北京地区人工湿地植物活力及污染物去除能力

研究了北京地区常见9种水生植物在水平流潜流型人工湿地中的污染物去除能力和生活力.结果表明，前边湿地单元对COD、TP、TN等污染物的去除贡献大于后边湿地单元.供试植物均可在人工湿地中正常生长，稳定生长112 d后，不同植物的氮磷含量和生物量差异显著（P<0.05），多数植物氮磷含量地下部高于地上部，地下地上部生物量比（U/A）接近或大于1.植物体内的氮磷累积量为1.36～7.89 g·m^-2和0.19～1.07 g·m^-2.植物生物量对氮磷累积量的影响力大于氮磷含量对氮磷累积量的影响力.水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物，菖蒲、香蒲和荻等次之.泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活.     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草(Cyperus alternifolius)和香根草(Vetiveria zizanioides)迁移养分的能力,建立17.0m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

潜流型菖蒲人工湿地不同C/N对污染物的去除效率

选取炉渣和砾石为基质,以无植被为对照,分别设置低、中、高浓度的3个碳水平(C1、C2、C3)和3个氮水平(N1、N2、N3)处理,研究潜流型菖蒲人工湿地在不同C/N下净化生活污水中COD、总氮(TN)、总磷(TP)的效果。结果表明,在不同C/N下,菖蒲人工湿地对污水中COD、TN的去除效果显著高于无植被的人工湿地,菖蒲植被能增加人工湿地COD去除率10.53%,增加TN去除率6.73%;而对于TP的去除,有无植被无显著差异。随着进水N、P浓度及C/N的变化,菖蒲湿地对COD、TN和TP的去除率分别为67.57%～75.85%、20.91%～56.82%和7.15%～17.78%;同时,菖蒲植株对N、P的积累量也相应的变化,其地上部的N、P积累量为4.44～14.79和1.11～3.37g.m-2,平均占湿地N、P去除率的6.91%和10.67%;地下部的N、P积累量分别为2.35～5.20和0.74～1.41g.m-2,平均占湿地N、P去除率的2.69%和6.02%。植物地上器官对湿地N、P的积累量大于地下部,有利于通过收割作用去除湿地系统中的N、P。     

西太湖河网区恢复与退化河岸带湿地生态及水环境功能比较

对西太湖平原河网区严重退化的河岸带湿地进行恢复的基础上,开展了恢复后湿地和退化湿地内植物群落物种多样性,生物量,植物干物质体内氮、磷含量,湿地水体中悬浮物含量、氮、磷营养物质浓度以及恢复后湿地内反硝化作用等湿地生态和水环境功能方面的比较研究。结果表明:(1)已恢复湿地群落结构趋于完整,物种多样性指数值较高,一般在1.7～3之间,均匀度在0.5～0.9之间波动。退化湿地物种丰富度低,多样性指数值较低,分别在0.3～1.5(H′),0.15～0.65(J)之间波动。在水花生(Alternanthera philoxeroides)入侵的群落内,种类稀少,且分布极不均匀,仅在0.3～1(H′)和0.1～0.3(J)之间波动,群落结构严重退化。(2)在植物生长旺盛期,1m2湿地内的芦苇(Phragmites communis)、香蒲(Typha orientalis)及茭草(Zizania latifolia)分别为42,18株和17株。其在湿地内的生物量分别为:4692,5142kg和2182kg;(3)上述物种单位干物质中的氮、磷平均含量分别达到2.88mg/g和2.09mg/g;沉水植物作为滨岸带湿地群落结构的重要组成部分,不仅具有高的生物量,而且吸收氮磷能力强,单位干物质氮、磷含量分别达到7.27mg/g和4.14mg/g;(4)植物对水体及沉积物中可溶性氮、磷的有效吸收以及颗粒态磷的自然沉降作用,使得上游来水中的总氮浓度流经湿地时,降至0.15～0.89mg/L之间,平均下降了85%;总磷浓度则由进水时的0.248～0.598mg/L,降至出水时的0.002～0.083mg/L;(5)滨岸带湿地对河水中悬浮物的有效拦截、滞留和吸附作用,使得入湖河水中的悬浮物含量降低了90%以上;(6)在高温缺氧的环境中,滨岸带湿地表现出较强的反硝化作用,且由河心向河岸逐渐增强的趋势。近河心处测定的N2O通量为0.034～0.068之间,到河岸处升至0.046～0.089。反硝化作用是削减水体中氮负荷的有效途径。     

