恢復(fù)濕地中磷的空間分布格局與垂向遷移轉(zhuǎn)化機制研究.pdf

1、探索磷在恢復(fù)濕地中的遷移轉(zhuǎn)化及內(nèi)源磷的釋放風險對研究濕地系統(tǒng)磷去除機理具有重要意義。本文以山東滕州市七星湖濕地為研究區(qū)域，采集了濕地表層水體、大型水生植物、沉積物及其上覆水體樣品，分析了磷的沿程分布規(guī)律，研究了環(huán)境因素對磷空間分布格局的影響。在此基礎(chǔ)上，探討了磷的垂向遷移轉(zhuǎn)化機制，計算了沉積物-上覆水體擴散通量，并分析了底泥沉積物磷的釋放風險。研究結(jié)果表明，
　　(1)在濕地中，各形態(tài)磷的污染負荷存在沿程下降的趨勢。1）表層水體溶

2、解性活性反應(yīng)磷(SRP)濃度沿程降低，磷污染負荷在明水區(qū)域削減80％，在蘆葦群落削減94％，在香蒲群落削減91％，水生植被有顯著的SRP去除效果;在中游區(qū)段，表層水體的磷形態(tài)主要是顆粒磷(PP)，植物群落PP百分比低于明水區(qū)域。對表層水體各形態(tài)磷影響最大的理化性質(zhì)是酸堿度(pH)和溶解氧(DO)。2)上覆水體SRP濃度沿程降低，磷污染負荷在蘆葦群落削減91％，在香蒲群落削減94％，削減幅度高于明水區(qū)域(81％);PP百分比在入口處較低，

3、隨后在中游區(qū)段增大。對上覆水體各形態(tài)磷影響最大的理化性質(zhì)是pH。3）在沿程多數(shù)斷面，間隙水各形態(tài)磷濃度在明水區(qū)域中比植物群落中高，間隙水主要以SRP為主，占總磷(TP)的46％～91％。對間隙水各形態(tài)磷影響最大的理化性質(zhì)是pH和電導率(C)。4)在濕地入口處，明水區(qū)域的沉積物TP含量較高，達到1234.7 mg/kg，高于同一斷面的蘆葦群落和香蒲群落。在濕地出水口，明水區(qū)域沉積物TP含量降低，而植物群落沉積物TP含量仍處于較高水平。有機

4、質(zhì)含量與沉積物TP含量有顯著正相關(guān)關(guān)系。堿性磷酸酶活性與有機磷含量有顯著負相關(guān)關(guān)系。5）蘆葦在L1斷面株高較高，但磷吸收量卻不高。而在X3斷面香蒲莖粗最小(20.18 cm)，體內(nèi)磷含量卻高達2.74g/kg。
　　(2)明水區(qū)域和植物群落存在不同的垂向遷移轉(zhuǎn)化機制。1）明水區(qū)域、蘆葦群落和香蒲群落垂向斷面中，TP、TDP、SRP主要分布在上覆水體和間隙水中。TP、TDP、SRP在植物群落進水口處主要存在于上覆水體中，間隙水所占比

5、例較低。2）濕地磷主要富集在沉積物中，在水體-植物-沉積物中所占比例為95％以上，其次是植物，最低是水體。3）明水區(qū)域間隙水各形態(tài)磷與沉積物NaOH-P具有顯著相關(guān)關(guān)系;蘆葦群落表層水體和上覆水體、間隙水和沉積物有機磷有顯著相關(guān)關(guān)系;香蒲群落表層水體和上覆水體、上覆水體和間隙水有顯著相關(guān)性。4）濕地磷素由沉積物向上覆水體擴散。濕地表層沉積物吸附指數(shù)(PSI)在濕地中整體表現(xiàn)出前段低后段高的分布特征，說明濕地前段沉積物磷最大吸附量相對較小

6、。植物群落表層沉積物吸附飽和度(DPS)高于明水區(qū)域，PSI低于明水區(qū)域，表明植物群落表層沉積物磷更容易進入上覆水體。利用磷釋放風險指數(shù)(ERI)對濕地表層沉積物中的磷的潛在釋放風險進行評估，結(jié)果表明濕地表層沉積物中磷釋放風險處于高度風險范圍，其中香蒲群落磷釋放風險最高。
　　在恢復(fù)濕地中，磷素由沉積物向上覆水體擴散，具有高度的磷釋放風險;植物群落中水體各形態(tài)磷濃度和沉積物富集磷素均比明水區(qū)域低，植物可以降低區(qū)域磷污染負荷。本研究