沙基和浮床培養(yǎng)方式種植水芹對(duì)人工濕地冬季水質(zhì)凈化能力的對(duì)比*

左 杰，季 軍，汪鵬合，張 惠，張文娟，趙德華，安樹青,3

(1：南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，南京 210046)(2：洪澤縣清盈尾水濕地管理有限公司，淮安 223001)(3：南京大學(xué)常熟生態(tài)研究院，常熟 215500)

沙基和浮床培養(yǎng)方式種植水芹對(duì)人工濕地冬季水質(zhì)凈化能力的對(duì)比*

左 杰1，季 軍2，汪鵬合1，張 惠1，張文娟1，趙德華1**，安樹青1,3

(1：南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，南京 210046)(2：洪澤縣清盈尾水濕地管理有限公司，淮安 223001)(3：南京大學(xué)常熟生態(tài)研究院，常熟 215500)

針對(duì)人工濕地冬季凈化能力不足以及不同濕地植物種植方式可能影響其凈化效果的濕地構(gòu)建問題，通過小試實(shí)驗(yàn)，研究了沙基法和浮床法種植水芹(Oenanthejavanica(Bl.) DC.)對(duì)冬季人工濕地凈化富營(yíng)養(yǎng)水體效果的影響. 在整個(gè)冬季，4個(gè)實(shí)驗(yàn)周期中，處理期間總磷(TP)和總氮(TN)去除率表現(xiàn)出顯著差異：對(duì)照組(CK)、沙基種植組和浮床種植組4個(gè)周期對(duì)TP的去除率平均值為20.17%±19.23%、59.60%±7.54%和45.44%±29.22%；對(duì)TN的去除率平均值依次為：29.83%±19.65%、64.89%±23.01%和60.50%±25.86%. 與CK組相比，冬季種植水芹可顯著提高濕地對(duì)TP和TN的去除率；與浮床種植方式相比，沙基種植方式的TP和TN去除率略有提高. 而對(duì)于COD的去除率，沙基種植組周期間波動(dòng)較大(-27.5%～52.92%)，浮床種植組組周期間更為平穩(wěn)(10.83%～40.42%)，浮床種植組在全部4個(gè)周期的平均去除率(23.13%±14.41%)略高于沙基種植組(19.38%±35.38%). 2種種植方式下，水芹均可安全適應(yīng)冬季溫帶氣候；與沙基種植法相比，浮床種植方式更有利于植物總生物量的增加，特別是根系生物量的增加；相對(duì)于浮床種植，傳統(tǒng)的沙基種植法能使水芹根系在溫帶冬季大部分時(shí)間內(nèi)保持較高的活力和泌氧能力. 因此，考慮到建設(shè)成本，在淺水區(qū)域可優(yōu)選傳統(tǒng)的沙基(或底泥)種植方式；在深水區(qū)域，使用浮床種植的方式，也能保證耐寒水生植物安全度過冬季和保持較高的凈化能力.

人工濕地;水芹;種植方式;根系活力;營(yíng)養(yǎng)物去除;水質(zhì)凈化;沙基法;浮床法

水生植物浮床起源于一項(xiàng)無(wú)土栽培技術(shù)，近年來(lái)被應(yīng)用到受損或污染水體修復(fù)與治理領(lǐng)域[1]. 通過水生植物的直接吸收同化作用、根系生物膜微生物作用和根系向水體釋放氧和有機(jī)質(zhì)等方式進(jìn)行或參與污染物的去除[2-4]. 相對(duì)于傳統(tǒng)的基質(zhì)栽培法，大多數(shù)的浮床植物生長(zhǎng)在水體表面，根系直接與水體接觸，植物生長(zhǎng)環(huán)境存在顯著差異[5]，這種差異會(huì)同時(shí)影響水生植物的生長(zhǎng)狀況和水質(zhì)凈化效果[6]. 當(dāng)前，有關(guān)浮床優(yōu)缺點(diǎn)的定性描述及其在水生態(tài)工程的應(yīng)用與研究很多，但是，相關(guān)方面主要集中在浮床水生植物篩選[7-9]、浮床對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響[10]、高效基質(zhì)—浮床復(fù)合體系構(gòu)建[11]和相關(guān)工藝改進(jìn)[12]等方面，對(duì)于浮床的特征小生境對(duì)水生植物生長(zhǎng)和水質(zhì)凈化影響方面的研究卻相對(duì)薄弱，特別是對(duì)于我國(guó)北方冬季，傳統(tǒng)基質(zhì)栽培法和浮床栽培法對(duì)水生植物生長(zhǎng)和水質(zhì)凈化影響對(duì)照研究方面尚未見報(bào)道.

