填埋场植被与覆盖土复合作用对甲烷释放影响机制研究

温室效应所导致的全球性气候变化和生态问题已经成为人类面临的一个严重的威胁。CH4是一种重要的温室气体,其温室效应是CO2的21倍；对全球温室效应的综合贡献率达22%。生活垃圾填埋场是最重要的CH4人为释放源之一，占全球CH4总排放量的比例已上升至12%-20%，如何有效控制填埋场的CH4释放对缓解全球变暖压力具有重要现实意义。本课题在深入调查分析填埋场覆盖土植被种类、形态、群落分布特征以及优势植被迁移转化规律的基础上，解析填埋场覆盖层优势植被抵御甲烷气体胁迫的主要机制；阐明填埋场优势植被的抗逆性机理；探讨填埋场覆盖层植被与覆盖土之间的复合作用对甲烷产生、传输和释放规律的影响；定向调节和强化填埋场覆土层甲烷氧化，优化填埋场设计工艺，减少甲烷排放量；为填埋场的植被生态修复、有效控制填埋场温室气体的释放提供新的思路与方法，具有重要的现实与理论意义。

随着填埋时间的延长，填埋场植被种类、覆盖度和植物高度逐渐增加，优势植被由多年生植被转化为一年生植被。填埋场植被覆盖区的甲烷浓度与CH4/CO2的值比裸露区低，说明植被可加速填埋场稳定化进程，加强覆盖土中甲烷氧化菌的氧化。填埋场优势植被Phragmites australis作为重要的填埋气传输释放途径，对填埋气释放控制具有重要作用。填埋场甲烷释放通量的日变化规律表现为双峰曲线，与湿地、沼泽中的日变化单峰曲线有明显差异；这主要是填埋场气固传输介质造成的。植被覆盖条件下，白天主要甲烷释放机制为植物蒸腾作用引起的对流传输作用；而夜间甲烷的释放受浓度扩散与湿度升高引起的对流传输的共同影响。气象条件对甲烷释放也有重要作用，太阳辐射强度与温度分别是甲烷通过植被途径与覆盖土途径释放的主要影响因素。填埋工艺中主动式收集系统可有效收集甲烷，同时实现了填埋气释放控制与资源化利用。在无填埋气收集系统时，甲烷抑制填埋工艺为一种经济有效的填埋场甲烷控制工艺。