多年生漂浮植物对富营养化水体的响应及净化效果研究

研究了喜旱莲子草、穗状狐尾藻、黄花水龙3种植物在富营养化水体中的生长响应及对水体的净化效果.结果表明,试验确定了穗状狐尾藻最佳生长阈值:N 0.05～0.1 mg/L,P 0.01～0.02 mg/L;黄花水龙:N 0.1～0.2 mg/L,P 0.005～0.01 mg/L.试验结果进一步确定了穗状狐尾藻、黄花水龙阈值氮磷比例范围分别为2 :1～10:1,10: 1～20:1.在试验第35 d时,穗状狐尾藻对总氮、总磷和叶绿素a去除率分别达到了90.5%,88.0%,90.0%,效果最佳;黄花水龙对NO_3~-N、NH_4-N去除效果最好.分别为85.0%,43.5%.对水体中氮的去除主要是微生物和植物吸收共同作用完成.试验进行到35 d时,所用供试植物体内最大积累量占水体初始总氮量的10.36%,仅占水体氮去除的一小部分;通过有植物处理和无植物处理(即对照)对水体中营养盐去除效果的比较得出:3种供试植物对水体氮代谢微生物有正激发效应.而对磷代谢微生物均有负激发效应.     

漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

10种水生观赏植物对不同富营养化水体的净化效果研究

通过温室静态试验研究了路易斯安娜鸢尾等10种水生观赏植物在中浓度和高浓度富营养化水体环境下的生长状况及对不同富营养化水体TN、TP和COD的去除能力。结果表明,无论中浓度还是高浓度富营养化水体环境下10种水生观赏植物中泽苔草、水芋、水生美人蕉、再力花长势均非常旺盛,而菖蒲、千屈菜和马蔺长势相对最弱,鲜重增加量最低。水芋、水生美人蕉、泽苔草和再力花对TN的去除能力较强,其在高浓度富营养化水体生长30d时对TN的去除率依次为97.85%,97.79%,96.12%,95.74%;千屈菜和菖蒲对TN的去除能力较弱,试验结束时其对高浓度富营养化水体TN去除率为77.43%和63.16%。不同植物对TP的去除能力存在差异,泽苔草对TP去除能力最强,试验结束时其对高浓度富营养水体TP去除率达99.17%,达国家Ⅰ类水质TP标准;其次为再力花和水芋,在高浓度富营养水体生长30d时TP去除率分别为98.65%和98.66%,达国家Ⅱ类水质TP标准;菖蒲、千屈菜和马蔺对TP去除能力最弱。此外,不同植物对降低水体COD也有一定作用,但是水体自净化也能够达到较好的降低COD的效果。从不同植物对水体N、P积累量来看,泽苔草在中、高2种浓度富营养化水体下单株植物净化能力居于10种植物之首,而路易斯安娜鸢尾尽管对N、P的去除能力居中,但其是10种植物中唯一的四季常绿观赏水生花卉植物,一年四季均可修复水体,具有较大的应用潜力。     

3种植物浮床对冬季富营养化水体氮磷的去除效果研究

采用浮床栽培黑麦草(Lolium multif)、"矮脚黄"和"苏州青"(后两者为青菜品种,Brassica rapa)研究其对冬季天然富营养化水体中N、P的去除效果。结果表明:黑麦草、"矮脚黄"、"苏州青"和对照对富营养化水体中总N的平均去除率分别为49.75%、45.77%、45.12%和28.91%,对总P的平均去除率分别为67.66%、60.19%、58.28%和42.56%,植物处理的去除效果与对照之间均达显著差异(P<0.05),它们为冬季富营养化水体的处理提供了新的植物资源。黑麦草对P的去除以吸收作用为主,植物累积的P占所去除P总量的89.53%,"矮脚黄"和"苏州青"则分别为34.64%和42.42%;但植物累积的N只占去除N总量的一小部分。     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究

采用浮床种植香根草技术初步研究了香根草对富营养化水体中主要养分氮、磷元素的去除动态及效率.试验结果表明,浮床香根草技术是一种潜在的利用植物修复富营养化水体的有效途径,这为发展利用浮床陆生植物治理富营养化水域提供了新的科学依据.     

