沈陽(yáng)位于我國(guó)東北地區(qū)南部,地處東北亞經(jīng)濟(jì)圈和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的中心,是東北地區(qū)的綜合樞紐城市。渾河發(fā)源于長(zhǎng)白山支脈——遼寧撫順清原縣的滾馬嶺,自東向西穿行而過(guò)沈陽(yáng)市區(qū),將沈陽(yáng)市分為渾北和渾南,是沈陽(yáng)的母親河。渾河以其優(yōu)美的河岸線和豐富的自然資源,成為沈陽(yáng)發(fā)展最具特色、活力、豐富多彩的都會(huì)中心區(qū)域,把沈陽(yáng)變成一座濱水花園城市。因此,渾河濱水區(qū)和河岸帶的景觀狀態(tài)、植被生態(tài)組成優(yōu)劣,不僅是簡(jiǎn)單的環(huán)境問(wèn)題,也對(duì)沿河社會(huì)發(fā)展,沈陽(yáng)市世紀(jì)城市開(kāi)發(fā)建設(shè)提供重要的支撐保障作用。河岸帶是河流水——陸地交界區(qū)域的兩邊,直至河水影響消失為止的地帶。河岸帶是水陸生態(tài)系統(tǒng)共同作用的區(qū)域,具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能。河岸帶通過(guò)過(guò)濾和截留沉積物、水分調(diào)控以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的再分配等過(guò)程,來(lái)協(xié)調(diào)河流橫向和縱向的物質(zhì)和能量流。河岸帶受河流水生生境的影響,具有地下水淺,土壤肥力較高,空氣濕度較高,易受洪水泛濫影響,水域陸域系統(tǒng)共同作用的特點(diǎn)。一定寬度的河岸緩沖帶經(jīng)過(guò)水、土壤、植被綜合生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)濾、滲透、吸收、滯留等物理、化學(xué)作用,具有控制面源污染、凈化水質(zhì)等多種生態(tài)環(huán)境功能。本實(shí)驗(yàn)從三個(gè)方面開(kāi)展分析,首先,開(kāi)展以渾河沿河植被帶植被構(gòu)成及群落分布狀況的調(diào)研。在快速城市化的進(jìn)程中,渾河已演變?yōu)樯蜿?yáng)市內(nèi)河,河岸帶原有的自然植被群落經(jīng)人工選擇、景觀修建、土地開(kāi)發(fā)等影響已基本不復(fù)存在,在灌木與喬木組成上更多成為以人工選擇為主的植被群落,草本植物除本地常見(jiàn)的土著物種還存在入侵性較強(qiáng)的植物物種。開(kāi)展植被及群落分布狀況調(diào)研,獲得第一手資料,明確植被構(gòu)成,群落分布,為植物群落優(yōu)化和合理配置植物組成,促進(jìn)該區(qū)域的水生態(tài)建設(shè)和河岸緩沖帶生態(tài)功能恢復(fù)提供基礎(chǔ)支撐。另一方面,開(kāi)展河岸緩沖帶優(yōu)勢(shì)植被緩沖能力的分析。河流按其存在環(huán)境一般分為城市河流和自然河流。渾河沈撫段是典型的北方城市河流。渾河的河岸緩沖帶以人工構(gòu)建為主,在特定河段,渾河河岸緩沖帶的寬度、坡度等指標(biāo)無(wú)法更改。在長(zhǎng)冬季的氣候特點(diǎn)下,從植被構(gòu)成的角度篩選出提高河岸緩沖帶生態(tài)環(huán)境功能的植被組成,以此提高其生態(tài)環(huán)境功能。通過(guò)實(shí)地調(diào)查、室內(nèi)外模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,對(duì)渾河沈撫城市段常見(jiàn)的綠化草本和灌木植物對(duì)地表徑流的緩沖能力進(jìn)行了分析,以期在滿足景觀美化的前提下,篩選出對(duì)地表徑流能力強(qiáng)的植物品種,為渾河城市段生態(tài)功能的提升提供選擇依據(jù)。最后開(kāi)展渾河沈撫段植被緩沖帶結(jié)構(gòu)配置模式優(yōu)化研究。植被過(guò)濾帶(Vegetative Filter Strips,VFS)是位于污染源與水體之間,一般呈條狀分布的喬木、灌木或草地,可顯著降低氮、磷等面源污染物對(duì)水體的影響。河岸緩存帶是植被過(guò)濾帶在河流面源污染防控上的常見(jiàn)應(yīng)用。河岸緩存帶的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化是達(dá)成緩存帶預(yù)定生態(tài)功能的主要環(huán)節(jié),也是影響緩存帶對(duì)污染物截留、緩存能力的主要因素。河岸緩存帶的設(shè)計(jì)主要針對(duì)特定地段的污染物來(lái)源組成,地形提出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)、植物組成和相應(yīng)的管護(hù)措施。寬度、坡度、土壤條件、氣候因素是河岸緩存帶設(shè)計(jì)中需考慮的主要因素。據(jù)前期調(diào)研表明河岸帶周邊道路、城市社區(qū)地表能夠產(chǎn)生面源污染物,并表現(xiàn)出高SS,高COD,高TN和低TP的特點(diǎn),本研究中運(yùn)用VFSMOD模型(VFSMOD模型是由美國(guó)Florida大學(xué)的Carpena等人于1999年提出的一個(gè)基于降雨田間尺度機(jī)制的數(shù)學(xué)模型,主要用于模擬植被過(guò)濾帶對(duì)坡面地表徑流中泥沙和污染物的凈化效果)獲得河岸植被緩存帶阻控效果的限值,并基于渾河沈撫城市段區(qū)域(氣候、土壤、微地形)特點(diǎn),對(duì)不同植被構(gòu)成的植被緩沖帶對(duì)地表徑流的泥沙攔截與徑流削減效果進(jìn)行了模擬,獲得緩存帶最適寬度、帶長(zhǎng)等指標(biāo)。根據(jù)模擬結(jié)果,利用小試的方法進(jìn)行植被配置模式模擬,獲得植被配置組成和植被群落構(gòu)成的消減效果,并基于以上結(jié)果對(duì)渾河沈撫城市段河岸緩沖帶的設(shè)計(jì)參數(shù)提出了優(yōu)化建議,形成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖,以期為利用河岸緩沖帶提升渾河城市段景觀生態(tài)功能,減少橫向面源污染物入河提供設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)參考。
【學(xué)位單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q948;X52
【部分圖文】：

