滇池流域退耕區(qū)植物群落構(gòu)建對(duì)地表徑流污染物的削減效應(yīng)

周雄麗 吳富勤 楊冠松 和樹莊 王躍華 申仕康

摘 要：為探索不同群落的構(gòu)建在滇池流域的實(shí)際應(yīng)用，以確定削減污染物最優(yōu)植物群落的配置方式，該研究選取地表徑流懸浮物（SS）、COD含量、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH+4N）、硝氮（NO-3N） 六個(gè)指標(biāo)作為主要的分析對(duì)象，在滇池流域退耕區(qū)開展了不同植物群落配置對(duì)地表徑流污染物削減效應(yīng)的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：三個(gè)植物群落對(duì)SS、COD、TN、TP、NO-3N在2014年和2015年間均表現(xiàn)出顯著性的削減趨勢(shì)，且三個(gè)植物群落對(duì)SS、TP和NO-3N的削減率均在45%以上，但并未對(duì)NH+4N表現(xiàn)出削減效果。不同植物群落對(duì)污染物的削減效應(yīng)存在一定的差異性，但是三個(gè)不同群落與年度的交互作用對(duì)SS、COD、TN、TP、NO-3N 五個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的削減并沒有表現(xiàn)出顯著的差異性。從整體上來看，三種植物群落類型中，以喬-灌-草構(gòu)建的立體式植物群落對(duì)地表徑流污染物的削減效果最佳。

關(guān)鍵詞：滇池流域，退耕區(qū)，植物群落，地表徑流，污染物輸出，生態(tài)恢復(fù)

中圖分類號(hào)：Q948

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：10003142（2018）06072710

Abstract：Dianchi Lake basin is the largest shallow water lake on the Yunnan-Guizhou Plateau. It is crucial to maintain the ecological and environmental sustainable development of Yunnan Province. In the present study，three different plant communities were established in Dianchi Lake basin to analyze the effects of plant community on the surface runoff pollutant reduction of abandoned farmland area. The experiment aimed to explore the practical application and determine the optimal configuration of plant communities in reducing pollutants in Dianchi Lake basin. Six indictors which include suspended solids （SS），chemical oxygen demand （COD），total nitrogen （TN），total phosphorus （TP），ammonia nitrogen （NH4+N），nitrate nitrogen （NO3-N） were selected in the present study. The results showed that the indicators of SS，COD，TN，TP and NO3-N were siginificantly reduced between 2014 and 2015 regardless of the plant community types. The average reduction rates reached 45% for SS，TP and NO3-N. However，NH4+N was not effectively reduced. There were some differences to reduce the pollutant among different plant communities. However，the interaction between different communities and annual reduction for SS，COD，TN，TP，NO3-N did not show significant differences. It was suggested that plant species selection and their spatial allocations had great significance in the biotreatment of polluted lakes and the ecological recovery of abandoned farmland area in Dianchi Lake basin. On the whole，it can be conclude that the plant community of arborshrubherb has the best effects on reducing pollutants of surface runoff in Dianchi Lake basin. Therefore，we suggest that the plant community of arborshrubherb should be prioritized application in the ecological restoration and recovery of Dianchi Lake basin. This study on the plant community establishment and its effect on surface runoff pollutant reduction in abandoned farmland area of plateau lake can provide scientific information for nonpoint pollution control，ecological restoration and recovery.

Key words：Dianchi Lake basin， abandoned farmland area， plant community， surface runoff， pollutant output，ecological restoration

滇池是云南省第一高原斷陷型淡水湖泊，位于昆明市西南，東鄰滇北高原，西有橫斷山脈，北靠烏蒙山，流域面積2 920 km2（劉松波，2013）。滇池流域處于長(zhǎng)江、珠江、紅河三大水系的分水嶺地帶，屬于長(zhǎng)江流域金沙江水系（陳春榆等，2012）。20世紀(jì)70年代，滇池水質(zhì)良好，具有豐富的生物多樣性，而到了90年代，滇池出現(xiàn)了嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化（桂萌等，2003）。近年來，對(duì)滇池湖體和湖濱帶實(shí)施了一系列綜合治理措施（郭懷成等，2002）。桂萌等（2003）研究認(rèn)為，滇池的點(diǎn)源污染已得到有效控制，但面源污染入湖N、P的比例逐漸增大，控制農(nóng)業(yè)面源污染已成為解決滇池富營(yíng)養(yǎng)化問題的關(guān)鍵。滇池流域有著數(shù)萬公頃的農(nóng)田，耕地面積（636.4 km2）占流域土地總面積的21.9%（陳春榆等，2012）。劉松波（2013）對(duì)滇池流域土地利用變化研究結(jié)果顯示，耕地是滇池東南岸入湖水體污染物的主要來源。王婭等（2013）在不同土壤利用方式對(duì)溶解性有機(jī)碳流失特性研究中發(fā)現(xiàn)，退耕區(qū)對(duì)COD的溶出率僅次于大棚。退耕區(qū)雖然是停止耕種一段時(shí)間的耕地，但曾經(jīng)頻繁的耕作，導(dǎo)致土壤沒有足夠的修復(fù)時(shí)間。故農(nóng)業(yè)面源導(dǎo)致的徑流污染等仍然是滇池流域面源污染物主要來源（郭懷成和孫延楓，2002）。

