王晓锋，袁兴中，2*，周李磊，岳俊生

（1.重庆大学 资源及环境科学学院，重庆 400044；2.长江上游湿地科学研究中心，重庆 400047）

三峡水库消落带景观基塘系统对地表径流氮磷拦截效益
——以重庆开州区汉丰湖为例

王晓锋1，袁兴中1，2*，周李磊1，岳俊生1

（1.重庆大学 资源及环境科学学院，重庆 400044；2.长江上游湿地科学研究中心，重庆 400047）

生态工程是解决消落带生态环境问题行之有效的手段，景观基塘系统是消落带生态工程的有益探索，科学评估该系统对地表径流氮磷拦截效益是当前研究的重要内容。选择开州区汉丰湖南岸石龙船大桥段串联型景观基塘系统，开展为期2年，23场自然降雨期间地表径流氮、磷营养盐含量的监测。结果表明，开州区城市地表径流氮污染较重，磷污染略轻；景观基塘系统对城市地表径流氮磷削减效果较好，其对TN、NO3--N、NH4+-N、TON及TIN等削减率分别为44%、44%、38%、62%和30%，对TP、DTP、PO43--P及颗粒态磷的削减率为37%、34%、32%和70%；景观基塘系统主要通过沉积、过滤、拦截颗粒态和非溶解性污染物实现对氮、磷等污染物的削减，受到初始污染浓度和降雨强度影响显著；2015年系统污染拦截效率显著高于2014年，随时间推移，系统稳定性提高。本研究认为景观基塘系统在城市与河湖水体间构建了一道有效的纳污屏障，对汉丰湖水环境保护具有重要意义，可作为三峡库区面源污染防控的重要技术手段。

消落带；城市地表径流；景观基塘系统；氮；磷；削减率

三峡水库成库后，在防洪、发电、航运等方面发挥了巨大的综合效益。同时，这一大型水利工程使得长江流域生态系统结构与功能发生了极大的变化，而且水位落差达30 m的消落带的形成，导致生物多样性衰退[1]、水土流失[2]以及面源污染富集再释放[3-4]等一系列生态环境问题。其中面源污染被认为是目前最受关注的问题之一[5]。一些生态学家提出消落带作为水陆界面的关键屏障，提高消落带生态系统稳定性和截污功能是控制面源污染行之有效的手段[6]。然而，目前大部分面源污染控制技术并没有对消落带功能进行生态设计和利用[7-8]，导致面源污染防控体系在最后环节上的有效性较低[9]。科学合理设计消落带生态系统结构对提高面源污染防控效率具有重要意义。

目前，在国内已有少量针对三峡水库消落带生态系统设计的探索性研究。袁兴中等[10]基于提高消落带碳汇、生物生产、环境净化等功能的生态经济效益转变需求，提出基塘工程、林泽工程、植物浮床工程等一系列消落带生态保育和生态修复技术，并开展了一系列示范。Li等[11-13]利用生态工程学思想，在开州区白夹溪开展了消落带基塘工程的示范探索，取得了较好的经济和社会效益，并进一步将基塘系统应用于开州区城市滨湖消落带景观生态修复之中，进行了景观基塘工程技术的示范研究。随着一系列消落带生态工程的实施和不断加剧的面源污染，评估消落带生态工程示范对地表径流氮磷污染拦截效益对未来三峡库区消落带面源污染控制具有重要的指导意义。

汉丰湖位于三峡库区腹心地带一级支流——澎溪河上游的开州区境内，是三峡水库成库后形成的人工湖，常年水面14.8 km2，蓄水量达8.0×107m3，是我国西部最大的城市人工湖。汉丰湖水环境与开州区城市命运紧密相关，同时也对澎溪河下游及长江水环境产生极大影响。自2009年起，袁兴中等[13]致力于三峡库区消落带湿地生态工程研究，在汉丰湖周开展了大范围的景观基塘工程示范 （图1），在城市与受纳水体之间形成了一道天然的拦截、纳污屏障，特别是每年面源污染严重的雨季，三峡水库低水位运行，景观基塘工程对保护汉丰湖甚至三峡库区水环境发挥一定作用[9]。本研究选择开州区汉丰湖南岸石龙船大桥段串联型景观基塘工程为对象，进行了为期两年雨季基塘内径流污染物浓度监测，为评价景观基塘工程在面源污染控制中的作用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域

