论文部分内容阅读
本研究通过在人工气候室和野外分别构建小型人工湿地,研究了美人蕉(Canna indica)、风车草(Cyperus flabelliformis)、芦苇(Phragmites australis)、水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)、紫芋(Colocasia tonoimo)和鸢尾(Iris tectorum)六种湿地植物的根际氧化还原电位(ORP/Eh值)随不同光照(无光照:0Lux、较弱光照:1000 Lux、中光照:5000 Lux、较强光照:10000 Lux)和不同温度(较低温:18℃、中温:25℃、较高温:32℃)条件的变化,测定了在不同光照和温度下不同植物湿地对营养去除的效果。在野外条件下测定了植物根际氧化还原电位的日变化。探讨了根际氧化还原电位与生物量、营养去除效果的关系。
1.在实验室条件下,随着光照强度的增强,六种植物的根际氧化还原电位都有不同程度的上升。其中,水鬼蕉增幅最大;紫芋只有极小的上升幅度;风车草和美人蕉的根际ORP值都是在中光照之前几乎没有变化,从中光照开始至较强光照上升较快,美人蕉总的增幅为14.8 mv,风车草总的增幅为12.2 mv;芦苇与鸢尾的变化表现一致,都是从555 mv左右缓慢上升至563 mv左右。水鬼蕉的根际ORP值对光照强度变化的反应较敏感,特别是在较弱光照和中光照情况下最为明显;鸢尾和芦苇的根际ORP值对各光照强度的变化较不敏感;紫芋对光照强度的变化几乎无反应;美人蕉和风车草对较弱的光照强度变化反应较不敏感,对较强的光则反应敏感。
2.在实验室条件下,六种植物的根际ORP值在三个不同温度下的变化各有不同。随着温度的上升,风车革、鸢尾和紫芋的增幅明显,增幅均在25 mv左右,而且变化曲线一致,它们的根际ORP值从中温开始到较高温都上升较快。水鬼蕉、美人蕉和芦苇变化不明显,但芦苇在中高温时上升幅度稍大。
3.在实验室条件下,除了芦苇之外,其余五种植物的根际ORP值要么与光照强度呈正相关,要么与温度呈正相关,并且只与光照强度、温度其中之一呈显著正相关,没有同时呈现。其中,美人蕉、水鬼蕉与光照强度呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关;风车草、紫芋和鸢尾则与温度呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关;而芦苇与光照强度、温度均无显著相关性。
4.在实验室条件下,六种植物在各条件下的TP去除率与根际ORP均显示正相关性,其中较突出的是较低温、中温和较弱光照条件下的,均达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关;TN和COD的去除率与根际ORP的相关性均较低,只有较强光照条件下的ORP值与TN的去除率呈显著相关(P<0.05)。
5.在实验室条件下,六种植物的根际ORP与生物量有较密切的联系,特别是与植物的总生物量、地上部分生物量和地下部分生物量显著相关(P<0.05)。
6.在野外条件下,六种植物的根际ORP值日变化曲线相似,都是清晨时较低,之后逐渐上升,中午前后最高,在中午某个时段出现一个低值,下午又逐渐下降,整体变化呈现为“双峰型”曲线。但不同植物的双峰值出现时间有所不同,风车草和芦苇的峰值出现在11:00和14:00,其他植物的峰值分别在12:00和14:00。各植物根际的ORP值日变化基本都在130 mv~350 mv之间,使植物根际的氧化态和还原态环境交替出现。其中,水鬼蕉的根际ORP值日变化幅度最大,而风车草和芦苇则相对较为平缓,其他三种植物的变化表现相似。
7.在野外条件下,六种植物的根际ORP日平均值从大到小依次为风车草、紫芋、芦苇、水鬼蕉、美人蕉、鸢尾。其中,风车草和紫芋显著高于鸢尾、美人蕉和水鬼蕉(P<0.05)。芦苇显著高于鸢尾、美人蕉(P<0.05),与水鬼蕉无显著差异。风车草、紫芋和芦苇三者之间无显著差异,鸢尾、美人蕉和水鬼蕉三者之间无显著差异。
8.在野外条件下,湿地植物的根际ORP值日变化与光照强度的日变化和气温的日变化均呈正相关,其中美人蕉、风车草和芦苇的根际ORP值日变化与光照强度日变化呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关;所有植物的根际ORP值日变化均与温度日变化成极显著正相关(P<0.01)。