湖濱帶在物理、化學(xué)、生物過程的作用下，通過水-土壤（沉積物）-植物系統(tǒng)的過濾、滲透、吸收、滯留、沉積等作用，控制或減少地表徑流中的固體懸浮顆粒、溶解性污染物，改善土壤滲透性，以達(dá)到降解環(huán)境污染、凈化水質(zhì)的目的（顏昌宙等，2005），其中植物系統(tǒng)占主導(dǎo)作用。植物對(duì)一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、污染物的吸收和削減作用效果明顯（金衛(wèi)紅等，2007），且不同植物種類和群落配置對(duì)污染物的防治存在著差異性（黃余春等，2012；湯家喜等，2016）。Correll（2005）的研究表明，草本類的植物具有生長(zhǎng)密集、覆蓋于地表的特點(diǎn)，能有效地滯緩徑流，降解、吸收沉積污染物質(zhì)；有學(xué)者亦認(rèn)為，濱岸緩沖帶對(duì)面源污染防治效果取決于前端草本植被緩沖帶（Greenway，2003；Shirley，2006；黃沈發(fā)等，2008）；而湯家喜等（2016）研究結(jié)果則顯示，喬-灌-草的合理配置能最有效的削減地表徑流的污染物。滇池流域面源污染的重要區(qū)域?yàn)楹I退耕區(qū)（芮艷蘭，2016），但有關(guān)滇池流域退耕區(qū)植物群落構(gòu)建對(duì)地表徑流污染物削減的相關(guān)研究則鮮有報(bào)道。

本研究選擇滇池流域滇源一帶的退耕區(qū)作為試驗(yàn)樣地，通過構(gòu)建不同類型的植物群落，開展不同植物群落類型對(duì)退耕區(qū)地表徑流污染物，特別是總氮、總磷、化學(xué)需氧量等削減效應(yīng)的試驗(yàn)研究，旨在探討不同群落的構(gòu)建在滇池流域的實(shí)際應(yīng)用，確定最優(yōu)的植物群落配置方式，為滇池流域退耕區(qū)的植物群落構(gòu)建提供科學(xué)和理論依據(jù)，也為滇池流域退耕還林工程生態(tài)效益評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地設(shè)計(jì)

選擇在滇池流域滇源一帶的退耕區(qū)，該區(qū)域?yàn)榈岢亓饔蛞?guī)劃中實(shí)行退耕還林的區(qū)域，選擇該區(qū)域內(nèi)退耕3 a后仍然裸露的樣地開展人工群落構(gòu)建，群落面積按照10 m × 10 m的面積配置植物，共構(gòu)建三種植物群落類型，每種植物群落設(shè)置3個(gè)重復(fù) 。為防止各個(gè)徑流小區(qū)互相干擾，使用30 cm高的水泥隔板對(duì)每個(gè)徑流小區(qū)的四周進(jìn)行隔離，通過小區(qū)下方的VCP管將徑流小區(qū)的徑流引入水桶，用蓋遮蔽水桶口，防止外來雨水進(jìn)入（付登高等，2013）。在種植植被之前，先進(jìn)行翻地平整，清除雜草，將3塊小樣地調(diào)整為統(tǒng)一的試驗(yàn)條件，在每個(gè)徑流小區(qū)下放置100 L水桶收集地表徑流，并于徑流結(jié)束后采集約500 mL的水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.2 植物群落構(gòu)建

依據(jù)最接近自然群落的構(gòu)建理念，在篩選方便管理的適用植物種類的基礎(chǔ)上，考慮植物群落的穩(wěn)定性，該研究構(gòu)建了喬-灌-草、灌-草、灌-草（自然恢復(fù)）三個(gè)不同類型的人工植物群落，構(gòu)建植物群落的植物物種以鄉(xiāng)土植物為主，每個(gè)群落有具體的物種配置。（1）喬-灌-草植物群落：?jiǎn)棠緦舆x擇闊葉樹種與針葉樹種搭配，其中闊葉樹種為枇杷（Eriobotrya japonica）、滇樸（Celtis tetrandra），針葉樹種為柏木（Cupressus funebris）、藏柏（Sabina squamata）；灌木層植物選擇火棘（Pyracantha fortuneana）、紅葉石楠（Photinia frasery）、女貞（Ligustrum lucidum）、迷迭香（ Rosmarinus officinalis）和云南含笑（Michelia yunnanensis）；草本層植物選擇吉祥草（Reineckia carnea）、金邊吊蘭（Chlorophytum comosum）、杭白菊（Dendranthema morifolium）。群落構(gòu)建時(shí)保持群落中喬木層蓋度20%～25%，灌木層蓋度35%～40%，草本層蓋度85%～90%。（2）灌-草植物群落：灌木層植物選擇火棘（Pyracantha fortuneana）、紅葉石楠（Photinia frasery）、女貞（Ligustrum lucidum）、金銀花（Lonicera japonica）、迷迭香（Rosmarinus officinalis）；草本層植物選擇吉祥草（Reineckia carnea）、杭白菊（Dendranthema morifolium）。群落構(gòu)建時(shí)保持群落中灌木層蓋度35%～40%，草本層蓋度85%～90%。（3）灌-草（自然恢復(fù)）植物群落：這類群落構(gòu)建從節(jié)約成本的角度考慮，選擇依托土壤種子庫(kù)技術(shù)進(jìn)行草本層的自然恢復(fù)，灌木層人工配置植物，選擇植物為女貞（Ligustrum lucidum）、紅葉石楠（Photinia frasery）、火棘（Pyracantha fortuneana）。其中，灌木層蓋度為35%～40%，草本層蓋度則隨年度變化而變化。三種植物群落構(gòu)建時(shí)，喬木采用孤植方式，灌木采用列植和叢植，草本和地被植物則采用叢植和片植方式進(jìn)行，喬木株行距為2 m × 2 m～4 m × 4 m，灌木株行距為1 m × 1 m～2 m × 2 m，對(duì)于小型灌木，株行距適當(dāng)小一點(diǎn)。

