骆马湖滨岸缓冲带土壤性质的空间异质性分析

通过野外调查、采样以及地统计学的方法,研究了骆马湖东南岸有草和无草两块滨岸缓冲区土壤的氮、磷、有机质含量的异质性特征,探讨植物带对污染物的富集、截留作用.结果表明:有草区土壤的TN、TP及有机质的平均含量均大于无草区;在骆马湖滨岸缓冲带,不同的植物群落对氮、磷元素的截留、富集效率差异不大;植物群落对有机质的截留作用不明显,有草区和无草区的有机质含量的性质较为接近.滨岸缓冲带植物能够通过吸收、截留、吸附、分解等作用减少湖泊水体中的碳、氮、磷的含量.研究结果可为骆马湖非点源的治理提供理论参考,为湖泊滨岸缓冲带的研究和构建提供借鉴.     

川中丘陵区水源地滨岸缓冲带自然植被调查与分析

滨岸缓冲带是一种控制水土流失和面源污染、进行景观重建的新型生态工程措施,其技术的关键是植物物种的选择,而乡土植物是首选植物。对川中丘陵区农村饮用水水源地河库滨岸自然生长的植物进行了调查,分析了水源地栖息的常见植物的生活习性和群落特征,筛选出部分可以在水源地浅水区、岸边草地和防护林区域种植的优良本土修复植物,以用于水源地的水土保持、生态修复和景观重建。     

河岸缓冲带不同植被配置方式对重金属的净化效果

重金属面源污染对环境危害较大,如何对其有效控制一直是污染治理关注的重点之一。相比城市内河,对于农业重金属面源污染的危害和控制已多有报道。但是,目前在东北地区针对寒温带滨岸缓冲带净化重金属面源污染物的研究相对较少。为了研究不同植被配置缓冲带对典型重金属面源污染物铜、铅和镉的净化效果,在哈尔滨市某内河河段构建了草本和乔木-草本两种配置方式的缓冲带。结果表明黑麦草高度与镉离子的去除率呈现显著正相关关系。乔木-草本混合配置缓冲带对径流镉离子、铜离子和铅离子的平均去除率为93.91%,79.42%和83.5%,对渗流镉离子、铜离子和铅离子的平均去除率为96.8%,83.91%和89.74%。相比裸土和单一草本植物缓冲带,乔木-草本混合配置缓冲带对重金属离子镉、铜和铅有最好的净化效果。     

不同类型河岸缓冲带水质净化效果研究

以广东省杨溪河灌草、竹林植被岸坡两种类型河岸带为研究对象,对河岸带2 m、4 m和6 m宽度情况下的TP、TN和COD等面源污染物质去除效果进行研究。研究结果表明,不同类型河岸缓冲带及宽度对污染物的截污能力有所不同,总体来看灌草缓冲带对污染物的去除率最高,为55%~87%,其次为竹林缓冲带为56%~80%。从缓冲带去除TN、TP和COD的角度出发,同时考虑土地占用问题,宽度为6 m的两种类型缓冲带是较佳的河岸缓冲带设置宽度。研究结果可为缓冲带的构建提供有益的参考。     

三种草本植物缓冲带对铜和铅面源污染的净化效果

为研究不同草本植物缓冲带对铜和铅面源污染的净化效果,选择早熟禾(Poapretensis)、黑麦草(Lolium perenne)和紫花苜蓿(Medicago sativa)三种草本植物在哈尔滨市某内河河段构建滨岸缓冲带试验样地。结果表明,以单种种植的方式构建的草本植物缓冲带均对重金属铜和铅有一定的净化效果。在三种植物的生长各阶段,紫花苜蓿缓冲带对重金属铜和铅始终保持最佳的净化效果;并且紫花苜蓿缓冲带对铜离子的径流、渗流平均去除率最高,分别为84.75%和88.20%;对铅离子的径流、渗流平均去除率最高,分别为94.95%和96.13%;三种植物体内重金属铜总积累量由高到低为:紫花苜蓿(283.07 mg)>黑麦草(157.14 mg)>早熟禾(57.39 mg);三种植物体内重金属铅总积累量由高到低为:紫花苜蓿(20.32 mg)>黑麦草(16.64 mg)>早熟禾(4.53 mg),紫花苜蓿对重金属铜和铅表现出较好的积累能力。因此,紫花苜蓿缓冲带对铜和铅面源污染净化效果最佳。     

