水生植物对富营养水体水质净化作用研究

利用富营养浅水湖泊武汉东湖中所建立的大型实验围隔系统,对沉水植物的水质净化作用作了现场实验研究。重建后的沉水植物可以显著改善水质,水体透明度显著提高,水色降低。在研究期间,水生植物围隔CODcr和BOD5一般分别为20和5mg/L左右;对照围隔和大湖水体则分别约为40和10mg/L。水生植物围隔水体中检出的有机污染种类也较对照围和大湖水体柢。实验结果表明恢复以沉水植物为主的水生植被是改善营养湖泊水质和重建生态系统的有效措施。     

水生植物对水体水质的净化作用分析

随着中国工业化进程的推进,近年来,水生植物对水体水质的净化作用的研究需求越来越急切。水生植物对水体水质起主要净化作用,本文主要通过对水生植物的概念,水生植物对水体水质净化作用的应用,以及水生植物对水体水质的净化原理三个方面的阐述,从而对水生植物对水体水质的净化作用进行分析。     

长江流域景观格局与生态系统水质净化服务的关系

流域景观格局通过影响生态过程,改变进入河流污染物的数量,进而对水质净化服务产生重要影响,探讨流域景观格局对水质净化服务的影响对于流域景观规划、生态系统保护和生态系统服务提升具有重要意义。以长江流域为研究区域,在分析45个子流域景观格局特征、应用In VEST模型评估流域水质净化服务基础上,探讨了两者的关系,结果表明:①景观组成上,长江流域农田和城镇面积比例分别与生态系统水质净化服务存在显著对数关系(P0.01),森林面积比例则与之呈极显著正相关关系(P0.01);②流域景观配置上,斑块密度和景观破碎度与水质净化服务呈显著负相关(P0.01),而平均斑块面积和形状规律相反(P0.01);③斑块类型水平上,森林平均斑块面积、灌丛/湿地平均斑块形状与生态系统水质净化服务呈显著正相关(P0.01),而农田平均斑块面积/边缘密度、城镇斑块密度则与之呈显著负相关(P0.01);④森林主导景观的子流域,仅有景观破碎度与生态系统水质净化服务呈显著负相关,而农田主导景观的子流域,景观蔓延度、香农多样性与其分别呈正相关(P0.01)。研究结果可以为长江流域生态系统水质净化服务的提升提供多途径的管理信息:流域景观尺度上,增加森林面积比例、控制农田与城镇面积比例,并减少景观破碎度而增加平均斑块形状复杂性;斑块类型水平上,可增加灌丛/湿地斑块形状复杂性,减小农田边缘密度和城镇斑块密度;森林主导景观的子流域应降低景观破碎度,以农田主导景观的子流域则应该增加斑块类型丰富度和团聚程度。研究也可为其他流域水质净化服务管理提供参考。     

水生植物的腐解过程及其影响因素研究进展

水生植物腐解会影响到自然水体水质、生态系统的稳定性、湿地的碳素与物质循环等，开展水生植物腐解研究对探究自然水体营养物质循环过程具有重要意义。本文围绕水生植物腐解研究进展、水生植物腐解机制、水生植物腐解的影响因素进行了综述。当前水生植物腐解研究的方向主要集中在水生植物腐解对环境的效应和影响腐解过程的因素，研究方法主要是分解袋法、室内分解培养法和稳定同位素探测法，水生植物腐解的环境效应主要体现在腐解过程造成的营养物质释放方面。通过水生植物腐解过程、元素迁移转化和腐解差异性分析发现，植物体的理化性质是影响腐解的决定因素，分解者群落的组成和活性是影响腐解的直接因素，水体的温度、溶解氧、营养物质浓度和底泥状况等环境因素是植物腐解的重要因素。水生植物的腐解过程受到多种因素的制约，对水生植物腐解过程中复合因素的作用进行探究，系统研究各个因素的耦合作用，是未来水生植物腐解研究的一个重要方向。     

