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。     

红树林湿地恢复研究进展

红树林是生长在热带、亚热带隐蔽潮间带的独特植物群落,在过去几十年内因人口压力和经济发展而遭到严重破坏,质量下降,面积萎缩.近年来,尽管世界各地采取了一系列措施进行红树林的恢复,然而由于缺乏造林技术资料、造林成活率低下、经营管理粗放,加上人为干扰和自然灾害的影响,红树林面积增长缓慢;造林成活率低依然是制约红树林湿地恢复的主要因素.总结了近年来国内外红树林湿地恢复四个方面的研究成果,即(1)宜林地选择,包括温度、底质、水文的环境条件研究;(2)树种选择与引种,包括乡土树种的选用和外来树种的引种状况;(3)栽培技术的应用,包括造林栽培技术与育苗技术,造林成本的比较;(4)植后管护及监测,包括幼林巡护、病虫害防治、生态监测,结合野外调查的结果,综述了红树林恢复的一些基本原理与应用实例.根据我国红树林湿地恢复的现状,提出今后红树林恢复研究的重点为:开展"退塘还林"工程,监测红树林湿地生态系统生物多样性的恢复,深入探讨红树林的化感作用,营造红树林混交林,实现红树林的生态恢复.     

三江平原湿地保护区内外的生态功能差异

湿地保护区是一类特殊的陆地保护区,其保护效果不仅取决于内部的管理强度,还受到其周边地区水文状况的强烈影响,因此保护区内外生态功能的差异程度是评价其保护效果的一个综合性指标.根据三江平原建三江管局2004年Landsat-TM影像解译的土地利用图以及2002年1∶50000数字高程(DEM)数据,利用基于Arcview3.2软件的SWAT水文模型获得各湿地保护区的汇水区作为其水文敏感区.在此基础上,利用专家咨询和有关湿地生态系统服务功能价值的研究结果,计算出各湿地保护区及其水文敏感区的湿地生态功能指数.结果表明,国家级保护区的湿地生态功能普遍优于地方级保护区,而其水文敏感区的湿地生态功能则并不一定优于地方级保护区的水文敏感区.通过对各保护区及其水文敏感区的湿地生态功能指数相对值进行聚类分析和相关分析可知,位于浓江-别拉洪河流域且毗邻的几个保护区的湿地生态功能相对状况较为接近,地方级保护区与其水文敏感区的湿地生态功能指数之间存在高度正相关.这充分说明湿地保护区的管理强度很大程度上决定了其保护效果.     

垦殖对沼泽湿地CH4和N2O排放的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carexlasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及其垦殖水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法进行CH4和N2O的田间原位观测。研究结果表明,垦殖导致沼泽湿地CH4排放量大幅度降低,而N2O排放量有所升高。三江平原沼泽湿地、水田、旱田的CH4排放量分别为329.56、94.82kg.hm-.2a-1和-1.37kg.hm-.2a-1,N2O排放量分别为1.93、2.09kg.hm-.2a-1和4.90kg.hm-.2a-1。沼泽湿地垦殖使CH4和N2O的综合温室效应降低,在20a到500a的时间尺度上,水田综合GWP为沼泽湿地的30.8%~37.9%,旱田综合GWP仅为沼泽湿地的6.0%~28.7%。垦殖同时也改变了沼泽湿地对大气CO2的源汇功能,2004年,小叶章草甸、水田和旱田碳排放量分别为-3.08、1.79t.hm-2和3.35t.hm-2,沼泽湿地垦殖为旱田后碳源的功能较水田更强。     

