农业环境职称论文发表浅论湿地除氮研究
摘要：辽河主要污染因子之一为铵态氮,湿地具有很高的氮持留能力,持留量因气候条件以及湿地类型不同而异[2]。Hana等[3]研究表明,湿地土壤中的氮素与土壤孔隙水中的NH+4-N密切相关。国内对湿地除氮主要是从整个区域考虑,而对于不同功能区域的分析较少。
关键词：农业环境职称论文发表,核心期刊论文发表,湿地除氮,研究
1材料与方法
辽河三角洲湿地地处辽河、大辽河入海口交汇处。区内的双台河口(辽河口)国家级自然保护区是全国最大的湿地自然保护区之一,保护区内有大面积的芦苇沼泽、滩涂、湿草甸,以及海水水域、河流等各种湿地类型,其中芦苇面积居世界第二位。
以大凌河和双台子河流入湿地的污染水体为研究对象,每年在各监测点于破冰后逐月监测。辽河三角洲芦苇湿地内部的土壤类型为草甸土,土壤pH值为8.47,有机质为1.15%,密度为1.03g/cm3。湿地内植物种类少,喜湿耐盐植物多;草本植物多,木本植物少;优势种群密度大,生物量高。辽河三角洲湿地的芦苇沼泽面积达82140hm2,占湿地总面积的15.7%。根据双台河口湿地生态环境和功能,将其划分为3个区域:核心区、缓冲区和实验区[4]。水质监测选择主要代表性水域,以野外的大尺度调查为基础,在双台河口湿地核心区、缓冲区和实验区共设置32个监测断面。
核心区:小道子河入海口、大流子河与双台河交汇处各布设1个断面,在苇田中平均每3~5km处布设1个断面,共计9个断面;缓冲区:大凌河河堤、双台河入海口处各布设1个断面,在大凌河、大流子河和双台河河道内平均3~5km处布设1个断面,共计18个断面;实验区:生活区排污口、油田落油处各布设1个断面,在入湿地灌渠、大凌河、双台河、饶阳河河道内平均3~5km处布设1个断面,共计9个断面。分析时段与监测频率:2010年5—10月份,每月各监测1次。植物样与土样均在以上32个点位采取。
2结果与分析
水体中氮素的组成主要为有机氮和无机氮(铵态氮、硝态氮和亚硝态氮),表1是辽河湿地各分区水中不同形态氮素全监测期内均值的空间变化情况。由表1可以看出,辽河湿地水中的氮素主要以无机氮为主。
不同形态的氮素在不同的环境空间里的变化特征也不相同,铵态氮是辽河水中氮素的主要赋存形式。各形态氮素的变化特征与实验分区的范围基本一致。整个监测期内铵态氮的平均质量浓度为实验区>缓冲区>核心区;硝态氮和亚硝态氮的变化不明显,实验区、缓冲区和核心区的硝态氮在全监测期内的平均质量浓度分别为0.71、0.48和0.37mg/L;亚硝态氮的平均质量浓度分别为0.23、0.11和0.07mg/L。
5月份和6月份铵态氮质量浓度相对较低,6月份之后,水中铵态氮质量浓度又逐渐升高,8月份达到最大。由于春季冰层的融化,水层的气体交换作用增强,将湿地中在冰封期由有机氮在缺氧环境下降解成的铵态氮氧化,使得质量浓度相对较低。
6月份之后,温度迅速升高,湿地内部各种微生物活性增强,水中大量有机氮被降解成铵态氮,导致质量浓度升高,直到8月份,铵态氮质量浓度达到最大值。硝态氮的变化特征在6月份之后与铵态氮的恰好相反,随着温度的升高,硝态氮的质量浓度逐渐降低,在8月份达到最低,之后9月份、10月份又逐渐升高。夏季温度升高,反硝化细菌活性增强,使得硝态氮反硝化脱氮,因此,夏季辽河湿地水中硝态氮质量浓度会降低。亚硝态氮的变化形式与铵态氮类似,在8月份达到最大值,主要与反硝化细菌的活性增强有关。
图2是辽河水中铵态氮与全氮质量分数的关系图,经过spss分析,水中铵态氮与全氮的相关性极显着。
实验区内,二者的相关系数(R)为0.957,线性拟合方程为Y=109.76435+0.94335x;随着水体流经湿地,水中的铵态氮质量浓度不断降低,其与全氮的相关性逐渐降低;缓冲区和核心区的相关系数分别为0.931和0.922,线性拟合方程分别为:Y=98.24432+0.86352x和Y=63.37543+0.96753x。由此可以看出,随着沿途湿地植物的吸收、微生物的降解以及水体自身的稀释,水中的铵态氮不再是水中氮素的主要赋存形态,也说明了湿地在氮素的迁移转化过程中起到了“汇”和“转化器”的作用。
湿地土壤中氮素的分布在时间上表现出比较一致的规律性,呈不规则的“M”形的双峰曲线变化。在整个监测期内,辽河湿地的核心区、缓冲区和实验区内土壤的全氮质量分数都表现为逐渐减少,在8月份达到最低,之后由于温度的降低、微生物的活性减弱和植被生长的停止,全氮质量分数又开始增加的趋势。
3结论
在湿地各分区内,水中氮素的污染以铵态氮为主,湿地对氮素的污染有较强的净化能力,变化幅度最大的时期分别出现在6—8月份。实验区、缓冲区和核心区内土壤全氮质量分数的变化特征基本相同,在植物的生长期,其质量分数逐渐减少,8月份达到最低值,说明辽河湿地在夏季的氮素迁移转化过程较强。湿
地对氮素的吸附、净化起着重要的作用,但不同的含水量、pH值、温度等都会关系到湿地土壤内部环境状况,另外微生物及硝化、反硝化的作用对铵态氮的动态变化的影响也不可忽略,这部分将在后续研究中继续深入探讨。
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