本研究以耐寒水生植物水芹(Oenanthejavanica)為供試材料，分別采用沙基種植法和浮床種植法，研究2種栽培條件下，水生植物在冬季期間的生長(zhǎng)狀況及其水質(zhì)凈化能力，以期為水生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和工藝選擇，以及浮床技術(shù)在我國(guó)北方的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置與材料

圖1 小試實(shí)驗(yàn)裝置示意Fig.1 Diagram of the pilot scale test device

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 采樣與測(cè)定

依據(jù)水芹冬季不同發(fā)育階段理論，設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間. 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行77 d，共5次采樣. 設(shè)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)為開始處理前2015年12月24日及2016年1月4日、1月18日、2月21日和3月9日. 2016年1月18日測(cè)定水芹冬季凋落期的生長(zhǎng)狀況及人工濕地運(yùn)行情況，2016年1月19日至3月9日為水芹溫帶氣候條件下人工濕地的運(yùn)行情況. 采集水樣和植物樣本，采樣時(shí)間為上午9:00. 采樣時(shí)用250 ml采樣瓶，通過塑料桶底部的出水管采集水樣. 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)工作，檢測(cè)方法依據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(USEPA)標(biāo)準(zhǔn)：COD采用消解比色法；TN濃度采用過硫酸鹽氧化法；TP濃度采用抗壞血酸法；利用YSI 6820U2多參數(shù)水質(zhì)分析儀檢測(cè)水體葉綠素a濃度；水體溫度采用HOBO防水型溫度光照記錄儀(型號(hào)：UA-002-64)置于水體中測(cè)得，每隔15 min記錄1次數(shù)據(jù)，每天記錄96次，取當(dāng)天所有水體溫度平均數(shù)進(jìn)行分析.

在實(shí)驗(yàn)開始前和每個(gè)周期實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)沙基種植組和浮床種植組進(jìn)行植物樣本采集：每個(gè)處理選擇長(zhǎng)勢(shì)均一的植物樣本，采取2個(gè)花籃的樣本. 用直尺測(cè)量出其地上部分高度、地下部分長(zhǎng)度. 測(cè)完后，用粗濾紙把沉水植物水分吸干，稱取鮮重. 之后，將裝在信封中的植物放于烘箱，先用110℃殺青15 min，然后在75～80℃烘干48 h，測(cè)定干重[13]. 根系活力采用TTC法測(cè)定[14]. 根系泌氧采用檬酸鈦比色法測(cè)定[15].

圖2 實(shí)驗(yàn)期水溫變化動(dòng)態(tài)Fig.2 The water temperature dynamic in the whole studied period

1.4 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行條件

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2015年12月24日-2016年3月9日，2015年12月10日-12月23日為預(yù)培養(yǎng)時(shí)間. 第Ⅰ周期(2015年12月24日-2016年1月3日)，水體溫度在3.23～8.58℃之間波動(dòng)；第Ⅱ周期(2016年1月4日-1月17日)，水體溫度在2.74～6.76℃之間，有連續(xù)4 d溫度小于3℃，在2.10～2.84℃之間；第Ⅲ周期(2016年1月18日-2月20日)，溫度在0.58～12.50℃范圍內(nèi)波動(dòng)；第Ⅳ周期(2016年2月21日-3月9日)平均溫度在6.70～14.26℃之間(圖2). 水體溫度出現(xiàn)一個(gè)持續(xù)5 d(2月28日-3月3日)平均溫度為12.94℃的小幅回升. 結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷了溫帶冬季最低溫和第二年開始升溫的初始階段.

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析使用Office Excel 2010軟件、單因素方差分析和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)采用SPSS 19.0軟件，裝置圖由Office Visio 2013繪制，圖表繪制工作由Sigmaplot 12.5和Origin 9.1軟件完成.

