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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 15 期摇 摇 2012 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
放牧对青藏高原东部两种典型高寒草地类型凋落物分解的影响 张艳博,罗摇 鹏,孙摇 庚,等 (4605)…………
北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素 王苏铭,张摇 楠,于琳倩,等 (4618)……………………………
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应———耦合的气孔导度鄄光合作用鄄能量平衡模型
施婷婷,高玉芳,袁凤辉,等 (4630)
………
……………………………………………………………………………
洞庭湖景观格局变化及其对水文调蓄功能的影响 刘摇 娜,王克林,段亚锋 (4641)……………………………
大辽河口水环境污染生态风险评估 于摇 格,陈摇 静,张学庆,等 (4651)…………………………………………
标准化方法筛选参照点构建大型底栖动物生物完整性指数 渠晓东,刘志刚,张摇 远 (4661)…………………
不同年龄段大连群体菲律宾蛤仔 EST鄄SSR多样性 虞志飞,闫喜武,张跃环,等 (4673)………………………
基于地统计分析西印度洋黄鳍金枪鱼围网渔获量的空间异质性 杨晓明,戴小杰,朱国平 (4682)……………
广东罗坑自然保护区鳄蜥生境选择的季节性差异 武正军,戴冬亮,宁加佳,等 (4691)…………………………
甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质 魏摇 强,凌摇 雷,柴春山,等 (4700)………………………………
短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 赵雪梅,孙向阳,康向阳,等 (4714)……………………
放牧对呼伦贝尔草地植物和土壤生态化学计量学特征的影响 丁小慧,宫摇 立,王东波,等 (4722)……………
UV鄄B辐射增强对抗除草剂转基因水稻 CH4 排放的影响 娄运生, 周文鳞 (4731)……………………………
基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析 王新宇,王丽华,于摇 萍,等 (4737)……………………………
广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定 胡春锦,林摇 丽,史国英,等 (4745)………………………………
不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响 安摇 辉,刘鸣达,王耀晶,等 (4753)……………………
大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征 白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (4762)…………………………
川西北冷杉林恢复过程中土壤动物群落动态 崔丽巍,刘世荣,刘兴良,等 (4772)………………………………
内生真菌角担子菌 B6 对连作西瓜土壤尖孢镰刀菌的影响 肖摇 逸,戴传超,王兴祥,等 (4784)………………
西江颗粒直链藻种群生态特征 王摇 超,赖子尼,李跃飞,等 (4793)………………………………………………
大型人工湿地生态可持续性评价 张依然,王仁卿,张摇 建,等 (4803)……………………………………………
孢粉、炭屑揭示的黔西高原 MIS3b期间古植被、古气候演变 赵增友,袁道先,石胜强,等 (4811)……………
树干径流对梭梭“肥岛冶和“盐岛冶效应的作用机制 李从娟,雷加强,徐新文,等 (4819)………………………
豆科作物鄄小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系
杨摇 宁,赵护兵,王朝辉,等 (4827)
………………………………
……………………………………………………………………………
一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因 刘义豪,宋秀凯,靳摇 洋,等 (4836)……………………………
盐城国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力 王艳芳,沈永明 (4844)………………………………………
城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析———以深圳市福田中心区为例
邵天然,李超骕,曾摇 辉 (4852)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势 王介勇,吴建寨 (4861)……………………………………
重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数 李爱民,邓合黎,马摇 琦 (4869)……………………………………………
专论与综述
干旱半干旱区不同环境因素对土壤呼吸影响研究进展 王新源,李玉霖,赵学勇,等 (4890)……………………
土壤呼吸的温度敏感性———全球变暖正负反馈的不确定因素 栾军伟,刘世荣 (4902)…………………………
森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展 程淑兰,方华军,于贵瑞,等 (4914)………………
湖泊氮素氧化及脱氮过程研究进展 范俊楠,赵建伟,朱端卫 (4924)……………………………………………
研究简报
刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 吕改云,何怀东,杨丹菁,等 (4932)………………………
学术信息与动态
全球气候变化与粮食安全———2012 年 Planet Under Pressure国际会议述评 安艺明,赵文武 (4940)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
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封面图说: 水杉是中国特有种,国家一级保护植物,有植物王国“活化石冶之称,是 1946 年由中国的植物学家在湖北的利川磨刀
溪发现的。 水杉曾广泛分布于北半球,第四纪冰期以后,水杉属的其他种类全部灭绝,水杉确在中国川、鄂、湘边境
地带得以幸存,成为旷世奇珍。 水杉耐水,适应力强,生长极为迅速,其树干通直挺拔,高大秀颀,树冠呈圆锥形,姿
态优美,枝叶繁茂,入秋后叶色金黄。 自发现后被人们在中国南方广泛种植,成为著名的绿化观赏植物,现在中国水
杉的子孙已遍及中国和世界 50 多个国家和地区。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 15 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 15
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:广东省攻关项目(2005B33302014)
收稿日期:2011鄄07鄄18; 摇 摇 修订日期:2011鄄11鄄15
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jingyx@ scnu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201107181064
吕改云,何怀东,杨丹菁,蔡信德,靖元孝.刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响.生态学报,2012,32(15):4932鄄4939.