河岸植被缓冲带生态水文功能研究进展

河岸植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对河岸生态系统的生态及水文过程具有重要的影响。世界上许多国家已将河岸植被缓冲带列为河岸生态系统管理的一个重要内容,并在一些国家被作为控制农业流域非点源污染的最佳管理措施。河岸植被缓冲带的生态水文功能体现在控制河岸侵蚀、截留地表径流泥沙和养分、保护河溪水质、调节水温、为水陆动植物提供生境、维护河溪生物多样性和生态系统完整性以及提高河岸景观质量等多个方面。本文综述河岸植被缓冲带生态水文功能方面的研究进展,总结了一些研究中提出的不同河岸植被缓冲带功能发挥所需要的宽度,同时指出由于河岸生态系统保护的目标,侧重的功能,研究区域土壤、地形、植被、排水特征等因素各异,河岸植被缓冲带生态水文功能发挥所要求的实际宽度也有所不同。     

缓冲带截除农业面源强污染的效果

为了摸清草皮缓冲带对农田径流冲击负荷的耐受能力,通过工程尺度的现场试验,研究了高浓度污染负荷冲击对百慕大草皮缓冲带截除农业面源污染物能力的影响。结果表明:在高浓度污染负荷下,百慕大缓冲带能有效地截留农田径流中的悬浮固体(suspended solids,SS),SS浓度变化趋势与一般浓度污染负荷基本一致,前端下降速度较快,后端逐渐趋缓,2种污染负荷条件下末端出水SS质量浓度均在90mg/L以下,高浓度污染负荷冲击对农田径流SS的去除基本没有影响。缓冲带对高浓度氮磷污染负荷具有一定的净化效果,径流途径总氮(total nitrogen,TN)、氨态氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)、总磷(total phosphorus,TP)的末端去除率为23%、16%和26%,分别为一般浓度污染负荷下末端去除率的59%、55%和70%;百慕大草皮缓冲带对渗流途径TN、TP具有一定的净化效果,2种浓度污染负荷下渗流水TN、TP浓度变化趋势基本一致,两者无显著差异(p>0.05),但TP去除速率较TN慢。该文为滨岸缓冲带的优化设计、维护管理及推广应用提供了依据。     

河岸植被缓冲带完整性及恢复措施——以北京市密云水库上游潮白河流域为例

通过对潮白河流域22个断面的调查分析,根据潮白河河道断面形态、河岸土地利用类型及岸坡坡度等条件,将潮白河河道断面划分为:U形+缓坡、U形+陡坡、U形+陡坎、V形+陡坡和漫滩型,并对潮白河河岸植被缓冲带完整性进行了评价。结果显示,潮河河段内植被缓冲带完整性较差,以次不完整状况为主;白河河段内河岸植被缓冲带状况相对较好,大部分调查断面内植被缓冲带为基本完整及完整状态。针对潮白河河岸植被缓冲带存在的问题,提出了潮白河流域不同河岸带断面类型植被缓冲带的恢复对策。     

不同排水体制下城市河流水质对滨岸带用地变化的响应

[目的] 探讨城市不同排水体制地区河流水质对滨岸带用地变化的响应,为以水环境提升和生态修复为目标导向的城市河流滨岸带规划和开发提供科学参考。 [方法] 以上海市苏州河为例,基于2018年水质与土地利用数据,运用生态景观格局结合冗余分析方法,定量探究河流水质在不同排水体制、不同滨岸带宽度上对用地变化的响应关系。 [结果] ①由自排区至强排区,苏州河滨岸用地结构、水质体现出明显时空差异,汛期水质(4—10月)劣于非汛期,自排区水质整体优于强排区; ②自排区滨岸带水域、农业用地景观斑块密度在100—600 m的宽度上显著影响水质变化; ③强排区滨岸带生态用地比例和斑块优势度是影响水质变化的关键因素,生态用地景观指数分别在100—1 200 m的滨岸带宽度上对水质产生显著影响; ④滨岸带用地在强排区1 200 m宽度上对水质变化解释能力最大(56.9),且解释能力总体高于自排区。 [结论] 自排区与强排区河流滨岸带对水质空间变化影响的关键变量存在显著差异,强排区滨岸带景观要素对水质变化影响的程度较自排水区更强,范围更大。     

