大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果

2007年4月-2008年1月,在滴水湖D港中段长950m(水量为10000m3)的修复区内投放大型溞(Daphnia magna),以滤除水华藻类等颗粒有机物,然后移栽伊乐藻、苦草、轮叶黒藻、光叶眼子菜和菹草等沉水植物,逐月监测水体中总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO43--P)和COD等水质指标,分析沉水植被栽培对滴水湖水体水质的净化效果.结果表明:试验期间,修复区水体TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD显著低于对照区(P0.01),溶解氧(DO)增加了50.4%,水体透明度(SD)平均在3.4~3.7m,水质达到国家Ⅱ~Ⅲ类地表水水质标准;2008年3月应用已构建的沉水植被群落对富营养化流水水体水质进行净化试验,7d后修复区流水水体除BOD外,TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD均显著降低(P0.01),DO增加了17.98%,SD提高了30cm.利用大型溞控藻后移栽沉水植物对滴水湖水体水质的净化效果十分显著.     

可调式沉水植被网床对泥沙型富营养化河道生态修复工程研究

分别采用水花生(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)2种可调式沉水植被网床对临港新城环湖流动泥沙型河道进行修复, 通过4个月连续跟踪测定修复河道总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)、亚硝态氮(NO₂-N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO₄-P)的含量变化以及水体透明度(SD)变化以评价可调式沉水植物网床生态修复效果。结果显示, 沉水植物网床对流动泥沙型河道透明度具有明显改善作用。其中, 水花生网床和狐尾藻网床对TN、NO₃-N、NO₂-N、TP、PO₄-P的削减率分别为69.58%、67.91%、84.48%、62.26%、82.61%和45.48%、58.32%、76.56%、43.12%、73.68%, 且分别对泥沙型河道透明度提高了18%和26%。可见, 水花生网床对营养盐的削减效果优于狐尾藻网床, 而狐尾藻网床对透明度改善效果优于水花生网床。因此把这2种可调式沉水植物网床结合起来, 对流动泥沙型富营养化河道具有更好去除富营养物及泥沙的生态修复效果。     

滇池流域退耕区植物群落构建对地表径流污染物的削减效应

为探索不同群落的构建在滇池流域的实际应用,以确定削减污染物最优植物群落的配置方式,该研究选取地表径流悬浮物(SS)、COD含量、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)六个指标作为主要的分析对象,在滇池流域退耕区开展了不同植物群落配置对地表径流污染物削减效应的试验研究。结果表明:三个植物群落对SS、COD、TN、TP、NO_3~--N在2014年和2015年间均表现出显著性的削减趋势,且三个植物群落对SS、TP和NO_3~--N的削减率均在45%以上,但并未对NH_4~+-N表现出削减效果。不同植物群落对污染物的削减效应存在一定的差异性,但是三个不同群落与年度的交互作用对SS、COD、TN、TP、NO_3~--N五个养分指标的削减并没有表现出显著的差异性。从整体上来看,三种植物群落类型中,以乔-灌-草构建的立体式植物群落对地表径流污染物的削减效果最佳。     

富营养化河道引清渐推生态修复工程模式研究

2014 年2 月10 日至3 月28 日对滴水湖外围中涟河道实施以引清调水引导的沉水植物生态修复工程, 从临近的D 港引入清水快速提高水体透明度, 然后移栽苦草(Vallisnerianatans)、伊乐藻(Elodea nuttalii)、龙须眼子菜(Potamogetonpectinatus)等沉水植物, 构建水生植物群落。跟踪监测总氮(TN)、氨态氮(NH4⁺-N)、硝态氮(NO3^–-N)、亚硝态氮(NO₂^–-N)、总磷(TP)和磷酸盐(PO₄^3–-P)等水质指标, 分析该生态工程对富营养化河道的修复效果。结果表明: 工程实施后第2 个月, 修复区沉水植物的覆盖率由移栽初期的60%提高到85%, 水体综合营养状态指数比对照区降低了19.31%, 达到中营养水平, 修复效果显著(P<0.05)。6 个月后, 修复河道水体内总氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、磷酸盐的浓度与对照区相比显著降低, 削减率分别为43.86%、61.17 %、51.90 %、72.62 %、43.86 %和55.71%, 水体透明度比对照区提高81.82%, 综合营养状态指数显示修复区水体仍保持在中营养状态。引清渐推生态修复工程对富营养化河道修复效果明显, 为我国南方河网较密集区的河道生态修复提供更多的治理思路。     