1.3 取樣與監(jiān)測(cè)方法

植物群落構(gòu)建基本穩(wěn)定后，即群落中植物存活與正常生長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行地表徑流的取樣與監(jiān)測(cè)。于2014年5月2日第一次暴雨后開始收集地表徑流，對(duì)每次暴雨所產(chǎn)生的地表徑流進(jìn)行采集，采樣時(shí)間至2015年10月12日結(jié)束，在2014年度和2015年度分別采集了8次暴雨后的地表徑流水樣，共計(jì)16次。每次暴雨后采集的徑流水樣，在48 h內(nèi)對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行分析測(cè)試。試驗(yàn)選擇水質(zhì)評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為地表徑流懸浮物（SS）、COD含量、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH+4N）、硝氮（NO-3N）。各指標(biāo)測(cè)試分析方法如下：SS采用重量法，化學(xué)需氧量（COD）采用重鉻酸鉀法，氨氮（NH+4N）采用納氏試劑法，總磷（TP）采用鉬酸銨分光光度法，硝態(tài)氮（NO-3N）的分析方法采用紫外分光光度法測(cè)定，總氮（TN）采用堿性過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，具體步驟參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2002）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)，用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（oneway ANOVA）以確定不同植物群落和年度對(duì)地表徑流污染物輸出是否存在差異，對(duì)差異達(dá)到顯著的變量采用最少顯著差數(shù)法（least significant differences，LSD）進(jìn)行均數(shù)的多重比較，選擇概率為0.05的顯著性水平。通過雙因素方差分析檢測(cè)不同植物群落與監(jiān)測(cè)年度的交互作用對(duì)地表徑流削減作用的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物群落對(duì)地表徑流懸浮物（SS）的影響

不同植物群落構(gòu)建對(duì)地表徑流SS含量有削減作用，地表徑流SS隨時(shí)間的變化如圖1所示。在16次暴雨后采集的徑流水樣分析顯示，地表徑流SS含量呈波動(dòng)狀態(tài)，并且在三個(gè)不同植物群落并未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。9月23日三個(gè)群落SS的削減率異常降低，這可能受降雨后地表徑流量大小的影響，其與陳澍等（2015）研究相似。但整體來看，2015年度地表徑流SS含量低于2014年度，不同植物群落對(duì)地表徑流SS的影響不同，其中喬-灌-草群落對(duì)SS的削減率為67.40%，灌-草和灌-草（自然恢復(fù)）的削減率分別為55.26%、73.55%。

2.2 不同植物群落對(duì)地表徑流COD的影響

三個(gè)植物群落中COD的含量在2 a的試驗(yàn)周期內(nèi)整體上呈下降趨勢(shì)，但COD的含量隨著時(shí)間的變化而呈現(xiàn)不規(guī)則的波動(dòng)，表明試驗(yàn)構(gòu)建的三個(gè)不同植物群落均對(duì)COD有削減作用。三個(gè)不同植物群落均在雨季來臨之前COD含量較高，但在雨季及雨季后，COD含量明顯下降，即初期降雨的徑流污染物含量最高，這一現(xiàn)象可能與降雨初期沖刷效應(yīng)有關(guān)（鄧娜等，2011）。不同植物群落COD含量的整體變化趨勢(shì)基本相同，但在各群落之間也存在差異，三個(gè)不同群落對(duì)COD的削減率依次為喬-灌-草34.74%、灌-草22.11%、灌-草（自然恢復(fù)）24.49%，即立體式植物群落的構(gòu)建對(duì)地表徑流COD的削減效果最好，其次分別是灌-草（自然恢復(fù)）和灌-草群落。

2.3 不同植物群落對(duì)地表徑流TP的影響

圖3為三種植物群落下地表徑流TP在2014—2015年間的含量變化。從圖3可以看出，不同植物群落2015年地表徑流的TP較2014年呈現(xiàn)出明顯的降低趨勢(shì)，但在2014年，地表徑流TP含量表現(xiàn)出逐步上升的變化趨勢(shì)，這可能與群落構(gòu)建補(bǔ)充植物材料過程中對(duì)地表的擾動(dòng)有關(guān)。2015年期間，三個(gè)不同植物群落地表徑流TP的變化趨勢(shì)基本相同，喬-灌-草、灌-草和灌-草（自然恢復(fù)）三個(gè)植物群落對(duì)地表徑流TP的削減率分別為55.00%、55.84%、45.95%。9月23日TP的削減率也出現(xiàn)異常降低，與SS一樣，可能受暴雨后地表徑流量影響（陳澍等，2015）。

