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受污染城市水体水生植被重建研究与工程实践

马剑敏  
【摘要】:受污染水体(湖泊)的一般特点是富营养化,重建其水生植被是对其进行生态修复的关键环节。在富营养化湖泊中重建水生植被的难点是先锋植物的定植成活,在此过程中,有三个问题需要解决好,一是先锋植物的选择,二是水环境的改善,三是植物的种植策略与技术。本研究以武汉市汉阳区的月湖和莲花湖为研究对象,针对上述三个问题,在实验室、湖泊围隔和整个湖泊三个层次上开展水生植被重建研究和工程实践。 1、月湖和莲花湖面积分别为66 万和8.5 万m2,均由大、小两部分组成,平均水深小于1.5m,为重富营养化的小型浅水湖泊。根据调查,在本项目实施以前,除大莲花湖有荷花分布外,其他湖区没有大型水生植物,并且都有养鱼活动。2003 年6 月至2005 年4 月,大、小月湖水中的总氮浓度平均值分别为4.833 和9.92mg/L,总磷浓度分别为0.448 和0.49mg/L;大、小莲花湖水中的总氮浓度平均值分别为8.284 和2.771mg/L,总磷浓度分别为0.650 和0.198mg/L。水中的Cd、Cr、Pb、Cu、Zn 重金属浓度较低,而相应的底泥中的浓度则明显大于水中的,根据国家Ⅲ类土壤标准,底泥中以Cd 的污染较为突出。 2、Hg~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫下,伊乐藻和苦草现存量增加的百分比、可溶性蛋白质浓度、叶绿素含量、叶绿素a/b 比值、净生产力和呼吸强度均随金属离子浓度增加而下降。Hg~(2+)对伊乐藻和苦草的毒性明显大于Cd~(2+)。伊乐藻对Hg~(2+)、Cd~(2+)及其复合胁迫的抗性较强,明显大于苦草,苦草在Hg~(2+)或Hg~(2+)+Cd~(2+)=10μmol/L时可快速致死。 3、在氨氮或硝氮胁迫下,3d 内,伊乐藻、苦草和菹草三种植物在氨氮浓度分别为≤6.25、≤1.56 和1.56 mg/L 时现存量能够保持正增长,相应的硝氮浓度分别为100、≤100 和≤200mg/L;苦草和菹草在高浓度氨氮时严重受害,受害程度是苦草菹草伊乐藻,在高浓度硝氮时受害均不明显。氨氮对植物的毒害远大于硝氮。对氨氮胁迫抗性大小的顺序是伊乐藻菹草苦草;对硝氮胁迫抗性大小的顺序为菹草≈苦草伊乐藻。 4、在磷胁迫下,3d 内,伊乐藻和苦草的现存量在磷=0.8mg/L 时可以保持正增长,菹草现存量在磷=12.8mg/L时能保持正增长。在高浓度磷胁迫下,植物没有严重受害症状。三种植物的抗性大小顺序是菹草较强,伊乐藻和苦草略差。 5、在氨氮+磷(N/P=7.8125)胁迫下,3d 内,伊乐藻、苦草和菹草现存量在氨氮+磷≤7.05mg/L时可保持正增长。高浓度胁迫下,植物有明显受害症状。三种植物的抗性大小的顺序是菹草与伊乐藻接近,苦草较差。 6、在硝氮+磷(N/P=7.8125)胁迫下,3d 内,伊乐藻和苦草现存量在硝氮+磷≤28.2mg/L 时可保持正增长,菹草现存量在≤225.6mg/L 时可保持正增长。在高浓度胁迫下,植物没有严重受害症状。三种植物的抗性大小顺序是菹草较强,


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