研究区域位于重庆市东北部的开州区境内 （图1），属三峡水库回水末端，有大面积平缓消落带。目前在汉丰湖南岸石龙船大桥至芙蓉坝、北岸至头道河河口段，165~172 m水位之间，形成了长度超过3 km的环湖景观基塘带。基塘之间保持水文联通，基塘内主要以太空飞天荷花 （Nelumbo speciosum）、鸢尾（Iris tectorum）等植物为主，水源主要由雨水管网输入。三峡库区高水位运行期间 （11月至次年4月），基塘被淹没于水下，而低水位期间 （5~10月）露出，形成湖岸带多维湿地系统。开州区年均气温16~19℃，降雨量1 000~1 350 mm，降雨主要集中在5~9月，占全年降水70%以上。开州区城市人口数超过30万，主要集中在汉丰湖湖周，随着建城区不断扩大，汉丰湖水环境面临的城市面源污染压力也迅速增加。

图1 研究区域位置及采样点位Fig.1 Study area and sampling sites

1.2 采样点设置及样品采集

根据汉丰湖景观基塘工程分布，入水、出水口以及水流通道等特点，选取汉丰湖南岸石龙船大桥段的一组5个面积在70 m2以上的景观基塘构成的串联系统为代表，以雨水管网的集中排水为入水口、以基塘系统与湖水间唯一连通的水文通道为出水口，进行采样 （图1）。入水口代表降雨期间冲刷城市硬化路面形成的高浓度污染径流，出水口代表经过多级基塘净化后排入汉丰湖的径流。

于2014年6~9月、2015年6~9月期间，逐月选择降雨量超过20 mm的降雨进行地表径流采集。2014年和2015年分别采集到11次和12次降雨期间基塘系统入水、出水样品 （图2）。每次采样使用有机玻璃采水器采集500 mL水样，每次采集3个平行样，4℃冷藏，72 h之内完成所有指标的测试。

图2 采样期间降雨量特征Fig.2 Precipitation during sampling period

1.3 监测指标与分析方法

本研究对水样的监测主要以氮、磷为主。氮的监测指标包括总氮 （TN）、硝态氮 （NO3--N）、氨态氮（NH4+-N）、有机氮 （TON）及总无机氮 （TIN），其中，TN采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定；NO3--N的测定是利用过0.45μm微孔滤膜的水样直接进行紫外分光光度法分析；NH4+-N采用水杨酸-次氯酸盐光度法测定[14]；TON由TN减去NO3--N和NH4+-N估算，TIN采用NO3--N加NH4+-N估算得到。磷的监测指标包括总磷 （TP）、溶解性总磷 （DTP）、正磷酸盐 （PO43--P）、颗粒态磷 （PP）。TP、DTP、PO43--P均采用钼酸铵分光光度法测定，其中DTP、PO43--P所用水样为0.45μm微孔滤膜过滤水样[14]，PP由TP减去DTP估算。

1.4 数据分析

原始数据在Excel中进行标准化处理，采用SPSS18.0进行方差分析，检验水准为0.05。全文采用Sigma Plot 12.0作图。

2 结果与分析

2.1 基塘系统对地表径流氮素的拦截效益

2014年与2015年共23次降雨期间，景观基塘系统的入水口、出水口水体中TN、NO3--N、NH4+-N、TON、TIN变化及对于氮素的削减率的波动如图3所示。两年雨季基塘入水口TN浓度为4.41~15.13 mg·L-1，平均值为8.87±3.40 mg·L-1，均远高于 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中劣V类标准，可见城市雨水管网具有较高的TN负荷。出水口TN质量浓度范围为2.21~10.31 mg·L-1，平均为4.97±2.35 mg·L-1，氮污染浓度比较严重，但显著低于入水口；景观基塘系统对TN的去除率为13%~69% （44%±16%）。

