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填埋气体胁迫下适生植物根际土壤微生物分子生态学研究

王云龙  
【摘要】: 近年来,卫生填埋作为城市生活垃圾广泛应用的最终处置方式日益暴露出局限性。卫生填埋场封场植被恢复缓慢,恶臭和温室气体污染以及景观生态破坏严重等问题,已成为影响我国城镇生态文明建设的制约因素之一。因此,本论文针对目前垃圾填埋场植被恢复缓慢所带来的若干问题,通过对杭州市天子岭垃圾填埋场植被调查和筛选,获得系列国内外首次报道的垃圾填埋场适生植物,在此基础上,构建了一种污泥或污泥堆肥强化覆土肥力适生植物适配种植的垃圾填埋场植被恢复技术,通过实验室模拟试验,探讨了填埋气体胁迫下适生植物白藜和高羊茅根际土壤微生物种群结构多样性及功能变化,阐明了填埋气体胁迫下污泥及堆肥污泥覆土改良及提升适生植物根际土壤甲烷氧化微生物分子生态学机理。研究结果为垃圾填埋场植被快速恢复和温室气体减排提供技术与理论依据。 以杭州市天子岭垃圾填埋场为研究对象,运用植物分类学与植物生态学相结合的方法,调查分析了垃圾填埋场35科86种植物及其分布状况,发现填埋场植被自然恢复周期较长,约需7~8年,植被主要以耐干旱贫瘠,具有强侵占性和破坏性的草本植物为主,灌木次之,藤本植物和乔木的种类相当稀少,演替趋势符合废弃地植被演替的一般趋势。提出以人工控制天然草本植物的繁衍为基础,适当引入耐干旱贫瘠的抗性浅根系植物品种,通过强化填埋覆土肥力,促进植物生长,加速垃圾填埋场封场植被恢复进程的措施和建议。 以垃圾填埋场植被调查为依据,结合生物多样性与景观生态设计原则,选取乔、灌木植物20种和草本植物9种,人工筛选获得女贞、湿地松、珊瑚朴、白藜、高羊茅等11种耐性适生植物,其中珊瑚朴、黄连木、大叶榉、红叶石楠、紫荆和白藜为国内外首次报道的垃圾填埋场适生植物。创建了以女贞、湿地松、珊瑚朴、红叶石楠、紫荆、高羊茅和画眉草等耐性适生植物为基础的“乔木+灌木+草本”组合适配填埋场覆土植被种植方案,自主研发了一套污泥强化覆土填埋场植被快速恢复技术,可缩短垃圾填埋场植被恢复时间2年以上。 以垃圾填埋场适生植物白藜为试材,在实验室条件下,研究并探讨填埋气体胁迫下,适生植物白藜的生长发育对填埋覆土甲烷氧化活性和微生物种群结构多样性的影响及其相互关系。研究结果表明,白藜的种植可显著提高土壤中可培养细菌数量(P<0.05)。在填埋气体胁迫下,自白藜生长的花期(90天),覆土可培养甲烷氧化菌数量和甲烷氧化活性均显著高于未经填埋气体处理的对照土壤(P<0.05)。在白藜生长发育进入果期(150天)时,填埋气体胁迫下白藜根际土壤甲烷氧化菌数量和甲烷氧化活性最高。变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE) -分子克隆的研究结果表明,填埋气体胁迫下白藜根际土壤细菌种群结构多样性与纯土、纯土种植白藜和纯土加填埋气体处理土壤存在显著性差异。甲基八叠球菌属(Methylosarcina)是填埋气体胁迫下白藜根际土壤优势甲烷氧化菌群,而甲基球菌属(Methylococcus)、甲基孢囊菌属(Methylocystis)、甲基弯曲菌属(Methylosinus)则是未种植白藜的填埋覆土的主要甲烷氧化菌群。因此,填埋气体胁迫下,白藜根际对优势甲烷氧化菌群具有选择性,白藜的种植可显著提高覆土的甲烷氧化活性和细菌种群结构及多样性。 选取垃圾填埋场适生植物高羊茅为研究对象,研究探讨了填埋气体胁迫下污泥和堆肥污泥等覆土添加剂对植物生长、光合性能、根际土壤甲烷氧化活性、根际土壤微生物种群结构多样性的影响及其相互关系。研究结果表明,填埋气体胁迫下,污泥或堆肥污泥的添加,可显著提高植物叶片叶绿素含量和光合特性,促进植物生长。末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术分析结果表明,填埋气体胁迫下,污泥和堆肥污泥的添加可改变适生植物高羊茅根际土壤细菌种群结构多样性。添加污泥和污泥堆肥可显著提高根际土壤可培养甲烷氧化菌数量及其甲烷氧化活性(P<0.05),相比之下,堆肥污泥添加效果更为明显。