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高原湿地剑湖湖滨植物的水体净化作用研究

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英文文摘

1 前言

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 存在的问题和发展趋势

2 研究地概况及研究内容

2.1 研究地概况

2.2 研究内容

3 研究方法

3.1 试验设计

3.2 研究方法

3.3 技术路线

3.4 实验分析和数据处理

4 结果与分析

4.1 外源污染物输入分析

4.2 湖滨带水生植物群落水体净化作用

4.2.1 总氮的变化

4.2.2 总磷的变化

4.2.3 COD的变化

4.3 不同生活型植物水体净化效果分析

4.3.1 挺水植物群落水体净化效果

3.3.2 沉水植物群落水体净化效果

4.3.3 不同生活型植物水体净化效果差异分析

4.4 植物群落水体净化作用季节性分析

5 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

参考文献

致谢

硕士期间发表文章

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摘要

湖滨带是云南高原断陷湖泊典型湖盆-湖滨-面山结构最重要的组成部分，是陆地生态系统和水生生态系统之间进行物质、能量、信息交换的重要生物过渡带和沉降地表径流泥沙，以及降解城镇生活污水及面源污染的重要屏障。由于地质和地理位置的特殊，云南拥有类型丰富，分布广泛，区域差异显著的众多高原断陷湖泊湿地。高原湿地特殊的地理位置和环境条件，使得生物种群地理分布狭窄，专一性很强；生物种种群小，数量少，有许多是濒危保护物种；生物地理分布的边缘性决定了其丰富的物种多样性和生物类群适应的脆弱性；生态系统生态变幅小而高度特化，因而高原湿地生态系统极其脆弱。由于四面环山，周围城镇村庄密度大，人类活动剧烈，人类开发活动干扰强烈，流域内径流多汇集于此，大多湿地都存在着富营养化和生态破坏问题。因此必须对其重要屏障作用的湿地湖滨带进行研究，以便保护、恢复和重建退化的湖滨湿地生态系统。
　　 剑湖湿地位于云南省大理州剑川县境内，地理坐标介于东经99°55'-99°59.5'，北纬26°25'-26°31.5'。剑湖是一个进入老年期的高原淡水湖泊，在长期的演替过程中，剑湖湖盆形成了较为完整的湖滨带，其湿地物种丰富度较高，生活型较齐全，多样性较明显，在剑湖湿地生态系统能量流动、物质循环上发挥着极其重要的作用。但长期以来，流经县城的生活污水不经处理就直接排入剑湖，湖滨农业利用的面源污染物的不断增加，均对剑湖水质产生严重威胁，加之流域植被破坏导致大量泥沙输入剑湖，使作为剑湖湿地生态系统屏障的湖滨带承受着极大压力，严重威胁着剑湖湿地生态系统的稳定和平衡。对剑湖湖滨带净化水质的重要功能作用进行研究，探索湖滨植物对入湖污染物的响应及其在水质净化功能效应发挥中的协同作用，对揭示湖滨带的重要作用和湿地恢复研究中湖滨带的保护与修复具有重要意义。
　　 本研究采用野外调查取样和室内试验分析相结合的方法对剑湖湖滨带水生植物群落的水体净化作用进行定量分析。采用GPS定点取样，取样点布置在剑湖的三条主要河流入湖口，在水流方向上根据植物群落的生活型及分布范围，分别在挺水植物群落、沉水植物群落迎水面和背水面布置取样点，水流方向通过水生植物倾斜方向判断，辅以浮标法。通过对水流经过植物群落前后水质总氮、总磷和COD的变化分析来定量说明植物群落在水体净化中的作用。总氮的分析采用碱性过硫酸钾消解分光光度法、总磷的测定采用钼酸铵分光光度法，COD分析采用MS-3微波消解法测定，该法可以有效缩短消解时间。
　　 经过两个水文周期四次水质监测发现，剑湖湖滨带植物群落对水体具有明显的净化作用。三条河流入湖口湖滨带植物群落对总氮、总磷和COD的削减率分别高达58.5％、90.0％和71.3％；其中，挺水植物群落对总氮、总磷和COD的削减率分别达21.3％、。70.0％和37.7％，沉水植物群落对总氮、总磷和COD的削减率分别为39.6％、83.3％和50.0％，沉水植物群落对污染物的削减率高于挺水植物群落。研究结果还表明，剑湖湿地湖滨植物对水体的净化作用没有明显的季节差异，。此外，衰死水生植物残体腐败分解产生内源污染，导致水流经过植物群落后水质指标不降反增。湖滨带植物群落的水体净化作用受生物量、植物生长周期、pH、污染负荷、水流速度、底质等因素影响，其湿地系统及其水生植物群落间对水体的协同净化作用和调控机理有待深入研究。剑湖湖滨植物群落的存在对控制剑湖水质、净化剑湖水体，延缓或控制其富营养化进程起着极其重要的作用。

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