养殖密度对缢蛏养殖系统水质的影响

依据辽宁丹东东港地区的实验池塘中缢蛏(Sinonovacula constricta)实际放养密度,设置了0、30、60、90和120 ind·m-25个密度梯度,采用实验生态学方法室内模拟研究了放养密度对缢蛏单养系统水质的影响。结果表明:放养密度对溶解氧(DO)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷(PO43--P)及总磷(TP)含量的影响极显著(P0.01),对铵态氮(NH4+-N)含量的影响不显著(P0.05);其中,DO、NO3--N及NO2--N含量随缢蛏放养密度的增加而减小,PO43--P及TP含量随缢蛏放养密度的增加而增大;缢蛏放养密度相对较高的实验组(90和120 ind·m-2)明显促进了底泥沉积物中P的循环和再生,同时提高了水中营养物质N的利用率,有效控制NO2--N及NH4+-N等有害物质的含量;在实际养殖中可以按照90~120 ind·m-2的密度放养,并且加强对池塘水质的管理。     

金鱼藻、环棱螺及其组合处理对水生附着生物含量和氮、磷浓度的影响

通过模拟试验,研究了金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、梨形环棱螺(Bellamya pu-rificata)及其组合3种处理对水生附着生物干质量(附着生物干质量与底栖藻类Chl-a)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N和总磷(TP)的影响.结果表明:(1)金鱼藻对水生附着生物干重和Chl-a含量的增长率分别为295.62%(P<0.01)和32.31%(P<0.05),环棱螺对二者的去除率为65.69%(P<0.05)和46.19%(P<0.01),组合对二者的去除率为70.07%(P<0.05)和70.16%(P<0.01);(2)金鱼藻、环棱螺及其组合对TN的平均去除率分别为35.18%、15.27%和20.48%,对NO3--N为22.34%、18.33%和10.66%,对NH4+-N为37.88%、13.98%和25.72%,对TP为53.12%、8.38%和41.97%;(3)金鱼藻与环棱螺在脱氮除磷时表现出正、负相互作用,负交互作用一定程度地促进了N、P浓度的升高.鉴于水体景观质量的提高和富营养化控制,同时使用沉水植物和螺类有利于水体的生态修复.     

武汉月湖水生植被重建的实践与启示

通过生物操纵、浮水植物和植物浮岛原位净化、岸边人工湿地净化和科学种植等措施,2－3年内,在长江中游地区、面积为0.66km2、水质为劣Ⅴ类的重富营养湖泊武汉月湖重建了以菹草和伊乐藻为优势种的沉水植物先锋群落,2005年春季的沉水植物盖度达到45％,提高了透明度。利用水位低、透明度相对高的冬季种植伊乐藻、菹草等适合冬春季生长的沉水植物是建立沉水植物先锋群落的一个有效途径。重污染水体过低的透明度是重建沉水植被的主要限制因子,在低水位或较高透明度时期,水生植物可以耐受相对较高的污染负荷,并且在有条件降低水位时,会大大提高重建沉水植被的成功率。重建并保持长期稳定的水生植被必须截污,并把营养盐浓度削减到一定范围内。水生植被重建初期是最脆弱的时期,水位、污染负荷等生态因子的较大波动很容易破坏植物群落,在这一时期要尽量保持关键因子的稳定,注意控制浮萍的扩张,使形成的生态系统逐步走向成熟。清除鱼类对提高水的透明度有重要作用,但必须伴随着水生植被的恢复或重建才能维持长久的良好效果。     

沉水植物生态化学计量学特征的区域差异以及生态修复的影响

为深入了解沉水植物生态化学计量学特征在西南高原地区和长江中下游平原地区湖泊中的差异, 以及生态修复的影响, 于2010年—2016年的夏季(6—9月)调查了36个湖泊的沉水植物。结果表明: (1)高原湖泊沉水植物群落的碳(C)含量显著高于平原湖泊, 氮(N)含量显著低于平原湖泊, 磷(P)含量高于平原湖泊但差异不显著; 高原湖泊沉水植物群落的C/N和C/P的比值显著高于平原湖泊, N/P显著低于平原湖泊; 在平原湖泊和高原湖泊共有的金鱼藻、苦草、穗花狐尾藻、微齿眼子菜和伊乐藻中, 仅有伊乐藻的N含量和金鱼藻的P含量与群落的差异性不一致。(2)在长江中下游平原地区生态修复后的水域中, 沉水植物群落的C和P含量显著高于未修复区, N含量低于未修复区但差异不显著; 修复区沉水植物群落的C/P和N/P显著低于未修复区, C/N显著高于未修复区; 修复区和未修复区共有的金鱼藻、苦草、穗花狐尾藻和竹叶眼子菜的C和P含量都跟群落的差异性一致。以上结果说明, 在清澈的水体中, 沉水植物的C和P含量高而N含量低; 湖泊富营养化会导致沉水植物N含量升高。因此, 在湖泊生态修复过程中, 应注重提高水体的透明度, 这将会提高沉水植物中C和P的含量, 从而有利于促进沉水植被区成为湖泊的C和P库。     