L俟 G Y,He H D,Yang D J,Cai X D,Jing Y X. Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in constructed wetland. Acta
Ecologica Sinica,2012,32(15):4932鄄4939.
刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响
吕改云1,何怀东1,杨丹菁2,蔡信德3,靖元孝1,*
(1. 华南师范大学生命科学学院,广东省高等学校生态与环境科学重点实验室,广州摇 510631
2. 广州市环境保护科学研究院,广州摇 510620; 3. 环境保护部华南环境科学研究所, 广州摇 510655)
摘要:刈割对人工湿地植物的生长和净化作用的影响,国内外学者的意见存在分歧。 实验于 2010 年 7 月至 2011 年 1 月在华南
师范大学生物园进行。 利用水池(2m伊2m伊0. 6m)构建风车草人工湿地生活污水处理系统,研究了刈割对人工湿地风车草生长
和污水净化效果的影响。 结果表明,刈割组风车草在整个实验过程中均保持着良好的生长态势,而对照组在 11 月以后生长减
缓。 刈割组风车草 2010 年 7 月至 2011 年 1 月的累积地上生物量、累积地上氮磷含量以及新增分蘖数均大于对照组,表现为超
补偿生长。 刈割组风车草的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔传导率均显著高于对照组。 刈割组和对照组的 TN、TP、
NH4 鄄N和 NO3 鄄N的平均去除率分别为 77% 、84% 、64% 、72%和 65% 、67% 、55% 、63% ,前者显著大于后者。 刈割组和对照组的
CODcr和 BOD5 平均去除率分别为 58% 、79%和 54% 、76% ,两者差异不显著。 总之,刈割对人工湿地风车草的生长和污水净化
效果有明显的促进作用,这可为风车草人工湿地的科学管理提供参考。
关键词:刈割;风车草;人工湿地; 生长;污水净化
Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in
constructed wetland
L譈 Gaiyun1,HE Huaidong1,YANG Danjing2,CAI Xinde3,JING Yuanxiao1,*
1 Key Laboratory of Ecology and Environmental Science in Guangdong Higher Education, College of Life Science, South China Normal University, Guangzhou
510631 China
2 Guangzhou Research Academy of Environmental Protection, Guangzhou 510620 China
3 Ministry of Environmental Protection, South China Institute of Environmental Sciences, Guangzhou 510655, China
Abstract: There are ongoing debates about cutting effects on the growth and wastewater purification of plants in constructed
wetlands. This experiment was carried out in the Biological Park, South China Normal University from July 2010 to January
2011. Constructed wetlands (2m伊2m伊0. 6m) were grown with Cyperus alternifolius to assess cutting effects on growth and
wastewater purification. The growth rate of C. alternifolius remained high for the treatment (cutting) group during the entire
experiment period but was low for the control ( no cutting) group after November 2010. At the end of the experiment,
accumulated aboveground biomass, nitrogen and phosphorus contents, and new tillers from July 2010 to January 2011 in the
treatment group were higher than those in the control group, and C. alternifolius showed overcompensation growth. The
chlorophyll content, net photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance in the treatment group were
evidently higher than those of the control group. The average removal rates of TP, TN, NH4 鄄N and NO3 鄄N in the treatment
and the control group were 77% , 84% , 64% , 72% and 65% , 67% , 55% , 63% , respectively, which were significantly
higher in the treatment than the control group. The average removal rates of CODcr and BOD5 in treatment and the control
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group were 58% , 79% and 54% , 76% , respectively, which were not significantly different. These findings suggested that
a positive effect of cutting on growth and wastewater purification of C. alternifolius in constructed wetlands, which may
provide insightful information on the management of constructed wetlands.