4种阔叶树种叶中氮和磷的季节动态及其转移

从叶完全展开到生长季结束 ,对常绿阔叶树种日本米槠 (Castanopsis cuspidata(Thunb.) Schottky)和具柄冬青 (Ilexpedunculosa Miq)及落叶阔叶树种栎 (Quercus serrata Murr.)和栓皮栎 (Quercus variabilis Blume)叶片的 N和 P浓度、含量和养分转移进行了测定 .在生长期中日本米槠新叶的 N浓度在 5月为 36 .6 g/ kg,然后降到 15 .5和 17.5 g/ kg之间 ,其老叶的N浓度波动于 10 .4和 13.1g/ kg的范围内 ,而具柄冬青新叶的 N浓度从 2 7.3下降到 16 .0 g/ kg,接着上升到 18.3g/ kg,其老叶的 N浓度在 12 .0到 15 .5 g/ kg的范围内。栎和栓皮栎的叶 N浓度分别从 2 8.8下降到 18.1g/ kg和从 2 8.5下降到17.5 g/ kg。日本米槠新叶的 N含量从 1.5 4下降到 1.35 g/ m2 ,接着上升到 1.5 0 g/ m2 ,其老叶 N含量从 1.36下降到1.0 0 g/ m2 ,接着上升到 1.2 1g/ m2 ,而具柄冬青新叶的 N含量从 2 .2 5下降到 1.6 0 g/ m2 ,接着上升到 2 .2 0 g/ m2 ,其老叶的 N含量从 2 .13下降到 1.6 5 g/ m2。栎和栓皮栎的叶 N含量分别从 2 .10下降到 1.2 8g/ m2和从 2 .95下降到 2 .13g/ m2。日本米槠新叶的 P浓度由 3.39g/ kg降到 1.12和 1.15 g/ kg之间 ,其老叶的 P浓度变化于 0 .6 6和 0 .88g/ kg的范围内 ,而具柄冬青新叶的     

鄱阳湖湿地两种优势植物叶片C、N、P动态特征

2011年2—6月在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区逐月测定了灰化苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)叶片C、N、P含量及其地上生物量,以阐明鄱阳湖湿地优势植物C、N、P含量及化学计量比动态特征与控制因子,探讨湿地养分利用与限制状况。结果表明：1）两种优势植物叶有机碳含量变化范围分别为365.3—386.6 mg/g和352.6—393.2 mg/g,平均值(?标准差)分别为(375.5?17.4) mg/g和(371.7?12.5) mg/g;叶N含量分别为6.96—17.59 mg/g和5.50—20.68 mg/g,平均值分别为(11.35?1.40) mg/g和(11.54?0.84) mg/g;叶P含量变化范围为0.65—2.14 mg/g和0.57—2.25 mg/g,平均含量为(1.56?0.69) mg/g和(1.55?0.68) mg/g。两种植物C:N、C:P、N:P平均值分别为37.65、413.60、9.62和41.05、410.29、9.57,C、N、P及其化学计量比种间差异不显著(P>0.05)。2）气温与地上生物量是N、P及其化学计量比季节变化的主要控制因子,气温和生物量对两种优势植物叶片氮、磷含量的影响要高于对叶有机碳含量的影响。3）植物C:N、C:P与地上生物量变化趋势基本一致,显示N、P养分利用效率随植物的快速生长而提高;根据两种优势植物及土壤N、P含量与化学计量比来判断,研究区植物更多地受氮限制。     

滦河口典型盐生植物的生态化学计量特征研究

滨海不同湿地植物碳氮磷化学计量特征的系统研究,能够为湿地植物组成分析及植被恢复方法制定提供数据支撑。选取滦河口滨海湿地的典型盐生植物獐毛、盐地碱蓬、芦苇和柽柳为研究对象,分析不同植物及不同营养器官中C、N、P的生态化学计量特征。研究结果表明:4种植物的碳、氮、磷含量存在明显的种间差异(P 0. 05),碳、氮、磷含量均值变化范围为212. 40～291. 38、9. 68～14. 43、0. 86～1. 6 g·kg~(-1),显示植物对养分利用的策略存在差异性。不同营养器官碳含量均为叶根茎,表明研究区植物净光合强度低,增长速度慢,具有较强的防御能力。獐毛、芦苇、柽柳的C∶N值和C∶P值均略低于全球平均水平22. 5和232,研究区域整体上植物营养元素利用效率较低。4种盐生植物N与P之间显著正相关(P 0. 01),獐毛、盐地碱蓬、柽柳生长主要受到N的限制、芦苇的生长受P的限制。叶N、与叶P、根N、根C、根P之间显著正相关(P 0. 01),叶P与根N、根P呈正相关(P 0. 01),表明了植物营养器官根系和叶片在适应河口湿地盐碱环境具有较强的协调统一性,是盐生植物进行正常生长活动的有利保障。     