上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复

采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术开展了上海青浦大莲湖湿地修复示范工程。本文从2008年8月到2010年3月跟踪调查了土地利用方式、鸟类群落、两栖爬行类、水质等多类指标来对示范工程进行评估。结果表明,实验区生态系统的生境结构和生物多样性组成都发生了明显的变化。实验区内土地利用由主要以人工养殖鱼塘和林地为主的人工湿地(人工鱼塘占50%,林地占25%),转变为以开放性水域和乔灌草相结合的半自然状态下的自然湿地(明水面面积占30%,各类植被群落占50%,人工鱼塘完全消失),植被从只有片段化林地转变为乔木、灌木丛、草本植物及各类水生植物相结合的格局;工程后鸟类种类和数量均高于工程前(新纪录到11种鸟类),鸟类多样性指数和均匀性指数也有明显增加,其中目标鸟类——雁鸭类新增6种,种类和数量都呈显著增加;两栖爬行类种类变化不大,共记录到6科12种,但整体数量比工程前增长了59.1%;水质指标的变化也很突出,与工程前人工鱼塘相比,实验区内水体中总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、高锰酸钾指数(CODMn)等主要指标均有显著下降(P<0.05),水质改善显著。由此说明,修复工程改善了大莲湖湖滨带湿地的生态环境,生物多样性得到较好的恢复,呈现出良好的湿地修复效果。     

管网雨水补给河道用水的人工湿地水质净化流程研究

中国北方部分地区水资源短缺,河道干涸,但夏季雨水资源潜力丰富。虽径流受到一定污染,但较于生活污水和工业废水,其污染程度更低,成分更简单。雨水通过低运行成本的人工湿地净化系统,可以实现较好的净化效果,满足河道景观需求和生态补水。城市管网雨水承载能力过重的城市边缘区,建设更新过程中进行雨污分流制度,更适于采用人工水质净化的方式将城市雨水管网中的雨水进行就近消纳,减轻城市雨水管网压力,并利用表面负荷率（ALR）来确定并校核人工湿地面积。在综合现在人工水质净化主流程预处理单元、人工湿地单元和消毒存储单元3个环节的基础上,以低运营成本、低管理成本、最优净水量为指向,引入物联网技术智能管控系统,行程具有能控制各级出水水质监测、多级管控、净水生态功能与游览景观功能相结合等多重优点的人工水质净化全流程,达到符合河道水质标准的净化效果。该流程为缓解北方城镇河道缺水现状、解决城市雨洪问题提供新思路。     

湖泊生态恢复的基本原理与实现

当前我国湖泊污染及富营养化问题非常严重。湖泊治理的一个有效途径就是恢复水生植物,通过草型湖泊生态系统的培植来达到控制富营养化和净化水质的目的。但是,迄今为止,只有在局部水域或滨岸地区获得成功,恢复的水生植物主要是挺水植物或漂浮植物。鲜有全湖性的水生植物恢复和生态修复成功的例子。原因是对湖泊生态系统退化及其修复的机理了解甚少。实际上,环境条件不同决定了生态系统类型的不同,只有通过环境条件的改变才能实现生态系统的转变。利用草型湖泊生态系统来净化水质,其实质是利用生态系统对环境条件的反馈机制。但是,这种反馈无法从根本上改变其环境条件,因此其作用是有限的,不宜过分夸大。以往许多湖泊生态修复的工作之所以鲜有成功的例子,原因就是过于注重水生植物种植本身,而忽视了水生植物生长所需的环境条件的分析和改善。实施以水生植物恢复为核心的生态修复需要一定的前提条件。就富营养化湖泊生态恢复而言,这些环境条件包括氮磷浓度不能太高,富含有机质的沉积物应该去除,风浪不能太大以免对水生植物造成机械损伤,水深不能太深以免影响水生植物光合作用,鱼类种群结构应以食肉性鱼为主等等。因此,在湖泊污染很重或者氮磷负荷很高的情况下,寻求以沉水植物为核心的湖泊生态恢复来改善水质是不切实际的。为此,提出湖泊治理应该遵循先控源截污、后生态恢复,即先改善基础环境,后实施生态恢复的战略路线。     

水库生态系统特征研究及其在水库水质管理中的应用

水库是一种半人工半自然水体,兴建水库是人类调节自然水资源在时间和空间上分布的主要手段,水库生态系统受人类调节明显,具有独特的生态学特征,对近20a来国际水库生态系统的研究进行总结,概括水库生态系统的主要特征,阐述这些特征在水库中水质管理中的应用与实施方法,强调开展水库生态学研究在我国水资源可持续利用中的重要性和必要性。     

