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辽河保护区植被缓冲带对N、P污染的阻控作用研究

郭鑫  
【摘要】:上世纪90年代中期,随着东北老工业基地的建设,在经济快速发展的同时,辽河流域水污染状况也逐渐加剧,其中农业非点源中氮、磷的污染日益突出。目前,建立河岸植被缓冲带是治理农业非点源污染经济有效的措施之一,国内外学者也进行了大量的研究,但针对北方地区,特别是辽河流域的河岸缓冲带植被模式及有效宽度鲜有报道。研究河岸带植被的最佳组合模式、合理有效的去除宽度可以为国家治理水污染的现状提供理论依据,为后续河岸缓冲带的恢复建设奠定坚实的理论基础,也为构建健康河岸缓冲带提供理论指导。本研究以辽河流域中上游铁岭区段为例:首先,对辽河保护区河岸带现状进行调研分析;其次,筛选出适宜的草本植被,通过实验室水培试验研究,对比分析不同植物对氮、磷营养元素的去除能力,确定最佳的河岸缓冲带植物;最后依据试验现场地形,构建六种不同植被模式的人工河岸缓冲带,以模拟降雨的形式进行现场试验,分析不同植被模式、不同宽度的植被缓冲带对农业非点源污染中氮、磷的阻控效果,得出以下结论:(1)辽河保护区内大部分河岸带植被覆盖率达到80%以上,但植被类型相对单一,以中生植物群落为主,草本植物占到90%以上;(2)通过实地考察、查阅相关文献和寻求植物专家的指导下,共选取4种草本植物进行水培试验,分别为:小冠花、草木樨、黑麦草和紫花苜蓿。结果表明,草木樨对氮、磷的去除率最高,TN和TP的平均去除率分别为69.73%和51.85%;(3)不同植被模式的河岸缓冲带对人工污水中各形态氮、磷的阻控效果不尽相同,灌草混合种植模式的河岸缓冲带对氮、磷的阻控效果明显高于单一草本植被种植模式,其中杞柳+草木樨条带和草木樨条带对TN、NH4+-N、TP的平均去除率分别为65.71%、67.85%、38.70%和35.36%、41.19%、24.64%;(4)同一植被种植模式下,河岸缓冲带对土壤渗流中各形态氮、磷浓度的去除率明显高于地表径流。其中杞柳+草木樨缓冲带对地表径流和土壤渗流中TN、NH4+-N、TP的平均去除率分别为58.2%、40%、32%和71.3%、66.4%、40%;同比增长了18.4%、66%和25%;(5)阻控率的变化趋势随着植被缓冲带宽度的增加表现为升高→降低→升高,在缓冲带的宽度为7-10m时,对各形态氮、磷的阻控效率最低,但当宽度增加至13m后,阻控效率升高,15m时阻控率达到最大;(6)六种不同植物种植模式的河岸缓冲带中,杞柳+草木樨植被缓冲带对各形态氮、磷阻控效率最高,单一黑麦草植被缓冲带的阻控效率最低。总体表现为:杞柳+草木樨杞柳+蒿属杂草草木樨蒿属杂草杞柳+黑麦草黑麦草。


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