南黄海潮汐锋对浮游细菌生物量分布的影响

2 0 0 1年 5月 16～ 2 3日、6月 10～ 2 4日和 2 0 0 2年 6月 5～ 12日 ,利用“北斗号”船只对南黄海鱼产卵场进行了 3次专项调查。研究了潮汐锋断面叶绿素 a浓度、浮游细菌生物量的分布 ,目的是阐明潮汐锋的存在对浮游细菌生物量分布的影响。3个航次中的叶绿素 a浓度变化范围分别是 0 .0 6～ 2 .34mg/ m3(2 0 0 1- 0 5 )、0 .0 8～ 0 .9mg/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、0 .14～ 3.0 4 mg/ m3(2 0 0 2 - 0 6 )。 3航次的聚球藻 (Synechococcus spp.)蓝细菌生物量变化范围分别为 7.6 2～ 2 2 .0 6 mg C/ m3(2 0 0 1- 0 5 )、8.5 3～2 7.5 2 mg C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、0 .6 9～ 5 5 .90 m g C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )。异养细菌生物量变化范围分别为 7.5 6～ 5 1.82 mg C/ m3(2 0 0 1-0 5 )、8.5 4～ 2 4 .77mg C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、3.12～ 10 .0 5 mg C/ m3(2 0 0 2 - 0 6 )。而聚球藻蓝细菌对浮游植物总生物量的贡献 (CB:PB)平均值分别为 :5 8% (2 0 0 1- 0 5 )、77% (2 0 0 1- 0 6 )、31% (2 0 0 2 - 0 6 )。结果表明 :南黄海鱼产卵场在春末夏初 (5～ 6月份 ) ,叶绿素 a浓度最大值及次大值主要分布在锋区及其邻近的层化区2 0 m以浅位置 ;聚球藻蓝细菌生物量最大值主要分布于锋区及层化区表层和水体中层 ;异养     

高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物地上部氮磷元素比较

本研究旨在比较高寒草甸草地不同退化演替阶段下植物地上部氮磷元素含量、吸收速率以及单位面积累计重量.结果表明:植物生长季内 5～9月 ,3个样地植物地上部N、P含量都是在生长初期最高,随植物生长季节的推移以及地上生物量的增加,其含量逐渐稀释直到生长季节结束,全氮含量范围为36.90～14.90g/kg,全磷的含量范围是2.22～1.06g/kg.不同退化演替阶段由于植物组成的不同,其N、P含量有明显的差异,P的含量中度退化样地最高 1.91% ,重度退化样地最低 1.51% ;N的含量则恰恰相反,重度退化样地最高 26.40% ,中度退化样地最低 18.60% ;原生植被样地介于两者之间,其生长季P的平均含量为1.63%,N的平均含量为20.80%.植物N、P的吸收速率和单位面积累计重量都是随退化程度的加剧而降低,即原生植被样地>中度退化样地>重度退化样地,并且植物营养元素吸收速率与地上生物量生长速率呈正相关关系.     

洱海流域44种湿地植物的氮磷含量特征

研究湿地植物中的氮和磷含量既能帮助了解其所处生境的营养状况,又能为湿地生态恢复提供指导。测定了洱海流域44种湿地植物干生物量中的氮、磷含量。结果表明洱海湿地植物中总氮和总磷平均含量为15.7 mg/g和3.3 mg/g,变化范围为6.4-34.3 mg/g和1.4-6.5 mg/g,明显高于其他地区;氮磷比范围为2.2-9.5,显示该地区磷过剩,氮是限制因子;不同功能群植物间的氮和磷含量有显著差异,总氮含量以沉水植物最高而挺水和漂浮/浮叶植物最低,而总磷含量则为湿生植物最高而沉水植物最低;植物的地上部分分别占有整株72%的生物量、82%的氮含量和75%的磷含量,表明收割湿地植物的地上部分可以高效去除湿地生态系统中的氮和磷。     

