铬胁迫下人工湿地植物多样性对生态系统功能的影响机制研究

How the relationships of the biodiversity-ecosystem functioning (referred to as BEF) respond and change under environmental stress has become a hot research in the ecology. Meanwhile, constructed wetlands have regarded as the latest experimental system in the researches about the BEF relationships, and they have been widely used for chromium (Cr, a priority pollutant) wastewater treatments. Therefore, Based on high purification efficiencies for Cr, this study will firstly select wetland plant tool species with high productivity and nitrogen cycle efficiency, and do experiments in constructed wetlands with the combinations of plant species diversity and functional group diversity, then study the BEF relationships in a new perspective. Meanwhile, this study will choose configuration optimizations of plant communities in constructed wetlands, and develop further plant resource science in application. Meanwhile, the project will carry out a constructed wetland experimental system to study on effects of plant diversity and composition on ecosystem functioning under Cr stress, which not only can lay the theoretical foundation for the mechanism of a comprehensive understanding of the relationships of BEF under environmental stress, and provide technical supports to environmental pollution control.

环境胁迫下生物多样性-生态系统功能（简称为BEF）关系是如何响应与变化已成为当前生态学研究热点和难点，同时人工湿地成为BEF关系研究中最新的实验系统，并广泛用于含铬（水中优先控制污染物）废水处理。因而，本研究拟在保持铬净化效率高的基础上，选择具有高生产力与氮循环效率的湿地植物工具种，进行物种多样性和功能群多样性组配的人工湿地实验，从新角度研究BEF关系；在应用上，为人工湿地选择出优化的植物群落配置模式，进一步拓展植物资源学。同时，本研究在人工湿地实验系统中验证“铬胁迫下植物组成及多样性水平是影响湿地生态系统功能的重要因素”的假说，这不仅能为全面理解环境胁迫下BEF关系的作用机制奠定理论基础，而且为环境污染控制的生产实践提供技术支持。

环境胁迫下生物多样性-生态系统功能（BEF）关系是如何响应与变化已成为当前生态学研究热点和难点，人工湿地成为BEF关系研究中最新的实验系统，并广泛用于含铬废水处理。因而，本研究拟在保持铬净化效率高的基础上，选择具有高生产力与氮循环效率的湿地植物工具种，进行物种多样性组配的人工湿地实验，从新角度研究BEF关系；在应用上，为人工湿地选择出优化的植物群落配置模式，进一步拓展植物资源学。.主要研究内容为：（1）铬胁迫下不同植物组成与功能群组成之间的生产力与多样性效应的差异；铬胁迫下不同植物多样性水平下生产力与多样性效应的对比；（2）铬胁迫下不同植物多样性下基质无机氮持留的影响；铬胁迫下植物多样性对基质氮矿化速率、硝化速率、铬去除效应的影响。（3）铬胁迫下不同湿地植物生理生态的响应机制，以及根际微生物对湿地植物多样性的响应机制。.重要结果及关键数据为：以遴选出8种植物工具种为基础，在模拟人工湿地实验系统中开展铬胁迫下多样性梯度实验，研究表明在高氮供应与铬胁迫下，湿地植物多样性对生产力具有显著影响，选择效应对生产力的贡献大于互补效应；物种多样性对人工湿地中基质无机氮的固持能力与氮矿化、硝化过程、铬去除效果都有显著影响。美人蕉、再力花能够在铬胁迫下对其生理生化特性作出相应调节，具有较强的适应力和耐污力，均可作为人工湿地处理含铬废水的湿地植物备选物种；对贵州喀斯特地区人工湿地应用中存在问题的调研结果，可以为贵州人工湿地的建设、运行与管理提供技术支持。.本研究结果的科学意义及应用前景为：本研究不仅为全面理解环境胁迫下BEF关系的作用机制奠定理论基础，而且为环境污染控制的生产实践提供技术支持。在环境公司的支持下，项目组在贵州喀斯特地区先后建立3处用于处理农村生活污水的垂直流人工湿地，为贵州喀斯特地区的农村生态环境综合治理起到示范作用，为贵州社会经济发展做出一定的贡献。