林地资源变化对森林生态系统服务功能的影响——以南水北调核心水源地淅川县为例

森林生态系统是人类生存与发展的基础,其服务功能不可替代。以南水北调中线工程渠首所在地淅川县为研究区,使用2004年TM、2009年TM、2014年GF1号影像等数据,在PIC、Arcgis10.0等软件支持下,分析其2004—2014年的林地资源变化,并利用InVEST模型对森林生态系统服务功能(水源涵养、水质净化和土壤保持)进行定量评估。结果表明:(1)2004—2014年县域林地资源以有林地为主,面积增长迅速,灌木林地和苗圃地面积增长缓慢,疏林地和未成林造林地面积均呈现先增后减趋势;(2)伴随林地资源变化,森林生态系统服务功能产生相应显著变化,10年间县域水源涵养量功能减少19%,森林水质净化功能提高29%,土壤保持功能增加6%;(3)同一森林类型,其生态服务功能在不同年际之间的差异表现为平均水源涵养功能逐年下降,平均水质净化能力不断提升,平均土壤保持能力先增后减;(4)对比5种森林类型的生态服务功能,有林地的服务功能最强,其次为灌木林地和疏林地;(5)10年间县域森林生态系统的水源涵养、水质净化和土壤保持服务功能的高低与森林覆被的高低程度呈正相关,呈现出北高南低的空间分布格局;(6)科学管理森林生态系统服务的关键在于合理配置林地与其他用地的分布格局,提高林地与其它用地镶嵌构成的复合土地利用的可持续性。同时加强服务功能重要区域的保护,避免对对服务功能较差区域的破坏。此外,未来森林经营需要从单纯的森林面积扩张,转变为提高森林质量和生产力,从而加强森林生态系统对气候变化影响的适应能力。     

密云水库上游流域生态系统服务功能空间特征及其与居民福祉的关系

生态系统管理的一个重要挑战是在区域尺度上管理生态系统服务并提高当地居民福祉。以2009年土地利用数据和社会经济数据为基础,利用InVEST模型和空间制图在乡镇尺度上对密云水库上游流域水资源供给服务、土壤保持服务、水质净化服务、产品供给服务以及居民福祉进行了定量评估和空间特征刻画,并探讨了生态系统服务与居民福祉的不同关系模式。结果表明,流域内各乡镇土壤保持服务从上游到下游呈逐渐递增的趋势,水质净化服务从上游到下游整体上也呈逐渐递增的趋势,流域内水质净化服务功能与水资源供给服务、粮食供给服务、蔬菜供给服务以及畜牧产品供给服务在空间上呈显著负相关;基于生态系统服务与居民福祉在空间上的聚集特征,可将56个乡镇划分为低服务低福祉模式、供给服务依赖模式和高服务高福祉模式,针对这3种关系模式特点,可分别提出改善生态系统服务功能和居民福祉的管理措施。案例研究可为其他区域实施分区管理、协调生态系统服务功能保护与居民福祉的关系提供借鉴。     

中国的水污染与水短缺问题

1.水污染和水短缺是中国现在面临的最重要的两个环境问题。 2.中国的水污染是从70年代开始趋于严重的,河流、湖泊、海洋和地下水都已受到不同程度的污染。 3.从70年代初期,中国开始注意到环境问题,逐步建立和完善了管理机构和措施,在控制水污染的蔓延和加重方面起了重要作用。 4.乡镇企业造成了许多新的污染源。 5.水短缺及水供需矛盾在中国北方日趋严重,在众多的解决水短缺的措施中,废水再生回用是一种行之有效的途径。     

昆明水源水和自来水水质致突变性及化学背景值1．Ames试验和水源水及自来水微量有机、无机污染物化学背景值

本文报道：用ＸＡＤ－２离子树脂吸附富集法制备自来水和滇池及松华坝水库源水提取物,以Ａｍｅｓ鼠伤寒沙门氏菌回复突变系统诱发致突变性。Ａｍｅｓ试验结果如下：来自滇池源水经氯化的自来水提取物,用ＴＡ９８菌株加Ｓ９或不加Ｓ９混合物,突变率＞２,结果为阳性。滇池源水提取物致突变性为可疑。使用化学分析法结合生物分析法评价昆明自来水和滇池及松华坝水库水中的化学微量污染物,估价在水中的微量污染物对人体健康的潜在致癌效应是有意义的。     

水平沟耕作对土壤水分动态及水分利用率的调节

分析了水平沟耕作条件下土壤水分动态、水分利用、水分收支平衡,认为水平沟增产的主要作用是减少了坡耕地表径流量而增加了土壤蓄水量。