2.4 不同植物群落對(duì)地表徑流氮含量的影響

2.4.1 對(duì)總氮（TN）的影響 三個(gè)不同植物群落對(duì)地表徑流TN含量整體上表現(xiàn)出一定的削減作用（圖4），但不同植物群落在不同取樣時(shí)間上仍然表現(xiàn)出了較大的波動(dòng)性，三個(gè)不同群落2014—2015年期間對(duì)地表徑流TN含量的削減率分別為40.58%、18.34%、30.40%，即喬-灌-草群落>灌-草（自然恢復(fù)）群落>灌-草群落。這表明喬-灌-草群落對(duì)地表徑流的TN的削減效果最好，灌-草群落對(duì)TN的削減率相對(duì)較小。

2.4.2 對(duì)硝氮（NO-3N）的影響 與TN含量的變化趨勢(shì)相似，三個(gè)不同植物群落對(duì)地表徑流NO-3N的影響出現(xiàn)了一定的波動(dòng)性，但總體上表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)（圖5）。地表徑流NO-3N含量在2014年內(nèi)總體呈上升趨勢(shì)且穩(wěn)定保持高值狀態(tài)，但在2015年初出現(xiàn)急劇下降后保持相對(duì)穩(wěn)定變化趨勢(shì)。喬-灌-草、灌-草和灌-草（自然恢復(fù)）三個(gè)不同植物群落在2014—2015年期間對(duì)地表徑流NO-3N的削減率依次為64.46%、52.11%、57.30%，即三個(gè)不同植物群落對(duì)地表徑流NO-3N的削減率都在50%以上，表明植物群落構(gòu)建對(duì)地表徑流的NO-3N具有明顯的削減效果。

2.4.3 對(duì)氨氮（NH+4N）的影響 如圖6所示，在2014—2015年試驗(yàn)期間，不同植物群落構(gòu)建并未表現(xiàn)出對(duì)地表徑流NH+4N的有效削減現(xiàn)象，且在試驗(yàn)期間呈先升后降的不穩(wěn)定波動(dòng)狀態(tài)，這可能與地表徑流中的重金屬離子含量有關(guān)（周金娥和唐立峰，2009）。但是，就年度變化來看，2014年和2015年均表現(xiàn)出隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐步降低的趨勢(shì)。三個(gè)不同植物群落對(duì)NH+4N雖沒有表現(xiàn)出有效的削減效果，但在維持和提高地表徑流NH+4N含量的作用上卻存在一定的差異性，即灌-草（-3.33%）>喬-灌-草（-5.81%）>灌-草（自然恢復(fù)，-11.24%）。

2.5 滇池退耕區(qū)不同植物群落對(duì)地表徑流影響的對(duì)比分析

通過對(duì)喬-灌-草、灌-草和灌-草（自然恢復(fù)）三個(gè)不同植物群落在2014—2015年期間地表徑流不同污染物輸出的比較及削減率計(jì)算表明，除氨氮NH+4N外，其它指標(biāo)如懸浮物SS、COD、TN、TP和NO-3N均表現(xiàn)出明顯的削減效果，其中三個(gè)群落類型對(duì)SS、TP和NO-3N的削減率均達(dá)到了45%以上（表1）。從整體來看，三種植物群落類型中，以喬-灌-草構(gòu)建的立體式植物群落對(duì)地表徑流的削減效果最佳。

對(duì)三個(gè)植物群落類型在2014年和2015年度的地表徑流養(yǎng)分輸出方差分析表明，除了氨氮（NH+4N）以外，三個(gè)植物群落類型的其他5個(gè)指標(biāo)（SS、COD、TN、TP、NO-3N）在2014年和2015年度間均表現(xiàn)出顯著性的削減趨勢(shì)（P<0.001），但除了總氮（TN）外，三個(gè)不同群落之間以及群落與年度的交互作用對(duì)其他5個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的削減并沒有表現(xiàn)出顯著的差異性（表2）。試驗(yàn)構(gòu)建的三個(gè)植物群落類型均在可以隨著時(shí)間的增加而顯著削減地表徑流的污染物輸出，但三個(gè)群落之間的差異性以及群落與年度的交互作用對(duì)地表徑流養(yǎng)分輸出的削減效應(yīng)并不明顯。

