【摘要】：水生植物是水生態(tài)修復技術中最為重要的組成部分,其發(fā)達的根系可以吸收水中的營養(yǎng)物質。而且,利用水生植物作為水生態(tài)修復的主體既可以治理富營養(yǎng)化水體,還能有很好的景觀效果,同時不會造成二次污染。張家口市位于干旱-半干旱地區(qū),屬于嚴重缺水地區(qū)。位于該地區(qū)的永定河-洋河流域涉及官廳水庫和北京-張家口2022年冬奧會申辦場地,是首都重要的防洪/生態(tài)安全屏障、重要的供水水源河道和水源保護區(qū)。相關數據顯示,在該流域在豐水期時水質相對較好,可達到Ⅲ類或Ⅱ類水質標準,而在平水期和枯水期的水質明顯變差,有50%的監(jiān)測數據為Ⅴ或劣Ⅴ類,仍然無法滿足恢復官廳水庫飲用水水源地功能的要求。為保障首都及冬奧會的飲水安全,急需對官廳水庫上游張家口地區(qū)永定河-洋河流域的水體進行水質提升。在眾多水質凈化方法中,利用水生植物修復技術凈化水體不僅成本低、凈化效果好還能避免二次污染,而水生植物作為生態(tài)修復的核心要素,在北方的張家口地區(qū)進行水質處理的應用中至關重要。因此,篩選出較好地適應北方張家口地區(qū)濕地修復、水質凈化的生態(tài)工程物種是一個非常重要的課題。本課題主要通過對張家口地區(qū)水生植物鄉(xiāng)土物種進行調查,研究張家口地區(qū)水生植物多樣性以及通過篩選該地區(qū)七種水生植物分別凈化水質的能力進行測定,為張家口地區(qū)在工程中利用水生植物治理富營養(yǎng)化水體、恢復濕地系統(tǒng)生態(tài)功能提供相關科學依據。調查發(fā)現,張家口地區(qū)共有水生植物82種,隸屬于19科,35屬。其中,挺水植物有56種,漂浮植物有4種,浮葉植物有4種,沉水植物有16種。此次調查填補了永定河-洋河流域水生植物生物多樣性研究的空白。由于張家口地區(qū)永定河-洋河流域及其周邊水量相對較少,很多湖泊、水庫常年干涸,導致濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,水生植物分布范圍相對較窄,并且各個點位的水生植物種類相對單一,很多點位以香蒲科以及蘆葦居多,其他水生植物的分布范圍較受局限。依據分布區(qū)域、鄉(xiāng)土種原則和前人文獻研究等,選定7種實驗所用水生物種,分別為:挺水植物(小香蒲Typha minima、花藺Butomus umbellatus)、沉水植物(金魚藻Ceratophyllum demersum、菹草Potamogeton crispus、篦齒眼子菜Stuckenia pectinata、穗花狐尾藻Myriophyllum spicatum)以及浮水植物(浮葉眼子菜Potamogeton natans)等。然后通過設計實驗,定期測量水體TN、TP含量以篩選出吸收氮、磷等營養(yǎng)物質效果最好的水生植物作為富營養(yǎng)化水體治理的生態(tài)工程種,同時測量水溫、pH、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、懸浮物、濁度、總有機碳(TOC)、化學需氧量(COD)、葉綠素-a等指標,研究結果顯示:1.不同水生植物在不同的月份去除氮、磷的能力大小不同。8月份時,去氮除磷能力均較高的是小香蒲,其氮、磷去除率分別為:65.02%,55.84%;9月份時,氮磷去除能力較高的是浮葉眼子菜,其氮、磷去除率分別為:88.33%,77.99%;10月份時,浮葉眼子菜、穗花狐尾藻、篦齒眼子菜、花藺4種水生植物的氮、磷去除能力均較高,且在0.05水平上沒有顯著差異;11月份時,菹草、穗花狐尾藻和篦齒眼子菜3種水生植物的氮去除率均較高,在0.05水平上沒有顯著差異;而TP去除率最高的是浮葉眼子菜,去除率為96.28%;12月份時,菹草的氮、磷去除率最高,去除率分別為:83.29%、96.08%。2.對比各水生植物氮、磷吸收貢獻率的大小可知:到12月份,小香蒲與花藺根部的氮磷去除率始終較大。而地上部分,由于凋亡氮、磷吸收貢獻率都有所下降。除菹草外,其他六種水生植物組中的水體氮、磷含量在夏季均持續(xù)降低,但在冬季時由于植株的衰敗腐爛,水體氮、磷含量都有所升高。菹草組中的水體氮、磷含量變化趨勢則相反。3.結合實驗數據,本文建議在張家口地區(qū)可以選擇小香蒲、浮葉眼子菜、花藺及菹草4種水生植物搭配種植,既能保證在不同的季節(jié)有較高的氮、磷去除率,又能保證較好的景觀效果。4.在水生植物的管理過程中,建議在11月份前應將花藺、浮葉眼子菜及小香蒲3種水生植物進行收割處理,以防止植株中的氮、磷釋放到水體中,從而導致水體富營養(yǎng)化程度增加。
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華東師范大學碩士學位論文第二章 研究區(qū)域與技術路線2.1 研究區(qū)域2.1.1 自然環(huán)境概況張家口市位于河北省的西北部，屬于干旱半干旱地區(qū)，嚴重缺水，且降水的時空分布不平均。7、8 和 9 三個月為該地區(qū)的豐水期，每年這個時候會經常發(fā)生小面積高強度集中暴雨，且流域內植被覆蓋較低，植被狀況較差，因此，水土流失非常嚴重。該地區(qū)的溫度變化也非常大，1 年中氣溫在-20℃～38℃范圍內激烈變化，地溫也隨著溫度的變化而變化[49]。

著國家和地方對水污染控制力度的不斷加大，入河污染負荷逐漸下降，水質逐漸改善，但目前依然沒有達到水功能區(qū)劃的目標。國家環(huán)境保護部全國主要流域重點斷面水質自動監(jiān)測顯示，2011-2013 年官廳水庫入庫八號橋斷面在豐水期的水質相對較好，可達到Ⅲ類或Ⅱ類水質標準，而在平水期和枯水期的水質明顯變差，，有 50％的監(jiān)測數據為Ⅴ或劣Ⅴ類，無法滿足恢復官廳水庫飲用水水源地功能的要求。此外，從 2002 年到 2012 年，雖然官廳水庫上游洋河和桑干河水質有逐漸改善的趨勢，但是 2012 年流域 8 個監(jiān)測斷面的總氮指標大多數仍為Ⅳ類水質（響水堡和雞鳴驛 2 個監(jiān)測斷面為Ⅴ類水）；總磷也呈逐漸改善趨勢，2012 年流域 8個監(jiān)測斷面的總磷指標基本上保持在Ⅲ類水標準，但由于河流總磷水環(huán)境質量標準高于湖泊水環(huán)境質量標準限值，因此總磷也是官廳水庫污染的主要因子[9]。通過整理現有資料以及對張家口地區(qū)永定河-洋河流域懷來段為期一年的本底調查發(fā)現，造成張家口地區(qū)永定河-洋河流域水體富營養(yǎng)化的主要污染物質為：總氮，總磷。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X52;Q948.8

【參考文獻】

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本文編號：2626266