2 結(jié)果與分析

2.1 水體污染物去除率

各處理組對(duì)COD的去除率表現(xiàn)為，在第Ⅰ周期，沙基種植組和浮床種植組對(duì)COD去除率分別達(dá)39.17%和40.42%，而CK組為-21.3%；第Ⅱ周期，沙基種植組仍然保持較高去除率(52.9%)，而浮床種植組較CK組略有降低；第Ⅲ周期，沙基種植組迅速降低(-27.5%)，而浮床種植組仍然保持一定的COD去除能力(10.83%)；第Ⅳ周期，沙基種植組和浮床種植組均略低于CK組(圖3). 對(duì)TP的去除表現(xiàn)為，第Ⅱ周期和第Ⅳ周期沙基種植組和浮床種植組去除率均顯著高于CK(P=3.54E-4～0.003)，沙基種植組處理在第Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ周期表現(xiàn)略好于浮床種植組，而在第Ⅲ周期表現(xiàn)略差于浮床種植組，4個(gè)周期，沙基種植組和浮床種植組的TP去除率平均值分別為59.6%和45.4%. 而對(duì)TN的去除率，除第Ⅱ周期浮床種植組與CK組間的差異不顯著外，沙基種植組和浮床種植組的TN去除率均顯著高于CK組；在第Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ周期，沙基種植組的表現(xiàn)顯著高于浮床種植組(P=4.72E-4～0.045). 結(jié)果表明，與CK組相比，在溫帶冬季氣候條件下，沙基種植和浮床種植組的水芹均表現(xiàn)為較高的TP和TN去除能力. 總體而言，與浮床種植方式相比，沙基種植方式其去除率更高. 而對(duì)于COD的去除率周期間波動(dòng)較大，浮床種植組對(duì)COD的去除率略高于沙基種植組且周期間更為穩(wěn)定.

圖3 3個(gè)實(shí)驗(yàn)組對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)COD、TN和TP的去除率Fig.3 Removal efficiencies of COD, TN and TP in the three studied batches

2.2 植物的生長(zhǎng)狀況

2.2.1 植株高度 經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)后，沙基種植組和浮床種植組地上植株高度分別為28.44和24.89 cm，而地下部分高度分別為16.22和13.56 cm(圖4). 在隨后的Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ周期，沙基種植組地上部分均顯著高于浮床種植組(P=8.44E-14～0.001)；而根系部分，沙基種植組在第Ⅱ周期表現(xiàn)為略高于浮床種植組，處理間差異顯著(P=0.001)，而在第Ⅲ和第Ⅳ周期顯著低于浮床種植組(P=6.05E-9～1.95E-6). 表明，沙基種植水生植物的淹水狀態(tài)可促進(jìn)莖葉的伸長(zhǎng)，提高植株高度；而浮床種植方式更有利于第二年溫度回升過程中根的快速伸長(zhǎng).

圖4 4個(gè)階段不同種植方式的水芹生長(zhǎng)情況Fig.4 The plant height of Oenanthe javanica using two planting methods during four periods

2.2.2 植株生物量 經(jīng)過預(yù)處理階段，浮床種植組處理總生物量顯著高于沙基種植組處理(P=4.83E-9)，到第Ⅰ周期，浮床種植組處理的凋落物迅速增加，并顯著高于于沙基種植組處理(P=3.83E-5)，到第Ⅱ周期，浮床種植組總生物量開始下降，而沙基種植組總生物量仍然保持增加趨勢(shì)，到第Ⅳ周期末，2個(gè)處理間總生物量差異不顯著(表1). 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期，浮床種植組的根部生物量第Ⅰ、Ⅱ周期一直高于沙基種植組處理(P=6.99E-7～0.028)，在可收集到凋落物的周期(第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ周期)，浮床種植組的凋落物生物量也一直高于沙基種植組處理. 同時(shí)，在溫度降低的Ⅱ、Ⅲ周期，沙基種植組莖部生物量顯著高于浮床種植組(P=0.006～0.015). 結(jié)果表明，浮床種植方式有利于植物總生物量的增加，特別是根系生物量的增加，同時(shí)其凋落物量也顯著高于沙基種植方式，沙基種植組有利于莖部生長(zhǎng); 但結(jié)合2.1節(jié)的結(jié)果表明，浮床種植組處理由于植物的凋落物存在于浮床之上，對(duì)水體造成的二次污染相對(duì)較輕.

