人工湿地中植物多样性对氨挥发的影响研究

发布时间：2017-06-28 13:09

  本文关键词：人工湿地中植物多样性对氨挥发的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高铵态氮污水的氨挥发造成严重的环境和健康问题。人工湿地已广泛应用于处理高铵态氮污水,尽管对水中氮去除有较好的效果,但处理过程中往往有大量氨挥发,这些氨与大气雾霾和氮沉降密切相关。研究已证明人工湿地中植物多样性能够提高污水氮去除率、生物量生产等生态系统功能,但是植物多样性对氨挥发的影响未知。为了探究人工湿地中植物物种丰富度和物种差异性对氨挥发的影响,本研究建立了模拟人工湿地的微宇宙实验系统,其中配置4个植物物种丰富度水平以及所有可能的15个物种组合。本研究在不同的污水停留时间进行了4次氨挥发测量。结果表明：(1)提高植物物种丰富度可以减少系统氨挥发：污水停留1天和4天时达到显著(P0.05),停留7天和8天时近显著(P0.10),但是物种丰富度对基质中污水铵态氮浓度和植物生物量的影响较弱；(2)物种差异性显著影响系统氨挥发及相关功能,其中有羊蹄存在的系统比其他系统具有显著低的氨挥发通量(P0.05);(3)物种差异性对氨挥发及相关功能的影响高于物种丰富度；(4)在污水供给初期(停留1天)污水氮浓度较高时,存在互补效应贡献于多样性对氨挥发的抑制作用(特别是在包含羊蹄的混种系统中),随着停留时间的增加污水氮浓度降低,互补效应减弱；(5)混种系统的氨挥发通量与基质中污水铵态氮浓度正相关(P0.05)而与生物量生产负相关(P0.05)。本研究表明,在人工湿地中可以通过配置植物多样性(特别是选择合适的物种组合)来抑制人工湿地氨挥发,同时提高污水氮去除率和植物生物量生产。
【关键词】：生物多样性 物种丰富度 物种差异性 氮去除 生物量 互补效应
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;Q948
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 术语14-16
• 1 引言16-36
• 1.1 NH_3挥发研究进展16-22
• 1.1.1 NH_3挥发问题的产生16-18
• 1.1.2 NH_3挥发的影响因素18-19
• 1.1.3 NH_3挥发减排措施19-22
• 1.1.4 科学难题和问题22
• 1.2 生物多样性与生态系统功能关系的研究现状22-31
• 1.2.1 生物多样性与生态系统功能关系的假说24-29
• 1.2.2 生物多样性与生态系统功能关系的实证研究29-31
• 1.2.3 生物多样性与生态系统功能关系研究的不足31
• 1.3 人工湿地中生物多样性与生态系统功能研究进展31-34
• 1.3.1 人工湿地的发展及应用31-32
• 1.3.2 人工湿地中植物多样性研究32-33
• 1.3.3 人工湿地中的NH_3挥发研究33-34
• 1.4 本研究的科学问题与内容34-36
• 1.4.1 科学问题34-35
• 1.4.2 研究内容35-36
• 2 材料和方法36-41
• 2.1 实验设计及植物配置36-37
• 2.2 取样及参数测定37-39
• 2.2.1 NH_3挥发采样及分析37-38
• 2.2.2 水样采集及分析38
• 2.2.3 植物及基质采样及分析38-39
• 2.3 相关计算39
• 2.4 统计分析39-41
• 3 结果41-85
• 3.1 植物多样性对人工湿地系统NH_3挥发的影响41-50
• 3.1.1 植物物种丰富度与系统NH_3挥发的关系41-43
• 3.1.2 植物物种差异性与系统NH_3挥发的关系43-45
• 3.1.3 物种丰富度与物种差异性对NH_3挥发影响的相对重要性45-49
• 3.1.4 污水停留时间对NH_3挥发的影响49-50
• 3.2 植物多样性对人工湿地氮去除的影响50-69
• 3.2.1 植物物种丰富度与基质中污水氮浓度的关系50-55
• 3.2.2 植物物种差异性对基质中污水氮浓度的影响55-63
• 3.2.3 物种丰富度与物种差异性对基质中污水氮浓度影响的相对重要性63-67
• 3.2.4 污水停留时间对基质中污水氮浓度的影响67-69
• 3.3 植物多样性对基质氮存留的影响69-73
• 3.3.1 植物物种丰富度与基质氮存留的关系69-71
• 3.3.2 植物物种差异性与基质氮存留的关系71-73
• 3.4 植物多样性对人工湿地植物生物量生产的影响73-77
• 3.4.1 植物物种丰富度与植物生物量的关系73-74
• 3.4.2 植物物种差异性与植物生物量的关系74-77
• 3.5 NH_3挥发超减排效应、污水氮超消耗效应和生物量超产效应77-82
• 3.5.1 植物多样性对NH_3挥发的超减排效应77-80
• 3.5.2 植物多样性对污水氮的超消耗效应80-81
• 3.5.3 植物多样性对生物量的超产效应81-82
• 3.6 人工湿地NH_3挥发与相关生态系统功能之间的关系82-85
• 3.6.1 NH_3挥发与基质中污水氮浓度的关系82-83
• 3.6.2 NH_3挥发与基质沙中氮含量的关系83-84
• 3.6.3 NH_3挥发与植物生物量的关系84-85
• 4 讨论85-89
• 4.1 物种丰富度对生态系统NH_3挥发以及其他功能的影响85
• 4.2 物种差异性对生态系统NH_3挥发以及其他功能的影响85-86
• 4.3 物种丰富度与物种差异性对生态系统NH_3挥发及其他功能影响的相对重要性86-87
• 4.4 基质中污水氮浓度对生物多样性效应的影响87-88
• 4.5 人工湿地NH_3减排与相关生态系统功能间的协同与权衡88-89
• 5 结论与展望89-91
• 5.1 结论89
• 5.2 展望89-91
• 参考文献91-103
• 附录103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 Rmheld V.;Roelcke M.;;Utilization and management of organic wastes in Chinese agriculture:Past,present and perspectives[J];Science in China(Series C:Life Sciences);2005年S2期

  本文关键词：人工湿地中植物多样性对氨挥发的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：493948