用于人工濕地植物的根系測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)工程技術領域，具體涉及一種用于人工濕地植物的根系測量裝置及方法。
【背景技術】
[0002]人工濕地污水處理技術出現(xiàn)于20世紀70年代。人工濕地具有良好的污水凈化效果，其建造和運行費用較傳統(tǒng)的污水處理方法低。因而，自20世紀90年代以來，其應用得到了極快的發(fā)展?？墒牵壳皩θ斯竦刂兄参?、微生物、土壤基質、污染物的復雜的相互作用過程和機理仍然很不清楚。目前特別缺少對濕地中植物根系的研宄，如濕地中植物根系的生長、分布和生物量，根系在濕地污水處理中的作用等。研宄認為，濕地植物根際是植物、微生物、基質和污染物相互作用的活躍區(qū)域，因而也是污水凈化最活躍的區(qū)域。根的密度和分布與濕地基質的物理、化學和生物特性有關，根的生長被認為是評價濕地植物應用于污水處理潛力的決定性因素之一。但目前對人工濕地根的了解不多，人工濕地根區(qū)仍被當作是一個“黑箱” (black box) ο
[0003]濕地植物的凈化功能與其根系的發(fā)達程度相關，根系發(fā)達，根系較長的植物能夠大大擴展人工濕地凈化污水的空間，有利于微生物特別是好氧細菌向濕地深部分布，提高其凈化污水的能力，因此在濕地植物的選擇時，要充分考慮其根系的生長情況。成水平等研宄認為香蒲和燈心草的根系主要分布在25cm的區(qū)域，濕地植物的根系主要分布在25cm以內的區(qū)域，為人工濕地的建設提供了參考。
[0004]在土壤基質中，根系的生物量常用土壤鉆鉆取土壤樣品或用挖掘法挖出一定體積的土壤樣品，分離并測定土壤樣品中的根量而獲得。土壤基質中根的生長量通常采用埋入土柱法，定期取出埋入的土柱，分離并測定土柱中的根量而獲得。埋入土柱法I年中幾次測定的根的生物量之和當作生長量的估計值。3次測定的根的生物量可看作根生長量的估計值。但它很可能是較低的估計值，因為在3次測定之間，可能有少量的根死亡了而沒包括在測定中。Tanner估計污水處理人工濕地根的壽命可能大約4個月。對植物根系的研宄還可以采用挖掘法、土鉆法等，但這些方法也無法及時了解植物根系的變化情況。
[0005]潛流人工濕地一般比表面流濕地具有較大的負荷能力和較好的凈化效果，因而具有廣泛的應用。因此，采用合適的方法，研宄潛流人工濕地的根系分布、生物量和生長量，對探討和提高潛流濕地植物根系在污水凈化中的作用是非常必要的。

【發(fā)明內容】

[0006]為了及時了解人工濕地基質中植物根系的變化情況并能定期測定人工濕地基質中植物根系的生物量，本發(fā)明提供了一種用于測量人工濕地植物根系的方法及裝置。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]用于人工濕地植物的根系測量裝置，其特征在于，所述裝置為具有頂端開口的柱體，所述柱體的側壁和底面上均勻設置有多個通孔，所述根系測量裝置采用透明材料。
[0009]所述柱體為圓柱體。
[0010]所述柱體為棱柱體。
[0011]所述柱體為四棱柱體，所述通孔的孔徑5cm，在每個側面上所述通孔被排成多個縱列，列距為7cm ;每列中通孔之間的孔距為4cm ;在底面上所述通孔被排列成多行，行距和孔距為4cm。
[0012]在每個側面上所述通孔以每列3個被排成3個縱列；每列中通孔之間的孔距為4cm ;在底面上所述通孔被排列成3行。
[0013]一種測量人工濕地植物根系的方法，其步驟如下:
[0014](I)在人工濕地區(qū)域內選取測量點，在測量點的人工濕地基質中埋入根系測量裝置；
[0015](2)將待測濕地植物栽植到所述裝置中，然后采用所述人工濕地基質填滿所述裝置并沒過所述裝置的上沿；
[0016](3)定期取出所述裝置，測量所述待測濕地植物的根系，
[0017]所述根系測量裝置為具有頂端開口的柱體，所述柱體的側壁和底面上均勻設置有多個通孔；所述根系測量裝置采用透明材料。
[0018]所述柱體為圓柱體。
[0019]所述柱體為棱柱體。
[0020]所述柱體為四棱柱體，所述通孔的孔徑5cm，在每個側面上所述通孔被排成多個縱列，列距為7cm ;每列中通孔之間的孔距為4cm ;在底面上所述通孔被排列成多行，行距和孔距為4cm。
[0021]在每個側面上所述通孔以每列3個被排成3個縱列；每列中通孔之間的孔距為4cm ;在底面上所述通孔被排列成3行。
[0022]本發(fā)明提供了用于測量人工濕地植物根系的根系測量裝置及方法。所述裝置為頂端開口的柱體，且底面和側面均設有通孔，該裝置采用透明材料支持。
[0023]本發(fā)明中，該裝置的柱體形狀是可選的。由于根的生長是輻射狀生長，所以，所述裝置采用優(yōu)選對稱棱柱體或圓柱體結構和透明材料，便于從各個角度觀測根系。其中通孔的作用一方面是為裝置內濕地基質和外部基質之間形成連接通道，有利于養(yǎng)分，水，氧氣等物質交換，減少裝置內的植物的根系生長與人工濕地區(qū)域內其它位置的植物的根系生長環(huán)境之間的差異，從而最大可能地獲得可信的測量值。另一方面，也是為了在測量根系長度和粗細過程中便于剪斷取樣。
[0024]在用所述裝置監(jiān)測人工濕地植物根系時，將所述裝置垂直安放在人工濕地基質中，上部達基質表面或比基質表面略低，安放平穩(wěn)。不用于現(xiàn)有技術中的常規(guī)方法，本發(fā)明的方法中，最大的特點是將濕地植物栽植到所述裝置內。測量根系時，把所述裝置取出，便可觀察根系生長和分布、測定根的生物量。相隔一定時間測定的生物量，可作為生產量的估計值，一年中多次測定的生物量之和，可作為年生產量的估計值。
[0025]現(xiàn)有技術“埋入土柱法”在I年中幾次測定的根的生物量之和當作生長量的估計值。3次測定的根的生物量可看作根生長量的估計值。但它很可能是較低的估計值，因為在3次測定之間，可能有少量的根死亡了而沒包括在測定中。Tanner估計污水處理人工濕地根的壽命可能大約4個月。另外，也可能對柱外的根有一定的損傷而影響它們的生長速度。當然，這種情況在埋入土柱法中也同樣存在。
[0026]本發(fā)明的所述裝置及利用該裝置監(jiān)測濕地植物根系的方法能夠在不損傷植物根系的情況下對根系定期觀察，及時了解植物整個根系的變化情況。
[0027]與常規(guī)的土壤基質中采用的埋入土柱法相比，較易于取出根系的生長基質，更易于把根與生長基質分離，測定的體積更固定和準確。此外，能清楚地觀察每條根的分布和生長狀況，而在埋入土柱法是做不到的。與土壤鉆取樣相比，有以下優(yōu)點:使用更方便和省力；由于它的位置是完全固定的，因而測定更為準確