人工濕地中植物多樣性對氮去除效應(yīng)研究.pdf

1、人工濕地作為一種用來進(jìn)行污水處理的生態(tài)工程技術(shù)，其應(yīng)用已經(jīng)受到越來越廣泛的關(guān)注。人工濕地是通過系統(tǒng)中植物，微生物，基質(zhì)和廢水之間的復(fù)雜的相互作用進(jìn)行污水處理。植物作為人工濕地系統(tǒng)中最重要的組成部分，在氮移除中發(fā)揮著重要作用，包括直接和間接作用。關(guān)于植物作用機(jī)理的研究也日益深入，而植物多樣性在人工濕地生態(tài)系統(tǒng)功能中的作用目前還存在很多爭議。
　　 本研究通過模擬人工濕地實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)系統(tǒng)中植物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能(包括脫氮能力，生產(chǎn)力

2、和反硝化強(qiáng)度等)的影響。實(shí)驗(yàn)為兩套氮供給處理：純硝供給和混合硝銨供給處理；每套供氮處理又分為沙基質(zhì)和水培處理。在上述四種處理中分別配置了1、2、3、4種植物和無植物對照處理。結(jié)果表明：
　　 (1)純硝氮供給下植物物種豐富度對植物生物量有促進(jìn)作用。沙培和水培下表現(xiàn)有所不同，沙培下物種豐富度僅顯著提高植物地上生物量，而水培下豐富度則僅促進(jìn)了植物地下生物量(P<0.05)。硝銨混合營養(yǎng)下植物物種豐富度與植物生物量之間沒有顯著相關(guān)性。

3、各處理下，物種組成對植物生物量均有顯著影響，總體上菩提子的存在促進(jìn)群落生產(chǎn)力，在混種中也具有最強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。
　　 (2)純硝氮供給下物種豐富度顯著降低了出水中的硝氮(NO3-)和總無機(jī)氮(totalinorganic nitrogen，TIN)濃度(P<0.05)，即顯著提高了人工濕地系統(tǒng)的氮去除率。除了混合硝銨供給的水培處理，其它各處理下的氮去除率都顯示出4個(gè)物種多樣性顯著優(yōu)于單種處理(P<0.05)。不同物種組成下出水氮濃

4、度存在顯著差異，菩提子存在的系統(tǒng)能顯著降低出水中硝氮含量。
　　 (3)基質(zhì)中的總無機(jī)氮存留在不同氮形態(tài)處理下均沒有表現(xiàn)出對物種多樣性的響應(yīng)(P>0.05)，但物種組成對基質(zhì)中硝態(tài)氮濃度有顯著影響，蘆葦雖然生物量較低，但有蘆葦?shù)南到y(tǒng)基質(zhì)中硝氮和銨氮(NH4+)濃度較低。沙基質(zhì)中存留的氦主要以銨態(tài)氮形式為主。
　　 (4)試驗(yàn)系統(tǒng)中貢獻(xiàn)氮去除的因素主要有植物吸收，基質(zhì)存留，和微生物反硝化作用等。通過物質(zhì)平衡分析，本研究中植

5、物吸收和微生物反硝化作用在氮去除中占主導(dǎo)作用。因?yàn)橹参镂赵诓煌鄻有蕴幚硐虏]有顯著差異，因此，我們推斷微生物反硝化作用在植物多樣性提高氮去除中起到重要作用。
　　 (5)總體上，沙培處理下植物生物量大于水培處理，但是兩者之間的差異性并不顯著(P>0.05)；沙培處理下系統(tǒng)的氮去除率顯著大于水培處理?xiàng)l件下，應(yīng)該是基質(zhì)存留和微生物活動(dòng)綜合貢獻(xiàn)的結(jié)果?；|(zhì)存留在系統(tǒng)中僅占很小的比例，因此本研究中微生物在氮去除中具有相對重要的貢獻(xiàn)。