景观基塘系统入水口与出水口NO3--N质量浓度分别为2.13~10.96 mg·L-1和0.28~6.98 mg·L-1，平均值分别为5.16±2.21 mg·L-1和3.12±1.84 mg·L-1。统计结果表明，入水口NO3--N浓度显著高于出水口（P＜0.01），尤其在2015年8~9月期间，景观基塘中植物生长最旺盛，在入水污染浓度仍较高的条件下，以TN为标准出水口的NO3--N质量浓度降低至0.86 mg·L-1（图3），达到地表水环境的Ⅲ类水标准。可见基塘系统对城市地表径流的NO3--N污染浓度具有明显的削减效果，平均消减率高达44%±27%。

入水口与出水口NH4+-N含量范围分别为0.13~1.82 mg·L-1和0.10~1.16 mg·L-1，总体上低于地表水环境质量的V类标准，可见城市径流中NH4+-N浓度较低，这与开州区严格的污水排放管理有关。基塘系统对NH4+-N平均消减率达到38%±22%。

采样期间，景观基塘系统入水口TON含量为0.86~11.42 mg·L-1（均值为3.65±2.57 mg·L-1），出水口TON质量浓度为0.15~3.89 mg·L-1（均值为1.35±2.57 mg·L-1），平均削减率达到62%±14% （36%~93%），可见景观基塘工程对TON的削减效果较好。同时，分析TIN含量结果表明，入水与出水TIN含量平均值分别为6.02±2.19 mg·L-1和4.23±1.70 mg·L-1，平均削减率为30%±14% （10%~55%）。虽然基塘系统对TIN的削减率显著低于TON，但从含量上看，氮素的削减既有TON的削减，也有TIN的明显减少。

由图3可见，出水口氮浓度与入水口变化规律基本一致，两者呈显著的正相关关系。可见景观基塘工程对径流污染的处理能力受到输入的污染负荷的明显影响；同时景观基塘工程对氮污染控制效果有限，一旦输入的污染浓度较高，其界面拦截功能就会受到限制，仅单一依靠景观基塘工程无法达到有效控制面源污染的目的。

图3 景观基塘系统对地表径流氮素削减效果Fig.3 Reduction of TN，NO3--N、NH4+-N、TIN and TON in the landscape dike-pond system

2.2 基塘系统对地表径流磷素的拦截效益

如图4所示，景观基塘工程对城市地表径流磷素的削减效果明显。23次降雨径流TP质量浓度变化范围为0.08~3.38 mg·L-1，均值为0.74±0.78 mg·L-1，大部分降雨形成地表径流进入基塘时TP浓度为国家地表水劣V类水质标准，磷的主要来源为地表冲刷路面和少量生活污水汇入，其中2014年大部分降雨径流中TP含量高于2015年，这可能与开州区雨污分流系统不完善有关；经过景观基塘系统的沉淀、拦截、过滤、植物吸收等作用，系统出水TP质量浓度为0.06~2.02 mg·L-1，均值为0.53±0.62 mg·L-1，大部分出水TP质量浓度接近或低于国家地表水环境质量V类水标准，显著低于入水口总磷浓度 （P＜0.01）。整个调查期间TP削减率为-14%~70%，平均去除率为37%±20%。

图4 景观基塘系统对地表径流磷的削减效果Fig.4 Reduction of TP，DTP、 PO43--Pand PPin the landscape dike-pond system

DTP在基塘系统入水口平均质量浓度为0.44±0.35 mg·L-1（范围为0.05~1.35 mg·L-1），而出水口DTP平均浓度降低至0.31±0.29 mg·L-1（范围为0.02~0.99 mg·L-1），显著低于入水浓度，景观基塘工程对DTP具有一定的削减效果。景观基塘系统对地表径流DTP的削减率为-23%~69% （平均为34%±17%），略低于TP削减率。

