水葫蘆生態論文：水葫蘆的生態還原技術實踐探討范文

本站小編為你精心準備了水葫蘆生態論文：水葫蘆的生態還原技術實踐探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

作者：張發闊邵曉龍孫貽超劉紅磊袁敏謝華生李莉于丹劉旭單位：天津工業大學天津市環境保護科學研究院

目前，應用最廣的是生態修復法。水體生態修復是利用生態系統原理，采取各種方法修復受損傷的水體生態系統的生物群體及結構，重建健康的水生態系統，修復和強化水體生態系統的主要功能，并能使生態系統實現整體協調、自我維持、自我演替的良性循環。

水生態修復技術在發達國家已得到較為成功的應用，但在我國僅有少量應用，總體上處于試驗研究階段，其主要的制約因素包括氣候條件、生物種類和物種引入、土地利用及運行維護等。高等水生植物對藻類的克制作用具有一定的普遍性，不僅可以減少水面風速，從而減少沉積物質再次懸浮的可能性，增強底質穩定性，降低水體濁度，吸附有機碎屑，而且與微生物有協同作用，促進水體礦質元素生物地球化學循環，有明顯去除氮、磷的效果。對水生植物與藻類間生長競爭關系的研究不僅有助于生態修復相關理論的完善，對實際工程也有指導意義。因此，筆者通過模擬富營養化水體環境，研究水葫蘆放養密度對水體葉綠素的影響，從而確定浮水植物控制水體藻華的最佳生物量，以期為富飼養化水體生態修復的理論與實踐研究提供借簽和參考。

材料與方法

1材料由于水葫蘆是公認的去除氮磷效果最好的水生植物之一，因此選擇水葫蘆作為水生態修復模擬試驗中藻類生長的競爭者。天津地區藻類組成均為綠藻和硅藻，并以綠藻為主，因此該試驗選擇綠藻。

2試驗設計考慮到綠藻的生命周期及試驗條件，試驗時間為2011年8～9月份。又因為水體底泥對水體富營養化發展可能帶來影響，該研究設計了有/無底泥2組試驗。

2．1無底泥試驗。該試驗設置6個處理，采用6個玻璃水槽(390mm×230mm×260mm)，并編號A、B、C、D、E、F(表1)，模擬天津地區富營養化靜止水體，試驗平均溫度為30℃。試驗用中水TN、NH3-N、NO－3-N含量分別為2.49、0.067、2.10mg/L，TP和PO3－4-P含量均小于0.01mg/L。前期試驗發現，市政中水在加入氮、磷后極易發生綠藻水華，因此該研究用中水與50ml氮磷溶液(氮、磷濃度分別為2000、200mg/L)配置成20L水溶液，每槽加20滴水培花卉馴養液并攪拌，槽壁水面以下涂黑做遮光處理。選擇生長健康且生長狀況相似的水葫蘆(平均株重約14g)，用超純水沖洗干凈后進行無土栽植。試驗期間，用超純水補充每天蒸發損失的水分。每隔7d攪動試驗水體，并取水樣500ml，檢測總氮(TN)、總磷(TP)及葉綠素濃度3項水質指標。

2．2有底泥試驗。試驗土壤為天津大港區河道底泥(質量均為1kg)，底泥pH為8.02，其中全鹽量、鈉、鎂、全氮、全磷含量分別為6210、2210、1320、801568mg/kg。該試驗操作、采樣處理以及測定指標基本同無底泥試驗，設置2個處理，采用2個玻璃水槽，編號G、H(表2)。

3數據處理采用Origin7．5制圖軟件繪圖，相關性分析采用SPSS17．0數據分析系統。

結果與分析

1無底泥試驗

1．1葉綠素濃度變化。由圖1可見，無水葫蘆投放的對照系統中，隨著試驗的進行，藻類急劇生長，葉綠素水平相應驟升。第1天葉綠素水平為0mg/m3(低于實驗室丙酮萃取分光光度法最低檢測限10.0mg/m3)，第28天則達到434.6mg/m3;以后逐漸下降，第42天降到388．7mg/m3。相對于對照系統，有水葫蘆生長的系統中葉綠素水平大幅降低，而且呈現出水葫蘆數量越多，降低幅度越大的趨勢。生長1棵水葫蘆的模擬系統B中，葉綠素濃度最高水平達285.0mg/m3;而生長4棵水葫蘆的模擬系統D中，葉綠素最大濃度僅為119.0mg/m3。此后，水葫蘆數目的繼續增加對葉綠素濃度影響不大，葉綠素水平僅有略微上升。這是因為水葫蘆栽植密度過大，同種之間的生長競爭變得明顯［18－19］，致使水葫蘆的增加對藻類生長的抑制效果不顯著。

1．2相關性分析。無底泥模擬試驗中，水葫蘆數量與葉綠素濃度呈顯著負相關，相關系數為－0．541＊＊;而TP、TN與葉綠素濃度的相關系數分別為－0.358*、－0.436＊＊，說明水葫蘆相比其他環境水質因子對葉綠素水平有更強的限制作用(表3)。

2有底泥試驗在模擬系統中加入底泥進一步模擬富營養化水體水質環境，不僅可以驗證有/無底泥試驗結論是否相同，水葫蘆在實際水體中存在富含大量富營養物質的底泥的更為復雜情況下是否可以顯著抑制富營養化藻類的生長，而且還可以驗證得出的閾值是否合理，水生植物與藻類之間的生長競爭關系在實際生態修復中的應用和推廣是否可行等一系列問題。

2．1葉綠素濃度變化。由圖2可知，同無底泥試驗類似，葉綠素濃度在第28天后開始明顯下降，其葉綠素濃度明顯低于無底泥試驗，但有水葫蘆生長時葉綠素濃度顯著低于無水葫蘆時。投放4棵水葫蘆的系統G中，葉綠素濃度最高為32．2mg/m3，明顯低于未投放水葫蘆的最高濃度76．9mg/m3。另外，無水葫蘆模擬系統G中葉綠素最高濃度維持在65.0～80.0mg/m3之間，投放4棵水葫蘆的模擬系統H中葉綠素最高濃度維持在25.0～35.0mg/m3之間，二者均在較長時間維持相對穩定的水平。對于有底泥試驗中的葉綠素濃度明顯低于無底泥試驗的，且較長時間維持在相對穩定的水平，主要有2個原因:一是底質吸附培養液中的部分營養物質，在一定條件下緩慢釋放;二是由于富營養化水體本身以及取樣時人為攪動導致底質擴散，不易沉降的懸浮物增加了水體濁度，水體透光率明顯減小，導致水生植物光合作用效率降低，從而使得葉綠素含量明顯減少。

2．2相關性分析。有底泥模擬試驗中，水葫蘆數量與葉綠素濃度呈顯著負相關，相關系數為－0．634*，而TP、TN與葉綠素濃度的相關系數分別為－0.419、－0.278，同樣說明水葫蘆相比其他環境水質因子對葉綠素水平有更強的限制作用(表4)。

結論

研究結果表明，浮水植物與藻類之間的生長競爭關系明顯，浮水植物的存在可以顯著抑制水體藻類發展。當水面水葫蘆覆蓋率達到51%(種植4棵水葫蘆)時，能夠顯著抑制藻類生長，葉綠素濃度降低58%。