中南林業(yè)科技大學(xué)

項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告項(xiàng)目名稱水生植物的五種不同組合類型對(duì)水質(zhì)凈化效應(yīng)的研究項(xiàng)目主持人陳歡所在學(xué)校及院系中南林業(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院項(xiàng)目級(jí)別?國(guó)家級(jí)□省級(jí)□校級(jí)立項(xiàng)年份2015年指導(dǎo)老師顏玉娟聯(lián)系電主持人）指導(dǎo)老師）填表日期2016年10月19日 中南林業(yè)科技大學(xué)教務(wù)處制填寫說(shuō)明一、本表要按要求逐項(xiàng)認(rèn)真填寫，填寫內(nèi)容必須實(shí)事求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)?？杖表?xiàng)要填“無(wú)”。二、格式要求：表格中的字體用小四號(hào)仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用A4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。三、本頁(yè)不裝訂。一、基本情況項(xiàng)目名稱水生植物的五種不同組合類型仿對(duì)水質(zhì)凈化效應(yīng)的研究立項(xiàng)時(shí)間2015年完成時(shí)間2016年項(xiàng)目主要研究人員序號(hào)姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)所在院（系）項(xiàng)目中的分工1劉曉玲20122348園林1班風(fēng)景園林學(xué)院實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)2陳歡20132485園林2班風(fēng)景園林學(xué)院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)3楊葉20132395風(fēng)景園林4班風(fēng)景園林學(xué)院成果整理，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備二、研究成果簡(jiǎn)介項(xiàng)目成果類型□產(chǎn)品□系統(tǒng)軟件?論文□專利□其它（注：請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)成果復(fù)選框內(nèi)打“√”，其它請(qǐng)具體說(shuō)明）項(xiàng)目成果名稱陳歡,劉曉玲,楊葉,顏玉娟.水生植物五種不同組合類型對(duì)水質(zhì)凈化效應(yīng)的研究[J].現(xiàn)代園藝,2016,10:22-23.項(xiàng)目研究的目的、意義；研究成果的主要內(nèi)容、重要觀點(diǎn)或?qū)Σ呓ㄗh；成果的創(chuàng)新特色、實(shí)踐意義和社會(huì)影響；研究成果和研究方法的特色。限定在2000字以內(nèi)。項(xiàng)目研究的目的、意義湖南省水環(huán)境污染相當(dāng)普遍。城市江段岸邊污染嚴(yán)重，直接威脅水源安全?？菟竟?jié)，常有城市飲用水源水質(zhì)超標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生，危及人民群眾身體健康，通過(guò)利用水生植物改善水質(zhì)，迫在眉睫。通過(guò)調(diào)查，目前風(fēng)景區(qū)常用的水生埴物約50種，其中挺水植物近30種，浮葉植物約4種，漂浮埴物約3種，沉水植物約7種，杭州、北京、上海等大城市的應(yīng)用較多，中小城市的應(yīng)用較少，有的城市僅用3-5種：荷花等挺水植物應(yīng)用較多。浮水埴物、沉水埴物應(yīng)用較少。但是沉水植物對(duì)重金屬的吸收、積累能力均大于漂浮和挺水植物，而且可以在水下產(chǎn)生氧氣，是水體中的初級(jí)生產(chǎn)者。人們?cè)谟蒙锕こ讨卫淼岢匚廴镜墓ぷ髦邪l(fā)現(xiàn)，沉水植物在整治水體污染中具有重要作用，以沉水植物為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)是優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)。利用水生植物造景，要求其具有較高的觀賞價(jià)值與一定的景觀穩(wěn)定性。因此，水生植物造景藝術(shù)風(fēng)格的表現(xiàn)，需巧妙地利用體形、色彩、線條、質(zhì)地等特征與周圍環(huán)境的關(guān)系，創(chuàng)造出具有詩(shī)情畫意的生態(tài)圖。