洪河自然保护区典型湿地植物群落组成及物种多样性梯度变化

以洪河自然保护区两类典型湿地——河漫滩湿地与碟形洼地湿地的植物群落为研究对象,探讨其物种组成及物种多样性的梯度变化规律。结果表明,由沼泽至岛状林的梯度上:(1)各群落建群种、优势种和伴生种的种类及其优势度,地表覆盖藓类等组成特征均变化明显;(2)群落的物种丰富度呈逐渐增加格局,丰富度指数分别为26、41、51、68和82;(3)群落的α多样性的变化格局与丰富度格局不太一致,Shannon-Wiener多样性与Pielou均匀度的变化格局基本一致,呈不规则"N"型格局,Simpson优势度的变化格局正好与它们相反,呈不规则倒"N"型格局;上述格局的两个"拐点"出现在沼泽化草甸群落和湿草甸群落中;(4)群落的β多样性——相异性系数和Cody指数均呈先降后升的格局,二者的最小值出现在沼泽化草甸群落和湿草甸群落之间,最大值出现在灌丛草甸和岛状林群落之间;研究认为,典型湿地植物群落物种组成和物种丰富度的梯度变化主要于生境的变化有关,α多样性的变化格局主要与生境的变化和优势种的生物学特性有关,β多样性的格局的原因比较复杂,尚需进一步探讨。     

刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响

刈割对人工湿地植物的生长和净化作用的影响,国内外学者的意见存在分歧。实验于2010年7月至2011年1月在华南师范大学生物园进行。利用水池(2m×2m×0.6m)构建风车草人工湿地生活污水处理系统,研究了刈割对人工湿地风车草生长和污水净化效果的影响。结果表明,刈割组风车草在整个实验过程中均保持着良好的生长态势,而对照组在11月以后生长减缓。刈割组风车草2010年7月至2011年1月的累积地上生物量、累积地上氮磷含量以及新增分蘖数均大于对照组,表现为超补偿生长。刈割组风车草的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔传导率均显著高于对照组。刈割组和对照组的TN、TP、NH4-N和NO3-N的平均去除率分别为77%、84%、64%、72%和65%、67%、55%、63%,前者显著大于后者。刈割组和对照组的CODcr和BOD5平均去除率分别为58%、79%和54%、76%,两者差异不显著。总之,刈割对人工湿地风车草的生长和污水净化效果有明显的促进作用,这可为风车草人工湿地的科学管理提供参考。     

湿地稻-鸭复合系统的CH_4排放规律

采用小区试验。大田试验研究湿地稻—鸭复合生态系统甲烷排放规律。稻鸭复合生态系统中甲烷排放随季节变化。在早稻—晚稻耕作制度条件下,6月上旬和7月底分别有2个高峰。早稻与晚稻的排放规律也各异。早稻甲烷排放峰值出现在水稻幼穗分化期。最高值为13．693mg／(m^2．h)．晚稻峰值出现在分蘖盛期。可达23．145—105．595mg／(m^2．h)。养鸭处理与常规栽培甲烷排放差异达极显著水平。稻田养鸭的早稻生育期间甲烷排放总量为5．517g／m^2。传统栽培为9．89g/m^2。稻田养鸭的晚稻生育期间排放总量为10．113g／m^2。传统栽培为17．054g／m^2。稻田养鸭与传统栽培比较．土壤氧化还原电位增加15．3mV．还原物质总量、活性还原物质总量、活性有机还原物质总量分别降低0．365cmo1／kg、0．242cmo1／kg和0．180cmo1／kg。土壤氧化还原特性影响甲烷排放通量．土壤还原物质总量、活性还原物质及活性有机还原物质数量与甲烷排放通量的相关系数分别为0．805、0．791、0．769。湿地稻鸭复合生态系统土壤氧化还原状况改善是甲烷排放减少原因之一。     

