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亚热带人工湿地植物多样性与人工湿地价值评价

杨志焕  
【摘要】:人工湿地作为一种新型的水处理生态技术,其环境特征既不同于自然湿地,也不同于一般的陆生环境。人工湿地的物种多样性是一个新问题。本文进行了亚热带地区人工湿地植物多样性及其生态服务经济价值的研究。以杭州植物园复合垂直流人工湿地为研究对象,研究了人工湿地中植物的生物学特性及其景观功能、植物多样性与生态系统功能、人工湿地的生态服务价值,同时也分析了自然湿地的植物配置模式及其多样性。 亚热带人工湿地的植物多样性的研究表明:早春人工湿地的物种数为46种,其中自然迁入13种;初夏人工湿地中有61种植物,自然迁入有43种;秋末人工湿地中有72种,其中自然迁入54种;在人工湿地中,人工配置的植物种类仍然是群落结构的主体,自然迁入物种大部分处于伴生地位,应该在人工配置的基础上保留一些有价值的自然迁入植物,使人工湿地具有较高的生物多样性,既能吸除水中的多种营养成分,同时又能美化环境。 根据水位与光强,我们选择了人工湿地的4种生境类型,发现不同小生境将导致物种扩展及分布的差异。春夏季节时,光照是影响物种分布及多样性的主导因子:秋季时,水分对物种分布的影响逐渐提高,水分越低的区域,物种多样性也往往越低。整个人工湿地的多样性指数变化规律为:物种丰富度指数,秋季初夏早春,各个季节间差异不显著(P0.05);均匀度指数、Simpson指数、Shannon指数的变化规律为早春秋季初夏,春夏之间存在明显差异;根据群落学的结构特征,可将人工湿地划分成15个典型斑块,并按斑块平均高度划分为5个高度类型;对20种植物单位面积内的生物量测定表明:平均总生物量在:32.8~1316.7gm~(-2)之间,其中黄菖蒲(Iris pseudacorus)最高(1316.7gm~(-2)),喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)最低(32.8gm~(-2)),种间差异显著(p0.05),并按生物量的大小划分为高营养积累、中营养积累与低营养积累三个功能群。同时,物种生物量与株高成正相关(P0.05)。 复合垂直流人工湿地对低浓度景观水体具有良好的净化效果,其出水的NH_4-N、NO_3-N、TP、COD、BOD_5等多数指标达到或接近国家地面水标准(GB3838-2002)的Ⅰ类水标准,其中NH_4-N、NO_3-N、TN去除率的季节变化趋势与物种丰富度指数相似;TP去除率的季节间变化与Simpson指数完全相似;根据Pearson相关性分析表明:人工湿地的物种多样性与其水质净化的生态功能之间并无明显相关性(P0.05)。 人工湿地还具有显著的经济效益、生态效益和社会效益,在其生命周期内,根据条件价值法的评估,它的总经济效益为122.24万元,个人因素与支付意愿无显著相关性(P0.05);根据影子工程法的评估,其经济价值达1000万元,实际的人工湿地生态服务经济价值应处于两者之间。 整个研究通过分析人工湿地中的植物多样性与生态服务价值,确定植物的功能群类型,选择适合不同人工湿地的植物种类资源,为植物配置模式提供依据,奠定新一代人工湿地生态技术中植物学的理论基础,并量化其生态服务价值,为该技术的推广与运用提供科学依据,并成为整个国民经济核算体系中的一部分。


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