3 討論與結(jié)論

熊飛等（2005）的研究結(jié)果顯示，構(gòu)建的三個(gè)不同植物群落對(duì)地表徑流污染物有較強(qiáng)的削減能力，故表明構(gòu)建的植物對(duì)地表徑流污染物的凈化作用十分明顯。但是，不同的植物群落的削減效果不同，這可能是因?yàn)椴煌参锏牟煌L(zhǎng)時(shí)期、葉冠截留、根系吸收能力、以及由植物引起的土壤理化性質(zhì)變化及其不同根系狀況引起的微生物和酶的不同空間分布所致（李明，2012）。從整體來看，以喬-灌-草不同植物構(gòu)建的立體式群落對(duì)地表徑流污染物削減效果最好。這可能是由于喬木和灌木有發(fā)達(dá)的側(cè)根系和不定根，與草本植物的須根系形成縱橫交錯(cuò)的根系網(wǎng)，為微生物提供了附著物和充足的氧氣（熊飛等，2005）。相較于灌-草群落，喬-灌-草群落中喬木冠層遮蓋部分地表，充分發(fā)揮了冠層的截留作用，且具有較高的地上和地下生物量、物種多樣性更為豐富、物種間相互作用、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)更為復(fù)雜等特點(diǎn)。

湯家喜等（2016）研究表明，SS削減效果主要受到植物群落對(duì)地表徑流的截留效率的影響。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三個(gè)不同的植物群落對(duì)地表徑流SS有較強(qiáng)的削減能力，削減率均在55%以上。植物地下部分的根系對(duì)土壤有較強(qiáng)的固持能力，植物地上部分增大了土壤表面的粗糙程度，對(duì)地表徑流起到阻攔作用，降低地表徑流的流速，增大了地表徑流的截留效率，截留和吸附了徑流中的各類懸浮物質(zhì)，因此對(duì)SS削減效果理想（AlWadaey et al，2012）。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，灌-草（自然恢復(fù)）群落地表徑流SS削減率比喬-灌-草和灌-草群落分別高出6.15%、18.29%，可能是灌-草 （自然恢復(fù)） 群落中草本植物是經(jīng)多年優(yōu)勝劣汰存活下來的物種，相較于人工構(gòu)建的草本植物，更適應(yīng)試驗(yàn)地的生長(zhǎng)環(huán)境，恢復(fù)迅速，從而對(duì)SS的削減效果明顯優(yōu)于人工構(gòu)建的植物群落（姚立海，2013）。植物根吸收和微生物代謝作用是COD削減的主要方式，且與氧關(guān)系密切（王世和，2007）。不同群落植物通過發(fā)達(dá)的根系為土壤中好氧微生物提供降解有機(jī)質(zhì)的氧氣，從而能有效分解有機(jī)物（黃沈發(fā)等，2008）。本研究中，喬-灌-草群落對(duì)COD的削減率較灌-草群落和灌-草（自然恢復(fù)）群落分別高出12.63%、10.25%，即灌-草群落對(duì)COD的削減效果最差，可能是因?yàn)槿郝渲参锔递^差，減弱了其對(duì)COD的吸收作用。試驗(yàn)中三個(gè)植物群落對(duì)COD的削減存在差異，這可能與不同植物吸收能力及提供氧氣的能力的不同有關(guān)。在本研究中，地表徑流COD表現(xiàn)出在雨季來臨之前含量較高，在雨季之后含量明顯降低，這可能是因?yàn)樵谟昙緛砼R之前，土壤中污染物質(zhì)累計(jì)量較大，因此，暴雨后地表徑流中的污染物質(zhì)含量最高，COD的含量也隨之較高（陳志良等，2008）。SS和COD的削減效果表明喬-灌-草群落結(jié)構(gòu)的配置有利于更好的發(fā)揮其緩沖、屏障和凈化功能。

降雨后的地表徑流和泥沙流失是面源污染中N、P輸出的重要原因。有研究指出，植物群落構(gòu)建可以通過植物根系吸收，或與重金屬螯合物固定及少部分被微生物吸收等方式減少地表徑流中TP的污染輸出（潘忠成，2016）。本研究中，隨著群落構(gòu)建時(shí)間的變化，三個(gè)不同植物群落對(duì)TP的削減效果均較為明顯，可能是由于P難溶于水，常與顆粒泥沙等物質(zhì)集中在地表，因此三個(gè)植物群落發(fā)達(dá)的根系及微生物均對(duì)TP的吸收和削減表現(xiàn)出較好的效果。但不同群落對(duì)TP的削減效果仍存在一定的差異，從群落構(gòu)建的物種配置來看，喬-灌-草群落和灌-草群落具有更高的生物多樣性，同時(shí)，不同群落植物在不同的生長(zhǎng)時(shí)期生長(zhǎng)速度不同，對(duì)TP的吸收存在差異，導(dǎo)致削減效果不同（梁威等，2004）。此外，在本研究中，2014年地表徑流TP含量表現(xiàn)為逐步上升的變化趨勢(shì)，TP的含量不降反升的原因可能是表層土壤中的P通過淋溶和解吸進(jìn)入地表徑流（李懷恩等，2010）；2015年期間，TP含量變化雖有所降低，但保持著較小的變化趨勢(shì)，這可能與土壤對(duì)P的吸附存在積累效應(yīng)有關(guān)，即一旦土壤中P達(dá)到飽和狀態(tài)，徑流與土壤中P的交換作用也趨于平衡，P的削減率將下降（庹剛等，2009）。錢進(jìn)等（2009）的研究也表明湖濱帶植物群落通過吸附、吸收和沉淀等作用將TP儲(chǔ)存在湖濱帶，并不能像除N一樣轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，因此隨著構(gòu)建群落的時(shí)間變化，出現(xiàn)TP飽和狀態(tài)，導(dǎo)致對(duì)TP的削減率下降。

