影响,将烟根、水稻土和无菌水按一定比例混合后,在适当条件下培养得到烟根腐解物.将烟根腐解物按不同的施用量设置6个处理组,并以未施用烟根腐解物组作为对照,分别在烟草生长的团棵期、旺长期和成熟期测定烟草的农艺性状、根系活力、硝酸还原酶(nitrate reduc...     

盐城自然保护区人工湿地对水鸟分布的影响

通过定位观察，进行了人工湿地内鸟类的种类鉴别和数量统计。结果表明，２２０ｈｍ~２人工湿地先后招引了包括丹顶鹤在内的５５种水鸟前来栖息。并通过与人工湿地建立以前调查结果的分析比较，阐述了建立人工湿地对整个保护区生态系统功能的调节和补充作用。     

盐城自然保护区人工湿地对水鸟分布的影响

通过定位观察，进行了人工湿地内鸟类的种类鉴别和数量统计。结果表明，２２０ｈｍ＾２人工湿地先后招引了包括丹顶鹤在内的５５种水鸟前来栖息。并通过与人工湿地建立以前调查结果的分析比较，阐述了建立人工湿地对整个保护区生态系统功能的调节和补充作用。     

不同填料对人工湿地模拟柱中指示菌的去除

为研究不同填料对指示菌的去除效果,选取沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣、生物陶粒8种填料,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水试验。结果表明,8种填料中对3种指示菌(异养细菌、大肠菌群和粪链球菌)去除率较高的为钢渣(99.9%)和无烟煤(95.9%),推测主要是因为其出水分别呈碱性和酸性造成。除钢渣和无烟煤外,去除率较高的为沸石和蛭石,去除率较低的为陶瓷滤料和生物陶粒。相关分析结果表明6种填料(不包括钢渣和无烟煤)对指示菌去除率与填料的渗透系数间存在负相关关系,推测它们主要是通过过滤吸附的机制去除指示菌。     

典型城市人工湿地优势植物汞分布特征

以重庆市4个典型城市人工湿地(观音塘湿地公园、彩云湖国家湿地公园、园博园湿地公园、秀湖湿地公园)为研究对象,分别于2017年3、6、9、12月调查并采集了湿地优势植物样品,分析样品总汞、甲基汞浓度,探讨城市人工湿地中植物汞的时空分布特征.结果表明,调查区域植物汞质量浓度范围为45.29—231.01μg·kg~(-1)(平均值为33.99±8.61μg·kg~(-1)).甲基汞质量浓度范围为45.29—232.01 ng·kg~(-1)(平均值为145.45±48.72 ng·kg~(-1));其中,园博园湿地植物总汞质量浓度最低,观音塘湿地公园植物甲基汞质量浓度均较其他3个湿地公园植物高;在同一湿地中,植物总汞春秋浓度较高,夏季略有降低,冬季最低,而甲基汞浓度先逐渐升高,并在6—9月达到最大值,随后开始下降;植物根部总汞、甲基汞含量高于茎和叶.城市人工湿地植物有一定的汞富集能力,可在一定程度上减轻水体汞污染.     

植物根系分泌物分析及对湿地微生物群落的影响研究

植物是人工湿地的重要组成部分,其通过根系分泌物对湿地中的微生物群落结构产生影响。本研究分析了美人蕉（Canna indica）、茭白（Zizania caduciflora）、千屈菜（Lythrum salicaria Linn）等3种湿地植物的根系分泌能力及分泌物组成。3种植物的根系分泌物主要组成物质相似,均含有小分子有机酸、酚类、芳香族蛋白质,但各组成比例有所差异。分泌能力则随生长周期持续下降,千屈菜的分泌能力远强于美人蕉和茭白。本研究利用醌指纹研究人工湿地中微生物群落结构,结果发现不同湿地植物对湿地中微生物的组成和多样性产生显著影响。     

高盐污水处理人工湿地中耐盐植物的筛选

人工湿地作为一种新兴污水处理工艺,具有高效、低成本等优点,但因缺乏能够在高盐环境中生存的湿地植物,因此应用于高盐污水处理还存在诸多难题.基于对我国南方海岸及海岛的大量野外调查及文献调研,依据生理指标、形态指标、经济成本和应用潜力等,筛选出耐盐、耐水湿、耐污、净化能力强、生长快、生物量大、栽培简单、分布广泛并具有景观效果的南方滨海耐盐植物23种,进一步对每一种植物的耐盐能力进行分级,其中耐盐能力最强的种类为扁秆荆三棱(Bolboschoenus planiculmis)、海雀稗(Paspalum vaginatum)、川蔓藻(Ruppia maritima)、海马齿(Sesuvium portulacastrum)和盐地碱蓬(Suaeda salsa).本研究结果可为人工湿地的构建提供更多植物种类选择,并促进人工湿地可持续的净化功能与景观功能的有机结合.     

初春苦草腐解过程中营养盐释放过程及规律

采用室内模拟方法研究初春温度条件下苦草在腐解过程中碳、氮和磷的释放过程,研究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律.结果表明,在初春温度条件下,苦草迅速腐解,向水体释放大量碳、氮和磷.随着时间的推移,苦草向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮则是部分沉积进入底泥,部分以气体形式移出水体.苦草腐烂分解产生的厌氧条件和大量有机碳的供给促进了水体反硝化作用并加快氮素移出水体.较大的生物残留量会引起水体缺氧,同时产生大量营养盐,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

不同区域气候条件影响下的纳帕海湿地植物叶绿素荧光特性

采用原位移地技术,研究了不同区域气候条件影响下,纳帕海4种常见湿地植物的株高、茎粗、生物量等生长特性,以及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、叶绿素a/b值、光化学量子效率（Fv/Fm）、电子传递速率（ETR）、实际光化学量子效率（Phips2）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（NPQ）等生理生化指标,分析探讨了湿地植物对不同区域气候条件的响应差异和适应策略。研究发现气候条件的改变对湿地植物的生长、叶绿素含量及荧光参数产生重要影响。随着温度的上升,水葱Scirpus tabernaemontani和茭草两种广布种Zizania caduciflora均表现出良好的适应性,生物量、叶绿素含量、Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值不同程度升高,生长状况良好。刘氏荸荠Heleocharis liouana也表现出较好的适应性,当气温上升到一定程度后,虽然Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值降低,但其通过调节叶绿素含量、热耗散来减轻伤害,气候变化对其生长的影响较小。而北温带分布型的黑三棱Rhizoma scirpi yagarae对气候变化的适应性较差,当温度上升到一定程度后, Fv/Fm、ETR、Phips2、qP、NPQ都出现大幅下降,生长停滞,生物量下降,对温度上升极为敏感。可以推测,随着全球变暖,像黑三棱这样的物种,其生存将面临极大的威胁,而高原湿地生态功也将能受到损害。