湿地农田土壤磷素的分布、形态与有效性及磷素循环

对江汉平原四湖地区湿地农田土壤磷素的含量分布、形态、有效性、磷素循环及施肥效应进行了研究.结果表明农田土壤全磷和有效磷含量随着地势的降低呈明显降低趋势,潜育性土壤全磷和有效磷含量均极显著低于非潜育性土壤.水田土壤Ca-P、Al-P、Fe-P和O-P分别占无机磷总量的58.1%、3.7%、10.6%和27.5%,其中Ca-P和Al-P与有效磷呈高度正相关(r分别为0.9286**和0.9038**),说明Ca P和Al-P是该地区水田土壤有效磷的主要来源之一.潜育性土壤Ca-P、Al-P和Fe-P的平均含量分别比非潜育性土壤低84.0、10.2和21.1mg/kg,其差异达显著或极显著水平,证明潜育性土壤磷素降低的主要原因是Ca-P、Al-P和Fe-P的损失.五种耕作制度下潜育性稻田土壤磷素输入输出平衡值为盈余2.3～27.9kg/hm2·a,其输入输出比(1/0)为1.06～1.88.对于土壤速效磷小于5mg/kg的潜育性稻田,早、中、晚稻的最高产量施磷量分别为4.83,4.93和1.78 P2O5kg/666.7m2.     

遥感与GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价

盘锦湿地位于辽河三角洲的核心地带,是重要的水禽栖息地。受自然和人类活动的影响,该地区水禽栖息的生境面积不断缩小,致使湿地生态系统受到严重破坏,生物种群数量急剧下降。在此背景下,以GIS/RS为技术手段,根据盘锦湿地环境特点,采用层次分析法,从干扰条件、水源状况、遮蔽物以及食物丰富度4个方面对盘锦湿地水禽栖息地适宜性进行空间分析,再按照不同指标因子的等级划分,得到适宜性最好、适宜性良好、适宜性一般以及适宜性最差4个等级的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价图。结果表明:(1)盘锦湿地水禽栖息地适宜性最好、适宜性良好、适宜性一般、适宜性差的面积分别为803.79,913.47,905.29,1023.65hm2,分别占总面积的22.04%,25.05%,24.83%,28.07%;(2)前三类总面积为2622.55 hm2,占71.93%,说明盘锦地区水禽栖息的适宜地区较多,主要分布于流域、河漫滩等人为干扰较少的芦苇湿地以及食物和水源比较充足的大面积耕地中;(3)基于遥感分析和GIS空间分析技术,能有效、简便地对湿地生态环境处于快速动态变化中的水禽栖息地适宜性进行快速、客观准确的评价分析,其结果能为盘锦湿地水禽种群及其生存环境的规划、保护、管理和决策提供数据支持和科学依据。     

4种木本植物在潜流人工湿地环境下的适应性与去污效果

为解决冬季植物问题,将4种木本植物引入潜流人工湿地环境,进行植物适应性和去污效果研究,结果表明:(1)4种木本植物在潜流人工湿地环境下的净光合速率日变化规律为夹竹桃、栀子、女贞变化规律是"双峰"型,木槿则是"单峰"型;叶片气孔导度日变化规律为木槿是"单峰"型,其他3个品种没有明显规律;植物胞间CO2浓度的日变化规律与净光合速率日变化规律相反对应关系;蒸腾速率日变化规律为4种植物都呈现"单峰"型规律,且高峰出现在11:00—13:00之间。(2)除女贞外较低外,其余3种植物叶绿素含量较高但差异不大;丙二醛含量较高的是木槿与栀子,女真最低;氮磷积累量最高是夹竹桃,最低的是木槿;基质脲酶活性夹竹桃、木槿高于栀子、女贞,基质磷酸酶活性在4种植物中比较接近。(3)4种木本植物引入湿地后长出了白色的水生根系,且数量多于陆地土壤栽培条件的土培根系;在内部结构上也有较大差异,土培根系的组织非常致密,水生根系则有发达的通气组织。(4)试验期间系统TN平均去除率为40.2%,TP平均去除率为80.8%。COD Cr的平均去除率较低为15.4%,NH+4-N的平均去除率为61.8%,各月份间的差异随着季节温度的变化基本一致。