潘忠成（2016）研究發(fā)現(xiàn)，面源污染中氮素的輸出主要以溶解態(tài)氮為主，總氮主要由NO-3N和有機(jī)氮組成，而氨氮的含量較低，且氨氮易被氧化成硝態(tài)氮。因此，本研究試驗(yàn)主要分析了TN以及溶解態(tài)NO-3N、NH+4N含量的動(dòng)態(tài)變化過程。

徐華山等（2010）研究表明，降雨期間地表徑流中N的削減主要通過氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、植物吸收、土壤持留等作用。其中，對(duì)地表徑流起主要作用的是硝化和反硝化作用，即NH+4N通過硝化作用轉(zhuǎn)化為NO-3N，再通過反硝化作用轉(zhuǎn)為氮?dú)忉尫诺酱髿庵校∕a et al，2007；周金娥和唐立峰，2009）。本研究中，三個(gè)不同的植物群落均對(duì)TN和NO-3N表現(xiàn)出明顯的削減效果。植物的根系吸附硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等微生物，并提供了良好的微環(huán)境，促進(jìn)了微生物對(duì)TN和NO-3N的降解和轉(zhuǎn)化，同時(shí)，植物在生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)N元素的吸收利用也促進(jìn)了植物群落對(duì)TN和NO-3N的削減（黃余春等，2012）。在該試驗(yàn)中，喬-灌-草群落的削減效果最好，這可能是因?yàn)閱?灌-草群落物種較豐富，不同物種間相互協(xié)作，生物量較大，喬木、灌木、草本三者之間形成了龐大的根系網(wǎng)，具有更好的削減效果（李隱等，2012）。但試驗(yàn)并未表現(xiàn)出對(duì)NH+4N的削減作用，潘忠成（2016）研究亦發(fā)現(xiàn)，植物群落對(duì)地表徑流NH+4N的削減作用較其它污染物低，其認(rèn)為可能是由于帶正電荷的NH+4N易被帶負(fù)電荷的土壤吸附，且在形態(tài)轉(zhuǎn)化所需反應(yīng)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)所導(dǎo)致。三個(gè)不同的植物群落地表徑流的TN和NO-3N在試驗(yàn)期間存在較大的波動(dòng)性，這可能受三個(gè)群落不同植物的生長(zhǎng)特性、生物量、植物生長(zhǎng)不同的氮源、不同生長(zhǎng)時(shí)期、種間相互關(guān)系等因素影響（徐華山等，2010；黃余春等，2012）。此外，Pinay et al（1993）認(rèn)為季節(jié)性的環(huán)境因素變化也是影響植物對(duì)污染物削減效應(yīng)的重要因素。

綜上所述，不同植物的生長(zhǎng)特性、根系狀況、生物量大小、植物群落配置等會(huì)導(dǎo)致植物群落對(duì)污染物的削減效果表現(xiàn)出一定的差異性，而本研究中，通過人工配置的喬-灌-草、灌-草和灌-草（自然恢復(fù)）三個(gè)植物群落對(duì)滇池流域退耕區(qū)地表徑流中的SS、COD、TP、TN和NO-3N均具有較好的削減效果，表明試驗(yàn)構(gòu)建的三個(gè)植物群落對(duì)地表徑流污染物的削減發(fā)揮了重要作用。綜合不同年度和不同群落間的整體削減效果來看，在滇池流域退耕區(qū)應(yīng)以喬-灌-草的立體式空間配置方式來構(gòu)建植物群落，就物種選擇而言，草本植物應(yīng)以恢復(fù)當(dāng)?shù)匚锓N為主，輔以種植部分耐蔭且根系發(fā)達(dá)的物種；灌木和喬木物種應(yīng)以鄉(xiāng)土物種為主；既可綜合不同生活型物種削減污染物的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮植物群落的削減效果，又能提高生物多樣性和景觀多樣性，但不同植物群落對(duì)污染物的削減機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

AlWADAEY A， WORTMANN CS， FRANTI TG， et al，2012. Effectiveness of grass filters in reducing phosphorus and sediment runoff [J]. Water Air Soil Poll，223（9）：5865-5875.

CHEN CY， HE S Z， HU B，et al，2012. Effects of land use type on spatiotemporal distribution of soil nutrients in Dianchi Watershed，Yunnan Province of Southwest China [J]. Chin J Appl Ecol，23（10）：2677-2684. [陳春瑜，和樹莊，胡斌，等，2012. 土地利用方式對(duì)滇池流域土壤養(yǎng)分時(shí)空分布的影響 [J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，23（10）：2677-2684.]

CHEN S，JIN WT，ZU YQ，et al，2015. Study on silvopasture systems of agricultural nonpoint source pollution reduction in Dianchi Lake [J]. Soil Water Conserv in Chin， （4）：46-49. [陳澍， 荊文濤， 祖艷群，等，2015. 林草復(fù)合系統(tǒng)削減滇池流域農(nóng)業(yè)面源污染研究 [J]. 中國(guó)水土保持，（4）：46-49.]