不同N水平的富营养化水体中经济植物净化能力比较研究

为建立净化富营养化水体的生态工程，本试验选择水芹、水蕹菜、韭菜、葱、黄花菜、芹菜等6种经济植物，研究了各种植物的净化能力及其生物学特性。结果表明：每种经济植物对水体总氮、总磷均有一定的去除作用，特别是水芹和水蕹菜，其在试验的20d内，对总氮、总磷的去除百分率分别为89．5％，98．2％；同时还对6种经济植物引起水体总氮浓度下降与时间关系作回归分析，结果表明随着处理时间的延长，水体中总氮浓度呈负指数形式衰减。本文还对在植物处理过程中，水中Chla、BODs和COD的变化进行了观测。研究表明，在高N水平的富营养化水中除水芹和水蕹菜外，Chla、BOD。和COD随处理时间的延长而下降，但在韭菜和葱处理过程中，水中腥味加重。各项指标综合分析表明，在不同N水平的富营养化水体中，水蕹菜处理效果最好，水芹次之，黄花菜和芹菜居中，韭菜最差。     

酸模浮床对污染水体净化效果及机理分析

以南京地区河道岸坡常见陆生植物酸模为试材,制成生态浮床,研究酸模浮床以及无植物浮床对污染水体氮磷的净化效果及其机理。结果表明:酸模对TN,NH4 -N去除率达92.40%,97.00%,为对照组去除率的4.47倍、1.10倍,其中酸模对NH4 -N的去除主要依靠水体微生物硝化反应,而对照组NH4 -N去除率较高的主要原因主要是氨的挥发引起;酸模组水体中NO3--N浓度出现先增高后降低的趋势,对照组则无显著变化;酸模对水体TP,COD去除效果明显,酸模组TP,COD浓度分别比初始降低了79.17%,86.63%,与对照组差异显著。结果表明,酸模对污染水体中氮磷具有良好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

棕毛纤维介质对富营养化水体净化效果的研究

采用天然介质材料棕毛纤维对富营养化水体水质净化效果进行研究.采取静态试验的方法,共设置6组每组2个重复,共设置12个水箱,其中1组为对照组,对照组不放置棕毛纤维材料.试验开始后,每隔5 d取1次水样,并分别测定总氮(TN)、总磷(TP)、亚硝氮(NO2-N)、硝氮(NO3-N)、氨氮(NH4-N)以及化学耗氧量(CODcr)和溶解氧(DO)等.试验结果表明,棕毛纤维对TN、TP和CODcr,具有较好地净化效果,试验组的净化效果明显高于对照组,春夏季好于秋冬季,不同布设密度之间存在明显差异,密度越大净化效果越好;棕毛纤维介质对NH4-N也有一定的净化效果,但与对照组的差别不是很大,且不同布设密度之间的差异也不是很明显;试验组水体NO3-N含量均有下降,净化效果好于对照组,不同布设密度之间的NO3-N净化差异较为明显,NO3-N的净化效果棕毛纤维高密度的优于低密度的.因此,棕毛纤维是一种较为理想的净化富营养化水体的天然介质材料.     

湿地植物对富营养化水体中氮、磷吸收能力研究

用营养液培养方法研究了11种湿地植物对氮、磷的吸收能力。结果表明,湿地植物平均生物量变化范围在9.31～49.53.g/plant(干重)之间;其地上部分与地下部分生物量的比值在1.21～3.09之间。美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇有较高的地上部分生物量,而麦冬的地上部分生物量较低。地上部分植株氮、磷含量变化范围分别是22.13～33.03.mg/g和2.53～5.38.mg/g(以干重计算);湿地植物对氮、磷的吸收量分别是252.99～1279.98和23.55～251.83.mg/plant,对氮、磷去除率分别是10.91%～59.32%和50.13%～87.26%。氮和磷的吸收主要受湿地植物生物量的影响,美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇对氮、磷都有较好的吸收能力。     

漂浮栽培水生植物对入滇河流污水中磷的去除效果研究

利用水生植物净化富营养化水体是污染水体生物治理的途径之一,为了找出适宜在水体中生长并对磷的去除效果较好的植物,选择5个品种的水稻以及空心菜、茭白和水花生为供试水生植物,通过静态水培试验,研究了各植物在富营养化水体中的生长状况,以及对水体中磷的去除效果。结果表明,在不添加任何植物营养的条件下,植物在富营养化水体中均能正常生长;有植物处理系统对水体中总磷（TP）、水溶性总磷（DTP）的去除效果显著高于无植物对照;有植物处理系统TP的去除率为53.28%～84.07%,DTP的去除率为44.99%～88.81%;无植物对照TP的去除率为32.57%,DTP的去除率为37.51%。植物组织所累积的磷占各自系统去除量的21.54%～75.32%,植物的吸收作用是磷去除的主要途径。水稻功米1号的经济产量最高,为616.28 g.m-2,组织所累积的磷占系统去除量也是最大,为75.32%。在所有供试植物中,水稻功米1号对富营养化水体既有较好的净化效果,又能获得一定的经济产量,是最优的净化植物,同时也是最适宜在水体中生长的水稻品种。     

