亚热带人工湿地中配置植物与迁入植物多样性的季节变化

人工湿地是为了净化污水而建造的一类系统, 其环境特征既不同于自然湿地, 也不同于一般陆地生境。人工湿地的生物多样性是一个新问题。作者以杭州植物园作为案例研究了亚热带地区人工湿地植物多样性的季节变化。结果表明: 秋末人工湿地的物种数为72种, 其中自然迁入植物54种; 冬春季的物种数为46种, 其中自然迁入物种33种。在人工湿地中, 人工配置的植物种类仍然是群落结构的主体, 迁入植物大部分处于伴生地位。应该在人工配置植物的基础上保留一些有价值的自然迁入植物, 使人工湿地具有较高的生物多样性, 这样既能充分吸收水中的多种营养成分, 又能美化环境。亚热带地区可以有冬春和夏秋两个植物功能群在人工湿地中连续生长, 这可以充分利用时间生态位, 提高人工湿地在冬季的净化效果, 增强人工湿地净化能力的季节间稳定性。     

亚热带人工湿地中配置植物与迁入植物与迁移动物多样性的季节变化

人工湿地是为了净化污水而建造的一类系统,其环境特征既不同于自然湿地,也不同于一般陆地生境。人工湿地的生物多样性是一个新问题。作者以杭州植物园作为案例研究了亚热带地区人工湿地植物多样性的季节变化。结果表明:秋末人工湿地的物种数为72种,其中自然迁入植物54种;冬春季的物种数为46种,其中自然迁入物种33种。在人工湿地中,人工配置的植物种类仍然是群落结构的主体,迁入植物大部分处于伴生地位。应该在人工配置植物的基础上保留一些有价值的自然迁入植物,使人工湿地具有较高的生物多样性,这样既能充分吸收水中的多种营养成分,又能美化环境。亚热带地区可以有冬春和夏秋两个植物功能群在人工湿地中连续生长,这可以充分利用时间生态位,提高人工湿地在冬季的净化效果,增强人工湿地净化能力的季节间稳定性。     

人工红树林湿地系统净化污水研究进展

咸淡水交接处这种特殊的生境造就了红树植物“抗污”和“降污”的功能,但能否将自然红树林湿地作为污水处理场所目前仍有争议。按照构建的人工红树林湿地的类型,分为三大类：模拟潮汐湿地系统、人工红树林污水处理系统以及红树林种植-养殖生态耦合系统。第一类系统模拟了自然海滩上的潮涨潮落的情形,第二类系统与一般人工湿地相类似,而第三类系统是指在养殖塘种植红树植物以去除有机物和营养盐。不同的类型反映了该领域研究工作的不断深入,展现了红树林湿地净化污水从理论探索向实际应用不断靠近的过程。应用人工红树林湿地净化污水具有较大的可行性,前景可观。     

人工湿地除磷研究进展

从人工湿地除磷机理着手,综述了国内外有关湿地基质、湿地植物及微生物强化除磷的研究机理以及进展。深入研究多种基质组合对磷素的吸附与解析机理,可以从理论上推进诸多高效除磷基质的实际应用进程;植物间接净化作用及其与湿地水力停留时间的关系,是影响湿地植物选种和种植的重要依据;植物根际微环境以及植物与微生物的耦合作用可能是人工湿地除磷的主要途径之一;强调湿地的污水净化功能而忽视其生态服务功能,是湿地运行中普遍存在的认识错误。最后指出：湿地运行应采取高水力负荷、低污染负荷的方式,强调强化一级处理的重要性。     

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。     

人工湿地的氮去除机理

湖泊等水环境的富营养化给人类带来诸多损害,如环境、生态和经济等方面的损害。富营养化的原因和控制途径引起了包括中国在内的很多国家的关注。我国针对水环境的富营养化问题开展了大量的工作。氮是引发水环境富营养化的主要营养物之一。外源氮负荷（分点源和非点源两部分）是水环境污染负荷的重要组成部分。传统污水处理技术应用于收集系统欠缺的非点源污染的治理时成本过高。人工湿地是有效削减水环境中外源氮负荷的重要技术手段,在处理非点源污染源带来的氮负荷时更是如此。人工湿地具有氮去除效果好、耐冲击负荷能力强、投资低和生态环境友好等优点。因此人工湿地非常适合于水环境富营养化的防治。阐明人工湿地中氮的去除机理对水环境的富营养化等具有重要的意义。防渗人工湿地的氮去除机理主要包括挥发、氨化、硝化／反硝化、植物摄取和基质吸附。未防渗的人工湿地中,周围水体与人工湿地的氮交换影响着人工湿地中氮的去除。一般情况下,人工湿地中硝化／反硝化是最主要的氮去除机理。pH值小于7．5时,氨挥发可忽略。pH值在9．3以上时,氨挥发很显著。处理生活污水的人工湿地中氮的去除主要是依靠微生物的硝化／反硝化作用。在进水负荷低、气候适宜、植物物种适宜和收割频率与时机适宜的条件下,植物收割可能成为主要的去氮途径。人工合理导向的湿地的氮去除效果通常优于天然湿地。合理的设计（填料的搭配、植物物种的配置以及布水和集水的优化）对人工湿地系统中氮去除的改善有重要影响。合理的运行,如有效的水位控制,正确的植物培育、合理的植物收割等,能有效地改善湿地中的氮去除。     

