根系结构对湿地植物根系释氧能力的影响

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1、摘要：为了研究湿地植物的根系结构对根系释氧能力(以根系释氧速率和释氧速率对水位变化的敏感性来表征)的影响。采用拧檬酸钛法测定菖蒲、再力花、香蒲、芦苇4种湿地植物在5种不同水位条件下的根系释氧速率，并采用标准差分析法分析不同湿地植物根系释氧速率对水位变化的敏感性。同时，采用比重瓶法测量湿地植物根系孔隙度，并对植物根部结构进行显微观察。结果表明：4种湿地植物的根系释氧速率从大到小总体上依次表现为香蒲〉芦苇〉再力花>菖蒲，对水位变化的敏感性从大到小依次表现为香蒲〉芦苇〉菖蒲>再力花。此外，湿地植物根系释氧能力与植物根系结构关系密切，主要表现为：湿地植物根系通气组织越

2、发达、释氧屏障越不明显，则根系释氧速率越大、对水位变化越敏感。关键词：人工湿地；根系结构；根系释氧速率；水位；敏感性中图分类号：Q945文献标志码：A文章编号：1672-1683(2016)04-0112-05Abstract：Tostudytheeffectsofrootstructureontheabilityofoxygenreleasefromtherootsystemsofplants(expressedbyrootoxygenreleaserateandsensibilityofrootoxygenreleaseratetodynamicwater

3、level)，fourdifferentwetlandplantswereused(AcoruscalamusLinn，Thaliadealbata，TyphaorientalisPresl，Phragmitesaustralis).Therootoxygenreleaseratesinfivedifferentwaterlevelsweremeasuredusingtitaniumcitratebuffer.Standarddeviationwasalsousedtoillustratethesensibilitytodynamicwaterlevelofd

4、ifferentwetlandplants.Inaddition，rootporositywasmeasuredbypycnometermethodandrootstructurewasobservedbymicroscope.Theresultsshowedthattherootoxygenreleaserateofthesewetlandplantsdecreasedinthefollowingorderasawhole：Typha〉Phragmites〉Thalia〉Acorus.Thesensibilityofrootoxygenreleaserate

5、todynamicwaterleveldecreasedinthefollowingorder：Typha〉Phragmites〉Acorus〉Thalia.Moreover，itwasfoundthatmoredevelopedAerenchymaandlessoxygenbarriermayhavepositiverelationshipwiththeabilityofrootoxygenrelease.Themoresensitivetothereleaserateoftheplantrootsystem，themoresensitivetothecha

6、ngeofwaterlevel.Keywords:constructedwetland；rootstructure；rootoxygenreleaserate；waterlevel；sensibility目前，人工湿地技术被广泛用于处理多种类型的废水，如污水厂尾水［1］、市政污水、分散型农村生活污水［2］等。一些研究表明，供氧条件是影响人工湿地净化能力特别是脱氮能力的关键因素［3-4］。Stein［5］通过研宄人工湿［HJ1.96mm］地对于不同浓度COD去除的影响后发现植物具有很高的传输氧的能力，植物根系释氧是湿地土壤中氧的主要来源。另外，由于“根区理论”已

7、被人们广泛接受［6-7］，湿地植物的根系释氧（ROL）能够使湿地植物根际溶解氧及其微生物分布发生变化。Justin等［8］提出植物根系结构如通气组织、皮层细胞排列方式等会影响植物根系释氧，从而影响根际微生物的变化；吴振斌［9］发现根系释氧能增加根际微生物酶的活性，为根区解毒，对污水中污染物的去除具有一定的积极意义。因此，维持植物根际溶氧稳定对湿地系统的健康运行有着重要作用。根系释氧方面的研宄也越来越受到研宄人员的关注［10］。影响湿地植物根系释氧的因素主要有两类，外因主要包括：①光照强度［11-12］、②营养液氧化还原强度、③有机酸含量、④温度［13］、⑤水位

8、［14］等；内因主要包括：①根系生物量