青岛市重金属污染海岸线景观生态修复植物配置设计模式研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaofengwuxuan123
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本研究以青岛市滨海岸线重金属污染情况为出发点,通过对青岛市滨海岸线土壤重金属成分及含量的测定,利用内梅罗指数法、潜在生态风险指数法、地累积指数法对青岛市滨海岸线土壤重金属污染情况进行评价分析发现,青岛市滨海岸线土壤污染情况较为严重、存在较大的生态风险,分析可知导致这种污染程度最主要的重金属为Cd,因此对含有重金属Cd的样地进行再调研,对样地内的植物进行野外调查统计,分析对比总结归纳青岛市滨海岸线土壤重金属Cd污染浓度特征和典型自然植物群落多样性格局;通过对土壤重金属Cd含量和土壤盐碱的量化测定实验,分析研究区的土壤的盐碱特征、重金属Cd含量对植物群落类型分布的影响,初步确定青岛市滨海岸线的重金属Cd含量对群落类型分布的影响极其显著;通过对研究区自然植物群落研究,研究分析不同浓度重金属Cd污染水平下的芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、狗尾草(Setaria viridis)3种典型自然植物群落的群落结构特征,不同重金属Cd污染程度下植群落的生长情况存在显著不同,以便筛选出适合青岛市重金属Cd污染岸线土壤环境的重金属耐受性植物及潜在的能够修复重金属Cd污染土壤的植物,最终总结筛选出适合青岛市重金属Cd污染岸线土壤的自然植物群落模式,最终进行生态景观植物修复。以期为重金属Cd污染滨海岸线土壤的生态修复的提供一定的理论指导及依据:(1)通过内梅罗指数法、潜在生态风险指数法、地累积指数法可以得出青岛市滨海岸线土壤存在较大的生态风险、污染情况较为严重,而导致这种情况最首要的重金属为Cd。(2)对青岛市滨海岸线重金属污染47个样地进行自然植物群落的调查与统计,统计样地内各种植物的名称、高度、株数等,共记录了82种植物,隶属于27科66属,其中的菊科和禾本科植物在调研场地中占有较明显优势。(3)三种典型自然植物群落在植物物种多样性指标分析中显示:香农多样性指数最大的为芦苇群落(1.809),与盐地碱蓬群落、狗尾草群落差异不显著(P>0.05);丰富度指数最大的为狗尾草群落(1.008),与芦苇群落、狗尾草群落差异不显著(P>0.05);均匀度指数芦苇群落>盐地碱蓬群落>狗尾草群落,分别为0.918、0.911、0.880,三个群落之间的差异不显著(P>0.05);辛普森多样性指数中最高的为狗尾草群落,盐地碱蓬群落次之,芦苇群落最低,分别是0.811、0.775、0.769,三个群落之间的差异同样不显著(P>0.05)。(4)根据数据分析显示,青岛市滨海岸线重金属Cd污染地区全盐量平均值为0.180%,pH平均值为7.528,平均重金属Cd含量为16.004mg/kg。根据差异性检验结果,在全盐量控制在平均值0.180%(±5%)和pH分别控制在平均值7.528(±5%)范围内时,重金属Cd含量为影响该条件下植物群落类型的主要因素(P<0.01)。(5)在保证选取样地的全盐量和pH值均在平均水平时,通过其多样性指数的变化判断本研究中3种典型自然植物群落对场地重金属Cd均体现出一定的耐受性,其对不同污染程度的耐受情况根据植物群落多样性指标衡量,在重金属Cd浓度较低时,参考重金属Cd含量为6.89≤Cd<15.2mg/kg时,其植物群落各指标表现为狗尾草群落>芦苇群落>盐地碱蓬群落;而随着重金属Cd含量的增加,测量值范围参考为15.2≤Cd<25.4mg/kg时,盐地碱蓬群落的优势性逐渐体现,此时植物群落各指标表现为盐地碱蓬群落>芦苇群落>狗尾草群落;当测量值范围参考为25.4≤Cd<46.5mg/kg时,在测量的所有植物群落中仅剩芦苇群落,芦苇群落表现出绝对的优势。由此可见,芦苇群落无论在轻度还是重度重金属Cd污染中,其都可以表现出较好的重金属Cd耐受性,盐地碱蓬群落和狗尾草群落则分别在中间区域Ⅲ、Ⅱ级重金属Cd污染土壤环境中表现出优势,更适于此类环境生长。(6)通过对青岛市重金属Cd污染滨海岸线研究区的自然植物调查研究和植物群落多样性指标的归纳分析,参照植物配置设计原则,根据物种优势度和草本重要值等,筛选出适应不同重金属Cd污染等级的植物物种共15种。结合不同重金属Cd污染等级环境对其进行景观生态植物配置设计模式的研究,共对四种不同重金属Cd污染等级的环境设计四类5种植物配置模式。
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