生态位限制和物种库限制对湖滨湿地植物群落分布格局的影响

研究了物种库限制与生态位限制在湖滨湿地植物分布格局形成过程中的相对重要性。在龙感湖湖滨湿地具有明显水位梯度的湿生植 物区、挺水植物区和沉水植物区采集种子库土样, 采用幼苗萌发法确定了不同水位区种子库的物种成分;并将不同水位区的种子库土样分别置于0、25和50cm3个水位下萌发和生长, 45和90d后比较不同取样区种子库在不同水位处理下所建立的植物群落的异同。结果表明, 不同取样区的种子库物种成分有显著差异, 沿水深梯度呈现明显的带状分布格局。水位处理实验表明, 0cm水位条件下的群落主要由湿生植物和挺水植物组成, 而25和50cm水位下只有沉水植物, 表明不同功能群的物种对水深有不同的耐受力, 生态位限制是决定湿地植物分布格局的关键因子。同时, 挺水植物区的种子库置于沉水条件下, 以及沉水植物区的种子库置于0cm水位下都只能形成极为简单的植物群落, 表明物种库限制对湿地植物群落的形成同样具有显著影响。研究表明, 湿地植物的群落构成与分布格局是由生态位限制和物种库限制共同决定的, 两者的相对重要性可能取决于水体的稳定性。     

不同积水生境对河南黄河湿地植物多样性的影响

湿地作为水陆交替的过渡地带,承担着重要的生态服务功能,湿地植物是生态功能作用发挥的基础。不同积水生境与湿地植物物种组成和分布关系密切。黄河流域是国家的重要生态屏障,湿地面积广阔,河南黄河湿地作为黄河湿地的重要组成部分,其积水生境对植物多样性的影响尚不清晰。为研究河南黄河湿地植物的多样性现状以及积水生境对其植物多样性的影响,采用样方和样线相结合的方法对河南省7个黄河湿地自然保护区中的湿地植物进行调查,共设置样方981个。重点分析了不同积水生境湿地植物的主要群系和物种组成,研究了各生境物种多样性和群落多样性特征（α多样性）,对比了的不同积水生境植物物种组成相似性和群落间相似程度（β多样性）,明确了各生境的植物物种排序和指示种。结果表明：（1）河南黄河湿地植物群系以草本群系为主,共发现188种湿地植物,分属56科,138属;（2）不同积水状况湿地植物物种丰富度大小依次为：季节性积水 > 永久性积水 > 间歇性积水 > 季节性水涝,主要群系总数与物种丰富度趋势表现一致;（3）不同积水生境湿地植物的物种组成存在显著差异,季节性积水和永久性积水生境中植物物种组成相似性和群落间相似程度最高,各积水生境均有明显的优势种和指示种。河南黄河湿地积水生境在不同流段差异显著,不同积水生境下植物多样性和主要植物群系有明显区别,进行湿地生态建设时,建议优先保护季节性积水生境,减少季节性水涝生境的产生,以达到维持物种多样性,发挥湿地最大生态价值的目的。     

植物吸收在人工湿地去除氮、磷中的贡献

探讨了植物在人工湿地系统处理污水中的作用,并分析了影响植物生长的主要环境因素,结合实例分析了湿地植物吸收氮磷在不同生长期的变化和其在去除氮磷营养物中的贡献,认为通过秋冬季的植物收割去除的氮磷量比较低,植物可以作为冬季保温材料而不收割,提出通过组合技术来改善破人工湿地氮磷去除能力的思路.     