高寒地区混播多年生禾草对草地植被状况和土壤肥力的影响及其经济价值分析

以青藏高原高寒地区—金强河地区 (海拔高度约 30 0 0 m)旱作条件下建植的多年生禾草混播草地为材料 ,进行草地植被状况和土壤肥力变化的研究。经过 3年 (1998～ 2 0 0 0年 )的试验分析和调查总结 ,可以得出如下结论 :多年生禾草混播草地可以有效增加地表的植被覆盖率 ,减少水土流失 ,恢复土壤肥力 ;多年生禾草混播草地的产出 /投入比、劳动生产率和单位草地面积的净收益都明显高于作物田 (燕麦地 )、放牧草地和封育草地 ,经济效益明显 ;多年生禾草混播草地的合理建植和推广是解决青藏高原高寒草地高效生产和持续发展矛盾、推动牧业经济发展、提高农牧民生活水平的一条重要途径。     

Light and Temperature Requirements during Germination of Potential Perennial Grasses for Rehabilitation of Degraded Sandy Arabian Deserts

Few plants can tolerate the loose sandy‐soils of the arid deserts. Selection of native plants that could be used in rehabilitation of degraded deserts necessitates information about their seed dormancy and germination requirements. This study assessed the effects of light and temperature requirements during germination for eight common perennial grasses that have the potential to rehabilitate the arid Arabian deserts. The selected grasses vary considerably in seed mass. Germination of clonally propagated grasses (six species) was significantly greater, but slower, than that of two non‐clonal grasses. Four of these six species (Lasiurus scindicus , Panicum turgidum , Aeluropus lagopoides and Halopyrum mucronatum ) produce larger seeds and attained greater germination in both light and darkness at a wide range of temperatures. However, the other two (Centropodia forsskaolii and Coelachyrum piercei ) produce medium‐sized seeds with higher dormancy. Smaller seeds of Sporobolus arabicus were positively photoblastic at all temperatures, but those of Sporobolus spicatus were neutrally photoblastic at lower temperatures and positively photoblastic at higher temperatures. There was a significant negative relationship between seed mass and relative light germination, indicating that small seeds require more light during germination. It is recommended to use seeds of the six clonal grasses for restoration of degraded arid deserts. The ability of these grasses to germinate in different light and temperature regimes indicates their ability to germinate at any time of the year, even when seeds are buried. The light and temperature requirements of the different grasses are explained in the light of their adaptation and distribution in natural habitats. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

Soil Phosphorus Concentration under the Canopy of Perennial Grasses of Different Successional Stages Exposed to Water Stress

In this field study, the effects of water‐stress, rainfed, or irrigated conditions on soil phosphorus (P) concentration under the canopy of the native grasses of semi‐arid Argentina (late seral Stipa clarazii Ball., early serals S. tenuis Phil., and S. gynerioides Wild. Ex Steud) at different developmental stages and sampling dates during 1996 and 1997 were determined. Plants grew in a uniform matrix such that each plant of S. clarazii and S. tenuis was surrounded by four plants of S. gynerioides. In September 1996, Bray and Kurtz extracted soil P concentrations were greater under plants of S. clarazii if water stress was imposed during the vegetative stage than under rainfed conditions. Bray and Kurtz extracted soil P concentrations were either similar or between 8.7 to 31% greater under plants of S. clarazii than under those of the other two species. The higher nutrient concentration under S. clarazii than under S. gynerioides and S. tenuis may explain previously measured increases in density, frequency, and cover throughout a long‐term span (years) in the late over the earlier seral perennial grasses under field exclosures to domestic livestock or appropriate grazing management conditions.     

不同植物生物栅系统对富营养化景观水净化试验

为研究不同植物的生物栅系统对富营养化景观水的净化效果,通过人工配水试验对比无植物与分别种有美人蕉、水葱、香蒲的生物栅系统,分析生物栅中不同组成部分对污染物的去除效果.结果表明,纤维填料上的生物膜对不同浓度的富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N的去除率均高于3种植物,其去除率分别为31.43％～40％,45.88％～50.15％,14.32％～15.62％,55.03％～63.95％,因此纤维填料上附着的微生物是污染水体的净化主体.将3种植物生物栅系统对重度和中度富营养化景观水体的净化效果进行比较,结果表明美人蕉生物栅系统对中度富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N去除率分别达到78.57％,78.62％,52.24％,86.48％,其中处理后CODCr、TN、NH++-N的浓度均达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,因此美人蕉生物栅系统更适用于富营养化景观水体的水质修复.     

