修复植物—铅锌废渣体系中碳氮磷的分布及化学计量特征研究
发布时间：2021-08-12 18:57
黔西北土法炼锌活动曾持续300余年,在2000年左右基本被取缔,由于长年的不断累积,在当地遗留了大量富含重金属的细粒径铅锌冶炼废渣。这些颗粒物极易在水力搬运和风力扩散作用下迁移至周边水体、土壤和大气环境中,对周边生态环境造成潜在风险,因此,采取有效措施控制冶炼废渣中重金属污染就显得尤为重要。相比传统的物理、化学以及物理化学结合的修复技术,植物修复是一种高效、绿色、经济的废渣堆场治理措施,已被广泛用于废渣堆场污染释放原位控制。尽管改良剂-植物联合修复可显著增加废渣中养分和有机质的含量,但一般的金属冶炼废渣都具有养分贫瘠、结构性差、重金属毒性大等不利于植物生长的特点,修复植物对废渣堆场中植物生长发育过程必不可少的主要营养物质（碳氮磷）的需求状况及其在废渣堆场上如何实现常年稳定生长一直是科学家关注的热点问题。目前,关于金属冶炼废渣堆场经生态修复后废渣中碳氮磷的生物有效性、废渣-植物系统中碳氮磷的分配特征以及修复系统是否受氮磷限制等问题还未得到系统研究。因此,本文以黔西北开展生态修复6年的土法炼锌区为研究区域,以废渣堆场上5种修复植物,即土荆芥（Chenopodium ambrosioides...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤中磷的转化示意图（摘自Shenetal.,2011）
分贫瘠、物理结构差、保水保肥能力差、微生物活性低、有毒有害重金属含量高），自然条件下植物难以长期生存，所以实现堆场生态修复需要分步骤有序完成，1）对堆场进行场地平整，添加重金属钝化剂与表层废渣混匀反应 1 周；2）结合改良剂与耐性植物对堆场进行联合修复；3）选择一年生或多年生的草本植物黑麦草（Lolium perenne L.）三叶草（Trifolium repens L.）作为先锋植物，旨在改善废渣理化性质以及微生物特性，同时人工种植生长快速的本土优势植物，如芦竹（Arundo donax）、刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、构树（Broussonetia papyrifera）和柳杉（Cryptomeria fortunei），随着废渣堆场理化性质得到大幅度改善，土荆芥（Chenopodium ambrosioides L.）大量自然入侵定植于修复区。4）管理维护阶段，因为废渣堆场生境及其恶劣，前期种植的优势植物部分不能一次性存活，在修复的第一年需要根据植物的生长状况补种部分优势植物。截止采样，废渣堆场已经形成了乔-灌-草植物群落 6 年（2012.01-20.17.12），修复前和当前的堆场对比如图 2.1。修复前修复后
2017 年 12 月初在研究区开展了样品采集工作，采集样品前将研究区划分为了 3 个 40×40 m2的样方（图 2.1），在每个样方中分别选取长势相当的 3 株土荆芥（Chenopodium ambrosioides L.）、芦竹（Arundo donax）、刺槐（Robiniapseudoacacia L.）、构树（Broussonetia papyrifera）和柳杉（Cryptomeria fortunei），植物样的采集：采集每个样方中的 3 株长势相当的植物的不同营养器官分别混匀成为一个混合样，3 个样方最后得到 3 组平行样，根据植物特征分别采集土荆芥和芦竹的根系、茎、叶、凋落物，刺槐、构树和柳杉的粗根、细根、干、枝、叶和凋落物，其中粗根为直径大于 2 mm 的根，细根为直径小于 2 mm 的根系，草本植物干是采集土荆芥和芦竹的主干部分，乔木刺槐、构树和柳杉干采集距离地上1.5 m左右的主干部分，乔木的枝和叶采集每株植物不同方位不同高度的细枝，凋落物的采集是采集样方中废渣表层的凋落物混合均匀，其主要为自然凋落的叶片及部分细碎枝条。
【参考文献】：
期刊论文
[1]蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤易氧化有机碳时空动态的影响[J]. 李少辉,王邵军,张哲,陈闽昆,曹润,曹乾斌,左倩倩,王平. 应用生态学报. 2019(02)