苔藓类植物对苏北湿地的可持续性发展及湿地景观的研究

在湿地中,苔藓植物的初级生产力高达50%,特别是在酸性和低营养条件下。与维管植物相比,苔藓植物的生长形式和控制水和碳平衡的生理机制显著不同。此外,许多苔藓植物可以在干燥的气氛中平衡,并在再水化后恢复正常的代谢功能。即使在湿地和溪流栖息地,苔藓植物也能在低水位时利用这种能力。这些机制影响水生和湿地生境中苔藓植物的生态分布。生长在苏北地区的苔藓类植物,已经适应了低营养和低温条件,这些水生苔藓植物有一定吸收砷能力。植物过滤是一种具有成本效益的植物修复技术,其中沉水植物用于从水系统中去除污染物。本研究通过对湿地典型植物苔藓吸收砷能力来评估湿地净化污染、可持续发展的能力以及研究了苏北湿地苔藓类植物的生态分布与湿地景观的影响。另外,苔藓是缓慢生长的植物,所以研究中进行的短期吸收实验可以不受生长影响。     

广州市湿地公园植物调查与分析

为更好地提高湿地公园的生态服务能力、加强湿地公园的物种保育功能并促进湿地公园建设和发展质量,对广州地区20个湿地公园植物进行了实地调查。结果表明,调查区域共有205种湿地植物;对其物种组成、生活型、生态习性、优势科属及应用频度等的分析表明,湿地公园的植物群落结构比较简单,主要植物种类同质化现象很严重,保护和珍稀植物种类应用较少等。基于此,推荐了55种本土植物作为广州市湿地公园进行生态改造和景观配置的候选物种,同时还提出了对未来湿地公园的建设和管理的若干建议。     

合肥市不同类型湿地植物群落的物种多样性及群落特征研究

运用样地和样方相结合的调查方法,对合肥市不同演替进程的湿地类型进行调查研究,通过计算湿地植物的重要值与群落植物的α多样性与β多样性的相关指标分析了其群落多样性与群落特征.结果表明:合肥市典型的人工型湿地共有植物22科41属47种;半人工半自然型湿地共有植物10科21属21种;自然型湿地共有植物37科65属70种.湿地植物的多样性以及其群落特征与其人工性和自然性有关;在不同的外界干扰下,湿地的类型也不同,湿地处于不断的演替过程中.其群落的稳定性与物种多样性之间关系复杂,两者之间并非简单的正相关关系.在进行湿地群落和生态研究时,不仅要考虑其群落物种的多样性,也要考虑群落优势物种的组成,优势物种的优势度以及群落的演替趋势等因素.     

湿地植物光合作用向水体供氧能力的试验研究

1　概　述在人工湿地污水处理系统中 ,植物床起着非常重要的作用。植物床中栽种的植物对污水起着一定的净化作用[1～ 3]。根据德国学者Ｋｉｃｋｕｔｈ根区法 (ｔｈｅｒｏｏｔｚｏｎｅｍｅｔｈｏｄ)理论[4 ],生长在湿地中的挺水植物通过叶吸收和茎秆的运输作用将空气中的氧转运到根部 ,再经过植物的根部表面组织扩散 ,在根须周围形成好氧区 ,这样在植物根须周围就会有大量好氧微生物降解有机物 ,在根须较少达到的地方将形成兼性区和厌氧区 ,发生兼性微生物和厌氧微生物降解有机物的作用。因此 ,在人工湿地污水处理系统中的植物床 ,除了利用植…     

洱海流域44种湿地植物的氮磷含量特征

研究湿地植物中的氮和磷含量既能帮助了解其所处生境的营养状况,又能为湿地生态恢复提供指导。测定了洱海流域44种湿地植物干生物量中的氮、磷含量。结果表明洱海湿地植物中总氮和总磷平均含量为15.7 mg/g和3.3 mg/g,变化范围为6.4-34.3 mg/g和1.4-6.5 mg/g,明显高于其他地区;氮磷比范围为2.2-9.5,显示该地区磷过剩,氮是限制因子;不同功能群植物间的氮和磷含量有显著差异,总氮含量以沉水植物最高而挺水和漂浮/浮叶植物最低,而总磷含量则为湿生植物最高而沉水植物最低;植物的地上部分分别占有整株72%的生物量、82%的氮含量和75%的磷含量,表明收割湿地植物的地上部分可以高效去除湿地生态系统中的氮和磷。     

挺水植物与浮叶植物在苏北湿地景观中的应用

本研究通过对挺水植物和浮叶植物微生物群落的分解代谢能力和分解代谢谱的分析,以实现对挺水植物和浮叶植物在湿地景观中的应用探究。在挺水植物和浮叶植物中,根据湿地存在不同植物的物种或组合不同会产生不同景观。本实验将苏北湿地的挺水植物与浮叶植物作为研究对象,使用四种不同的植物物种建立了自由漂浮植物系统处理湿地中生物:菖蒲(L)、荷花(S)、睡莲(E)和田子萍(P)。自由漂浮植物组被安排为单一栽培(一种植物种)、双栽培(两种不同的植物种;所有可能的配对)或四种栽培(每种植物种)。使用稀释的养殖场污泥流出物,每周两次用20 L再生废水喂养自由漂浮植物系统。使用群落级生理剖面法(CLPP)在4个月的操作期后评估每个中胚层中的微生物群落。据观察,单一栽培湿地系统具有不同的分解代谢活性和分解代谢丰富度。本研究还发现来自单一栽培生物群的微生物群落的碳源利用模式彼此明显不同,并且混养群落与相应的单一栽培对应物不同。     