沈阳地区河岸植被缓冲带对氮、磷的削减效果研究

为充分了解河岸植被缓冲带对地表径流污染物的去除效果, 本研究选取辽宁省沈阳市两条典型河流——浑河与蒲河为对象, 研究其滨水不同河岸植被缓冲带对地表径流氮、磷污染物的削减效果。结果表明: 在6 种河岸植被带中, 人工林草地对氮的削减效果最好, 对总氮、硝态氮和铵态氮的平均削减率分别为47%、36%和31%; 人工林地对磷的削减效果较好, 平均削减率为74%; 而人工林地对氮以及人工草地对磷的削减效果较差。随长度增加, 河岸植被缓冲带对地表径流污染物的削减效果基本呈增强趋势。以上研究结果说明不同河岸植被缓冲带对地表径流中氮、磷的削减各有优点。在对遭受污染的河流进行生态修复时, 应考虑环境污染特点和地表特征, 以充分发挥河岸植被缓冲带对污染物的削减优势。     

Riparian forest buffer system research at the coastal plain experiment station,Tifton, GA

Recent attention has focused on riparian forest buffer systems for filtering sediment, nutrients, and pesticides entering from upslope agricultural fields. Studies in a variety of physiographic areas have shown that concentrations of sediment and agrichemicals are reduced after passage through a riparian forest. The mechanisms involved are both physical and biological, including deposition, uptake by vegetation, and loss by microbiological processes such as denitrification. Current research by USDA-ARS and University of Georgia scientists at Tifton, GA is focusing on managing riparian forest buffer systems to alleviate agricultural impacts on the environment. The underlying concept for this research is that agricultural impact on streams is best protected by a riparian forest buffer system consisting of three zones. In consecutive upslope order from the stream these zones are (1) a narrow band of permanent trees (5–10 m wide) immediately adjacent to the stream channel which provides streambank stabilization, organic debris input to streams, and shading of streams, (2) a forest management zone where maximum biomass production is stressed and frees can be harvested, and (3) a grass buffer strip up to 10 m wide to provide control of coarse sediment and to spread overland flow. Several ongoing projects at Tifton, GA are focusing on using riparian forest buffer systems as filters. A forest management project is testing the effects of different management practices on surface and ground water quality. This project includes three different forest management practices: mature forest, selectively thinned forest, and clearcut. In a different study a natural wetland is being restored by planting frees. The effectiveness of this wetland on filtering nutrients from dairy wastes which are being applied upslope is being evaluated. At this same site, a pesticide study is being conducted on the side opposite to where dairy wastes are applied. An overland flow-riparian buffer system using swine lagoon waste is evaluating the effectiveness of different vegetative treatments and lengths of buffer zones on filtering of nutrients. In this study three vegetative treatments are compared: (1) 10 m grass buffer and 20 m riparian forest, (2) 20 m grass buffer and 10 m riparian forest, (3) 10 m grass buffer and 20 m of the recommended wetland species maidencane. Waste is applied at the upper end of each plot at either a high or low rate, and then allowed to flow downslope. The three zone riparian forest buffer system is being used for the Riparian Ecosystem Management Model (REMM). This model, which is currently under development at Tifton, GA, is a computer simulation model designed to reduce soil and water degradation by aiding farmers and land use managers in decision making regarding how best to utilize their riparian buffer system. Both information currently being collected in field studies and development of the REMM are innovative farm-level and forestry technologies to protect soil and water resources.     