同時(shí)，也有試驗(yàn)結(jié)果表明,多種植物合理的搭配較單一植物具有較好的處理效果，混合種不僅使?jié)竦氐膬艋侍岣?，且凈化效果更穩(wěn)定。因此，將漂浮植物（水面）和挺水植物（高出水面）配置在同一水域的同一水區(qū)中，不僅物種多樣性可增強(qiáng)水生植物群落的生態(tài)穩(wěn)定，維護(hù)更為長(zhǎng)久豐富的水生植物景觀，同時(shí)對(duì)于水體防止富營(yíng)養(yǎng)化或重金屬污染可起到更大的作用，實(shí)現(xiàn)水生植物在生態(tài)水景中的重要意義。因而，本實(shí)驗(yàn)首先根據(jù)園林美學(xué)的原理，合理搭配出五個(gè)組合類型，并實(shí)驗(yàn)測(cè)得五個(gè)組合類型對(duì)水質(zhì)的凈化能力，旨在為園林水生植物的合理搭配提供科學(xué)的依據(jù)。研究成果的主要內(nèi)容、重要觀點(diǎn)或?qū)Σ呓ㄗh據(jù)在洋湖濕地的調(diào)查情況，根據(jù)高中低協(xié)調(diào)搭配的原則，確定出5種適用于大型水體的水生植物組合類型：M1：狐尾藻+鳳眼蓮+水蔥；M2：香菇草+美人蕉+香蒲；M3：香菇草+菖蒲+美人蕉；M4：水鱉+鳳眼蓮+菖蒲；M5：水鱉+香蒲+梭魚草。采用水培方式，植物由洗凈的鵝卵石固定，定期取培養(yǎng)水進(jìn)行TN（總氮）、TP（總磷）、COD指標(biāo)的測(cè)定。項(xiàng)目研究成果和研究方法的特色及意義在傳統(tǒng)的對(duì)于水生植物的研究之中，大都為單種研究某種水生植物的凈水能力，或者單種比較不同種類的水生植物的凈水能力，而在園林應(yīng)用中，對(duì)水生植物的要求不僅僅是凈化水體的能力，還要具有較好的觀賞性能。本實(shí)驗(yàn)獨(dú)創(chuàng)以水生植物搭配組合來(lái)進(jìn)行凈水能力研究，創(chuàng)立五種類型的水生植物搭配模式，并得出“香菇草+美人蕉+香蒲”的搭配模式和“水鱉+香蒲+梭魚草”搭配模式不僅觀賞價(jià)值高、也對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除快，并且凈化效果穩(wěn)定。為水生植物合理搭配提供了現(xiàn)成模版。三、項(xiàng)目研究總結(jié)報(bào)告預(yù)定計(jì)劃執(zhí)行情況，項(xiàng)目研究和實(shí)踐情況，研究工作中取得的主要成績(jī)和收獲，研究工作有哪些不足，有哪些問(wèn)題尚需深入研究，研究工作中的困難、問(wèn)題和建議。（字?jǐn)?shù)不限，可加頁(yè)面）項(xiàng)目的執(zhí)行情況1.查閱了大量關(guān)于水生植物的文獻(xiàn)資料，了解水生植物的研究進(jìn)展；2對(duì)洋湖濕地現(xiàn)有的水生植物配置使用情況進(jìn)行調(diào)查，分析得出實(shí)驗(yàn)的五種組合類型；3.學(xué)習(xí)并通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定測(cè)量水質(zhì)的指標(biāo)及試驗(yàn)方法，以及在實(shí)驗(yàn)中的處理技巧。研究工作中的成績(jī)查閱了大量關(guān)于水生植物的文獻(xiàn)資料，認(rèn)真嚴(yán)格的完成實(shí)驗(yàn)。了解并分析了洋湖濕地水生植物的應(yīng)用情況。測(cè)出了五種組合類型對(duì)TN（總氮）、TP（總磷）、COD的凈化能力3.1實(shí)驗(yàn)方法ρ（CODcr）采用快速密閉催化消毒-滴定法測(cè)定，ρ（TP）采用磷鉬藍(lán)法測(cè)定，ρ（TN）采用紫外分光光度法測(cè)定。3.2結(jié)果與分析3.2.1五種水生植物組合類型對(duì)TN的去除效果圖1為5種水生植物組合類型對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中TN的去除情況由圖1可知，5種水生植物組合類型對(duì)TN都有較好效果。雖然第7-14天期間因?yàn)樘鞖獠缓?，連續(xù)下了3天大雨，導(dǎo)致整體的TN濃度均上升，但是這5種水生植物的組合類型中的TN的濃度均明顯低于對(duì)照組（CK）。至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，處理M2、M3、M4、M5中TN濃度均在0.5~1mg/L之間，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的Ⅲ類水，去除率分別為76%、84.65%、84.2%、82.84%，其中M3對(duì)TN的去除效果最好，其次是M4。M1對(duì)TN的去除效果最差，僅為44.39%?？梢?