中国海菜花属植物隐种多样性

近20年来,随着分子生物学的兴起,越来越多的证据表明生命之树的各个分支中都存在大量的隐种多样性,占据未被发现的生物多样性的极高比例。准确地评估濒危类群的隐种多样性水平,不仅能更好地理解物种形成在生物多样性式样及过程中的异质性作用,而且也更有利于生物多样性的有效保护及管理。海菜花属(Ottelia)是我国二级重点保护植物,为泛热带水生植物类群,我国云贵高原及其邻近区域为该属重要的物种多样性中心之一。由于该属具有高度的表型可塑性,缺少明确的鉴别特征,致使其属下分类一直未能很好解决,这极大限制了相关保护措施的制定。因此,本研究在对我国海菜花属植物广泛采样的基础上,利用多位点联合贝叶斯方法对其进行物种划分研究。结果表明:我国海菜花属植物至少包括14种,分子证据支持将海菜花种下3个变种提升为种,同时海菜花(O. acuminata)和靖西海菜花(O. jingxiensis)内存在隐种现象。喀斯特地区的异质性生境及西南地区水系间的地理隔离可能是我国海菜花属特有类群快速分化的主要原因。基于本研究结果,我们建议将各分类群(包括存疑类群)分别作为独立单元就地保护。     

北京地区人工湿地植物活力及污染物去除能力

研究了北京地区常见9种水生植物在水平流潜流型人工湿地中的污染物去除能力和生活力.结果表明,前边湿地单元对COD、TP、TN等污染物的去除贡献大于后边湿地单元.供试植物均可在人工湿地中正常生长,稳定生长112 d后,不同植物的氮磷含量和生物量差异显著（P<0.05）,多数植物氮磷含量地下部高于地上部,地下地上部生物量比（U/A）接近或大于1.植物体内的氮磷累积量为1.36～7.89 g·m^-2和0.19～1.07 g·m^-2.植物生物量对氮磷累积量的影响力大于氮磷含量对氮磷累积量的影响力.水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物,菖蒲、香蒲和荻等次之.泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活.     

基于胁迫影响的人工湿地植物筛选研究进展

植物是人工湿地技术的重要组成部分。人工湿地植物对于湿地生长环境胁迫因素的适应能力是湿地植物筛选的重要考虑因素,环境限制是人工湿地植物筛选的刚性条件。综述了污染物、盐度、温度、有毒物质、病虫害等显著影响因子对植物生长的影响以及植物对胁迫影响因子适应性的研究进展。应加强植物对胁迫因子抗性的机理研究, 结合目标水体加强选育培养工作, 构建科学筛选体系。     

兰州银滩黄河湿地不同植物夏季光合日变化

以兰州银滩黄河湿地的千屈菜、芦苇、酸模叶蓼、稗草、龙葵、反枝苋、曼陀罗、红豆草、藨草和水莎草10种植物为材料,采用美国CI-340便携式光合测定系统在晴朗天气下测定了各植物成熟叶片的光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及大气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)等指标的日变化,以探讨其光合生理生态特性。结果表明:有7种湿地植物的净光合速率呈不对称的双峰曲线,光合"午休"现象明显,分别是由气孔和非气孔2个因素引起;通过相关分析、逐步回归分析发现,大多数植物的Pn与Tr、Gs、PAR有较好的相关性,各生态因子对Pn的贡献系数不同,说明影响它们光合速率的主要生理生态因子各不相同;午间强光、高温导致湿地植物的蒸腾速率加剧。本研究对了解湿地植物优势种的光合特性及其与环境因子关系、人工种植湿地植物物种选择有重要意义。     

新疆艾比湖湿地主要植物的种间关联分析

根据新疆艾比湖湿地植物群落样方调查的存在-缺失数据,应用主成分分析和聚类分析方法研究了湿地内多物种关联性以及生态种组分类.与传统的成对物种关联分析方法相比较,基于多元分析框架的多物种关联分析和种组分类结果更为可靠、有效;艾比湖湿地的主要植物种划分为3个生态种组,各生态种组内的植物种之间具有相似的生境和生态位.结合统计分析结果与实地调查发现,艾比湖湿地植物种间的正、负关联性以及生态种组的划分主要由植物对水分和盐分生境因素的适应性决定.从多物种关联性和生态种组角度考虑艾比湖湿地生态恢复和保护植物多样性更具有实践价值.