CHEN ZL，CHENG J，LIU P，et al，2008. An experiment on influence of storm on nitrogen loss and phosphorus loss under different land use in River Basin [J]. J Soil Water Conserv，22（5）：30-33. [陳志良，程炯，劉平，等，2008. 暴雨徑流對(duì)流域不同土地利用土壤氮磷流失的影響 [J]. 水土保持學(xué)報(bào)，22（5）：30-33.]

CORRELL DL，2005. Principles of planning and establishment of buffer zones [J]. Ecol Eng，24（5）：433-439.

DENG N，LI HE， SHI DQ，et al，2011. Nonpoint source pollution of vegetative filter strip and its effect upon purification efficiency [J]. J Xian Univ Technol，27（4）：400-406. [鄧娜，李懷恩，史冬慶，等，2011. 植被過濾帶非點(diǎn)源污染及其對(duì)凈化效果的影響 [J]. 西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，27（4）：400-406.]

FU DG，HE F，GUO Z，et al，2013. Assessment of ecological restoration function of the coriaria nepalensiserianthus rufipilus community in the phosphorusenriched degraded mountain area in the Lake Dianchi Watershed， Southwestern China [J]. Chin J Plant Ecol， 37（4）：326-334. [付登高，何鋒，郭震，等，2013. 滇池流域富磷區(qū)退化山地馬桑-蔗茅植物群落的生態(tài)修復(fù)效能評(píng)價(jià) [J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，37（4）：326-334.]

GREENWAY M，2003. Suitability of macrophytes for nutrient removal from surface flow constructed wetlands receiving secondary treated sewage effluent in Queensland，Australia [J]. Water Sci Technol J Intern Ass Water Poll Res，48（2）：121-128.

GUI M，ZHU WP，YU G，et al，2003. Release regularity of agricultural nonpoint pollution in drainage area in dianchi region [J]. J AgroEnviron Sci，22（1）：1-5. [桂萌，祝萬鵬，余剛，等，2003. 滇池流域大棚種植區(qū)面源污染釋放規(guī)律 [J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，22（1）：1-5.]

GUO HC，SUN YF，2002. Characteristic analysis and control strategies for the eutrophicated problem of the Lake Dianchi [J]. Progr Geogr，21（5）：500-506. [郭懷成，孫延楓，2002. 滇池水體富營(yíng)養(yǎng)化特征分析及控制對(duì)策探討 [J]. 地理科學(xué)進(jìn)展， 21（5）：500-506.]

HUANG SF，WU JQ，TANG H，et al，2008. Study of clarification for riparianbuffer to nonpoint pollution [J]. Adv Water Sci，19（5）：722-728. [黃沈發(fā)，吳建強(qiáng)，唐浩，等，2008. 濱岸緩沖帶對(duì)面源污染物的凈化效果研究 [J]. 水科學(xué)進(jìn)展，19（5）：722-728.]

HUANG YC，TIAN K，YUE HT，et al，2012. Purification effects of common lakeside plant communities in plateau wetlands of Yunnan on the removal of sewage nitrogen [J]. Ecol Environ Sci，21（2）：359-363. [黃余春，田昆，岳海濤，等，2012. 云南高原常見湖濱濕地植物群落對(duì)生活污水氮的凈化研究 [J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，21（2）：359-363.]

JIN WH，F(xiàn)U RB，GU GW，2007. Plant growth characteristics and nutrient uptake from eutrophic water in constructed wetlands [J]. Res Environ Sci，20（3）：75-80. [金衛(wèi)紅，付融冰，顧國(guó)維，2007. 人工濕地中植物生長(zhǎng)特性及其對(duì)TN和TP的吸收 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究，20（3）：75-80.]

LI HE，DENG N，YANG YQ，et al，2010. Clarification efficiency of vegetative filter strips to several pollutants in surface runoff [J]. Trans Chin Soc Agric Eng，26（7）：81-86. [李懷恩，鄧娜，楊寅群，等，2010. 植被過濾帶對(duì)地表徑流中污染物的爭(zhēng)化效果 [J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，26（7）：81-86.]

LI Y，TIAN K，XIAO DR，et al，2012. Effects of lakeside plant spatial allocation in plateau wetlands of Yunnan，Southwest China on the removal of sewage nitrogen and phosphorus [J]. Chin J Ecol，31（6）：1425-1431. [李隱，田昆，肖德榮，等，2012. 云南高原濕地湖濱帶植物不同空間配置對(duì)生活污水N、P去除的影響 [J]. 生態(tài)學(xué)雜志，31（6）：1425-1431.]

LI M，2012. Study on pollutant removal mechanism of stromwater runoff through different plants [D]. Beijing：China University of Geosciences. [李明，2012. 不同植被配置對(duì)降雨徑流污染物削減效應(yīng)的研究 [D]. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué).]

LIANG W，WU ZB，ZHANG FC，et al，2004. Seasonal variation of macrophytes rootzone microorganisms and purification effect in the constructed wetland system [J]. J Lake Sci，16（4）：312-317. [梁威，吳振斌，詹發(fā)萃，等，2004. 人工濕地植物根區(qū)微生物與凈化效果的季節(jié)變化 [J]. 湖泊科學(xué)，16（4）：312-317.]

