1从湿地中采收不同的水生植物，并进行植物元素分析，分析其富集矿质营养和重金属的动态过程，探索和鉴定利用水生植物混生种植进行生物修复的可行性。[方法]以淡水养殖试验基地为试验地点，在不同季节采集该基地潜流湿地大型湿地植物美人蕉（Canna indica）、鸢尾（Iris tectorum）、芦苇（Phragmites australis）和再力花（Thalia dealbata）的地上部分析其生长、矿质营养、重金属元素积累。[结果]寒冬过去后，芦苇的生长恢复最快，冬去春来其生物量明显高于其他三种植物，而美人蕉恢复最慢。随着夏季和秋季的来临，四种植物均明显生长，尤其是美人蕉，其次是再力花。四种植物对氮素的富集能力都很强，此外，美人蕉对磷、钾、镁、锌、铜、钠等的富集能力特别强，而鸢尾对磷、钙、镁等富集能力比较强，芦苇对硫、铁、铝、铬、镉、铅等富集能力很强，再力花对硫、锰的富集能力较强。[结论]美人蕉对水产养殖废水中诸多元素的总积累要明显强于鸢尾、芦苇和再力花，其次是芦苇。在淡水养殖基地，混生的美人蕉、鸢尾、芦苇和再力花对不同元素富集具有明显的互补性，混合种植从而进行修复污水是可行的。
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引言
引言：近年来，我国池塘养殖业发展迅猛，由于城市化、工业化以及人口剧增导致社会对水产品的需求也急剧增加。随着规模化池塘养殖业的发展，环境方面的负效应也日益突出。主要表现在水产养殖密度过大导致的养殖环境明显恶化，饲料的过度投放造成严重的水体富营养化和铜、锌、镉等重金属元素积累等复合污染问题，这直接影响水产品品质，限制了养殖业的可持续发展[1]。如何有效修复养殖污水，提高水体质量，带动水产养殖业的可持续发展是目前研究的一个热点领域。当前养殖业中，处理养殖污水的方法主要有物理修复、化学修复和生物修复，物理修复处理污水主要通过对池塘换水、清淤、沉淀、过滤等，化学修复则是施用化学试剂等转化污染物，但是这些方式成本高，且对水资源造成二次污染[2]。
人工湿地是一种新兴的通过模拟自然湿地机理的人工生态工程化的废水处理技术，这种系统可以利用物理、化学和生物的协同作用对养殖污水进行净化，作用更加稳定，且投资小、能耗低、运行管理方便[1,3]。其中大型植物是人工湿地的基本组成部分[4,5]，利用植物修复是一种绿色环保、低成本、节能节约的污水处理技术 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
[6]，诸多研究[710]表明，通过对一些植物生物量的去除，尤其是大型植物和根茎类植物等，从而达到高效去除污染物的目的。人工湿地中植物修复已成功地用于减轻环境污染，如去除废水中种类繁多的污染物：养分、重金属、有机物、悬浮物和病原体等等[1113]。近些年来湿地水资源与功能恢复的研究逐渐受到重视，人们开始强化湿地生物资源保护与可持续利用的研究，不再局限于保护和扩展自然湿地而是更多的在应用中根据需要建设湿地并将其推广应用[1,3]。
目前，国内外对生态净化工程研究大多集中在人工湿地模型或中试水平，主要在室内静止条件下进行研究，而且大多研究也就在初起步状态，相关文献资料很少。在室外动态条件下同时比较不同类型植物的氮磷吸收、重金属积累和水质净化能力，以及季节变化的影响的探索更少[14]。对大规模的生态净化湿地研究也极为匮缺[15]。室内静止条件下与室外动态条件往往会存在较大的差异。本研究正是在我国当前的水资源现状和水产养殖引起的水体污染问题的背景下，以农业部渔业装备与工程重点开放实验室的生态工程化循环水池塘养殖基地[16]为试验场所，在2015年不同季节我们采集该基地潜流湿地中四种大型湿地植物美人蕉（Canna indica）、鸢尾（Iris tectorum）、芦苇（Phragmites australis）和再力花（Thalia dealbata），研究这些植物对养殖废水中氮、磷、钾、钙、镁，及其众多微量元素和重金属元素的积累特性，以期为构建人工湿地中潜流湿地植物组合提供更好的植物种植方案。了解不同植物对污水中不同污染物的互补富集效果，为构建有针对性的生物修复工程提供技术和数据支持。
1. 材料与方法
1.1 试验地点与材料采集