PO43--P是能够直接被植物利用，同时也是最不容易有效拦截的一部分磷。本研究中景观基塘系统入水口与出水口PO43--P平均浓度分别为0.29±0.19 mg·L-1和0.17±0.10 mg·L-1，大部分入水口PO43--P含量高于国家地表水环境质量Ⅴ类水的总磷标准浓度 （0.2 mg·L-1），但60%以上的降雨时出水口PO43--P含量低于Ⅴ类水；计算PO43--P的削减率可见，基塘系统对PO43--P削减率大部分为正值，个别采样出现负值，平均削减率为32%±33%。

景观基塘系统入水口与出水口水体中PP范围分别为0.03~2.31 mg·L-1和0.01~0.54 mg·L-1，平均值为0.42±0.50 mg·L-1和0.12±0.13 mg·L-1，浓度变异性较大，主要与降雨量大小和冲刷强度有关。景观基塘系统对PP的削减率范围为46%~97%，平均值高达70%±14%。可见，尽管PP含量变异性较大，但基塘系统的削减率较稳定，削减率远高于TP及其溶解形态的磷。基塘系统工程对磷的削减主要通过对PP的拦截。

2.3 基塘系统对地表径流氮磷污染削减效果历时演变分析

为了验证基塘系统对面源污染控制的稳定性，进一步比较了2014年与2015年氮磷污染削减的效益。由图5可见，基塘系统在2014年和2015年对TN、NO3--N、NH4+-N的削减率差异均达到显著水平，而且2015年削减率明显高于2014年，同时DTP以及PO43--P的削减率也表现为相同年际变化，可见系统经过一年淹水考验，基塘内植物群落自然恢复良好，系统结构更加合理，稳定性更高，特别对溶解性营养盐的削减效果更好。

图5 景观基塘系统对城市地表径流氮磷污染的拦截效益的年际比较Fig.5 The interception efficiency on N and Pof the landscape dike-pond system in different years.

2.4 基塘系统对地表径流氮磷形态影响分析

为探明基塘系统对氮磷污染削减的过程，进一步分析了入水口与出水口各形态氮和磷分别在TN、TP中比例 （图6）。结果表明，NO3--N、NH4+-N以及TIN在TN中所占的比例均表现为出水口显著高于入水口 （P＜0.05）。相反，TON占TN的比例则在入水口显著高于出水口；溶解态磷 （DTP和PO43--P）占TP的比例也表现为出水口高于入水口，而PP则相反。如图5所示，出水与入水相比，TON和PP的比例差异显著，且出水均低于入水。可见，地表径流进入景观基塘后，通过物理的过滤、沉淀以及植物拦截等对PP效果明显。

图6 景观基塘系统入水口与出水口水体非溶解性氮磷占总氮、总磷的比率Fig.6 The proportion of indissoluble N and Pin the TN and TPin the inlet and outlet of the landscape dike-pond system

