植物根系吸水对边坡稳定性的影响

植物蒸腾作用导致根系吸水对边坡稳定性起着至关重要的作用。为了量化根系吸水的影响效果,采用有限元方法模拟了均布形、三角形、指数形、抛物线形4种植物根系的吸水作用,同时分析了根系形态、深度对于孔隙水压力分布的影响,并对边坡稳定性进行了定量计算。研究结果表明:随着根系吸水的不断进行,浅层孔隙水压力逐渐减小,基质吸力增大,非饱和土体剪切强度增加,边坡安全性逐渐提高;4种形态植物根系的孔隙水压力及安全系数比的包络线与根系分布形函数基本相同;指数形根系的地表孔隙水压力最小,安全系数比最大,对于边坡加固效果最明显;在根系总量一定时,植物根系深度越大,其影响范围(深度)相应增大,而对于地表根系土剪切强度增量的作用越小,相应边坡安全系数增量也越小。     

湿生植物根系泌氧能力与其结构相关性研究

为了更好地了解湿生植物对湿地基质供氧能力,对西伯利亚鸢尾、风车草、芦竹和腺柳根系泌氧能力进行研究,并计算湿地植物泌氧能力,为人工湿地不同植物选择提供参考数据。结果表明:在26℃、3000 lux光照的水培条件下,芦竹根系干重泌氧率最高,达到0.201 mmol/(g·h)。湿生植物植株干重泌氧速率与根重-根长比及植株-根系干重比呈显著正相关(p0.01),也与根系孔隙度呈显著正相关。除木本植物腺柳外,西伯利亚鸢尾、风车草和芦竹单植株干重的泌氧率与通气组织面积占比呈显著正相关(p0.01),而与根系表皮层平均厚度呈显著负相关(p0.01),因此,通气组织发育程度和根系表皮层厚度也是影响湿生植物根系泌氧能力的重要因素。基于试验条件,湿地芦竹泌氧率为38.4 g/(m~2·d),湿地腺柳泌氧率为98.3 g/(m~2·d),都高于西伯利亚鸢尾和风车草泌氧率。因此,腺柳和芦竹有利于提高湿地基质中氧含量,其根际易于形成好氧环境。     

哈尔滨市中小河流河岸缓冲带挺水植物筛选研究

运用模糊综合评价方法,建立适应性、净化能力、景观性3个层次的评价指标,从花叶芦竹、芦苇、美人蕉、千屈菜、水芹、水葱、菖蒲、香蒲、雨久花、黄花鸢尾、德国鸢尾、泽泻、再力花共13种有利于河岸带恢复和构建的挺水植物中,筛选出高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种的挺水植物,最终确定叶芦竹、美人蕉、千屈菜、德国鸢尾、再力花5种挺水植物为高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽植的挺水植物。     

不同湿地植物的根系泌氧作用与重金属吸收

为研究不同湿地植物根系泌氧能力与重金属吸收积累能力间的关系,选用6种对废水中重金属吸收能力较强的湿地植物进行盆栽实验。结果表明:不同种类湿地植物的根系向水中的泌氧能力存在明显差异,植物间水体溶解氧质量浓度的差异最大可达1.05 mg/L;不同种类湿地植物对重金属的吸收积累能力也有显著差异,而且在重金属积累量方面的差异明显高于重金属浓度方面的差异。相关分析表明:不同种类湿地植物水体溶解氧浓度与植株重金属积累量之间存在显著正相关关系,相关系数达到显著水平(P0.05)。该结果说明,湿地植物对废水及底泥中重金属的吸收积累能力在相当大的程度上取决于其根系的泌氧能力。     

