浮床蔬菜的筛选及其对富营养水体治理效果的模拟研究

２０１４年７月内蒙古大学学报（自然科学版）Ｊｕｌ．２０１４第４５卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．４文章编号：１０００－１６３８（２０１４）０４－０４１０－０８ＤＯＩ：１０．１３４８４／ｊ．ｎｍｇｄｘｘｂｚｋ２０１４０４１３浮床蔬菜的筛选及其对富营养水体治理效果的模拟研究＊赵鸿哲１，王炜１，王立新２，３，刘华民１，清华２，刘东伟２（１．内蒙古大学生命科学学院，呼和浩特０１００２１；２．内蒙古大学环境与资源学院，呼和浩特０１００２１；３．中美生态、能源及可持续性科学内蒙古研究中心，呼和浩特０１００２１）摘要：乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊也是该区富营养化最为严重的浅水草型湖泊．本研究选择当地居民日常生活中经常食用的蔬菜进行浮床栽培正交试验，从而为乌梁素海富营养化生态修复与治理提供理论依据与实验技术支撑．研究显示：香芹（Ｐｅｔｒｏｓｅｌｉ－ｎｕｍｃｒｉｓｐｕｍ）和菠菜（Ｓｐｉｎａｃｉａｏｌｅｒａｃｅａ）不适于浮床栽培，空心菜（Ｉｐｏｍｅａａｑｕａｔｉｃａ）吸收能力强对各营养水平富营养化水体的净化都有较好的效果．木耳菜（Ｂａｓｅｌｌａｒｕｂｒａ）效果较空心菜差．莜麦菜（Ｌａｃｔｕｃａｓａｔｉｖａｖａｒ．）和生菜（Ｌａｃｔｕｃａｓａｔｉｖａ）都比较适于春秋季节栽培，莜麦菜与空心菜相比耐贫瘠，更适于中度富营养化水体的净化．浮床的栽培时间根据水体的营养水平可适当不同，高营养水平的时间可以适当延长，而中、低营养水平的则应适当缩短．中度富营养水平的乌梁素海可以应用此技术进行恢复治理．关键词：浮床；蔬菜筛选；乌梁素海；富营养化；净化效果中图分类号：Ｑ９４８文献标志码：Ａ乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊，是黄河中上游重要的保水、蓄水和调水基地，也是全球范围内荒漠半荒漠地区极为少见的具有生物多样性和环境保护等多功能的大型草型湖泊，对调节当地的生态环境和区域气候以及维持生物多样性等方面具有重要作用［１］．由于上游大量农田排水、工业废水和生活污水的排入，使得乌梁素海成为该区富营养化最为严重的草型湖泊，也是世界上沼泽化最快的湖泊之一［２］．此外，乌梁素海盐碱含量较高，还有风沙淤积作用，使原本由很浅的黄河故道形成的湖泊处于沼泽化过程中，在治理水体和缓解淤积方面的难度较大，需要更为有效的措施．因此，如何防控、防治乌梁素海的富营养化已成为亟待解决的重大问题．目前，针对乌梁素海富营养化的治理措施主要以工程措施为主，如２００３年地方部门对进入乌梁素海的三条退水渠道进行了深挖改造，并于２００３年和２００４年两次引黄河水［３］．在生态修复方面进行了人工芦苇的种植［４］，大面积芦苇及水草等植物的残骸腐烂沉积，致使乌梁素海已成为世界上沼泽化速度最快的湖泊之一，可见治理效果并不好．近年来人工浮床因具有造价低、投资少、投放方便、能抵抗较大风浪、载体可移动拼装、不产生二次污染等优点正日益受到普遍的关注．利用人工浮床技术治理富营养化水体的研究也屡见报道且取得了一定的成果［５－１３］．理论上，浮床种植是解决乌梁素海问＊收稿日期：２０１３－０４－２２；修回日期：２０１３－１２－２４基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＣ０２Ｂ０３）；国家自然科学基金项目（３１０６００７６；４１２６１００９）作者简介：赵鸿哲（１９８７－），女，内蒙古锡林郭勒人，２０１０级硕士研究生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏ＿ｈｏｎｇｚｈｅ＠１２６．ｃｏｍ．通信作者：王炜（１９５６－），男，内蒙古赤峰人，教授，博士．研究方向：演替生态学．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｗａｎｇ６８６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．.题的很好措施．由于前人未在乌梁素海做过类似的工作，对于这样一个无霜期短，富营养化与盐碱化兼而有之的特殊湖泊，需要在选择种植植物的品种时充分考虑经济效益及其适应性，还要考虑到不同水域的水体富营养化水平的差异．因此，本研究本着获得经济效益的同时治理环境的原则，选择当地居民日常生活中经常食用的蔬菜进行浮床栽培的静态正交试验，以期达到在不同的Ｎ、Ｐ浓度即不同的营养化水平下选择最佳的蔬菜种类及最佳采收期的目的，从而为乌梁素海富营养化生态修复与治理过程中生态浮床蔬菜———这一生物修复法的选择提供理论依据与实验技术支撑．１材料与方法１．１蔬菜的选择和育苗本研究在已有研究的基础上根据乌梁素海当地居民的生活习惯且依季节不同，参照蔬菜生产技术［１４］选用了两组蔬菜进行试验，一组是耐热的，另一组是相对比较耐寒的．耐热一组中包括水蕹菜即空心菜（Ｉｐｏｍｅａａｑｕａｔｉｃａ）、木耳菜即落葵（Ｂａｓｅｌｌａｒｕｂｒａ）和小香芹（Ｐｅｔｒｏｓｅｌｉｎｕｍｃｒｉｓｐｕｍ）．耐寒一组包括莜麦菜（Ｌａｃｔｕｃａｓａｔｉｖａｖａｒ．）