3 讨论

3.1 景观基塘系统对城市地表径流中氮素的拦截效益

本研究监测结果表明，城市地表径流氮污染浓度较高，降雨携带大量氮素进入城市受纳水体，对水环境造成严重威胁，这与大部分城市面源污染控制研究结果一致[15-17]。白瑶等[16]的研究中，城市路面径流TN质量污染浓度为7.88 mg·L-1，其采用雨水径流截流渗滤系统，TN削减率为23%，污染浓度相同的条件下TN削减率低于本研究 （44%）。雨水储留-拦截-过滤型系统被认为对城市面源污染具有良好的控制效果[16-18]，景观基塘系统利用塘的储留、植物茎干的拦截和植物根系的过滤构成了具有明显生态功能的近自然的面源污染控制系统。同时，景观基塘工程对NO3--N、NH4+-N的平均削减率可达到44%和38%，显著高于阎丽凤等人所设计的自然植被缓冲系统[19]，但低于邓焕广等设计的城市河流滤岸系统[20]，可见景观基塘系统对溶解性无机氮的削减效果较好，但仍需要进一步优化结构，结合多种滤岸技术形成综合性湖岸带拦截屏障，可进一步提高无机氮的削减效果。大部分研究结果认为，表流型湿地系统对径流氮的污染削减主要源于非溶解性和有机态氮的去除[16，18，21]，本研究中景观基塘工程对城市地表径流氮的削减也主要源于TON的去除，其对TON的削减率高达62%。然而，系统对TON的拦截受到初始污染浓度和降雨量的影响，降雨过大，入水TON含量较高，系统内形成快速表流而没有充分的时间滞留导致对TON的削减率降低，相似的结论在TN和NO3--N的分析中也有发现。随入水口氮浓度增加，出水口氮浓度也随之增加，表明基塘系统对面源污染控制效果仍比较有限，一旦污染浓度过高，其出水浓度也较高，仍然是不可忽视的污染来源。总之，景观基塘系统对城市地表径流中氮素的削减效果良好，在对城市河湖进行生态修复时，应考虑环境污染特点和地表特征，以充分发挥河岸界面及流域塘系统对污染物的削减优势。

3.2 景观基塘系统对城市地表径流中磷素的拦截效益

磷素在城市地表径流中浓度通常较低[16，21]。本研究中，城市地表径流TP及其他形态磷含量均较低，但仍高于厦门[22]、北京[21]、无锡[16]等城市径流磷含量，这可能与城市污水管网不健全有关。景观基塘系统对TP、DTP以及PO43--P的削减率分别达到37%、34%、32%，低于大部分河湖岸带过滤系统[19-21]，然而，PP的削减率高达70%，这与氮素的削减结果相似。可见基塘系统对磷的去除主要依靠对PP的直接拦截和过滤，而降雨过大形成快速的表流则会降低去除效果，如何减缓塘内水流速度是提高基塘工程截污效益的重要环节。进一步分析出水与入水中磷形态构成，PP在基塘中拦截率较高 （图5）。基塘工程对TP的去除主要通过植物拦截和沉淀，而塘内的PP最终通过微生物降解作用和植物吸收消纳而被移除，因此基塘工程对污染物的拦截和去除具有相对的滞后性，但对汉丰湖面源磷浓度的削减作用不可忽视。同时考虑到景观基塘工程的结构单一，进一步优化植物群落配置、塘基结构等对提高其控磷效果具有重要意义。

3.3 景观基塘系统对城市地表径流污染拦截效益的历时演变

“让自然做功”是生态工程设计的重要原则。本研究调查期间，景观基塘系统经过不断的自然考验，自然植被的萌发已经逐渐替代了单一的荷花群落，生态系统结构更加完善，功能更加稳定。在对面源污染拦截效益上，景观基塘系统表现出明显的历时演变，这种历时演变在其他生态工程技术中也有发现。Van等[23]在加拿大多伦多的研究表明，绿色屋顶运行1年后，暴雨径流中的氮磷浓度得到显著降低。一些人工湿地系统的研究中，随着系统运行时间的延长，系统出水污染浓度趋于稳定[24]，这与本研究结果相似。本研究中2015年效果显著优于2014年，且2015年多次降雨实验中，氮磷的削减率较稳定，受到降雨强度和污染浓度的影响较低，因此，景观基塘系统在自然的自我设计的前提下，自然恢复良好，其面源污染控制的功能可能进一步提高，初步认为这种消落带的生态工程模式是一种可持续的模式。

4 结论

（1）开州区城市地表径流氮含量较高，均为国家地表水劣Ⅴ类标准，对汉丰湖水环境具有潜在的威胁。利用湖岸带生态空间构建景观基塘系统，对径流TN、NO3--N、NH4+-N、TON及TIN等削减率分别为44%、44%、38%、62%和30%，总体效果较好。