模拟氮沉降对杂草生长和氮吸收的影响

以杂草早熟禾、黑麦草、野燕麦、天蓝苜蓿、白车轴草、北美车前、婆婆纳、无芒稗、牛筋草和刺苋为试验材料,以4.0 g·m^-2·yr^-1的N输入为模拟氮沉降浓度,研究了不同杂草功能类群对模拟氮沉降的响应.结果表明,模拟氮沉降处理下,杂草的生物量（总生物量、地上部分生物量、根生物量）呈增加趋势,但不同功能类群对氮增加的响应明显不同,C₄禾本科、C₃豆科及C₃禾本科植物的生物量受到氮沉降的显著促进,但C₃非禾本科和C₄非禾本科植物的生物量则受氮沉降的影响不显著;不同功能类群的根冠比、植株含氮及植株吸收氮的总量对模拟氮沉降的响应无明显规律,但物种间差异显著.氮沉降提高野燕麦和北美车前的生物量的根冠比,但对其他生物种类没有显著影响.没有发现氮沉降对植物体内的含氮量有显著的影响,但氮沉降却显著地提高了除刺苋、早熟禾及婆婆纳之外的所有杂草物种对N的摄收.由于物种对氮沉降的响应不同,未来氮沉降的增加将加速杂草群落组成的变化.     

几种湿地植物净化生活污水COD、总氮效果比较

以无植被、基质为河砂的潜流型人工湿地为对照,研究了石菖蒲、灯心草和蝴蝶花3种类型植被、基质均为河砂的潜流型人工湿地净化生活污水COD、总氮的效果．结果表明,在污水COD浓度小于200mg·L^-1、总氮浓度小于30mg·L^-1的低浓度范围里,无植被的人工湿地和有植被的人工湿地对污水中COD、总氮均有很好的去除效果,两者差异不大,其COD去除率均达90％以上,总氮的去除率达80％以上．随着污水中COD和总氮浓度的增加,无植被人工湿地和有植被人工湿地去除COD和总氮的效果均有不同程度下降,两者差异明显,有植被的人工湿地能维持较高的COD、总氮的去除效果,无植被的人工湿地COD和总氮去除效果下降很快,植被在人工湿地系统去除污水COD和总氮过程中起着重要的作用．在整个试验阶段,石菖蒲植被人工湿地COD和总氮平均净化效率分别为80．46％和77．77％、灯心草人工湿地分别为75．53％和71．17％、蝴蝶花人工湿地分别为70．50％和66．38％,无植被人工湿地分别为61．39％和55．81％．同无植被人工湿地COD和总氮净化效果相比,石菖蒲植被人工湿地净化效果最好;其次为灯心草植被人工湿地,再次为蝴蝶花植被人工湿地．不同类型植被的人工湿地净化污水中COD和总氮的效果与其生物量关系密切,这与植被系统吸收同化有机物质和总氮数量、根际微生物分解有机物质和硝化-反硝化作用有关。     

接种丛植菌根真菌对湿生植物氮磷吸收能力的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是一类能够与大多数陆生植物共生,并改善植物生长和氮磷吸收的微生物.湿生植物在湿地污染净化过程中起着决定性的作用,但利用AM真菌改良湿生植物氮磷吸收能力的研究鲜有报道.本研究选取了3种湿生植物千屈菜、旱伞草和黄花鸢尾,在盆栽培养的基础上,分别接种根内球囊霉(RE)、摩西球囊霉(GM)、幼套球囊霉(CE)三种AM真菌,并和空白对照比较接种AM真菌对不同植物地上、地下及整株的生物量和氮磷吸收的影响.结果表明,接种AM真菌对植物生长和氮磷吸收的影响呈现出植物间和植物内的差异,促进与抑制效应表现不一.综合AM真菌对植物生物量和氮磷吸收的促进效应,最佳AM真菌-植物的组合为:千屈菜-RE,旱伞草-RE,黄花鸢尾接种-GM.三种植物接种最佳的AM真菌后植物生物量、TN量和TP量分别提高了17.7%~29.8%、15.7%~39.0%和22.3%~62.6%.本研究为今后强化湿生植物的氮磷吸收能力提供了一种新的可选择的途径.     

Alternative criteria for assessing nutrient limitation of a wetland macrophyte (Peltandra virginica (L.) Kunth)

Various nutrient incorporation and plant production parameters were measured to assess their relative usefulness in determining possible nutrient limitation of the wetland plant Peltandra virginica (L.) Kunth. From four stations located along a transect in a tidal freshwater marsh, we documented spatial differences in peak standing biomass of plants. Plant biomass was positively correlated with porewater concentrations of both ammonium and phosphate, but not with sediment concentrations of total nitrogen and phosphorus. Tissue nitrogen and phosphorus concentrations decreased significantly over the growing season, but there were no differences among plants from the four stations, and correlations between plant biomass and ratios of carbon to nitrogen and carbon to phosphorus were weak. Because in situ fertilization of plants had no effect on either peak biomass or tissue concentrations of nitrogen and phosphorus, growth of Peltandra was probably not nutrient limited. Other criteria did predict nitrogen or nitrogen and phosphorus limitation, however, demonstrating that application of parameters used by ecologists to support contentions of nutrient limitation can yield conflicting results. Assessment of nutrient limitation of primary producers may be an ambiguous and unnecessary task in some environments where these criteria are utilized.     