Key Words: Cutting; Cyperus alternifolius; Constructed wetland; Growth; Wastewater purification
作为人工湿地的重要组成部分,植物在污染物净化中起着不可替代的作用。 一方面植物为人工湿地传输
氧气供微生物利用,另一方面植物对污水中可利用态的营养物质还起着吸收、利用和转化作用。 但是,当人工
湿地植物密度过大、部分器官衰老时,湿地对污水的净化效果会受到一定的影响。 一方面人工湿地系统中植
物生长在春夏季,但在秋季开始凋落,在冬季降解,增加了系统中的有机质,从而增加系统内部营养负荷,引起
二次污染并极易造成系统的堵塞; 另一方面高密度地上部分的遮蔽还限制了光分解作用,而这对于杀死病原
体很重要。 因此,人工湿地植物的周期性收割是一个值得讨论的问题[1鄄2]。 目前关于刈割对人工湿地植物的
生长和净化作用的影响,国内外学者的意见存在分歧。 一些学者提倡刈割,他们认为刈割可以促进植物生长,
增强植物对污水氮和磷的吸收能力,增加植物生物量和氮磷贮存量,同时还可以有效避免凋落物进入人工湿
地发生二次污染,从而提高净化效果[2鄄4]。 另一些学者则不赞成刈割,他们认为刈割对污染物的去除没有明
显的影响,特别是当污水营养负荷较高时,通过收获植物而去除的营养物相对于营养物的输入量是无意义
的[5鄄7]。 在热带和亚热带,风车草(Cyperus alternifolius)是用于构建人工湿地的优秀物种之一,它全年保持生
长,即使在冬天仍能维持一定的生长速率,根系发达,根生物量大,在人工湿地表现出很强的净化能力[8鄄10]。
本实验以风车草为材料,研究刈割对人工湿地风车草生长和净化效果的影响,以期为人工湿地的科学管理提
供策略。
1摇 材料和方法
1. 1摇 风车草人工湿地的构建
实验于 2010 年 3 月至 2011 年 1 月在广州华南师范大学生物园进行。 广州属南亚热带气候,年平均气温
22益,最冷月 1 月和最热月 7 月平均气温分别为 13. 3益和 28. 4益,年平均降雨量 1694mm。 潜流型人工湿地
池尺寸为 2m伊2m伊0. 6m,填料由下至上分别为:粗砾石(粒径为 20mm)、细砾石(粒径为 10mm),每种填料的
厚度均为 30cm。 人工湿地中沿对角线埋入直径为 20mm 的 PVC 管,管壁有小孔,人工湿地的水可以进入其
中,方便水样采集。 生活污水来自华南师范大学学生宿舍化粪池,污水 CODCr:90—270 mg / L、BOD5:40—80
mg / L、TN:20—45 mg / L 、TP:1. 5—5. 5 mg / L、NH4 鄄N:15—36 mg / L。 用水泵从化粪池出水口抽取污水,至蓄
水池中沉淀、过滤,进行调蓄后进入各湿地池中进行处理,每周灌污水一次。 污水通过湿地床上部基质中的布
水管流入,处理后的水从湿地池底部排出。 2010 年 3 月,选取长势良好、株高 50cm 的风车草移栽到人工湿
地。 每个水池移栽 25 丛,每丛 5 个分蘖,生物量为 250g。 实验设对照组(未刈割)和刈割组(留茬 20cm),每
组 3 个重复,另设 1 个湿地池用于计算风车草的初始生物量。
1. 2摇 采样与测定方法
1. 2. 1摇 水样的采集与分析方法
进水样采集:用采水器在蓄水池中沿对角线布设 3 点采水,于 16L桶中充分混合,用虹吸法将污水转移到
1L的采样瓶中。 处理后水样采集:污水在人工湿地停留 2d 后,用橡皮管插入人工湿地床中的 PVC 管中,橡
皮管插入深度分别为 10、20、35cm,用虹吸法将水吸出,将 3 种不同位置、不同深度的水样于 16L 的桶中充分
混合,然后再用橡皮管虹吸转入 1L的采样瓶中。 刈割组和对照组均在 3 个湿地池采集水样。 从 2010 年 7 月
开始,每隔 15d采集水样分析 1 次。 考虑到降雨对污水的稀释作用,尽量避免在降雨期间进行水样采集和分
析。 在采集处理后水样前,如果因蒸发和蒸腾作用导致湿地池水量减少,可补充自来水,保持湿地水量平衡,
同时计算补充自来水中无机物和有机物的含量。
3394摇 15 期 摇 摇 摇 吕改云摇 等:刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 摇
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水质分析项目包括 TN、TP、NH4 鄄N、NO3 鄄N、BOD5 和 CODCr,方法如下:TN 采用过硫酸钾鄄紫外分光光度
法,NH4 鄄N采用纳氏试剂光度法,NO3 鄄N 采用紫外分光光度法,TP 采用钼锑抗分光光度法,BOD5 采用稀释接
种法,CODCr 采用重铬酸钾法[11]。
1. 2. 2摇 植物生长状况、生物量和植物体氮磷含量测定
2010 年 7 月刈割组离基质表面 20cm收割植物,并测定刈割部分的生物量和氮磷含量。 与此同时,收获
一个湿地池的全部植物,计算风车草初始生物量和氮磷含量。 2011 年 1 月收获对照组和刈割组的全部植物,
并计算各部分的生物量和氮磷含量。 植物分成地上和地下部分,用精度 0. 1g 天平称取各器官新鲜材料
100—500g左右,在 80益烘箱中烘干 48h,用精度 0. 1mg 电子天平称干重。 根据含水量计算植株干重。 分别
称取烘干的植物地上和地下部分,用硫酸鄄过氧化氢进行消化,冷却稀释后,其氮、磷含量分别采用碱性过硫酸
钾氧化鄄紫外分光光度法和钼锑抗分光光度法测定。 刈割组和对照组均在 3 个湿地池进行测定。
1. 2. 3摇 植物光合特性测定