水质对东江流域附生硅藻群落的影响

运用相关分析(CA),典型对应分析(CCA),加权平均分析(WA)研究了影响东江流域附生硅藻的主要水质因子及对应的最适生态范围。CA显示,13项水质指标中溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、氨氮(NH4-N)、亚硝氮(NO2-N)、氯化物(Cl)、五日生化需氧量(BOD5)、磷酸盐(PO4-P)与其它指标间的相关性较强(P0.05),其余指标间相关性较低(P0.05)。以相关性较弱的p H、电导率(Cond.)、硅酸盐(Si O2)、总磷(TP)、总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、化学需氧量(CODKMn O4)进行CCA分析,排序显示影响附生硅藻的水质因子依次为Cond.、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN,对应的生态最适范围分别为39.20—642.00μs/cm、0.46—2.77mg/L、1.0—5.5mg/L、0.02—0.64mg/L、0.48—3.43mg/L。研究表明,Cond、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN是影响东江附生硅藻分布的主要水质因子,Cyclostephanos invisitatus、Gomphonema olivaceum、Nitzschia acicularis、N.capitellata、N.intermedia可以指示东江较高的电导率,Aulacoseira ambigua、A.lirata、Cyclotella meneghiniana、Cyclostephanos invisitatus、Eunotia minor、Nitzschia acicularis、N.Clausii、Pinnularia subcapitata是东江TN、TP污染的指示种。Nitzschia acicularis对TN、TP的耐受性最高,Navicula eidrigiana对TN、TP敏感性最强。     

小兴安岭原始红松混交林林隙土壤不同形态氮含量

以小兴安岭地区红松混交林(椴树红松混交林、云冷杉红松混交林和枫桦红松混交林)大、中、小3个林隙为研究对象,对林隙和郁闭林分土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、可溶性全氮(TSN)、可溶性有机氮(SON)、微生物氮(MBN)和全氮(TN)含量进行分析,探讨不同混交林林隙中土壤氮形态特征。结果表明:林隙和郁闭林分土壤以有机氮为主,占TN 98%以上。林隙中土壤NO3--N含量高于NH4+-N含量;SON含量高于NH4+-N和NO3--N含量。红松混交林中土壤NH4+-N、NO3--N、SON和MBN含量在大、小林隙之间以及林隙与郁闭林分之间差异显著,尤其是MBN含量表现为郁闭林分小林隙中林隙大林隙,与林隙面积呈极显著负相关;3个林型中NO3--N/TN和MBN/TN随着林隙面积增大而减小;椴树红松混交林和云冷杉红松混交林林隙中NH4+-N/TN、TSN/TN和SON/TN随林隙面积增大而减小,枫桦红松混交林林隙中随林隙面积增大而增大。林隙和郁闭林分中土壤TSN与SON均呈现极显著正相关;林隙土壤NH4+-N与NO3--N和MBN呈显著相关,但在郁闭林中未表现出此关系。     

环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响

【目的】探讨环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响。【方法】应用T-RFLP(Terminal RestrictionFragment Length Polymorphism)技术分析和比较了6个不同位置的东平湖沉积物在丰水期和枯水期的细菌多样性,并结合不同样品环境因子的差异,采用主成分分析(PCA)和典型对应分析(CCA),探讨了环境因子对细菌多样性的影响。【结果】不同沉积物样品的T-RFLP图谱具有较高的相似性。除2号样品外,所有枯水期样品的细菌群落具有较高的丰富度、多样性、均匀度和较低的优势度。CCA结果表明,558bp T-RF的丰度与总磷、总氮、总有机碳、铵态氮和硝态氮含量呈负相关而与碳氮比和水深呈正相关;64.5、164、509和543bp T-RFs的丰度与总氮、总有机碳、铵态氮、硝态氮、碳氮比和水深呈正相关;而其它14种主要的T-RFs在不同样品间分布较为稳定受环境因子影响不大。90、136.5、138和488bp等T-RFs可能代表了东平湖沉积物中占优势地位的土著菌群。通过Phylogenetic Assignment Tool在线分析结果推测,东平湖沉积物中的优势菌群可能属于Firmicutes和Proteobacteria门。【结论】环境因素对东平湖沉积物的细菌多样性产生显著影响,但对其土著菌群的影响不大。     