2.3 根系活性和泌氧能力

水芹根系活性測(cè)定結(jié)果為，在第Ⅱ周期，沙基種植組處理顯著高于浮床種植組處理(P=0.038)，但進(jìn)入第Ⅲ周期，沙基種植組處理根系活性迅速下降，沙基種植組處理顯著低于浮床種植組處理(P=1.58E-4)，第Ⅳ周期，沙基種植組處理根系活性迅速回升，而浮床種植組處理則較前期略有下降，沙基種植組顯著高于浮

表1 不同種植方式植株生物量及其分配(g/m2)

床種植組處理(P=0.004). 根系泌氧能力與根系活力結(jié)果相似：在第Ⅰ周期，沙基種植組處理顯著高于浮床種植組處理(P=0.013)，進(jìn)入第Ⅲ周期，沙基種植組處理根系泌氧能力迅速下降，沙基種植組處理低于浮床種植組處理，第Ⅳ周期，沙基種植組泌氧能力迅速回升，而浮床種植組處理則較前期迅速降低，沙基種植組顯著高于浮床種植組處理(P=0.018)(表2). 結(jié)果表明，相對(duì)于浮床種植，傳統(tǒng)的沙基種植法能使水芹根系在溫帶冬季大部分時(shí)間內(nèi)保持較高的活力和泌氧能力.

表2 不同種植方式的水芹根系活力和根系徑向泌氧

3 討論

3.1 溫度影響植物生長(zhǎng)

溫度是制約植物生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子[16]，水芹的生長(zhǎng)與溫度密切相關(guān), 25℃以下，母莖開始萌芽生長(zhǎng)，15～20℃生長(zhǎng)最快，5℃以下停止生長(zhǎng)，-10℃低溫依然可以存活[17]. 人工濕地中栽種的水生植物對(duì)人工污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除效果與植物生長(zhǎng)的不同階段和不同生長(zhǎng)狀態(tài)有關(guān)，植物生長(zhǎng)旺盛對(duì)人工污水的凈化效果也較好[18-19]. 本實(shí)驗(yàn)中，人工濕地中的植物采取沙基種植和浮床種植2種種植方式，2種濕地中植物的生長(zhǎng)情況直接影響著人工濕地對(duì)污水的凈化效果. 第Ⅰ、Ⅱ周期，水體溫度在2～10℃之間波動(dòng)，水芹基本不生長(zhǎng). 實(shí)驗(yàn)中，沙基種植的水芹經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)階段之后，較快適應(yīng)了水位脅迫，表現(xiàn)在水芹根系中老根逐漸脫落的同時(shí)，新生很多根芽. 當(dāng)嫩根開始生長(zhǎng)，根系活力、根系泌氧也表現(xiàn)良好. 同時(shí)，沙基種植組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除率均表現(xiàn)較好. 與之相反，浮床種植組根系部分長(zhǎng)度表現(xiàn)較好，第Ⅰ、Ⅱ周期，沙基種植組地下部分長(zhǎng)度低于浮床種植組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.08E-7)，說明浮床種植法更有利于水芹根系部分的伸長(zhǎng)生長(zhǎng). 第Ⅲ周期，時(shí)間間隔33 d, 空氣溫度出現(xiàn)0℃以下，人工濕地中的水體出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象. 記錄顯示，表層冰塊厚度在5 cm 以上，至完全化開，冰水混合物時(shí)間持續(xù)8～10 d. 降溫期間，沙基種植組水芹被凍在冰塊中，地下根系出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象. 浮床種植組情況則是，水芹地上部分開始萎蔫凋落，只留少許嫩芽部位存活，停止生長(zhǎng)，浮床種植組的地下部分根系全部被冰封. 第Ⅲ周期中期之后，冰凍徹底溶化，人工濕地水體溫度升高至10～15℃，沙基種植組莖葉部分脫落腐爛現(xiàn)象嚴(yán)重，在測(cè)定植物指標(biāo)時(shí)清理出較多發(fā)黑脫落根系，同時(shí)根系活力沒有恢復(fù)，僅有39.84 μg/(g·h). 第Ⅳ周期，溫度在3.79～15.95℃之間，適宜水芹生長(zhǎng)，沙基種植組和浮床種植組均沒有凋落物產(chǎn)生.