[2]凋落物和氮添加对亚热带森林土壤浸提氮组分的影响[J]. 王梦思,林伟,马红亮,尹云锋,高人. 生态环境学报. 2018(10)
[3]贵州植被生产力时空变化分析:以威宁县为例[J]. 王志红,任金铜,戴华阳,杨可明. 环境科学与技术. 2018(09)
[4]石林地区典型土壤剖面有机碳、氮含量分布特征研究[J]. 李亚翠,季宏兵,张涛,郝亚婷. 地球与环境. 2018(05)
[5]先锋修复植物对土法炼锌废渣基质养分及微生物学特性的影响[J]. 邢容容,吴永贵,罗有发,姚璁,舒洁,吴芷雪,万祖荣. 水土保持研究. 2018(05)
[6]武夷山不同海拔黄山松细根碳、氮、磷化学计量特征对土壤养分的适应[J]. 陈晓萍,郭炳桥,钟全林,王满堂,李曼,杨福春,程栋梁. 生态学报. 2018(01)
[7]不同林型土壤有机碳及腐殖质组成的分布特征[J]. 贾树海,王薇薇,张日升. 水土保持学报. 2017(06)
[8]不同植被下复垦土壤腐殖质与Cd形态的关系[J]. 高兆慧,魏怀建,李玉成,张学胜,王宁. 水土保持通报. 2017(05)
[9]黄土高原西部针叶林植物器官与土壤碳氮磷化学计量特征[J]. 孙美美,关晋宏,岳军伟,李国庆,杜盛. 水土保持学报. 2017(03)
[10]铅污染对湘西地区毛竹凋落物分解的影响[J]. 薛银婷,林永慧,何兴兵,罗永路,吴雪,肖佳敏,陈婷. 重庆师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
博士论文
[1]茂兰喀斯特森林自然恢复过程中植物叶片—凋落物—土壤生态化学计量特征研究[D]. 吴鹏.中国林业科学研究院 2017
[2]太行山南麓山区典型森林类型土壤有机碳特征[D]. 苗蕾.北京林业大学 2016
[3]亚热带退化丘陵红壤区人工林土壤磷素有效性及其影响因素[D]. 龚霞.江西农业大学 2013
[4]土壤腐殖酸性质及其化学传感器的研究[D]. 钟桐生.湖南大学 2009
硕士论文
[1]高寒草地不同演替阶段植被变化和土壤碳氮磷的生态化学计量研究[D]. 邓斌.兰州大学 2012
[2]有机酸和质膜H+-ATPase参与不同基因型大豆对低磷胁迫应答的研究[D]. 张振海.河北农业大学 2009
[3]施用沼渣对不同种植模式土壤中碳、氮形态含量的影响研究[D]. 谢勇.四川农业大学 2009
[4]天童常绿阔叶林不同演替阶段N、P化学计量学研究[D]. 高三平.华东师范大学 2008
本文编号：3338885
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤中磷的转化示意图（摘自Shenetal.,2011）
分贫瘠、物理结构差、保水保肥能力差、微生物活性低、有毒有害重金属含量高），自然条件下植物难以长期生存，所以实现堆场生态修复需要分步骤有序完成，1）对堆场进行场地平整，添加重金属钝化剂与表层废渣混匀反应 1 周；2）结合改良剂与耐性植物对堆场进行联合修复；3）选择一年生或多年生的草本植物黑麦草（Lolium perenne L.）三叶草（Trifolium repens L.）作为先锋植物，旨在改善废渣理化性质以及微生物特性，同时人工种植生长快速的本土优势植物，如芦竹（Arundo donax）、刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、构树（Broussonetia papyrifera）和柳杉（Cryptomeria fortunei），随着废渣堆场理化性质得到大幅度改善，土荆芥（Chenopodium ambrosioides L.）大量自然入侵定植于修复区。4）管理维护阶段，因为废渣堆场生境及其恶劣，前期种植的优势植物部分不能一次性存活，在修复的第一年需要根据植物的生长状况补种部分优势植物。截止采样，废渣堆场已经形成了乔-灌-草植物群落 6 年（2012.01-20.17.12），修复前和当前的堆场对比如图 2.1。修复前修复后