白龟山水库库滨带土地利用的生态环境影响评价

湖(库)滨带是一种典型的水陆生态交错区,具有重要的生态、经济和社会价值,而土地利用对其生态环境具有重要影响。以平顶山市白龟山水库库滨带为例,从土地利用类型的角度,构建了土地利用生态环境影响的多层次综合评价指标体系,以遥感手段获取土地利用类型相关信息,采用专家打分法对评价指标进行量化分级,采用层次分析法确定各层次因子权重。评价结果表明,土地利用对白龟山水库库滨带生态环境产生了明显的负面影响,不同分区土地利用生态环境影响程度具有显著差别,影响大小次序为:分区1分区2分区3,分别属于较大退化影响、中度退化影响和轻微退化影响;影响较大的土地利用类型主要有城市建设用地、果园菜地、耕地、林草地以及工矿用地等。     

国外缓冲带护岸技术研究进展

河岸带是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带,具有明显的边缘效应。通过对各国缓冲带护岸技术的引进和生态设计思想的借鉴学习,提出了适合我国的河岸带护岸的设计过程、方法及原则,并介绍了国外常见的护岸工程措施。     

黄河中下游典型河岸缓冲带植被景观连接度及其网络构建

植被作为河岸缓冲带生态系统服务形成与维持的基础,在维持生物多样性方面,能为多种物种提供栖息地和迁移廊道。因此,本文以黄河中下游典型河岸缓冲带植被为对象,采用遥感解译、景观连接度指标、斑块重要性评价和廊道网络分析相结合的方法,分析2003年、2009年和2015年研究区的植被景观连接度和斑块重要值变化,并构建河岸缓冲带植被廊道网络,以期为黄河中下游河岸缓冲带生物多样性保护提供支持。结果表明,研究区植被斑块的连接度在2003—2015年呈增加趋势,且随距离阈值的增大而增大;不同距离阈值下,斑块重要值随斑块面积增大而增大,且随距离阈值增大的而增大;小型斑块(0~5 hm~2)重要值呈增加趋势,中型斑块(5~10 hm~2)重要值呈先增加后降低趋势,而大型斑块(10 hm~2)重要值呈降低趋势。植被廊道网络分析表明,基于重要生态节点同时考虑沟渠和道路廊道可作为研究区植被廊道网络构建的重要参考。     

河滨缓冲带植物根系和根际微生物特征及其对农业面源污染物去除效果

对河滨缓冲带常见的3种水生植物根系形态特点、活力特征及其土壤微生物群落多样性进行了研究,并对其农业面源污染物的去除效果进行了调查。结果表明,3种水生植物根系形态和活力特征具有显著差异。根系活力表现为水生鸢尾菖蒲千屈菜,与根尖数呈显著相关。同时,3种水生植物具有显著的根际效益,根际土壤微生物生物量显著高于非根际土壤;根际土壤微生物群落数量为细菌放线菌真菌;土壤微生物群落多样性指数为水生鸢尾菖蒲千屈菜,这与3种水生植物根系活力特征表现一致。3种水生植物河滨缓冲区对农业面源污染物TN、TP和CODCr的去除效果表现为水生鸢尾菖蒲千屈菜。说明不同水生植物根系结构导致根系活力不同,由此引起的土壤微生物群落多样性差异对水生植物农业面源污染物去除效果有一定影响。     

河岸带土壤溶解性有机质垂直分布特征及其性质研究

河岸带有机质（Soil organic matter,SOM）的迁移转化在有机碳从陆地生态系统向水域生态系统中迁移转化及污染物的迁移转化中起到了重要的作用。以崇明岛典型河岸带为研究对象,分析了不同区域河岸带土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、土壤溶解性有机碳（Soil dissolved organic carbon,SDOC）垂直分布特征和三维荧光光谱（Excitation—Emission matrix,EEM）特征,探讨了河岸带对土壤溶解性有机质（Soil dissolved organic matter,SDOM）性质及其潜在环境影响。结果表明：表层土壤（0—30cm）SOC储量占采样深度土壤SOC的40％左右,SDOC占SOC的5％左右,从陆上区域到缓冲区域表层土壤SDOC呈累积效应。河岸带有机质主要来自河岸带植物残体及其代谢产物,地下水也可能是河岸带土壤DOM的另一来源,河岸带土壤中大部分类腐殖质被表层矿物质所吸附。在土壤系统中,综合应用荧光指纹指数[荧光指数（Fluorescence index,FI）,生源指数（The index of recent autochthonous contribution,BIX）和腐殖化指数（Humification index,HIX）]可以有效地揭示其来源和特性,但在土壤体系中单独应用指纹指数需审慎。     

