再生水补水对北京潮白河河岸带土壤反硝化作用的影响

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河流面源污染控制与治理是目前水环境污染防治工作的重点,河岸带位于水陆交界处,能通过植物吸收、土壤反硝化作用等方式去除地表径流中的氮素,其中反硝化作用更能将大部分氮素永久性去除,是阻止外界氮素进入河流水体的重要屏障。近年来再生水作为一种稳定的水源,在维持河湖景观、恢复生态环境等方面发挥了重要的作用。再生水大量补充城市河湖水体必然会引起相关区域水质、水量的快速变化,并可能对河岸带的截污特性产生影响。本文以北京市潮白河再生水补水典型河段(顺义区)为主要研究对象,通过野外采样和现场调查,探讨再生水补水对河岸带土壤反硝化作用以及植被群落的影响。主要结论如下:  (1)河岸带沿程土壤反硝化作用存在一定差异。在纵向沿程上,再生水补水区河岸带土壤与非补水区河岸带土壤反硝化速率比较接近,差异性并不明显。但补水区河岸带土壤的反硝化酶活性普遍低于非补水区。在横向沿程上,土壤反硝化速率和反硝化酶活性最高点普遍出现在河岸带的中部。河岸带土壤反硝化速率、反硝化酶活性与土壤硝态氮的含量呈极显著相关(P<0.01),与铵态氮的含量呈显著相关(P<0.05)。  (2)对潮白河再生水补水区和非补水区河岸带以及浅水区进行植物调查。在所调查的区域中,总共调查到22科、63属、79种河岸带植物,禾本科和菊科植物均占据了主要地位。再生水补水区植物的属数和种数均小于非补水区河岸带,且再生水补水区河岸带植物的多样性指数R、均匀度指数E以及丰富度指数H小于非补水区,浅水区的多样性指数R、均匀度指数E以及丰富度指数H较为接近。同种植物在非补水区的高度普遍大于再生水补水区,占所调查植物总数的80.95%。在同一区域,2015年植被的物种丰富度指数H、物种多样性指数R以及物种均匀度指数E均高于2014年,同种植物高度略大于2014年,约占所调查植物总数的57.14%。  (3)再生水补水区河岸带,同种植物根部土壤反硝化速率和反硝化酶活性普遍高于非补水区河岸带,所占比例均占所调查植物的87.5%。土壤反硝化速率与土壤反硝化酶活性呈极显著相关性(P<0.01),土壤硝态氮与土壤反硝化酶活性呈显著相关(P<0.05)。在再生水补水区域,林地河岸带土壤反硝化作用普遍高于草地河岸带。林地河岸带在2015年8月份的土壤反硝化速率明显高于草地河岸带,两者在10月份的反硝化速率比较接近。林地河岸带在2015年8月、10月份的反硝化酶活性均高于草地河岸带。河岸带土壤反硝化作用季节变化较为明显,草地河岸带和林地河岸带在2015年8月份的土壤反硝化速率普遍高于10月份,但土壤反硝化酶活性在两个月比较接近。土壤反硝化速率和反硝化酶活性与土壤铵态氮的含量呈极显著相关(P<0.01)。
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