沉水植物、挺水植物、濾食性動(dòng)物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化淡水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)效果研究.pdf

1、對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水生生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和重建是當(dāng)今水環(huán)境研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。富營(yíng)養(yǎng)化原因是水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的升高,直接導(dǎo)致的后果是藻類的爆發(fā)性增長(zhǎng)。從淡水生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)可以看出,水生高等植物為藻類的競(jìng)爭(zhēng)者,底棲動(dòng)物、濾食性魚(yú)類為其捕食者,許多研究證明,通過(guò)選擇性控制以上作為競(jìng)爭(zhēng)者和捕食者的生物的生物量,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的治理,能起到良好的治理效果。本論文選用沉水植物金魚(yú)藻、挺水植物花葉蘆竹、香蒲進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)水體的短期實(shí)驗(yàn),選用沉水植物金魚(yú)

2、藻、苦草、挺水植物花葉蘆竹、香蒲、環(huán)棱螺構(gòu)建模擬生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn),追蹤調(diào)查麗娃河生態(tài)恢復(fù)的效果,結(jié)果表明:
　　1.在短期實(shí)驗(yàn)中,相同的濃度梯度設(shè)計(jì),金魚(yú)藻、花葉蘆竹、香蒲最終氮磷濃度、最終生物量均有所不同。a.金魚(yú)藻與苦草相比,最終生物量增幅顯著大于苦草,尤其在高濃度的氮磷條件下;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),金魚(yú)藻和苦草的最終氮磷濃度,在低濃度組,即貧營(yíng)養(yǎng)化至中營(yíng)養(yǎng)組(p(N)=0.5-2mg/L,ρ(P)=0.05-0.2mg/L)沒(méi)有顯著

3、差別,而在高濃度組,即富營(yíng)養(yǎng)化至極富營(yíng)養(yǎng)化組(ρ(N)=-8-6mg/L,ρ(P)=0.8-1.6mg/L),金魚(yú)藻的最終氮磷濃度均顯著低于苦草。說(shuō)明在高濃度氮磷的極富營(yíng)養(yǎng)水體中,金魚(yú)藻對(duì)氮磷的吸收能力高于苦草,金魚(yú)藻的耐受能力高于苦草。b.花葉蘆竹與香蒲相比,其各組生物量顯著大于香蒲;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),花葉蘆竹和香蒲的最終氮磷濃度,在低濃度,即貧營(yíng)養(yǎng)化組(ρ(N)=0.5mg/L,ρ(P)=0.05mg/L)組沒(méi)有顯著差別,而在高濃度組,即

4、中營(yíng)養(yǎng)化至極富營(yíng)養(yǎng)化組(ρ(N)=2-16mg/L,ρ(P)=0.2-1.6mg/L)花葉蘆竹的最終氮磷濃度均顯著低于香蒲。培養(yǎng)香蒲的水體中葉綠素a含量顯著高于培養(yǎng)花葉蘆竹的水體。以上說(shuō)明在高濃度氮磷的極富營(yíng)養(yǎng)水體中,花葉蘆竹對(duì)氮磷的吸收能力高于香蒲,花葉蘆竹的耐受能力高于香蒲,花葉蘆竹對(duì)水體中浮游藻類的抑制強(qiáng)于香蒲。c.挺水植物與沉水植物相比,挺水植物花葉蘆竹和香蒲的生物量增加幅度顯著大于沉水植物金魚(yú)藻和香蒲,高濃度的氮磷對(duì)金魚(yú)藻、苦

5、草、香蒲的生物量的增加有抑制作用,而花葉蘆竹的生物量始終隨氮磷濃度的升高而增加,在最高的氮磷濃度下,呈現(xiàn)了最大的生物量。對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體的耐受限度:花葉蘆竹＞香蒲＞金魚(yú)藻＞苦草。在氮磷較低濃度情況下,挺水植物蘆竹、香蒲與沉水植物金魚(yú)藻、苦草吸收氮的能力相近,前者對(duì)磷的吸收能力遜于后者;在氮磷較低濃度情況下,前者吸收氮磷的能力均高于后者。
　　2.長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)采用麗娃河水和泥土構(gòu)建模擬生態(tài)系統(tǒng),并在不同階段,在不同的模擬生態(tài)系統(tǒng)放入沉水植物

6、金魚(yú)藻、苦草,挺水植物花葉蘆竹、香蒲,環(huán)棱螺,研究它們對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)和浮游植物的影響。a.本研究中各模擬生態(tài)系統(tǒng),全年總體而言,存在沉水植物、挺水植物、螺類的系統(tǒng),其TN、TP、葉綠素a、COD濃度均顯著低于空白對(duì)照的系統(tǒng),說(shuō)明沉水植物金魚(yú)藻、苦草,挺水植物花葉蘆竹、香蒲,環(huán)棱螺對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的水質(zhì)有明顯改善作用。其中螺類對(duì)葉綠素a和COD濃度的降低效果比對(duì)TN、TP的降低效果更加顯著。挺水植物對(duì)COD的去除效果好于沉水植物,對(duì)綠葉

7、素的去除效果遜于沉水植物,對(duì)TN、TP的去除效果,花葉蘆竹最佳,苦草次之,其次為香蒲。b.植物單純的吸收作用對(duì)水體中氮濃度下降貢獻(xiàn)率并不大(＜20％),但是當(dāng)其生物量較大的時(shí)候,植物的吸收作用對(duì)磷的濃度下降貢獻(xiàn)率還是相當(dāng)可觀的(＞50%)。植物對(duì)系統(tǒng)中氮磷的減少的促進(jìn)不僅僅是通過(guò)將營(yíng)養(yǎng)元素吸收并固定在體內(nèi),增加水體融氧、為微生物提供附著空間、為濾食性的底棲動(dòng)物提供棲息、繁殖生境也是植物對(duì)系統(tǒng)中氮磷的減少的重要貢獻(xiàn)。c.本研究中各模擬生態(tài)

8、系統(tǒng),全年總體而言,存在沉水植物、挺水植物、螺類的系統(tǒng),其浮游植物的密度均顯著低于空白對(duì)照的系統(tǒng),其浮游植物的多樣性指數(shù)均顯著高于空白對(duì)照系統(tǒng),說(shuō)明沉水植物、挺水植物、螺類對(duì)降低藻類密度、提高其多樣性均有一定作用。其中沉水植物降低藻類密度、提高其多樣性的能力高于挺水植物。
　　3.麗娃河生態(tài)恢復(fù)工程完成后,總氮、總磷、COD從工程實(shí)施之前的1.85mg/L、0.23mg/L和33.25mg/L降低到工程完成一年之后的0.41mg/

9、L、0.03mg/L和21.5mg/L,溶氧達(dá)到9.09-11.18mg/L,透明達(dá)到80cm-l00cm,葉綠素a濃度下降到了7.86μg/L,水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002);同時(shí)浮游植物密度下降到了7.9×10~4-5.6×10~4個(gè)/mL;生態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)等蘿卜螺、扁蜷螺、鰷魚(yú)、小龍蝦自生種,生物多樣性得到了提高;結(jié)果表明,生態(tài)恢復(fù)工程對(duì)麗娃河的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的治理和修復(fù)是行之有效的。其中菹草與荷花的打撈與收割對(duì)氮、磷的去除