（2）开州区城市地表径流TP、DTP及PO43--P相对较低，但仍高于地表水劣Ⅴ类标准。景观基塘系统对TP、DTP、PO43--P及PP的削减率分别为37%、34%、32%和70%，基塘工程在拦截磷素的方面具有较好效果，且主要以PP的拦截为主。

（3）景观基塘系统对地表径流氮磷的拦截率具有明显的历时演变。2015年对氮磷拦截效果显著高于2014年，且对不同降雨强度下径流污染削减率在2015年更稳定。随着运行时间的延长，系统结构功能不断完善，植物恢复良好，对径流污染控制效果提升明显。

（4）景观基塘系统的面源污染控制效益以颗粒态和非溶解性污染物为主，受到入水污染浓度和降雨强度的影响显著，结合多种湖岸生态工程技术对提高景观基塘系统的截污功能具有重要意义。

[1]许川，舒为群，曹佳，等.三峡库区消落带富营养化及其危害预测和防治[J].长江流域资源与环境，2005，14（4）：440-444.

[2]王强，刘红，袁兴中，等.三峡水库165 m蓄水后澎溪河消落带植物群落格局及多样性[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2009，26（4）：1-7.

[3]徐泉斌，傅瓦利，孙璐，等.三峡库区消落带土壤抗蚀性研究[J].水土保持研究，2009，16（5）：13-18.

[4]王晓锋，刘红，张磊，等.澎溪河消落带典型植物群落根际土壤无机氮形态及氮转化酶活性[J].中国环境科学，2015.35（10）：3059-3068.

[5]马利民，张民，腾衍行，等.三峡库区消落区周期性干湿交替环境对土壤磷释放的影响[J].环境科学，2008，29（4）：1035-1039.

[6]Mitsch W J，Lu JJ，Yuan X Z，et al.Optimizing Ecosystem Services in China[J].Science，2008，322（5901）：528.

[7]申丽娟，丁恩俊，谢德体.三峡库区农业面源污染控制技术体系研究[J].农机化研究，2012（9）：223-226.

[8]袁辉，王里奥，黄川，等.三峡库区消落带保护利用模式及生态健康评价[J].中国软科学，2006（5）：120-127.

[9]王晓锋，刘红，袁兴中，等.基于水敏性城市设计的城市水环境污染控制体系研究[J].生态学报，2016，36（1）：30-43.

[10]袁兴中，熊森，李波，等.三峡水库消落带湿地生态友好型利用探讨[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2011，28（4）：23-25.

[11]Li B，Yuan X Z，Xiao H Y，et al.Design of the Dike-pond System in the Littoral Zone of a Tributary in the Three Gorges Reservoir，China[J].Ecological Engineering，2011，37（11）：1718-1725.

[12]Li B，Xiao H Y，Yuan X Z，et al.Analysis of Ecological and Commercial Benefits of a Dike-pond Project in the Drawdown Zone of the Three Gorges Reservoir[J].Ecological Engineering，2013，61（Part A）：1-11.

[13]李波，袁兴中，熊森，等.城市消落带景观基塘系统设计初探——以重庆开县汉丰湖为例[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2013，30（6）：51-54.

[14]国家环境环境保护总局.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京:中国环境科学出版社，2002.

[15]Ye M ，Yang G S，Zhang W S，et al.Study on Urban Non-point Pollution Characteristics and Pollution Loads Prediction Model[J].Environmental Science&Technology，2006，29（2）:67-69.

[16]白瑶，左剑恶，干里里，等.雨水径流截流渗滤系统控制城市面源污染的中试研究[J].环境科学，2011，32（9）：2562-2568.

[17]Ding X W ，Gong Y W ，An C J，et al.Spatial Distribution of Non-point Source Nitrogen in Urban Area of Beijing City，China[J].Environmental Systems Research，2013，2：1-7.

[18]Kim SK，Kim Y I，Lee BC，et al.Application of Filtration System to Control Urban Non-Point Pollution[J].Materials Science Forum ，2007，544-545：661-664.