，CK對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中TN的去除能力明顯低于5個(gè)處理組。3.2.2五種水生植物組合類型對(duì)TP的去除效果圖2為5種水生植物組合類型對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中TP的去除情況由圖2可知，雖然第7-14天期間因?yàn)樘鞖獠缓?，連續(xù)下了3天大雨，導(dǎo)致整體的TP濃度均上升，但是相對(duì)于CK，各處理組中TP均顯著下降，最終處理水質(zhì)均達(dá)到Ⅳ類水(0.2<TP<0.3mg/L)。試驗(yàn)前期及雨后TP濃度下降快，后期由于濃度較低，呈緩慢下降趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)28天的處理后，5個(gè)處理組對(duì)TP的去除率分別為82.5%、94.13%、76.63%、64.02%、70.76%，對(duì)TP的去除能力大小的比較：M2>M1>M3>M5>M4。3.2.2五種水生植物組合類型對(duì)COD的去除效果圖3為5種水生植物組合類型對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中COD的去除情況。由圖3可知，試驗(yàn)第1周，植物組和對(duì)照組水體COD均有明顯下降。但第2周和第3周各組水體中的COD都有顯著上升，最后又呈下降趨勢(shì)。總的來(lái)說(shuō)，處理組比對(duì)照組的效果好。試驗(yàn)結(jié)束后，M5對(duì)COD的去除率最好，為75%；其次是M1、M2、M4，去除率均為66.67%。最差的是M3，對(duì)COD的去除率僅為33.33%。3.3研究結(jié)論3.3.1水生植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體可以起到明顯的凈化效果。在環(huán)境突變的情況下，對(duì)水體中TN、TP、COD含量的變化都能起到很好的穩(wěn)定效果。3.3.2種水生植物組合類型對(duì)水質(zhì)的凈化能力有一定差異。對(duì)TN的去除能力的大小排序?yàn)镸3(84.65%)>M4(84.2%)>M5(82.84%)>M2(76%)>M1(44.39%)水生植物主要通過(guò)植物的直接吸收，和根際微生物將氮素的轉(zhuǎn)化為植物易吸收的形態(tài)等途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)氮的去除;對(duì)TP的去除能力大小排序M2(94.13%)>M1(82.5%)>M3(76.63%)>M5(70.76%)>M4(64.02)%通過(guò)植物根際周圍微生物的作用，使植物吸收和同化水體中有機(jī)可溶性磷，以及通過(guò)植物根系的過(guò)濾和吸附作用去除顆粒磷酸鹽，在聚磷菌的作用下，正磷酸鹽則以多聚磷酸鹽在細(xì)胞內(nèi)貯存而去除;對(duì)COD去除能力大小排序M5(75%)>M1(66.67%)=M2(66.67%)=M4(66.67%)>M3(33.33%)。植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)COD的去除主要通過(guò)植物、微生物的吸收利用與代謝來(lái)完成。3.3.3從植物凈化效率、生長(zhǎng)特性、觀賞價(jià)值和生態(tài)效應(yīng)等方面綜合考慮，M2（香菇草+美人蕉+香蒲）和M5（水鱉+香蒲+梭魚草）觀賞價(jià)值高、對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除快，并且凈化效果穩(wěn)定。研究工作中的問(wèn)題與不足五個(gè)配置不夠全面，水生植物在園林中應(yīng)用的中來(lái)還有很多，而本次試驗(yàn)選取的植物種類只是極少一部分。水質(zhì)評(píng)估的指標(biāo)還有很多，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，只選取了其中三個(gè)較常規(guī)的進(jìn)行了分析討論，還有其余的指標(biāo)有待測(cè)量。四、經(jīng)費(fèi)使用情況經(jīng)費(fèi)合計(jì)10000元，其中，學(xué)校配套資助元，學(xué)院（所）配套資助元，其他經(jīng)費(fèi)元。經(jīng)費(fèi)支出情況：實(shí)驗(yàn)儀器：500實(shí)驗(yàn)材料：558打印費(fèi)：450版面費(fèi)：1170差旅費(fèi)：3000總計(jì)：5678五、指導(dǎo)教師及學(xué)院（系）審核意見項(xiàng)目指導(dǎo)教師對(duì)結(jié)題的意見，