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近年来,我国种植业和畜禽养殖业排放的非点源污染物造成的水环境问题日渐突出。河岸植被缓冲带作为连接陆地生态系统和水生生态系统的过渡带,具有阻滞和截获非点源污染物、减少污染物向河流运输等功能。浑河上游地区是重要的水源地,由于不合理的开垦,当地的河岸植被带遭受破坏,截留污染和净化水质的功能下降。恢复和构建植被缓冲带是消减非点源污染物较为经济有效的手段,但首先需要对当地已有的植被缓冲带消减非点源污染物物的效果进行量化和比较。本文采用在原位河岸缓冲带上模拟径流的方法,研究了缓冲带宽度、植被类型、径流流量、季节变化等因素对缓冲带消减径流量、径流中悬浮固体、径流中氮素和磷素的效果的影响,分析了不同污染物的消减机制,研究结果为河岸缓冲带的恢复和构建提供了理论依据,同时也丰富了我国在该领域的理论成果。主要结论如下:
缓冲带对于非点源污染物物的消减机制包括减少地表径流、降低径流流速、沉淀、植物吸收和吸附、土壤吸附、微生物吸收和反硝化等。
(1)植被缓冲带对径流量、悬浮固体浓度和质量、氮磷质量均有较大比例的消减(>60%),对氮磷浓度的消减根据污染物种类而不同。
(2)宽度对植被缓冲带的消减能力有显著影响,较宽的缓冲带消减率更高,4.5 m的宽的缓冲带已经能消减大部分的污染物。
(3)植被类型对植被缓冲带的消减能力有显著的影响。与草地相比,森林缓冲带拦截非点源污染物的效果更好,而落叶松林和杂木林两种森林类型的拦截效果随污染物不同而变化。
(4)径流流量对于缓冲带的表现有显著影响。缓冲带在较小的流量下对于径流量和污染物的拦截率较高。但在实验中使用的最大流量下,缓冲带仍保持了较高的消减效果。
(5)季节对于缓冲带的消减效果有显著影响,而且经常存在季节和植被类型间的交互作用。季节主要通过影响土壤含水率、植被密度和草本植物的茎的强度影响径流量的消减,通过影响植被吸收而影响污染物浓度的消减,最终对于污染物质量的消减产生显著影响。春夏秋三个季节中,除了悬浮固体质量和总氮浓度在夏季消减率最高外,春季的拦截率最高。