湿地型生态岛植物适应性试验

为了掌握湿地型生态岛中植物的适应性,了解适宜生长的植物和适宜的生态岛类型,以昆山望山河为试验河道,构造了两种类型湿地型生态岛对水生植物的越冬情况、生态适应性和氮磷积累量进行了试验研究。结果表明:所选择的5种水生植物越冬发芽率从大到小依次为鸢尾与黄菖蒲(两者相同)、梭鱼草、水葱、香蒲;砾石+泥土基质的生态岛有利于植物的株高和根数增加以及植物生长和氮磷的积累,提高湿地系统去除氮磷的能力;植物适应性和净化潜力从大到小依次为梭鱼草、鸢尾、黄菖蒲、水葱;鸢尾和黄菖蒲在试验地区可常绿越冬,适宜于冬季的城市河道治理,景观效果较好。     

人工湿地中几种常见水生植物氨氮耐受性试验研究

选择人工湿地中常用的6种水生植物(美人蕉、菖蒲、香蒲、芦苇、凤眼蓝和睡莲)为受试植物,进行氨氮耐受性试验。在人工培养条件下配置不同氨氮浓度的营养液对这6种植物进行培养,一定时间后,对植物的抗氧化酶防御系统主要酶学指标进行测试。通过测定植物叶片中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性变化,找出6种水生植物的氨氮耐受性规律。结果表明：(1)菖蒲的SOD活性在氨氮浓度为300 mg/L左右时达到峰值,凤眼蓝、香蒲、睡莲的SOD活性峰值均在氨氮浓度为500 mg/L左右时出现,美人蕉和芦苇的SOD活性峰值出现在600 mg/L以后,且前期呈稳定增长;(2)凤眼蓝、睡莲、香蒲、菖蒲的CAT活性峰值均在氨氮浓度为500 mg/L左右出现,且前期都呈稳定增长,美人蕉和芦苇的CAT活性峰值在氨氮浓度为600～700 mg/L时出现,其中芦苇呈稳定增长,美人蕉呈先减后增的趋势;(3)凤眼蓝和睡莲的MDA在氨氮浓度为300 mg/L左右时达到峰值,香蒲和菖蒲的MDA在氨氮浓度为500 mg/L左右时出现峰值,美人蕉和芦苇的MDA峰值在氨氮浓度为600 mg/L以后出现;(5)菖蒲、凤眼蓝、芦苇、睡莲适用于低浓度氨氮环境,美人蕉和芦苇虽然受到低浓度氨氮的一些胁迫,但在高浓度时表现出色,美人蕉和芦苇对氨氮的耐受性更强。     

黑臭水体生态治理中浮岛植物净化能力对比研究

选取再力花、风车草、黄菖蒲和美人蕉4种常见的植物为研究对象,对其在黑臭水体下的生长特性及吸收氮磷能力进行比较研究。结果显示:实验期间美人蕉净生物增量最大,再力花次之,风车草与黄菖蒲两者较接近。4种挺水植物对污染物的去除负荷顺序大致为:再力花美人蕉黄菖蒲风车草。而单位生物量植物对污染物的去除负荷顺序总体为:黄菖蒲风车草再力花美人蕉。该4种挺水植物都可作为黑臭水体生态修复应用,但若考虑其后期维护等问题,建议使用净化能力较强,而生物量增加较小的黄菖蒲。基于生态系统的结构复杂性考虑,又建议多采用挺水植物种类,黄菖蒲的数量上占优势即可。     

南矶山碟形湖湿地植被群落分布特征与评价

为阐明南矶山碟形湖湿地植物物种多样性特征,采取了多样性指数等调查方法对代表性碟形湖优势植被群落进行了分析。结果表明,研究区域植物物种共有10科18属28种,其中丰富度依次为芦苇群落南荻群落苔草群落;多样性指数依次为芦苇群落南荻群落苔草群落;均匀度指数依次为南荻群落芦苇群落苔草群落;优势度指数依次为苔草群落芦苇群落南荻群落。在研究的3个群落中,丰富度、多样性指数、均匀度指数和优势度指数在不同群落中存在显著的差异,并体现出多样性指数以及丰富度高的群落往往优势度指数就小的一般规律。南矶山湿地碟形湖区物种多样性差异与湖泊水位、植物繁殖特性、物种种间竞争力是显著相关的,并充分体现出南矶山湿地生境的多样化特征。     

