当地土壤原位覆盖－沉水植物生态修复复合技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 周莹 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 潘纲 ; 陈灏 |
| 关键词 | 溶解氧 当地土壤 原位覆盖 沉水植物 苦草 底泥氧化还原电位 Dissolved oxygen In-situ capping Submerged macrophyte Vallisneria natans L. Redox potential in sediment |
| 其他题名 | Study on composite technology of sediment in-situ capping with local soil and submerged macrophytes restoration |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本文在富营养水体和厌氧底泥构成的室内浅水湖泊模拟体系下，设置不同的溶解氧（DO）水平，考查了溶解氧条件对沉水植物恢复重建的限制作用及其响应阈值；利用当地土壤对底泥进行原位覆盖同时进行沉水植物恢复，考查其对水－沉积物界面环境的改善作用和对沉水植物恢复重建的影响；在此基础上将覆盖材料进行改进，制备成加氧土壤匀浆和硅藻土混合土壤，分别进行原位覆盖－沉水植物生态修复复合技术的实施，考查其对当地土壤覆盖作用的增强和优化；进而在太湖十八湾围隔内应用当地土壤原位覆盖－沉水植物生态修复复合技术，探讨沉水植物恢复效果及与环境因子的关系，并通过底栖动物群落分析评价了该技术的生态效应。 在本研究的实验体系下，底层水体的溶解氧含量是影响苦草重建的主导限制因子。苦草种子经萌发－幼芽伸长－分叶－根系叶片发育等过程实现重建，其中分叶是决定苦草幼苗存活与否的关键阶段，且对溶氧水平较为敏感，各溶氧水平下的苦草腐烂死亡和成功重建结果表明，溶解氧对于苦草恢复的阈值范围为DO≥2 mg/L。这为野外常见的苦草幼苗腐烂死亡现象找到了直接原因和客观证据，也为植物恢复提供科学指导。 当地土壤原位覆盖能改变表层底泥的形态，使暗黑发臭的厌氧烂泥表面覆上黄色洁净的土壤；提高底泥的氧化还原电位（Eh），土壤处理组的Eh提高43%~ 59%，并在50天内维持较高水平；减缓消耗或增加底层水体的溶解氧，最大减缓消耗比例达62%，最大增氧量在0.3 mg/L左右，并在长时间内抑制溶氧降低和促进复氧，与对照组差值保持在0.7~2.1 mg/L之间；减缓氮磷营养盐的释放，并通过促进氮形态转化抑制有毒还原性氨氮的释放，通过对以上条件的改善为沉水植物种芽提供独立于污染底泥的洁净生境，从而实现沉水植物的恢复。以一种天然、安全的材料有效逆转底层缺氧，为植物恢复提供实践指导。 在当地土壤基础上进行改进，制备了加氧土壤匀浆和硅藻土混合土壤。分别进行原位覆盖和沉水植物恢复的结果表明，二者强化了土壤增加表层沉积物氧含量并减缓氧消耗、提高底泥氧化还原电位、隔绝污染底泥、抑制营养盐释放的作用效果，有利于苦草恢复重建。加氧土的优势在于引入更大量的氧，硅藻土的优势在于增加根际的氧气流。 四种基质（厌氧底泥、当地土壤、加氧土壤、硅藻土混合土壤）上的苦草生长生理情况表明，其生物量累积、叶绿素含量和根茎比均决定性地依赖于底层的溶解氧含量，间接依赖于底质类型和氧化还原环境，即，溶解氧对于植物有机物累积、叶绿素合成和根系发育均有重要作用；溶解氧水平也能通过促使底泥表层氧化、促进底泥Eh上升、协助抑制营养盐释放、加速氮形态转化，间接影响植物的生长。 在太湖十八湾973试验区内进行了当地土壤原位覆盖－沉水植物生态修复复合技术实施及连续监测，数月后大量菹草、马来眼子菜和少量的轮叶黑藻、狐尾藻和苦草恢复成功并长势良好，在寸草不生的区域内重建了沉水植物群落；分析了环境因子尤其是底层氧化还原环境、水下光环境和水体营养盐因素发现，植物重建的限制因子因时、因地、因种而变；土壤原位覆盖的作用主要体现为，为沉水植物种芽提供了独立于污染底泥的良好底质。底栖动物群落分析用以评价该技术的生态效应，发现试验区和对照区的种群密度、生物量、多样性指数差别不大，因而短期内原位覆盖对底栖动物的影响不大；但此二区的上述指标均小于大湖背景点，结合其优势种特征（霍甫水丝蚓和长足摇蚊），均指示了近岸区域的严重污染情况。 |
| 学科主题 | 环境水质学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-04-06 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/544]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周莹. 当地土壤原位覆盖－沉水植物生态修复复合技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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