4种不同生活型湿地植物对富营养化水体的净化效果

选择4种湿地植物菖蒲、香蒲、浮萍和金鱼藻,研究单一及组合湿地植物对高浓度污水(污水处理厂进水)、低浓度污水(污水处理厂出水)中营养物质的去除效果.结果表明: 水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)浓度呈现试验前期快速下降,后期缓慢下降的趋势,表明湿地植物能有效净化污水中的TN、TP、COD,但不同湿地植物及湿地植物组合的净化效果存在差异.多种湿地植物组合比单种湿地植物对TN的净化作用强,其中香蒲＋浮萍＋金鱼藻对TN的净化效果最佳;高浓度污水中,单种挺水植物对TP的净化效果较好,低浓度污水中,则是多种湿地植物组合对TP的去除率较高;高浓度污水中,湿地植物对COD的去除率为85.1%～96.0%,其中菖蒲、香蒲去除效果最佳,低浓度污水中,湿地植物对COD去除率为76.9%～94.8%,以菖蒲＋浮萍＋金鱼藻去除效果最好.总体看来,湿地植物对高浓度污水中TN、TP、COD的净化效果好于低浓度污水,两种水体的pH都得到改善.     

人工湿地污水处理系统中的植物效应与基质酶活性

为了解植物在湿地污水净化系统中的作用与机理,构建了A-B-C三级串连垂直流人工湿地系统,并选择水葱(Scirpus validus)风车草(Cyperus alternifolius)、美人蕉(Canna indica)、和芦苇(Phragmites australis)作为测试植物,进行了生活污水处理试验.结果表明,系统中有植物单元单位面积污染物的去除量均高于无植物对照单元.与对照相比,在A、B、C三级系统中由植物效应产生的CODCr去除增量分别为43.52 g/(m2·d),20.38 g/(m2·d),30.94 g/(m2·d);TN去除增量为13.14 g/(m2·d),28.61 g/(m2·d),6.97 g/(m2·d);TP去除增量为1.2 g/(m2·d),0.66 g/(m2·d),0.06 g/(m2·d).从A到C级,污水中污质浓度递减,呈现根系活力显著增强,而植物生长量、过氧化物酶含量、生长量与氮磷积累量等显著下降趋势.基质酶活性在对照单元中较低,在有植物单元中,基质酶活性明显增大并与根系活力成正相关.     

Selenium and sulfur accumulation and soil selenium dissipation in planting of four herbaceous plant species in soil contaminated with drainage sediment rich in both selenium and sulfur

Four selenium (Se) nonaccumulator plant species, including a forage grass species, Tall Fescue (Festuca arundinacea Schreb.), a forage legume species, Alfalfa (Medicago sativa L.), a wetland species, Rush (Juncus tenuis Wild.), and a dry-land alkaline soil species, Saltgrass (Distichlis spicata L.), were grown in soil contaminated by agricultural drainage sediment having elevated levels of Se and sulfur (S). The above-ground plant tissues were consecutively harvested five times and examined for Se and S accumulation. Plant tissue Se concentrations ranged from 23.0 mg kg-1 to 8.3 mg kg-1. Tissue S concentrations ranged from 3239 mg kg-1 to 7034 mg kg-1. Both tissue Se and S concentrations were significantly different between harvests, species, and species/harvest interactions. Total Se accumulation by the plant biomass harvested ranged from 0.3 to 1.3 mg per soil column and total S accumulations ranged from 87.5 to 321.1 mg per soil column. The reduction in the percentage of total soil Se after 24 weeks growth of the plant species ranged from 12.0% in the Tall Fescue planting to 17.3% in the Rush planting. Over 90% of the soil Se losses were unidentified losses and leaching of Se was prevented. The accumulations of Se and S in the plant biomass were very small compared with the total soil Se and S losses, but substantial amounts of total soil Se (12.0 to 15.0%) and S (28.0 to 50.9%) inventories were dissipated by the growing and harvesting of the plants. The soil S concentration was several hundred times higher than the soil Se concentration, but Se accumulation by the plants and Se dissipation from the soil were not impaired by the high level of soil sulfur. For natural grassland habitat restoration, such as at the Kesterson Wildlife Refuge in the Central Valley of California, or for restoration of large-scale Se contaminated agricultural lands, Se nonaccumulator plant species are favorable candidates, because the possibility of introducing Se toxicity into the food chain can be minimized.