混合浮床对南海湖湿地富营养化水体修复的作用

[目的]探究植物的交互作用对生态浮床去除N,P效率的影响,为后期南海湖湿地规模化建设提供理论依据。[方法]在自然开放水域条件下,选取适合于北方生长的3种挺水植物水葱、千屈菜、风车草为浮床植物,以高密聚乙烯空心塑料基盘为植物载体,建立单一种植与交叉混合种植两种浮床体系,在南海湖湿地保护区进行为期90 d的水质处理,研究植物生长特性及浮床净化效果。[结果] 10月份收割时,混合浮床中水葱和风车草的分蘖数分别达26和30株,生物量(鲜重)分别为1.43和1.98 kg/株。风车草浮床N累积量最好,达110.6 g/m~2,水体TN去除率34.9%。混合浮床P累积量最好,达26.02 g/m~2,水体TP去除率43.3%。[结论]植物的交互作用对植株的分蘖繁殖有一定促进作用,但不改变植物自身N,P吸收能力,植物体对N,P的累积量受生物量影响较大,3种植物在混合浮床中的整株N,P累积量要高于单植物浮床,混合浮床可作为针对南海湖富营养化水体修复的浮床形式推广使用。     

pH和曝气对水生植物去除富营养化水体中氮磷等物质的影响

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了pH和曝气对水生植物净化富营养化水体影响。试验结果表明,不同pH处理6 d后,植物系统在pH8.9下对TN,CODMn,BOD5的去除效果最好,TP的去除效果在pH6.7下最好,Chla的去除效果在pH5.0下最好。然而,无植物系统中,TN,TP的去除效果在pH8.9下最好,BOD5的去除效果在pH6.7下最好,CODMn,Chla的去除效果在pH5.0下最好。有无植物系统中,曝气处理6 d后对TN影响很大,但去除率明显小于不曝气处理(P<0.001),除在豆瓣菜系统中,曝气还对CODMn去除产生一定的影响,但对TP和Chla的去除无影响。本试验结果还表明,植物修复系统和无植物系统中,不同pH处理下,水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除效果均在pH8.9处理下最好,且在pH8.9 曝气联合作用下水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除率也最高。     

6种禾草坡地水土保持效果的比较研究

在自然降雨条件下,选择15°坡地种植禾本科牧草新麦草、草地雀麦、无芒雀麦、垂穗披碱草、苇状羊茅和蓝茎冰草,建立径流试验小区,比较不同禾草生物学特性变化及其坡地水土流失防治效果,结果表明:6种禾草越年后4月份返青,6月份植株密度最高,单株叶片数显著增加,7月份草地雀麦与无芒雀麦草层高度显著高于其它禾草,达到38.5 cm和33.7 cm,且不同禾草的地表覆盖度与生物量快速增加,8月份趋于稳定,草地雀麦与无芒雀麦地表覆盖度达到81.9%和91.9%,无芒雀麦地上生物量最高为3614.2 kg/hm~2,苇状羊茅地下生物量最大为9304.9 kg/hm~2。与此同时,6种禾草的坡地水土流失防治效果显著,且随降雨量与降雨强度增加,水土保持作用更加明显,其中,草地雀麦和无芒雀麦与其它禾草相比,保水固土能力最强,2006年地表径流量为69717.5 t/km~2和71253.2 t/km~2,保水能力达到59.9%和59.0%,土壤侵蚀模数为7831.9 t/km~2.a和7488.9 t/km~2.a,固土能力达到69.7%和71.0%,其次是蓝茎冰草、新麦草和垂穗披碱草地,苇状羊茅保水固土能力相对最弱,仅为9.1%和20.7%。     

黑河下游额济纳地区林草植被对调水的响应

针对黑河下游额济纳地区林草植被面积不断减少、生态环境日趋恶化的问题,2000年起国家实施了黑河干流的统一调水。实地调查分析结果表明,调水5年来,黑河下游典型植物胡杨和柽柳、东居延海及周边林草植被和林草植被整体的生长量、植被覆盖度、植物种类等指标均较调水前有明显增加。因此,今后应进一步强化黑河干流统一调水,确保下游生态用水的需求,并及时开展调水期间林草植被恢复与响应的相关研究及监测评价工作。