2017 年 12 月初在研究区开展了样品采集工作，采集样品前将研究区划分为了 3 个 40×40 m2的样方（图 2.1），在每个样方中分别选取长势相当的 3 株土荆芥（Chenopodium ambrosioides L.）、芦竹（Arundo donax）、刺槐（Robiniapseudoacacia L.）、构树（Broussonetia papyrifera）和柳杉（Cryptomeria fortunei），植物样的采集：采集每个样方中的 3 株长势相当的植物的不同营养器官分别混匀成为一个混合样，3 个样方最后得到 3 组平行样，根据植物特征分别采集土荆芥和芦竹的根系、茎、叶、凋落物，刺槐、构树和柳杉的粗根、细根、干、枝、叶和凋落物，其中粗根为直径大于 2 mm 的根，细根为直径小于 2 mm 的根系，草本植物干是采集土荆芥和芦竹的主干部分，乔木刺槐、构树和柳杉干采集距离地上1.5 m左右的主干部分，乔木的枝和叶采集每株植物不同方位不同高度的细枝，凋落物的采集是采集样方中废渣表层的凋落物混合均匀，其主要为自然凋落的叶片及部分细碎枝条。
【参考文献】：
期刊论文
[1]蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤易氧化有机碳时空动态的影响[J]. 李少辉,王邵军,张哲,陈闽昆,曹润,曹乾斌,左倩倩,王平. 应用生态学报. 2019(02)
[2]凋落物和氮添加对亚热带森林土壤浸提氮组分的影响[J]. 王梦思,林伟,马红亮,尹云锋,高人. 生态环境学报. 2018(10)
[3]贵州植被生产力时空变化分析:以威宁县为例[J]. 王志红,任金铜,戴华阳,杨可明. 环境科学与技术. 2018(09)
[4]石林地区典型土壤剖面有机碳、氮含量分布特征研究[J]. 李亚翠,季宏兵,张涛,郝亚婷. 地球与环境. 2018(05)
[5]先锋修复植物对土法炼锌废渣基质养分及微生物学特性的影响[J]. 邢容容,吴永贵,罗有发,姚璁,舒洁,吴芷雪,万祖荣. 水土保持研究. 2018(05)
[6]武夷山不同海拔黄山松细根碳、氮、磷化学计量特征对土壤养分的适应[J]. 陈晓萍,郭炳桥,钟全林,王满堂,李曼,杨福春,程栋梁. 生态学报. 2018(01)
[7]不同林型土壤有机碳及腐殖质组成的分布特征[J]. 贾树海,王薇薇,张日升. 水土保持学报. 2017(06)
[8]不同植被下复垦土壤腐殖质与Cd形态的关系[J]. 高兆慧,魏怀建,李玉成,张学胜,王宁. 水土保持通报. 2017(05)
[9]黄土高原西部针叶林植物器官与土壤碳氮磷化学计量特征[J]. 孙美美,关晋宏,岳军伟,李国庆,杜盛. 水土保持学报. 2017(03)
[10]铅污染对湘西地区毛竹凋落物分解的影响[J]. 薛银婷,林永慧,何兴兵,罗永路,吴雪,肖佳敏,陈婷. 重庆师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
博士论文
[1]茂兰喀斯特森林自然恢复过程中植物叶片—凋落物—土壤生态化学计量特征研究[D]. 吴鹏.中国林业科学研究院 2017
[2]太行山南麓山区典型森林类型土壤有机碳特征[D]. 苗蕾.北京林业大学 2016
[3]亚热带退化丘陵红壤区人工林土壤磷素有效性及其影响因素[D]. 龚霞.江西农业大学 2013
[4]土壤腐殖酸性质及其化学传感器的研究[D]. 钟桐生.湖南大学 2009
硕士论文
[1]高寒草地不同演替阶段植被变化和土壤碳氮磷的生态化学计量研究[D]. 邓斌.兰州大学 2012
[2]有机酸和质膜H+-ATPase参与不同基因型大豆对低磷胁迫应答的研究[D]. 张振海.河北农业大学 2009
[3]施用沼渣对不同种植模式土壤中碳、氮形态含量的影响研究[D]. 谢勇.四川农业大学 2009
[4]天童常绿阔叶林不同演替阶段N、P化学计量学研究[D]. 高三平.华东师范大学 2008
本文编号：3338885
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