[发明专利]用于人工湿地植物的根系测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态工程技术领域，具体涉及一种用于人工湿地植物的根系测量装置及方法。

背景技术

人工湿地污水处理技术出现于20世纪70年代。人工湿地具有良好的污水净化效果，其建造和运行费用较传统的污水处理方法低。因而，自20世纪90年代以来，其应用得到了极快的发展。可是，目前对人工湿地中植物、微生物、土壤基质、污染物的复杂的相互作用过程和机理仍然很不清楚。目前特别缺少对湿地中植物根系的研究，如湿地中植物根系的生长、分布和生物量，根系在湿地污水处理中的作用等。研究认为，湿地植物根际是植物、微生物、基质和污染物相互作用的活跃区域，因而也是污水净化最活跃的区域。根的密度和分布与湿地基质的物理、化学和生物特性有关，根的生长被认为是评价湿地植物应用于污水处理潜力的决定性因素之一。但目前对人工湿地根的了解不多，人工湿地根区仍被当作是一个“黑箱”(black box)。

湿地植物的净化功能与其根系的发达程度相关，根系发达，根系较长的植物能够大大扩展人工湿地净化污水的空间，有利于微生物特别是好氧细菌向湿地深部分布，提高其净化污水的能力，因此在湿地植物的选择时，要充分考虑其根系的生长情况。成水平等研究认为香蒲和灯心草的根系主要分布在25cm的区域，湿地植物的根系主要分布在25cm以内的区域，为人工湿地的建设提供了参考。

在土壤基质中，根系的生物量常用土壤钻钻取土壤样品或用挖掘法挖出一定体积的土壤样品，分离并测定土壤样品中的根量而获得。土壤基质中根的生长量通常采用埋入土柱法，定期取出埋入的土柱，分离并测定土柱中的根量而获得。埋入土柱法1年中几次测定的根的生物量之和当作生长量的估计值。3次测定的根的生物量可看作根生长量的估计值。但它很可能是较低的估计值，因为在3次测定之间，可能有少量的根死亡了而没包括在测定中。Tanner估计污水处理人工湿地根的寿命可能大约4个月。对植物根系的研究还可以采用挖掘法、土钻法等，但这些方法也无法及时了解植物根系的变化情况。

潜流人工湿地一般比表面流湿地具有较大的负荷能力和较好的净化效果，因而具有广泛的应用。因此，采用合适的方法，研究潜流人工湿地的根系分布、生物量和生长量，对探讨和提高潜流湿地植物根系在污水净化中的作用是非常必要的。

发明内容

为了及时了解人工湿地基质中植物根系的变化情况并能定期测定人工湿地基质中植物根系的生物量，本发明提供了一种用于测量人工湿地植物根系的方法及装置。

本发明的技术方案如下：

用于人工湿地植物的根系测量装置，其特征在于，所述装置为具有顶端开口的柱体，所述柱体的侧壁和底面上均匀设置有多个通孔，所述根系测量装置采用透明材料。

所述柱体为圆柱体。

所述柱体为棱柱体。

所述柱体为四棱柱体，所述通孔的孔径5cm，在每个侧面上所述通孔被排成多个纵列，列距为7cm；每列中通孔之间的孔距为4cm；在底面上所述通孔被排列成多行，行距和孔距为4cm。

在每个侧面上所述通孔以每列3个被排成3个纵列；每列中通孔之间的孔距为4cm；在底面上所述通孔被排列成3行。

一种测量人工湿地植物根系的方法，其步骤如下：

(1)在人工湿地区域内选取测量点，在测量点的人工湿地基质中埋入根系测量装置；

(2)将待测湿地植物栽植到所述装置中，然后采用所述人工湿地基质填满所述装置并没过所述装置的上沿；

(3)定期取出所述装置，测量所述待测湿地植物的根系，

所述根系测量装置为具有顶端开口的柱体，所述柱体的侧壁和底面上均匀设置有多个通孔；所述根系测量装置采用透明材料。

所述柱体为圆柱体。

所述柱体为棱柱体。

所述柱体为四棱柱体，所述通孔的孔径5cm，在每个侧面上所述通孔被排成多个纵列，列距为7cm；每列中通孔之间的孔距为4cm；在底面上所述通孔被排列成多行，行距和孔距为4cm。

在每个侧面上所述通孔以每列3个被排成3个纵列；每列中通孔之间的孔距为4cm；在底面上所述通孔被排列成3行。

本发明提供了用于测量人工湿地植物根系的根系测量装置及方法。所述装置为顶端开口的柱体，且底面和侧面均设有通孔，该装置采用透明材料支持。