2010 年 11 月,用便携式光合系统(LICOR鄄6400, LI鄄COR Inc. , USA)于 9: 00—11: 30 在 2cm伊3cm标准
叶室中测定叶片净光合速率、气孔传导率和蒸腾速率等气体交换参数。 测定过程中,用 LI鄄 6400鄄 02B 红蓝光
源提供 800滋mol·m-2·s-1 的光合有效辐射,用 CO2 钢瓶将参比室的 CO2 浓度稳定在 370滋mol / mol, 叶室温度
控制在大约 30益,叶片在叶室中至少适应 5min 直到气体交换参数变化稳定为止。 叶绿素含量按照
Lichtenthaler[12]等的方法测定。 刈割组和对照组均在 3 个湿地池进行测定,每个湿地池均选取 3 株风车草。
1. 4摇 数据处理
采用 SPSS统计软件计算各指标的平均值和标准差,采用方差分析(ANOVA)检验差异的显著性。
1. 5摇 补偿指数及补偿模式的确定
刈割植株与对照植株累积地上生物量(刈割部分+现存地上生物量)的比值作为刈割后植物的反应指标,
定义为补偿指数。 根据补偿指数, 结合 ANOVA 检验结果判断补偿反应模式。 若补偿指数大于 1, 且刈割处
理植株与对照植株之间存在显著差异, 则为超补偿;若补偿指数稍大于、等于或稍小于 1, 且方差分析不显
著, 则为等量补偿;若补偿指数小于 1, 且方差分析显著, 则判断为不足补偿[13]。
2摇 结果与分析
2. 1摇 刈割对风车草生长的影响
2. 1. 1摇 株高和分蘖数
2010 年 7 月刈割时,风车草生长旺盛,株高和分蘖数分别为(130依12) cm和(188依16)个 / m2。 2011 年 1
月收获植物时,刈割组和对照组风车草株高均在(160依10) cm,分蘖数分别为(498依52)和(510依49)个 / m2,两
者差异不显著(P>0. 05)。 然而,2010 年 7 月至 2011 年 1 月刈割组和对照组的新增分蘖数分别为(498依51)
和(322依29)个 / m2,前者显著大于后者(P<0. 05)。 由此可知,刈割可以促进风车的分蘖能力。
2. 1. 2摇 生物量和氮磷含量
刈割对人工湿地风车草生物量、氮含量和磷含量的影响分别见表 1、表 2 和表 3。
由表 1 可知,2011 年 1 月收获植物时,刈割组和对照组风车草的地上和地下生物量分别为 5311、5096 和
5281、5019g / m2,两处理之间差异不显著(P>0. 05)。 2010 年 7 月至 2011 年 1 月刈割组和对照组风车草累积
地上生物量分别为 4780 和 2454g / m2,前者明显大于后者(P<0. 05)。 此外,风车草刈割后补偿指数为 1. 52,
表现为超补偿生长。
由表 2 可知,2011 年 1 月收获植物时,刈割组和对照组风车草的地上和地下氮含量分别为 89086、83548
和 88740、84369mg / m2,两处理之间差异不显著(P>0. 05)。 2010 年 7 月至 2011 年 1 月刈割组和对照组风车
草累积地上氮含量分别为 82201 和 30824mg / m2,前者是后者的 2. 7 倍。
由表 3 可知,2011 年 1 月收获植物时,刈割组和对照组风车草的地上和地下磷含量分别为 19725、18057
和19182、18358mg / m2 ,两处理之间差异不显著(P>0. 05) 。2010年7月至2011年1月刈割组和对照组风车
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草累积地上磷含量分别为 18609 和 7828mg / m2,前者是后者的 2. 4 倍。 由此可见,刈割可以促进风车草对氮
磷的吸收和地上部分的生长,进而增加地上部分生物量和氮磷的积累,而地下部分的生长、生物量和氮磷的积
累没有受到影响。
3. 2摇 刈割对风车草光合特性的影响
刈割 4 个月后(2011 年 11 月)风车草光合特性见表 4。 由表 4 可知,刈割组叶绿素含量、净光合速率、气
孔传导率和蒸腾速率分别为对照组的 220% 、116% 、145%和 142% ,刈割组显著高于对照组(P<0. 05)。 由此
可知,刈割可以提高风车草的光合能力。
表 4摇 刈割对风车草光合特性的影响
Table 4摇 Cutting effect on photosynthetic characteristics of C. alternifolius
处理
Treatment
叶绿素含量 Chl
/ (mg / g FW)
净光合速率 PN
/ (滋molCO2·m-2·s-1)
气孔传导率 gs
/ (mmolH2O·m-2·s-1)
蒸腾速率 E
/ (mmolH2O·m-2·s-1)
对照组 Control 1. 52依0. 11a 8. 81依0. 42a 107. 12依6. 25a 2. 38依0. 18a
刈割组 Cutting 3. 35依0. 29b 10. 18依0. 98b 155. 15依9. 85b 3. 37依0. 28b
摇 摇 表中数据为平均值依标准差,同一列字母不同者表示差异显著(P<0. 05)
3. 3摇 刈割对风车草人工湿地净化效果的影响
3. 3. 1摇 TN和 TP 的净化效果
图 1 结果表明,在整个实验过程中,刈割组风车草人工湿地的 TN 和 TP 去除率一直高于对照组,平均值
分别为 77% 、84%和 65% 、67% ,刈割组显著高于对照组(P<0. 05)。 由此可见,刈割能显著提高人工湿地对
TN和 TP 的去除效果。 另外,刈割组和对照组 TN 和 TP 去除率具有相似的季节变化规律。 8—11 月两组的