主要植被群落分布圖

圖 3-1 植被緩沖能力實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置結(jié)構(gòu)圖實(shí)驗(yàn)時(shí)水流通過(guò)溢流的方式進(jìn)入培養(yǎng)箱，一部分通過(guò)下滲作用滲流進(jìn)入裝置；另一部分在表面形成徑流，最終溢流進(jìn)入出水集水槽，從底端集水槽處離開(kāi)培養(yǎng)箱并通過(guò)分流裝置分別收集在對(duì)應(yīng)水桶中。試驗(yàn)開(kāi)展前，原狀選取渾河河岸帶土壤于培養(yǎng)箱內(nèi)，土層厚度 40cm，并通過(guò)灌溉、晾干等反復(fù)操作恢復(fù)原有土壤結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先對(duì)篩選出的草本植物進(jìn)行育苗，待小苗生長(zhǎng)到一定的氋度，移栽至培養(yǎng)箱內(nèi)，每個(gè)箱體內(nèi)植被種苗數(shù)量一定，均為 120 棵。正常撫育生長(zhǎng) 3個(gè)月，開(kāi)始植被緩沖帶植被緩沖能力實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用模擬污水，參照北方地區(qū)道路地表徑流進(jìn)行配置（表 1），用過(guò) 100 目篩的土壤顆粒、碳酸氫銨、過(guò)磷酸鈣、鄰苯二甲酸氫鉀配置模擬污水。在常溫實(shí)驗(yàn)條件下將稱取完成的化學(xué)藥品進(jìn)行溶解，分批次逐漸加入到配水桶中。實(shí)際配置模擬污水成分范圍見(jiàn)表 3-3。

圖 3-2 不同草本植被對(duì)模擬污水中總氮的去除率顯的種類差異有很大關(guān)系，早熟禾和三葉草植株生長(zhǎng)高度較低并且地面率較大，植被密度較高，增加了徑流流動(dòng)阻力，延長(zhǎng)了滯留時(shí)間，使徑的下滲至深層土壤；對(duì)于淋溶態(tài)總氮的去除，各類植物的去除效果均除率在 9%-16%之間，相比于對(duì)徑流總氮的高效處理效果，三葉草對(duì)淋氮的去除效果不佳，去除率僅為 12%左右，這與三葉草較為發(fā)達(dá)的根系于徑流入滲有關(guān)，荷蘭菊獲得了最高的淋溶液中總氮的去除效果，其根于荷蘭菊直根系及根系較短。通過(guò)對(duì)總氮去除率的排序，各植物對(duì)徑流緩沖能力排序依次為三葉草>早熟禾>荷蘭菊>肥皂草>狼尾草>千蕨菜。.3.3 植物對(duì)總磷和 SS 的去除率在對(duì)總磷的去除上，各植物均表現(xiàn)出較好的去除效果（70%以上），溶液的去除效果也普遍高于 80%，這與磷的化學(xué)形態(tài)有關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2811171