PCR-DGGE-分子克隆分析表明,添加污泥和堆肥污泥可显著提升高羊茅根际土壤甲烷氧化菌生物多样性,并使Ⅱ型甲烷氧化菌成为了其中的优势甲烷氧化菌。填埋气体处理与植物种植前,填埋覆甲烷氧化菌主要以Ⅰ型甲烷氧菌甲基球菌属(Methylococcus)和甲基杆菌属(Methylobacter)微生物为优势。在填埋气体胁迫下,添加堆肥污泥处理的高羊茅根际土壤甲烷氧化微生物甲基球菌属(Methylococcus)、甲基暖菌属(Methylocaldum)和甲基孢囊菌属(Methylocystis)为优势,且Ⅰ型甲烷氧化菌的丰度比Ⅱ型甲烷氧化菌更高;而添加污泥处理的高羊茅根际土壤甲烷氧化菌则以甲基暖菌属(Methylocaldum)、甲基孢囊菌属(Methylocystis)和甲基弯曲菌属(Methylosinus)为优势,根际土壤甲烷氧化菌群种类明显低于堆肥污泥处理,并以Ⅱ型甲烷氧化菌为主。显然,不同的填埋覆土改良剂对填埋气体胁迫下,适生植物根际土壤甲烷氧化微生物多样性的形成、数量及其活性的影响机制存在差异。尽管如此,添加污泥或堆肥污泥提升高羊茅根际土壤甲烷氧化活性的机理可能是由于养分促生,覆土孔隙度改善以及根系氧压增加的结果;填埋气体胁迫下,高羊茅根际土壤甲烷氧化菌群结构多样性差异是导致不同覆土改良剂作用下高羊茅根际土壤甲烷氧化活性存在显著性差异的重要因素。


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12 ;发达国家垃圾填埋气体利用经验[J];环境;2003年01期
13 肖雄;垃圾填埋场封场工程施工安全措施[J];工业安全与环保;2003年12期
14 唐青云,王琪,董路;便携式红外线分析系统在垃圾填埋场的应用[J];分析仪器;2002年03期
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4 许四法;杨杨;张文华;;日本垃圾填埋场防渗材料使用情况[A];“防水工程与材料”第九届防水技术专业委员会学术年会论文集[C];2005年
5 陈朝阳;李瑞方;李银芳;陈艳雪;黄锡宏;李国文;;垃圾·能源——CZY垃圾转化利用技术[A];2010固废战略论坛论文集[C];2010年
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7 徐高平;孟岗;;垃圾填埋场渗滤液的处理工艺介绍[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(2)[C];2003年
8 赵爱根;;垃圾填埋场封顶系统排水土工网设计和边坡稳定性[A];全国第六届土工合成材料学术会议论文集[C];2004年
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6 高远;鄂霍次克海天然气水合物区柱状沉积物LV39-18H微生物多样性研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
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1 早报走基层报道组;64岁老阿姨夏夜坚守垃圾房 劝说居民正确分类[N];东方早报;2011年
2 本报记者 张家春;垃圾“围村”之忧[N];玉溪日报;2010年
3 邱笑尘 记者 牟晓杨;日处理垃圾1500吨[N];大连日报;2011年
4 王璐 赵鸣婵;边远乡镇垃圾怎么处理?[N];中国环境报;2011年
5 记者 王东亮;三大垃圾填埋场集中招标除臭[N];北京日报;2009年
6 林忠;连线连片治理村庄垃圾[N];中国环境报;2010年
7 本报记者 蔡树农;垃圾和艺术在一起的时候……[N];美术报;2010年
8 记者 唐群雄 通讯员 杨人 实习生 罗浩;垃圾中的大头针也能选出[N];长沙晚报;2010年
9 通讯员 楚亚恒;环保垃圾填埋场开建[N];西安日报;2010年
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