论文部分内容阅读
研究芦苇(Phragmites australis Trin.ex Steud.)、水鬼蕉(Hymenocallislittoralis(Jack.)Salisb.)、美人蕉(Canna indica Linn.)和风车草(Cyperusflabelliformis Rottb.)四种植物人工湿地中土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤有机碳(SOC)和微生物熵的变化特点,同时连续18个月对四种植物湿地的污水净化效果进行监测,分析了四种植物群落人工湿地土壤碳和污染物去除效率的时间和空间规律,并探讨了土壤碳相关参数和污水净化效果的关系。研究结果如下:
1.各植物湿地的微生物生物量碳在垂直土壤剖面中表现为:上层＞下层,并且呈现显著性差异(P＜0.05)。在两年的监测中,上下层微生物生物量碳表现出明显的单峰型的年变化规律,即在温度较高的季节具有较高值,而在温度较低的月份测量值较低,在变化过程中下层较上层变化平缓,并且两层在夏季均显著高于冬季(P＜0.05)。上层微生物生物量碳在2009年显著大于2010年的测量值(P＜0.05),下层年际之间差异不显著。四种植物湿地中,水鬼蕉湿地在两年之中呈现出最高的微生物生物量碳值。
2.各植物湿地的有机碳在垂直土壤剖面中表现为:上层＞下层,并且呈现显著性差异(P＜0.05)。在—年的监测中,上下层土壤有机碳表现出明显的上升型变化规律,在3月份具有最低值,以后逐渐增大直到11月份达到最大值,在变化过程中下层较上层变化平缓,上层秋季具有显著最高的测量值(P＜0.05),而下层各季节之间无显著差异。四种植物湿地中,水鬼蕉湿地在一年之中表现出最高的有机碳值。
3.各植物湿地的微生物熵在垂直土壤剖面中表现为:上半年上层＞下层,下半年下层＞上层,全年两层之间无显著差异。在一年的监测中,微生物熵表现出明显的单峰型年变化规律,在3-7月份具有较高值,在春冬季节测量值不高。在全年的监测中,微生物熵在四种植物湿地之间差异不显著。
4.四种人工湿地对各污染物的平均去除率分别为:COD63.2％,BOD566.11％,TP69.73％,SP70.62％,TN65.9％,NH4-N59.86％,NO3-N64.59％。湿地净化效果具明显的季节变化,一般在夏秋季,湿地对污染物的净化效果最好,而在冬季则净化效果最差。在2010年污水净化效果率好于2009年,但是两年之间差异不显著。四种植物湿地中,风车草湿地对各污染物一般具有最好的去除效果(除SP),芦苇和美人蕉次之,而水鬼蕉湿地最差。在18个月的监测中,污染物去除率在各植物湿地之间无显著差异。
5.微生物生物量碳、土壤有机碳和微生物熵在上下层之间分别表现为正相关关系；上下层微生物生物量碳分别与上下层微生物熵呈显著正相关(P＜0.05)；上下层土壤有机碳分别与上下层微生物生物量碳和微生物熵呈负相关。
6.上层微生物生物量碳与磷的去除效果呈现较低的负相关,与其他污染物去除率呈现较高的正相关,其中与BOD5呈显著正相关(P＜0.05)；下层MBC与所有污染物去除率呈正相关,其中与COD、BOD5和TN呈显著正相关(P＜0.05)。上下层微生物熵与污水各指标的相关性分别与上下层微生物生物量碳相类似。上层有机碳与SP呈现极显著正相关(P＜0.01),与BOD5呈现负相关,而与其他污水指标呈不显著正相关；下层有机碳除与SP呈现不显著正相关之外,与其他污水指标呈现负相关。
7.芦苇和水鬼蕉湿地上下层MBC分别与植物地下生物量呈现负相关,美人蕉湿地上下层MBC与地下生物量呈现正相关,风车草湿地上层MBC与地下生物量呈显著负相关(P＜0.05),下层MBC与地下生物量呈正相关。芦苇和风车草湿地上层和下层SOC分别与植物地下生物量呈现正相关,美人蕉湿地上下层SOC与地下生物量呈现负相关,水鬼蕉湿地上层SOC与地下生物量呈现正相关,而下层则表现为负相关。