TN和 TP 去除率均维持在较高水平,12 月随着温度不断下降,两组的 TN和 TP 去除率大幅下降,最低值分别
为 59% 、58%和 47、31% 。
3. 3. 2摇 CODCr 和 BOD5 的净化效果
图 1 结果表明,在整个实验过程中,刈割组和对照组风车草人工湿地的 CODCr 和 BOD5 去除率平均值分
别为 58% 、79%和 54% 、76% ,两者差异不显著(P>0. 05)。 另外,刈割组和对照组 CODCr 和 BOD5 去除率具有
相似的季节变化规律。 8—11 月两组的 CODCr 和 BOD5 去除率均维持在较高水平,12 月随着温度不断下降,
两组的 CODCr 和 BOD5 去除率大幅下降,最低值分别为 38% 、65%和 31% 、61% 。
2. 2. 3摇 NH4 鄄N和 NO3 鄄N的净化效果
刈割组和对照组对生活污水 NH4 鄄N和 NO3 鄄N去除率见图 1。 结果表明,在整个实验过程中,刈割组风车
草人工湿地的 NH4 鄄N和 NO3 鄄N去除率一直高于对照组,平均值分别为 64% 、72%和 55% 、63% ,刈割组显著
高于对照组(P<0. 05)。 由此可见,刈割能显著提高人工湿地对 NH4 鄄N和 NO3 鄄N的去除效果。
4摇 讨论
4. 1摇 刈割促进了风车草的生长
刈割是草业生产中较为常见的管理方式,能提高草本植物地上部分的再生能力,对草本的群体结构、生理
生态、生物量以及草地生态系统产生各种不同的影响[14]。 当植物刈割后,植物往往会进行补偿生长,这种补
偿生长现象是植物在受到阈值内的胁迫压力之后,在具有恢复因子和过程条件下,在构建和生理水平上产生
的一种有利于植物生长发育和产量形成的能力[15]。 关于刈割后植物超补偿发生的机制研究很多,普遍认为
刈割能通过刺激光合作用、增加生物量[13,16]、产生更多的分蘖[17鄄19]或改变资源分配模式[20鄄21]来促进植物生
长。 普遍认为移去顶芽可刺激植物的分蘖,分蘖的增加可能与刈割刺激休眠芽的活动有关[22]。 本研究中,刈
割组风车草再生能力提高,新增分蘖明显大于对照组,研究结果支持刈割刺激休眠芽活动的观点。
叶绿素作为光合色素,参与光合作用中光能的吸收、传递和转化,在植物光合作用中起着关键性作用。 净
光合速率作为光合作用强弱的一个重要指标,决定着干物质的产量。 本研究中,刈割组风车草的叶绿素含量、
6394 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 刈割对人工湿地风车草净化效果的影响
Fig. 1摇 Cutting effect on purification efficiencies of C. alternifolius in constructed wetland
净光合速率、地上部分生物量积累均高于对照组(表 1、表 4),表现为超补偿生长。 因此,刈割有利于风车草
对光能的利用,提高了植物的光合能力,增加了生物量的积累。
4. 2摇 刈割提高了风车草人工湿地对污水的净化效果
关于刈割对人工湿地植物生长和净化作用的影响,国内外学者的研究结果相差甚远。 Toet等[6]研究结果
表明,连续两年于 10 月收获植物地上部分,人工湿地 Phragmites australis 和 Thypha latifolia的生长没有受到影
响。 当 N和 P 的营养负荷低于 120 g N m-2 a-1和 30 g P m-2 a-1,通过收割植物而去除的营养物是有用的,但
在更高的营养物负荷时,通过收获植物而去除的营养物相对于营养物的输入量是无意义的。 Hu[3]等在太湖
研究水生植物对富营养化水体的净化作用,结果表明在低营养负荷条件下,植物收割可以提高氮的去除效果。
Vymazal[4]等研究结果表明多次收割有利于 Phalaris arundinacea 人工湿地对微量元素的去除。 Jinadasa 等[23]
研究结果表明 Scirpus grossus人工湿地中多次收割后植物仍能维持可持续的生物量产生,而 Typha angustifolia
人工湿地中多次收割后植物生长受到一定的影响。 Kim 等[5]研究了植物收割对人工湿地 TP 去除率的影响,
结果表明 Schoenoplectus mucronatus人工湿地在高负荷条件下收割和未收割对 TP 的去除率差异不显著。 Healy
等[7]研究结果表明,在爱尔兰植物收割对人工湿地 Phragmites australis 生物量和氮磷含量没有任何有益的效
果。 上述研究结果差别较大,主要是因为湿地植物的直接吸收作用在人工湿地氮和磷去除中不占重要地
7394摇 15 期 摇 摇 摇 吕改云摇 等:刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 摇
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位[24],通常湿地植物对氮和磷的吸收量小于城市污水负荷的 5% [5],氮磷的植物吸收只是在低污染负荷系统
中才具有数量上的重要性[25鄄26]。
本试验中,刈割显著提高了风车草人工湿地 TN、TP、NH4 鄄N 和 NO3 鄄N去除率(图 1)。 这一结果可能与刈
割促进了风车草的生长和提高了植物对污水中氮磷的吸收量有关。 2010 年 7 月至 2011 年 1 月刈割组风车草
地上部分累积的氮含量和磷含量分别为对照组的 2. 7 和 2. 4 倍(表 2、表 3)。