由土壤水势估算二维根系吸水的研究

本文运用土壤水势能理论研究果树根系吸水,提出了计算二维根系吸水速率的数学模型,着重分析了土壤水势,根系密度和大气蒸发力等因素对根系吸水的影响。     

基于NBS的生活污水污染物去除效果研究

NBS与可持续、和谐-绿色发展、资源合理开发和生态保护优先等理念密切相关。在生活污水处理过程中为实现就地取材、成本低、易管理、无二次污染,基于NBS的本地水生植物的合理选取和自然基质的优化组合尤为重要。论文选择5种水生植物(千屈菜、黄菖蒲、芦苇、香蒲、荷花)和6种基质(砂子、石子、炉灰渣、砂子+土、石子+土、炉灰渣+土)进行生活污水的生态处理试验,采用整合分析法研究基质和水生植物对生活污水中的CODMn、TP、TN去除效果,为生活污水的生态处理系统设计提供参考依据。实验结果表明:5种水生植物对CODMn的平均去除率表现为香蒲(85%)芦苇(77%)黄菖蒲(66%)荷花(63%)千屈菜(59%);对TP的平均去除率表现为香蒲(85%)芦苇(76%)黄菖蒲(71%)荷花(69%)千屈菜(61%);对TN平均去除率表现为香蒲芦苇黄菖蒲千屈菜荷花,去除率分别为83%、77%、69%、58%和53%。炉灰渣对生活污水污染物的去除率最高,对CODMn、TN、TP的去除率分别为71%、69%和74%。论文通过评估实验期内同一进水条件下各种组合对污染物的去除能力,确定影响因素,为进行基于NBS的污染物最佳去除效率的研究提供依据。     

不同植物配置人工湿地冬季生活污水净化效果比较

以某三级串联水平潜流人工湿地污水处理工程为实验基地,研究了5种华南地区常见湿地植物的选择和配置对净化冬季生活污水的影响,为华南地区人工湿地合理优化配置植物提供一定的依据。结果表明:人工湿地系统在冬季对COD、BOD5、TP和大肠菌群仍有较好的去除效果,对TN的去除效果较差。在实验条件下,COD和BOD5的降解主要发生在第一级湿地单元,TP和TN的降解主要发生在第三级湿地单元。三级串联湿地系统净化效果较佳的植物搭配是:第一级栽种水生美人蕉,第二级栽种再力花,第三级栽种菖蒲。     

南方丘陵山区湿地氮磷时空变化及影响因素分析

对陈墩库区湿地从2015年9月到2016年8月进行水质监测,通过方差分析和相关性分析归纳总结湿地氮磷浓度变化规律,探究不同植物与湿地氮磷的相互作用。结果表明:陈墩库区TN、TP浓度在不同湿地季节变化有所差异,各湿地TN浓度在春、夏、冬差异显著;TP在冬季有显著差异,其余季节均无明显差异,陈墩库区TN、TP浓度季节变化与进水氮磷浓度和湿地面积、植物类型及生长状况密切相关;不同植物与湿地TN、TP呈现不同的相关性,这与水生植物对氮磷的吸收能力不同有关;轮叶黑藻、再力花、芦苇对氮磷的去除效果较好。     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

水力条件对芦苇湿地系统DO质量浓度的影响

就水位及水力负荷对湿地系统中DO质量浓度的影响进行实验。结果表明：随着水位的不断提高,芦苇湿地系统中的DO质量浓度呈现出不断升高的趋势,且在300～550 mm水位区间增加趋势比较明显,随着水位的再度升高,在550～650 mm水位区间DO质量浓度增加趋势趋于平稳;随着水力负荷的不断增加,芦苇湿地系统中的DO质量浓度呈现先增加后减小的趋势,本实验中最适合的水力负荷在0.8968～1.2230 m3/（ m2＆#183; d）之间。     