太湖上游西苕溪近岸森林土壤氮磷养分差异特征

近岸森林土壤受到河水涨落等自然侵蚀和人类活动的双重扰动,增加了土壤养分流失威胁,从而增大了下游河流和湖泊富营养化的风险,影响森林作为河岸缓冲带作用的发挥。对河岸森林土壤养分的研究,可为河岸森林树种的选取、河岸带建设、经营与管理等提供依据。以太湖上游的西苕溪两岸1km范围内的森林为研究对象,选择典型竹林、经济林、纯林和混交林样地34块,分层采集土壤样品,实验室测定有效磷、碱解氮、全氮和全磷等养分含量,利用变异系数分析不同森林类型和不同深度土层中养分含量的变异性,并且采用单因素方差分析和多重比较的方法分析土壤养分含量在不同森林类型间同一深度土层的差异性。结果表明,竹林土壤有效磷、碱解氮、全氮和全磷均具有较高的变异性,经济林土壤中的有效磷和全氮的变异较大,纯林和混交林土壤养分的变异性总体上较低;土壤有效磷、碱解氮和全氮平均含量在不同林型中都表现为0-10cm〉10-30cm〉30-50cm,即随着土层的加深养分含量降低;土壤有效磷含量竹林显著高于纯林,不同土层竹林与经济林的碱解氮含量显著高于纯林和混交林的;经济林的全氮含量较其他林型的较低,而全磷的含量却较高。     

植被缓冲带对农业面源污染物的削减效益研究进展

农业面源污染对环境安全的影响已超过城市生活污染和工业污染,成为水污染的最主要来源。植被缓冲带能够有效拦截农业面源污染物,减少污染物向水体的排放。通过搜集国内外学者对缓冲带的研究结果,对缓冲带削减农业面源污染物能力、缓冲带最佳宽度等方面的研究进行总结分析。结果表明:(1)5 m草本缓冲带对污染物的拦截作用最好,当缓冲带宽度超过5 m时,推荐使用灌草缓冲带,而乔灌草缓冲带需要超过30 m才能发挥作用;(2)当缓冲带宽度相同时,悬浮物和磷素相较于氮素更容易被拦截,悬浮物及磷素去除的缓冲带最佳宽度推荐为15 m(削减率70%以上),但去除氮素的最佳宽度推荐为30 m(削减率为80%);(3)植被缓冲带拦截污染物受缓冲带宽度、坡度及植被类型等因素影响,但缓冲带宽度与削减率之间的关系并不总是呈正比例,当缓冲带宽度增加到一定大小时,缓冲带对污染物的削减率将不再有明显改变;缓冲带坡度与削减率之间也并不总呈反比例,轻微的坡度能够促进径流下渗作用从而增加缓冲带的削减率。     

水库消落带土壤颗粒组成分形及其空间分异特征

颗粒组成作为土壤的基本物理特性,对土壤结构、力学性质、肥力特征等均有明显影响。降雨径流、波浪和重力等多重营力作用下的消落带土壤侵蚀过程导致表层土壤颗粒发生了重新分布。为了研究水库消落带土壤颗粒组成的空间分异特征,以三峡水库典型消落带为研究对象,在不同海拔位置分别采集了0—10 cm和10—20 cm层的土壤用于测定颗粒组成,并利用分形理论计算出体积分形维数。结果表明:(1)三峡水库消落带土壤颗粒组成以粉粒为主,占总体积的72.6%～86.5%,且随着海拔的增加而升高; 从不同土层深度来看,0—10 cm层黏粒含量明显低于10—20 cm层。(2)消落带不同海拔位置的土壤体积分形维数具有明显异质性,且与海拔呈正相关(R²=0.74),而在不同土层之间具有弱变异性(C_v<2)。(3)体积分形维数与黏粒、粉粒含量均呈显著正相关(p<0.01),与砂粒含量呈显著负相关(p<0.01),且与黏粒的线性相关性最强。综上,消落带土壤颗粒组成在不同海拔存在较大差异(p<0.01),但在土层深度上无显著差异(p>0.01); 150～160 m海拔区间和0—10 cm层土壤具有明显的粗粒化现象。