太湖湖滨生态修复区大型底栖动物群落结构及梯度分布

2010—2011年对太湖贡湖湾湖滨带生态修复区滨岸挺水植物带(Ⅰ)、湾相沉水植物带(Ⅱ)和堰外开敞水体(Ⅲ)3个滨岸生境梯度带的水质状况和底栖动物群落特征进行了研究。结果表明:调查共发现底栖动物13科18种,其中仅出现于1个生境梯度带的物种7个;在其余的11个物种中,有5个种群的密度在生境梯度带间存在显著差异;比较发现,按底栖动物摄食功能类群的相对比例,刮食者相对丰度在带Ⅰ最高,收集者在带Ⅱ最高,滤食者在带Ⅲ最高,不同生境梯度带间底栖动物的摄食功能类群构成存在显著差异。对底栖动物相对丰度和水环境参数的冗余分析显示,环节动物和昆虫与DO、NO3--N和PO43--P浓度正相关,软体动物则与NO3--N和PO43--P负相关,一些腹足类对低DO耐受能力较强,与NH4+-N和COD正相关。修复区3个梯度带水动力条件、水质状况和底质类型的差异性对底栖动物的分布有重要影响,形成了生活习性、摄食特征等显著不同的3个底栖动物群落。     

畜禽粪便堆肥过程中各种氮化合物的动态变化及腐熟度评价指标

对不同畜禽粪便在堆肥过程中各种含氮化合物的动态变化进行了研究,结合综合性腐熟度评价指标——种子发芽指数（GI）,探讨了畜禽粪便堆肥过程中与氮有关的腐熟度评价指标.结果表明：随着堆肥的进行,除奶牛粪外,其它畜禽粪便的全氮（TN）含量均呈先下降而后平稳变化趋势,奶牛粪则呈先增加而后平稳变化趋势;各种畜禽粪便中,碱解性氮（HN）含量先增后降;NH₄⁺-N含量先下降而后保持平稳;NO₃^- -N含量则持续增加;NH₄⁺ -N/NO₃^- -N迅速降低.堆肥腐熟度指标中,除综合性评价指标GI值外,HN/TN和NH₄⁺ -N/TN也可作为评价畜禽粪便腐熟程度的优选指标,而NO₃^- -N/TN只能作为一般性评价指标.根据综合性评价指标GI值达到腐熟要求的标准（GI>0.50）,除仔猪粪外,其它畜禽粪便在HN/TN<20.77％、NH₄⁺ -N/TN<10.06％及NO₃^- -N/TN>0.38％时基本达到腐熟要求.     

小流域内植被类型对土壤NO3-/NH4+空间变化的影响

流域内植被类型、地形地貌特征对土壤氮循环过程有重要的作用,是影响下游水体无机氮素来源以及富营养化的关键因子。通过比较小流域内4种植被类型(落叶松人工林、油松人工林、天然阔叶次生林和农田(玉米))对土壤NO3--N和NH4+-N含量空间变化的影响,揭示流域内不同立地条件下水源涵养林与土壤无机氮变化特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NO3--N和NH4+-N含量差异显著(P<0.05);由坡上到坡下土壤NO3--N和NH4+-N含量显著降低;在土壤表层NO3--N和NH4+-N含量最高,随着土层深度增加无机氮含量减少;与水源涵养林天然植被和人工林植被相比,农田土壤NO3--N含量最高(11.86mg·kg-1),有较高的氮流失风险。     

不同管理方式下橡胶林土壤氮动态特征

对西双版纳割胶、未割胶条件下橡胶林种植带土壤及其保护带土壤氮素动态变化特征进行了研究,并比较了不同保护带种植方式(距瓣豆绿肥覆盖与野生杂草覆盖)对土壤氮素动态的影响。结果表明,橡胶林种植带土壤全氮、碱解氮和硝态氮含量低于保护带。橡胶林土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮均呈现明显的动态变化,种植距瓣豆绿肥覆盖与野生杂草生长覆盖的橡胶林土壤氮变化趋势一致。土壤全氮随时间逐渐下降,碱解氮含量先升后降,铵态氮和硝态氮含量变化幅度较大。橡胶林土壤全氮和碱解氮含量呈现表层(0～20cm)>中层(20～40cm)>底层(40～60cm)的趋势,且未割胶处理全氮和碱解氮含量>割胶处理,而保护带为距瓣豆绿肥覆盖的割胶橡胶林>杂草生长覆盖的橡胶林。距瓣豆绿肥覆盖的保护带土壤硝态氮含量高于杂草生长覆盖。碱解氮与铵态氮含量呈显著的负相关、与硝态氮呈显著正相关。割胶橡胶林土壤氮养分含量最低。橡胶林土壤种植豆科距瓣豆绿肥能够改善土壤氮素肥力。     

