本文關(guān)鍵詞：不同季節(jié)條件下植物多樣性配置對人工濕地功能的影響研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：城鎮(zhèn)快速發(fā)展的同時伴隨著城鎮(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)非點源方式排放至周邊環(huán)境,造成湖泊河流富營養(yǎng)化以及生態(tài)破壞。人工濕地是一種廉價的水處理技術(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)在我國北方發(fā)展中小城鎮(zhèn)仍面臨著許多難題,其中低溫運行與濕地植物生態(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,分析其對于人工濕地在不同溫度季節(jié)功能的影響,同時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;針對不同進水濃度,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,為實現(xiàn)人工濕地在北方地區(qū)大范圍推廣與技術(shù)改進提供一定的理論基礎(chǔ)。常溫下不同植物配置方案對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,混種方式對于COD的去除穩(wěn)定性下降,對于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去除率最高(91.88%),鳶尾-菖蒲-香蒲組對于TN去除穩(wěn)定且去除率最高(61.77%);鳶尾-香蒲組對于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間進行曲線擬合:COD為四項多項式擬合,NH4+-N、NO3--N、TN、TP均為指數(shù)函數(shù)曲線擬合,COD的降解波動較大,混種方式能夠減少HRT,中濃度和低濃度進水混種組對于NH4+-N降解速率明顯高于單種組,低濃度進水混種組NO3--N的降解速率與單種組沒有明顯的差距,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),低濃度進水單種與混種對于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,對于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-比值均大于1,且鳶尾-菖蒲與鳶尾-菖蒲-香蒲組好氧/厭氧達到了1.53與2.22,根系微生物的耐受度更強,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光照條件下的光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,同時提高了植物對于水分的利用效率,間接地提高了對于營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運,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)對于氮磷污染物的積累狀況。在中、低濃度進水下,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水中適應(yīng)能力更強。低溫脅迫狀態(tài)下,6組種植方式均出現(xiàn)了嚴重的硝酸根積累,鳶尾單種組對于有機物去除率所受到影響最小(降低1.85%),除菖蒲單種外,氨氮的去除率并未受影響,鳶尾-菖蒲組TN去除率影響最小(0.46%),鳶尾-菖蒲-香蒲組TP去除率影響最小(16.78%);此時植物體內(nèi)MDA含量,菖蒲與香蒲在鳶尾-菖蒲-香蒲組內(nèi)達到最低(18.8、12.4nmol/g),混種方式下的植物對于低溫脅迫的抗性更強,同時一定程度上提高了人工濕地微宇宙系統(tǒng)的生態(tài)穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703.1;X173

【參考文獻】

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1 丁怡;宋新山;嚴登華;;不同基質(zhì)在人工濕地脫氮中的應(yīng)用及其研究進展[J];環(huán)境污染與防治;2012年05期

2 練建軍;許士國;;低溫下人工濕地去污效率及強化措施研究進展[J];水電能源科學(xué);2011年08期

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1 劉霖;北方地域人工濕地的植物景觀設(shè)計研究[D];天津大學(xué);2012年

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本文編號：1327858