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三峡工程举世瞩目,具有发电、防洪、航运、供水灌溉等功能,经济、社会效益明显,但其反季节的调蓄水制度、周期性蓄泄水对三峡库区水生态环境带了一系列影响。随水位周期性涨落,三峡库岸形成了落差30 m的消落带,是水陆交错地带,氧化还原条件季节性变化明显,生态承载力弱,水陆界面过程污染物源汇转化关系对三峡水生态安全保障至关重要。三峡消落带落干期气温升高、水位下降,消落带裸露,适生植被可利用消落带土壤氮磷等元素快速生长,并拦截陆源污染物,减少水体氮磷输入。淹水期消落带适生植被长期淹没浸泡,叶片等易分解植物组织快速衰亡腐烂且分解释放氮磷等元素并进入水体,从而增加三峡水体富营养化潜在风险。(1)以三峡典型支流–澎溪河为例,选取上游(渠口镇)和下游(双江镇)两个水文断面,150、160、170 m三个水位高程调查了狗牙根分布特征,并于干湿循环和持续淹水两种水文情势,15–25–35–25–15℃连续温度变化下进行培养,测定了水–土(W-S)、水–植被(W-C)和水–土–植被(W-S-C)三种体系下总溶解性氮磷(TDN、TDP)含量随时间变化。结果表明:狗牙根生物量随消落带水位高程降低而下降,表现为170m(1.62 kg/m2)>160m(0.85 kg/m2)>150m(0.19 kg/m2)。在整个培养阶段,三种体系TDN、TDP含量均随培养时间的延长而增加,表现为W-S-C>W-C>W-S体系,TDP释放动力学过程符合Polynomial Inverse First Order模型,TDN释放动力学过程符合Polynomial Inverse Third Order模型。与持续淹水相比,干湿循环影响下水–土–植被体系中狗牙根释放量较低,可见,干湿循环有利于降低消落带狗牙根TDN、TDP释放,降低三峡支流水体富营养化风险。(2)以三峡库区适生植被狗牙根为原料,在400℃温度下连续热解制备狗牙根生物炭,并探讨了NH4+-N、NO3--N浓度、生物炭用量等因素对NH4+-N、NO3--N吸附特性的影响。结果表明,随着水中NH4+-N、NO3--N浓度增加,NH4+-N、NO3--N的单位生物炭吸附量增大。四种狗牙根改性生物炭对NH4+-N的吸附能力表现为:温和碱改性炭>未改性炭>KOH改性炭>FeCl3改性炭。对NO3--N吸附能力表现为:KOH改性炭>温和碱改性炭>FeCl3改性炭>未改性炭。Langmuir等温吸附拟合表明,未改性生物炭、KOH改性炭、温和碱改性炭、FeCl3改性炭的最大吸附量(Qm)分别为3.4 mg/g,1.4 mg/g,42.1 mg/g,159.1 mg/g。研究结果可为科学调控三峡水库营养源汇及水环境变化特征,客观评价三峡库区消落带环境效应提供科学依据,为制定适宜的消落带管理利用策略提供参考。