由于实验条件所限,本研究仅在 2010 年 7 月进行了 1 次、1 种强度的刈割处理。 在保证湿地景观价值和
净化效果的前提下,如何选择合适的刈割频率、刈割时间、刈割强度、刈割的植物如何有效利用,仍需深入
研究。
5摇 结论
刈割可以促进人工湿地风车草的再生能力和分蘖能力,增加地上部分的生物量和氮磷贮存量,提高人工
湿地对污水 TN、TP、NH4 鄄N 和 NO3 鄄N 的净化效果。 这一结果可为风车草人工湿地的科学管理提供一定的
参考。
致谢:感谢古滨河博士对本文写作的帮助。
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9394摇 15 期 摇 摇 摇 吕改云摇 等:刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 15 August,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Effects of grazing on litter decomposition in two alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibet Plateau
ZHANG Yanbo, LUO Peng, SUN Geng, et al (4605)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Distribution pattern and their influcing factors of invasive alien plants in Beijing
WANG Suming,ZHANG Nan,YU Linqian, et al (4618)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Simulation of CO2 and H2O fluxes over temperate mixed forest and sensitivity analysis of layered methods: stomatal conductance鄄
photosynthesis鄄energy balance coupled model SHI Tingting, GAO Yufang, YUAN Fenghui, et al (4630)………………………
Analysis on the responses of flood storage capacity of Dongting Lake to the changes of landscape patterns in Dongting Lake area
LIU Na, WANG KeLin, DUAN Yafeng (4641)
……
……………………………………………………………………………………
Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area YU Ge, CHEN Jing, ZHANG Xueqing, et al (4651)…………………
Discussion on the standardized method of reference sites selection for establishing the Benthic鄄Index of Biotic Integrity
QU Xiaodong, LIU Zhigang, ZHANG Yuan (4661)
………………
…………………………………………………………………………………
Genetic diversity analysis of different age of a Dalian population of the Manila clam Ruditapes philippinarum by EST鄄SSR
YU Zhifei, YAN Xiwu, ZHANG Yuehuan, et al (4673)
……………
……………………………………………………………………………
Geostatistical analysis of spatial heterogeneity of yellowfin tuna (Thunnus albacares) purse seine catch in the western Indian Ocean
YANG Xiaoming, DAI Xiaojie, ZHU Guoping (4682)
…
………………………………………………………………………………
Seasonal differences in habitat selection of the Crocodile lizard (Shinisaurus crocodilurus) in Luokeng Nature Reserve, Guangdong
WU Zhengjun, DAI Dongliang, NIN Jiajia, et al (4691)
…
…………………………………………………………………………
Soil physical and chemical properties in forest succession process in Xinglong Mountain of Gansu
WEI Qiang,LING Lei,CHAI Chunshan, et al (4700)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation triploid Populus tomentosa plantations