湿地植物对城市雨水径流污染的净化效能与适应性研究

通过灯芯草、千屈菜、菖蒲、梭鱼草的雨水径流水培试验,研究了湿地植物对城市径流主要污染物COD、TN、TP及重金属的净化效能,分析了植物对径流污染物的耐受性和适应性。结果表明:植物对重金属的净化效能良好;千屈菜对COD的耐受性及去除率差,当COD≥1 160 mg/L会导致其死亡;灯芯草对pH值的适应力差,酸雨会严重影响其水处理效果及长势;当pH<6时菖蒲和梭鱼草对径流TP的处理能力相当;对TN<20 mg/L的雨水径流,菖蒲对TN的去除效率达93%以上优于梭鱼草,且菖蒲对径流COD的去除效果及适应性好于其他三种植物,是较适宜的雨水径流湿地植物。     

Phytoremediation of atrazine by three emergent hydrophytes in a hydroponic system

A hydroponic system was used to evaluate atrazine (ATZ) removal and uptake by three emergent hydrophytes, Iris pseudacorus, Lythrum salicaria and Acorus calamus, determining their potential as phytoremediation agents for ATZ-contaminated water. After 20 days of exposure, the relative growth rate of plants in sterile conditions was less than in natural conditions. ATZ amount in a culture solution planted with emergent plants decreased significantly compared with an unplanted solution, and the removal rate of ATZ in natural conditions was greater than in sterile conditions (p < 0.05). The degradation contributions of I. pseudacorus, L. salicaria and A. calamus were 75.6, 65.5 and 61.8%, respectively. Those of the corresponding microbial population in the solution were 5.4, 11.4 and 17.4%, respectively. Emergent plants play a dominant role in reducing the ATZ level in the water body and could be used as phytoremediation agents.     

一年野生草本植物根系力学性能动态变化特征

土壤-根系复合体力学性能与根系力学性能密切相关。通过野外小区随机取样,测定了一年野生草本植物—狗尾巴草和稗草的根系参数和力学性能。结果显示:研究期间,狗尾巴草根系直径和根系密度参数随生长历时先增大后减小,稗草根系直径和根重密度随生长历时持续减小,而其含根量则随之先增大后减小;狗尾巴草根系直径小于稗草,但其含根量、根重密度、根长密度以及草根抗拉力和抗拉强度均大于稗草;两种植物单根抗拉力和抗拉强度分别与根系直径呈极显著幂函数正相关和对数负相关(P≤0.001),除较粗根系(0.6 mm)外,单根抗拉力和抗拉强度均随生长历时先增大后减小。试验结果有助于进一步了解土壤-根系复合体力学性能的动态变化特性征,以为固土护坡野生草本植物的选择提供一定理论依据。     

植物根系对河道滩坡抗冲性影响的试验

为研究植物根系对边滩坡面固土抗冲性的影响,选择麦冬草、芦苇和蒿草3种天然植物进行抗冲性物理试验,测量植物种植密度、根系面积比率和冲刷量。试验结果表明,根系发达、根系面积比率大的植物对滩坡的固土护岸作用大且范围广,防护效果好,并给出了根系纵深分布一般公式以及稳定坡面的地形函数。     

浅谈人工湿地对面源污染中氮素的去除效果

针对我国的农业面源污染的现状,探讨了不同湿地植物和不同水流方式的人工湿地对农业面源污染中氮素的去除效果。文章从氮素的去除机理出发,通过植物和水流方式两个方面对氮素的去除效果进行分析,得出结论如下:不同湿地植物对氮素净化效果有差异,但总体来说湿地植物的生物量越大、根系越发达净化效果越好;湿地系统脱氮过程中,大部分氮是由微生物作用去除的,而复合式湿地及根系发达的湿地植物对微生物作用有良好的促进作用。