[19]阎丽凤，石险峰，于立忠，等.沈阳地区河岸植被缓冲带对氮、磷的削减效果研究[J].中国生态农业学报，2011，19（2）：403-408.

[20]邓焕广，王东启，陈振楼，等.改造滤岸对城市降雨径流中氮磷去除的中试研究[J].环境科学学报，2013，33（2）：494-502.

[21]侯立柱，冯绍元，丁跃元，等.多层渗滤介质系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化作用[J].环境科学学报，2009，29（5）:960-967.

[22]杨德敏，曹文志，陈能汪，等.厦门城市降雨径流氮、磷污染特征[J].生态学杂志，2006，25（6）:625-628.

[23]Van ST,Rocha L,MacMillan G.Evaluation of the Runoff Quantity and Quality Performance of an Extensive Green Roof in Toronto,Ontario[C]//5th Annual Greening Rooftops for Sustainable Communities Conference.Awards and Trade Show.Minneapolis：[S.1.]，2007：1-15.

[24]Pálfy T G ，Gourdon R ，Meyer D ，et al.Filling Hydraulics and Nitrogen Dynamics in Constructed Wetlands Treating Combined Sewer Overflows[J].Ecological Engineering，2017，101：137-144.

责任编辑：孙启耀

Nitrogen and Phosphorus Removal Efficiency of Urban Landscape Dike-Pond System for surface flows in the Riparian Zone of Three Gorges Reservoir—A Case Study on Hanfeng Lake in Kaizhou District of Chongqing

WANG Xiaofeng1,YUAN Xingzhong1,2*,ZHOU Lilei1,YUE Junsheng1

（1.College of Resources and Environmental Science， Chongqing University， Chongqing 400030,China;2.Wetland Science Research Center for the Upper Reaches of Yangtze River,Chongqing 400047,China）

Ecological engineering is effective to solve the ecotope problems caused in water-level-fluctuating zone.Landscape dike-pond system(LDPS),as an innovative ecological engineering,has been designed and demonstrated in drawdown zone of Three Gorges Reservoir for ecological restoration and non-point source pollution control.In this study,a tandem LDPS tem located in the Hanfeng Lake in Kaizhou was selected to perform a 2-year investigation on the nitrogen and phosphorus removal efficiency of such ecological engineering for surface flows during a total of 23 rainfall events.The results indicate that the urban surface runoff was characterized by higher nitrogen loading but lower phosphorus loading.LDPScould observably reduce the nitrogen concentration in the runoff,with the removal rates of 44%,44%,38%,62%and 30%for TN,NO3--N,NH4+-N,TON and TIN,respectively.Phosphorus concentrations in runoff through the LDPSwere also reduced significantly,with TP,DTP,PO43--P and particulate phosphorus(PP)being reduced by 37%,34%,32%and 70%,respectively.Particulate andundissolved N or P were predominated components that can be intercepted easily by the LDPS.The nitrogen and phosphorus removal efficiencies of such system in 2015 were much higher than those in 2014,indicating that the system could be more stable over time.This study suggests that the LDPS can act as an effectively ecological method to control the non-point source pollution in urban,especially in the Riparian Zone of Three Gorges Reservoir.

riparian zone;urban runoff;landscape dike-pond system;nitrogen;phosphorus;removal efficiency

X171.1

A

2096-2347（2017）03-0040-09

10.19478/j.cnki.2096-2347.2017.03.06

2017-04-12

国家重大科技专项 “三峡库区汉丰湖流域河、库岸生态防护带建设关键技术与示范”（No.2013ZX07104-004-05）

王晓锋 （1987-），男，河南三门峡人，博士研究生，主要从事水环境污染控制研究。E-mail：xiaofeng6540@163.com

*通信作者：袁兴中 （1963-），男，四川万源人，教授，博士研究生导师，主要从事生态系统生态学研究。E-mail：1072000659@qq.com