ZHAO Xuemei, SUN Xiangyang, KANG Xiangyang, et al (4714)
……………………
…………………………………………………………………
Grazing effects on eco鄄stoichiometry of plant and soil in Hulunbeir, Inner Mogolia
DING Xiaohui,GONG Li,WANG Dongbo,et al (4722)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of elevated ultraviolet鄄B (UV鄄B) radiation on CH4 emission in herbicide resistant transgenic rice from a paddy soil
LOU Yunsheng, ZHOU Wenlin (4731)
…………
………………………………………………………………………………………………
NMR spectroscopy based metabolomic analysis of Thellungiella salsuginea under salt stress
WANG Xinyu, WANG Lihua, YU Ping, et al (4737)
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Screening and identification of associative nitrogen fixation bacteria in rhizosphere of sugarcane in Guangxi
HU Chunjin, LIN Li, SHI Guoying, et al (4745)
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Effects of different rice鄄crab production modes on soil labile organic carbon and enzyme activities
AN Hui, LIU Mingda, WANG Yaojing, et al (4753)
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The characteristics of soil microbial communities at burned forest sites for the Great Xingan Mountains
BAI Aiqin, FU Bojie, QU Laiye, et al (4762)
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Changes of soil faunal communities during the restoration progress of Abies faxoniana Forests in Northwestern Sichuan
CUI Liwei, LIU Shirong, LIU Xingliang, et al (4772)
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The effects of the endophytic fungus Ceratobasidum stevensii B6 on Fusarium oxysporum in a continuously cropped watermelon field
XIAO Yi, DAI Chuanchao, WANG Xingxiang, et al (4784)
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Population ecology of Aulacoseira granulata in Xijiang River WANG Chao, LAI Zini, LI Yuefei, et al (4793)………………………
Evaluation of ecosystem sustainability for large鄄scale constructed wetlands
ZHANG Yiran, WANG Renqing, ZHANG Jian, et al (4803)
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MIS3b vegetation and climate changes based on pollen and charcoal on Qianxi Plateau
ZHAO Zengyou, YUAN Daoxian, SHI Shengqiang, et al (4811)
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The effects of stemflow on the formation of “Fertile Island冶 and “Salt Island冶 for Haloxylon ammodendron Bge
LI Congjuan, LEI Jiaqiang, XU Xinwen, et al (4819)