本研究以中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所、农业部渔业装备与工程重点开放实验室的淡水养殖三泖基地为试验基地，该基地生态工程化池塘循环水养殖系统由3个养殖池塘（15000 m2），1500 m2潜流湿地，2500 m2生态塘，和500 m2生态沟渠组成（图1），池塘养殖品种主要是草鱼和团头鲂，另外还搭配养殖鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼等[16]。分别于春季（2015年4月20日）、夏季（7月20日）和秋季（10月20日）用剪刀采集该基地潜流湿地中四种大型湿地植物美人蕉（Canna indica）、鸢尾（Iris tectorum）、芦苇（Phragmites australis）和再力花（Thalia dealbata）的地上部，每种植物随机选取6株，分成3个重复，即每个重复2株。采集后迅速110 °C杀青，75 °C条件下烘干至恒重待测。
图1 生态工程化池塘循环水养殖基地示意图
Fig. 1 Flow chart of the ecological engineering recirculating pond aquaculture base
1.2 植株地上部相对生长速率的测定与计算
把烘干至恒重的样品用精确度1 mg的天平（ESJ1824，天津）称重，按照下面公式计算植株地上部相对生长速率（RGR）[17]：
RGR (A) (mgg1d1)=(M7－M4)×1000/M4/处理天数
RGR (B) (mgg1d1)=(M10－M7)×1000/M7/处理天数
M4：4月20日取样的植株地上部干重（g）；M7：7月20日取样的植株地上部干重（g）；M10：10月20日取样的植株地上部干重（g）。
1.3 植株元素含量的测定
把烘干的植株样品磨碎后过40目不锈钢筛，得到待用的干样品。参考鲍士旦[18]方法进行测定：植株N和P的测定采用H2SO4H2O2方法消解。使用流动注射分析仪（AutoAnalyer AA3, 德国）对待测样品N含量进行测定；P、K、S、Na、Fe、Zn、Al、Cu、Cr、Cd、Pb、Mn等元素含量则采用ICP原子发射光谱仪（Agilent Technologies 710, 美国）进行测定[19]，得到元素含量（mgg1DW），按照下列公式计算得到地上部元素积累量（mgplant1）：
地上部元素积累量(mgplant1)= 元素含量(mgg1DW) × 地上部干重(gDWplant1)
1.4 数据处理与统计分析
利用Microsoft Excel软件、SPSS13.0软件进行试验数据的统计和相关性分析，采用Duncan两因素新复极差测验法(P<0.05) 进行显著性分析。
2. 结果与分析
2.1 不同时间潜流湿地上植物地上部生物量的变化
2015年1月20日，潜流湿地上美人蕉、鸢尾、芦苇和再力花地上部全部枯死。随着春季的到来，残留在地下部的植物根部再次发出新芽，逐渐成为幼苗，2015年4月20日（春季）取样发现，四种植物抗寒性均不强，植株生物量偏小。其中芦苇寒冷解除后恢复生长相对较强，其生物量明显高于其他三种植物（图2A）。除了芦苇以外，鸢尾和再力花生物量无显著差异，而美人蕉恢复生长最弱，其生物量明显低于其他三种植物，分别为鸢尾、芦苇和再力花地上部生物量的49%、28%和46%（图2A）。随着夏季的来临，日照变长和气温的上升，我们2015年7月20日取样发现，四种植物均明显生长，尤其是美人蕉，其RGR显著高于其他三种植物，生物量也最大，显著大于再力花，前者生物量是后者的116%，鸢尾、芦苇和再力花之间生物量差异不显著。鸢尾和再力花的RGR相似，而芦苇RGR最低（图2B）。 随着秋季的来临，2015年10月20日取样发现，四种植物继续明显生长，生物量进一步上升，尤其是美人蕉，其次是再力花、再次是芦苇和鸢尾（图2）。美人蕉、鸢尾、芦苇和再力花地上部的生物量比值为2.1：1.0：1.3：1.7（图2A），而他们的RGR差距则更明显（图2B）。

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