【摘要】：水生植物是水生態(tài)修復(fù)技術(shù)中最為重要的組成部分,其發(fā)達(dá)的根系可以吸收水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而且,利用水生植物作為水生態(tài)修復(fù)的主體既可以治理富營(yíng)養(yǎng)化水體,還能有很好的景觀效果,同時(shí)不會(huì)造成二次污染。張家口市位于干旱-半干旱地區(qū),屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。位于該地區(qū)的永定河-洋河流域涉及官?gòu)d水庫(kù)和北京-張家口2022年冬奧會(huì)申辦場(chǎng)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(hù)區(qū)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在該流域在豐水期時(shí)水質(zhì)相對(duì)較好,可達(dá)到Ⅲ類或Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而在平水期和枯水期的水質(zhì)明顯變差,有50%的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為Ⅴ或劣Ⅴ類,仍然無(wú)法滿足恢復(fù)官?gòu)d水庫(kù)飲用水水源地功能的要求。為保障首都及冬奧會(huì)的飲水安全,急需對(duì)官?gòu)d水庫(kù)上游張家口地區(qū)永定河-洋河流域的水體進(jìn)行水質(zhì)提升。在眾多水質(zhì)凈化方法中,利用水生植物修復(fù)技術(shù)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(fù)的核心要素,在北方的張家口地區(qū)進(jìn)行水質(zhì)處理的應(yīng)用中至關(guān)重要。因此,篩選出較好地適應(yīng)北方張家口地區(qū)濕地修復(fù)、水質(zhì)凈化的生態(tài)工程物種是一個(gè)非常重要的課題。本課題主要通過(guò)對(duì)張家口地區(qū)水生植物鄉(xiāng)土物種進(jìn)行調(diào)查,研究張家口地區(qū)水生植物多樣性以及通過(guò)篩選該地區(qū)七種水生植物分別凈化水質(zhì)的能力進(jìn)行測(cè)定,為張家口地區(qū)在工程中利用水生植物治理富營(yíng)養(yǎng)化水體、恢復(fù)濕地系統(tǒng)生態(tài)功能提供相關(guān)科學(xué)依據(jù)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),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(diào)查填補(bǔ)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(duì)較少,很多湖泊、水庫(kù)常年干涸,導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,水生植物分布范圍相對(duì)較窄,并且各個(gè)點(diǎn)位的水生植物種類相對(duì)單一,很多點(diǎn)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(jù)分布區(qū)域、鄉(xiāng)土種原則和前人文獻(xiàn)研究等,選定7種實(shí)驗(yàn)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(yú)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(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),定期測(cè)量水體TN、TP含量以篩選出吸收氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)效果最好的水生植物作為富營(yíng)養(yǎng)化水體治理的生態(tài)工程種,同時(shí)測(cè)量水溫、pH、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、懸浮物、濁度、總有機(jī)碳(TOC)、化學(xué)需氧量(COD)、葉綠素-a等指標(biāo),研究結(jié)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(shí),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(shí),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(shí),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(méi)有顯著差異;11月份時(shí),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(méi)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(shí),菹草的氮、磷去除率最高,去除率分別為:83.29%、96.08%。2.對(duì)比各水生植物氮、磷吸收貢獻(xiàn)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(xiàn)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(shí)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(shì)則相反。3.結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),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(guò)程中,建議在11月份前應(yīng)將花藺、浮葉眼子菜及小香蒲3種水生植物進(jìn)行收割處理,以防止植株中的氮、磷釋放到水體中,從而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化程度增加。
【圖文】：

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 研究區(qū)域與技術(shù)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(yán)重缺水，且降水的時(shí)空分布不平均。7、8 和 9 三個(gè)月為該地區(qū)的豐水期，每年這個(gè)時(shí)候會(huì)經(jīng)常發(fā)生小面積高強(qiáng)度集中暴雨，且流域內(nèi)植被覆蓋較低，植被狀況較差，因此，水土流失非常嚴(yán)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(nèi)激烈變化，地溫也隨著溫度的變化而變化[49]。

著國(guó)家和地方對(duì)水污染控制力度的不斷加大，入河污染負(fù)荷逐漸下降，水質(zhì)逐漸改善，但目前依然沒(méi)有達(dá)到水功能區(qū)劃的目標(biāo)。國(guó)家環(huán)境保護(hù)部全國(guó)主要流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)顯示，2011-2013 年官?gòu)d水庫(kù)入庫(kù)八號(hào)橋斷面在豐水期的水質(zhì)相對(duì)較好，可達(dá)到Ⅲ類或Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而在平水期和枯水期的水質(zhì)明顯變差，，有 50％的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為Ⅴ或劣Ⅴ類，無(wú)法滿足恢復(fù)官?gòu)d水庫(kù)飲用水水源地功能的要求。此外，從 2002 年到 2012 年，雖然官?gòu)d水庫(kù)上游洋河和桑干河水質(zhì)有逐漸改善的趨勢(shì)，但是 2012 年流域 8 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的總氮指標(biāo)大多數(shù)仍為Ⅳ類水質(zhì)（響水堡和雞鳴驛 2 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面為Ⅴ類水）；總磷也呈逐漸改善趨勢(shì)，2012 年流域 8個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的總磷指標(biāo)基本上保持在Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，但由于河流總磷水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高于湖泊水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值，因此總磷也是官?gòu)d水庫(kù)污染的主要因子[9]。通過(guò)整理現(xiàn)有資料以及對(duì)張家口地區(qū)永定河-洋河流域懷來(lái)段為期一年的本底調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成張家口地區(qū)永定河-洋河流域水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要污染物質(zhì)為：總氮，總磷。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52;Q948.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2626266