红树林恢复对海岸湿地土壤影响的初步研究

初步研究了不同林龄的再植红树林对海岸湿地土壤理化性质的影响。结果表明,红树林恢复对深层土壤(20～25cm)的影响强于表层(0～5cm);与光滩相比,红树林恢复对表层土壤的氧化还原性无显著影响,但导致20～25cm土层氧化性增强;再植红树林对土壤营养盐有明显吸收作用,其中NH₄⁺-N含量显著高于NO₂^--N和NO₃^--N,为主要吸收营养盐,PO₄^3--P含量虽与IN相当,但红树林对P的吸收并不明显;随着红树林恢复时间的延长(林龄增加),20-25cm土层的pH值显著下降,红树林酸化作用增强;各样地表层土壤SO₄^2-含量无显著差别,但恢复林地深层土壤明显高于光滩。     

黑臭水体生物修复中各粒级浮游植物与环境因子的关系

通过对黑臭水体生物修复过程中水体理化指标以及浮游植物粒经分级叶绿素a的分析,探讨了水体生物修复对理化因子的影响以及与各粒级浮游植物与理化因子的关系。生物修复实施后,各试验组CODCr和BOD5均呈下降趋势,试验组C、D、E的氨氮、总氮和总磷净化效果均较显著,氨氮去除率分别达到71.3％、84.0％和93.2％,总氮去除率分别达到45.2％、64.6％和78.0％,总磷下降幅度分别达到46.2％、50.3％和75.5％。其中,试验组理化环境改善最佳的组为E组,其CODCr、NH4和TP指标均较对照组A有明显下降（p <0.05）。Netphytoplankton chla%与CODCr、TN、NH4和TP呈非常显著的负相关（p<0.01）,与NO2-N和NO3-N呈非常显著的正相关;而Nanophytoplankton Chla%和Picophytoplankton Chla%对上述环境因子的响应与Netphytoplankton Chla%相反。     

广东大中型供水水库的氮污染与富营养化分析

20 0 0年丰水期和枯水期对广东大中型水库的氮污染和富营养化现状进行了调查。结果表明 ,在调查的 2 0个大中型供水水库中 ,水质现状总体较好 ,70 %的水库处于中营养状态以下 ,30 %的水库开始出现富营养化现象。水库的总氮浓度普遍偏高 ,氮污染成为水库富营养化的重要原因。水库的总氮和DIN浓度存在地区性差异和季节性差异。枯水期水库的总氮及DIN浓度与叶绿素a的相关性极显著 ,而丰水期则无明显相关性。NO3 N是水体无机氮的主要组成部分 ,平均占DIN的 72 6 % ,而水库的NH3 N含量明显低于NO3 N ,平均占DIN的2 5 5 %。NO2 N的含量一般很低。水库的总氮、DIN和有机氮含量是判断水库营养状态的重要指标 ,而NO3 N和NH3 N在DIN中所占比例则是推测污染物来源的重要依据     

东海近海海域营养盐分布特征及其与赤潮发生关系的初步研究

根据2002年4月25日～5月2日的调查数据,分析了东海近海海域营养盐(NO3--N,PO4^3-P,SiO3^2-Si,NH4-N等)的分布特征,并初步探讨了营养盐分布与赤潮发生的关系．结果表明,调查海区营养盐浓度较高,与国家一类海水水质相比,无机氮和无机磷的超标率分别为46％和60％,长江口及杭州湾附近海域富营养化程度比较严重．调查海域由于受沿岸长江等河流输入的影响。营养盐浓度自近岸向外海快速递减,等值线几乎与海岸线平行．根据调查结束后赤潮发生的特点和区域,表明营养盐浓度的增加,尤其是DIN和PO4^3-P的增加,与赤潮的发生有一定关系。但本次赤潮并不是发生在营养盐浓度最高的海区,因此,富营养化并不是诱发本次赤潮发生的唯一环境因素．