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Accumulation and translocation of dry matter and nutrients of wheat rotated with legumes and its relation to grain yield in a dryland
area YANG Ning, ZHAO Hubing, WANG Zhaohui, et al (4827)…………………………………………………………………
Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land source rainwater
LIU Yihao, SONG Xiukai, JIN Yang, et al (4836)
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Analysis on landscape pattern change and its driving forces of Yancheng National Natural Reserve
WANG Yanfang, SHEN Yongming (4844)
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Resource potential assessment of urban roof greening and development strategies: a case study in Futian central district, Shenzhen,
China SHAO Tianran, LI Chaosu, ZENG Hui (4852)……………………………………………………………………………
Analysis of the dynamic coupling processes and trend of regional eco鄄economic system development in the Yellow River Delta
WANG Jieyong, WU Jianzhai (4861)
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The diversity parameters of butterfly for ecological function divisions in Chongqing LI Aimin, DENG Heli, MA Qi (4869)…………
Review and Monograph
Responses of soil respiration to different environment factors in semi鄄arid and arid areas
WANG Xinyuan, LI Yulin, ZHAO Xueyong, et al (4890)
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Temperature sensitivity of soil respiration: uncertainties of global warming positive or negative feedback
LUAN Junwei, LIU Shirong (4902)
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The primary factors controlling methane uptake from forest soils and their responses to increased atmospheric nitrogen deposition:
a review CHENG Shulan, FANG Huajun, YU Guirui, et al (4914)………………………………………………………………
The research progresses on biological oxidation and removal of nitrogen in lakes
FAN Junnan, ZHAO Jianwei, ZHU Duanwei (4924)
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Scientific Note
Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in constructed wetland
L譈 Gaiyun,HE Huaidong,YANG Danjing,et al (4932)
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《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
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(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 15 期摇 (2012 年 8 月)
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