耐盐湿地植物的净水能力及腐烂分解研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fq8628
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随着海洋资源的开发和经济社会的快速发展,我国水体咸化、富营养化问题突出,威胁着我国水资源安全、影响水体美观度和资源利用率。近年来,湿地植物在生态修复和打造水景等方面发挥着越来越重要的作用,然而当植物进入衰亡期后,植物残体分解产生的营养元素易造成水体的二次污染。筛选出耐盐和净化效果俱佳的湿地植物,并探讨植物残体管理方案,有助于为含盐富营养化水体的生态修复提供理论和实践技术指导。在对江苏东部河口海岸带典型湿地植物及其生长环境进行调研的基础上,选取出长势优良、景观效果好的水葱、再力花、花菖蒲、香蒲、千屈菜进行室内试验。通过水培实验,研究5种湿地植物在不同盐度下的耐盐能力,并筛选出2种湿地植物进行水质净化效果比较。随后进一步探究了不同盐度和生物量密度条件下,优选植物在腐烂之后对水体水质带来的变化以及植物残体中营养元素的迁移转化。研究结果表明:(1)盐胁迫下5种植物均具有一定的耐盐能力,可用于盐度3.5‰以下湿地的生态修复。从植株生长各项指标来看,5种湿地植物中水葱和千屈菜对盐胁迫适应性更强。选择水葱和千屈菜进一步研究植物的生理生化指标发现,就生长指标(相对生长率、株高增量等)以及生理指标(叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸、SOD活性等)对比,盐胁迫下水葱的生长适应能力明显优于千屈菜,耐盐性较强。低盐环境下,根是千屈菜截留Na+的主要器官,而水葱的耐盐方式可以积累盐分于体内而不受害。(2)通过不同盐度下水葱和千屈菜水质净化能力的比较,轻微的盐度(2.5‰)刺激,有利于水葱和千屈菜的生长以及对NH4+-N、TN、TP的去除;千屈菜在低盐环境下对TP、NH4+-N净化效果更好;高盐浓度下(大于5‰)水葱的净化效果明显优于千屈菜,对NO3--N、TN、TP去除率分别达到了39.5%-55.0%、33.6%-38.5%和63.9%-90.2%。在0‰-5‰盐度下,水葱和千屈菜均可以作为净化水质的植物;5‰以上盐浓度时,水葱是盐化富营养水体生态修复的首选植物。(3)在水葱残体腐烂分解试验中,水体营养元素呈现出前期快速上升、后期波动降低的过程,磷的释放速率优先于氮。不同盐度条件对腐烂过程中水体pH、DO、NO3--N、NH4+-N浓度的影响均达到了显著水平。当盐度为7.5‰时会干扰微生物活性,使水生植物的腐烂分解进程受到抑制。高盐条件下不利于微生物的硝化作用、固氮作用和对磷的束缚作用,因此植物残体的氮、磷含量均为最低。5‰及以下盐度对残体腐解率、单宁、含氮量等指标的影响不显著。(4)不同生物量密度条件下,水葱分解过程对水体水质的影响亦不相同。当残体投放量为0.3g/L时,可促进植物残体微生物的固氮作用,对水环境中TN、NO3--N、NH4+-N浓度造成不同程度的降低。因此,在水体中保留适量的植物残体,能在一定程度上降低水环境的氮负荷。高生物量密度处理下(0.6-0.9g/L)水体氮磷营养盐释放量大,耗氧较多,特别是TP浓度快速升高,因此需注意及时打捞湿地枯落物,控制湿地环境中的枯落物数量。
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