3.2 有機(jī)物去除效果

污水中的有機(jī)物分為顆粒狀物質(zhì)和溶解性物質(zhì)，顆粒物質(zhì)容易被人工濕地基質(zhì)截留或沉積于底部，溶解性物質(zhì)通過微生物作用去除[20]. 本實(shí)驗(yàn)中，CK組在第Ⅰ周期COD增加21.3%. 同周期，CK組水體葉綠素a濃度為341.8 μg/L，顯著高于沙基種植組處理(71.9 μg/L，P=3.1E-7)和浮床種植組處理(107.93 μg/L，P=2.7E-7). 當(dāng)溫度、光照、含鹽量和水體富營(yíng)養(yǎng)程度等較適宜藻類生長(zhǎng)，且不存在其他利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)因素時(shí)，水體中易暴發(fā)藻類[21-25]水體呈現(xiàn)淺綠色，并且清晨有微小氣泡冒出水面，說明當(dāng)時(shí)溫度適宜藻類生長(zhǎng)，固定了空氣中的CO2，形成了有機(jī)質(zhì)，增加了水體中的COD. 而在本實(shí)驗(yàn)中，沙基種植的水芹在第Ⅰ和Ⅱ周期對(duì)COD有較好的去除率. 栽種植物的人工濕地則較好地利用了水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，阻止了藻類的暴發(fā). 第Ⅲ周期33 d，沙基種植組COD去除率為負(fù)值，原因是人工濕地中水芹在溫度較低時(shí)結(jié)冰，溫度升高后凋落物在人工濕地中脫落腐爛，致使水體中COD增加[26-27]. 浮床植物組在凈化過程中，呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，4個(gè)周期COD去除率依次為40.42%、11.67%、10.83%和29.58%. 結(jié)果表明，冬季人工濕地中種植水芹，可以有效去除水體中的COD. 溫度低于0℃時(shí)，水芹凋落物分解，增加了水體中的COD；與沙基培養(yǎng)法相比，浮床種植法盡管其凋落物增加，但浮床的存在阻止其進(jìn)入水體，可降低其對(duì)水體的二次污染.

3.3 根系泌氧影響總氮去除

潛流濕地中pH值一般在7～8之間，非離子態(tài)氨揮發(fā)量很少[28]，濕地植物吸收氨氮，去除水體中的氮. 植物的凈吸收和儲(chǔ)存相對(duì)很少，一般不會(huì)超過總?cè)コ实?5%，一般認(rèn)為微生物反硝化脫氮產(chǎn)生氮?dú)夂偷趸锉徽J(rèn)為是主要的脫氮機(jī)制. 研究表明，人工濕地中的除氮途徑白天以好氧的硝化作用為主，夜間以厭氧、缺氧的反硝化作用為主[29-30]. 植物根系泌氧是在構(gòu)造濕地中形成根際氧化—還原微生態(tài)系統(tǒng)的核心要素，為好氧、厭氧微生物提供了良好生存代謝環(huán)境，濕地植物根際部分是有機(jī)物降解、N、P循環(huán)及相關(guān)活動(dòng)最為強(qiáng)烈的場(chǎng)所，同時(shí)，植物根系泌氧的強(qiáng)弱與植物的生長(zhǎng)以及污染物的去除效果密切相關(guān)[29,31-33]. 由于水體氧氣濃度的限制，好氧微生物主要附著在水芹根際. 硝化能力是人工濕地污水脫氮系統(tǒng)總效率的限制因子[34-35]. 實(shí)驗(yàn)中，采用沙基法種植的水芹在溫帶冬季大部時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)更高的泌氧能力和根系活力，從而有利于在根際形成好氧條件，與遠(yuǎn)離根際的厭氧區(qū)組合，保證硝化—反硝化過程的進(jìn)行，使得傳統(tǒng)的沙基法能夠保持較高的氮去除能力.