LIU SB，2013. Impact of land use change on inflowing water quality in Dianchi Lake Catchment [J]. Environ Sci Surv，32（2）：42-44. [劉松波，2013. 滇池流域土地利用變化與入湖河流水質(zhì)關(guān)系研究 [J]. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，32（2）：42-44.]

MA Y，CHEN LQ，PENG YZ，et al，2007. Shortcut/complete nitrification and denitrification in a pilotscale plant treating actual domestic wastewater [J]. Environ Sci，27（12）：2477-2482.

PAN ZC，2016. Study on the reduction effect of COD and nitrogen runoff in different types of green space [D]. Beijing：Beijing Forestry University. [潘忠成，2016. 不同類型綠地對(duì)雨水徑流中COD和氮的削減效應(yīng)研究 [D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué).]

PINAY G，ROQUES L，F(xiàn)ABRE A，1993. Spatial and temporal patterns of denitrification in a riparian forest [J]. J Appl Ecol，30（4）：581.

QIAN J，WANG C，WANG PF，et al，2009. Research progresses in purification mechanism and fitting width of riparian buffer strip [J]. Adv Water Sci，20（1）：139-144. [錢進(jìn)，王超，王沛芳，等，2009. 河湖濱岸緩沖帶凈污機(jī)理及適宜寬度研究進(jìn)展 [J]. 水科學(xué)進(jìn)展，20（1）：139-144.]

RUI YL，2016. Pilotscale study on denitrification technology of shallow groundwater in the lakeside of Lake Dianchi [D]. Kunming：Yunnan University. [芮艷蘭，2016. 滇池湖濱帶淺層地下水脫氮技術(shù)中試研究 [D]. 昆明：云南大學(xué).]

SHIRLEY SM，2006. Movement of forest birds across river and clearcut edges of varying riparian buffer strip widths [J]. For Ecol Manag，223（1-3）：190-199.

State Bureau of Environmental Protection，2002. Water and wastewater monitoring methods [M]. 4th ed. Beijing：China Environment Science Publishing House：211-279. [國(guó)家環(huán)保局，2002. 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法 [M]. 4版. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社：211-279.]

TANG JX，HE MM，WANG DH，et al，2016. Suspended sediments and runoff reduction by established riparian vegetated filter strips [J]. Chin J Environ Eng，10（5）：2747-2755. [湯家喜，何苗苗，王道涵，等， 2016. 河岸緩沖帶對(duì)地表徑流及懸浮顆粒物的阻控效應(yīng) [J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，10（5）：2747-2755.]

TUO G，LI HP，JIN Y，et al，2009. Characteristics of phosphorus transfer in farmland under artificial rainfall conditions [J]. J Lake Sci，21（1）：45-52. [庹剛，李恒鵬，金洋，等，2009. 模擬暴雨條件下農(nóng)田磷素遷移特征 [J]. 湖泊科學(xué)，21（1）：45-52.]

WANG SH，2007. Constructed wetland wastewater treatment theory and technology [M]. Beijing：Sciences Press：55-59. [王世和，2007. 人工濕地污水處理理論與技術(shù) [M]. 北京：科學(xué)出版社：55-59.]

WANG Y，HE SZ，HE JQ，2013. The releasing characteristic of dissolved organic carbon from different soil of different uses at Dianchi Lake Basin [J]. Environ Poll Contr，35（6）：73-77. [王婭，和樹莊，何建強(qiáng)，2013. 滇池流域不同土壤類型和土地利用方式的土壤中溶解性有機(jī)碳的流失特性研究 [J]. 環(huán)境污染與防治，35（6）：73-77.]

XIONG F，LI WC， PAN JZ，et al，2005. Efficiency and functioning of nitrogen and phosphorus removal in constructed wetlands：A review [J]. Wetl Sci，3（3）：228-234. [熊飛，李文朝，潘繼征，等，2005. 人工濕地脫氮除磷的效果與機(jī)理研究進(jìn)展 [J]. 濕地科學(xué)，3（3）：228-234.]

XU HS，ZHAO TQ，HE YX，et al，2010. Effect of different vegetation types on agricultural nonpoint nitrogen pollution in riparian wetlands [J]. Acta Ecol Sin，30（21）：5759-5768. [徐華山，趙同謙，賀玉曉，等，2010. 濱河濕地不同植被對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染的控制效果 [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，30（21）：5759-5768.]

YAO LH，2013. Research on vegetation with different configuration of riparian buffer strips to reduction of pollution load [J]. J Jilin For Sci Technol， 42（3）：16-20. [姚立海，2013. 河岸緩沖帶植被不同配置對(duì)污染負(fù)荷削減的研究 [J]. 吉林林業(yè)科技，42（3）：16-20.]

YAN CZ，JIN XC，ZHAO JZ，et al，2005. The functions of lakeside zone and its management [J]. Ecol Environ，14（2）：294-298. [顏昌宙，金相燦，趙景柱，等，2005. 湖濱帶的功能及其管理 [J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，14（2）：294-298.]

ZHOU JE，TANG LF，2009. On purification mechanism and influential factors of constructed wetland system [J]. Soils，41（4）：520-524. [周金娥，唐立峰，2009. 人工濕地系統(tǒng)的除污機(jī)理及影響因素探討 [J]. 土壤，41（4）：520-524.]