4 結(jié)論

本文針對(duì)冬季人工濕地水體凈化能力嚴(yán)重不足的問題，在溫帶冬季以耐寒水生植物水芹為供試材料，研究了傳統(tǒng)的沙基法和浮床法，對(duì)人工污水凈化的效果、植物生長(zhǎng)狀況以及根系泌氧能力和活力的影響. 結(jié)果表明：

1)與CK組相比，2種種植方式下的人工濕地均表現(xiàn)為較強(qiáng)的TP和TN去除能力，總體而言，與浮床種植方式相比，沙基種植方式其去除率更高. 而對(duì)于COD的去除率周期間波動(dòng)較大，浮床種植組對(duì)COD的去除率略高于沙基種植組且周期間更為穩(wěn)定.

2)2種種植方式下，水芹均可安全度過溫帶寒冷的冬季，與沙基種植法相比，浮床種植方式更有利于植物總生物量的增加，特別是根系生物量的增加，但同時(shí)其凋落物量也顯著高于沙基種植方式.

3)相對(duì)于浮床種植，傳統(tǒng)的沙基種植法能使水芹根系在溫帶冬季氣候大部分時(shí)間內(nèi)保持較高的活力和泌氧能力，從而有利于TN的去除.

因此，考慮到建設(shè)成本，在兩種種植方式均可選擇的條件下，可優(yōu)選傳統(tǒng)的沙基(或底泥)種植方式; 對(duì)深水等不能采用沙基(或底泥)種植方式的區(qū)域，可選用浮床種植的方式，也能保證耐寒水生植物的度過溫帶冬季和保持較高的凈化能力.

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ComparisonofOenanthejavanica’swinterpurificationabilityinconstructedwetlandsundersandandfloating-bedcultures

ZUO Jie1, JI Jun2, WANG Penghe1, ZHANG Hui1, ZHANG Wenjuan1, ZHAO Dehua1**& AN Shuqing1,3

(1:SchoolofLifeScience,NanjingUniversity,Nanjing210046,P.R.China)(2:QingyingTailWaterWetlandManagementLimitedCompanyofHongzeCounty,Huaian223001,P.R.China)(3:NanjingUniversityEcologyResearchInstituteofChangshu,Changshu215500,P.R.China)

To improve purification ability of wetland in cold winter and reveal the impact of culture methods of wetland plants, a pilot-scale experiment was conducted to compare the performance ofOenanthejavanicausing two culture methods, i.e. sand culture and floating-bed culture, in the purification of polluted water during winter. There existed significant different removal efficiency of total phosphorous (TP) and total nitrogen (TN) between various treatments. In the four studied batches, control check(CK), sand culture and floating-bed culture showed an average of 20.17%±19.23%, 59.60%±7.54% and 45.44%±29.22% TP removal efficiency, and an average of 29.83%±19.65%, 64.89%±23.01% and 60.50%±25.86% TN removal efficiency, respectively. Compared with CK, the results showed that the plantation ofOenanthejavanicacould significantly improve TP and TN removal efficiency in cold winter. Compared with floating-bed culture, sand culture had slightly higher removal ability for both TP and TN. But for chemical oxygen demand (COD), the removal efficiency of CK and sand culture varied much between batches. Compared with sand culture (-27.5%-52.92%), floating-bed culture showed a slightly higher and more stable COD removal efficient the four studied batches (10.83%-40.42%).Oenanthejavanicain both sand culture and floating-bed culture survived temperate winter. Floating-bed culture performed significant higher total plant and root dry biomass than sand culture, while sand culture generally had significant higher root activity and root secretion than floating-bed culture. Therefore, considering the engineering costs, the traditional sand (or sediment) culture method is recommended at the shallow water areas whereOenanthejavanicacan survive using either sand culture or floating-bed culture. For the deep water areas whereOenanthejavanicacan’t survive using sand culture, we can use floating-bed culture which can also perform relative high purification ability and makeOenanthejavanicasurvive in the temperate winter.

Constructed wetland;Oenanthejavanica; culture methods; root activity; nutrients removal; water purification; sand culture; floating-bed culture

*國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2014ZX07204-002)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(14380019)聯(lián)合資助. 2016-12-24收稿; 2017-02-15收修改稿. 左杰(1989～)，女，碩士研究生；E-mail: zuojie_cyan@126.com.

**通信作者；E-mail: dhzhao@nju.edu.cn.