人工湿地植物的功能与选择

植物在人工湿地中起着非常重要的作用,它可以拦截大颗粒污染物,吸收降解营养物质;能够稳固湿地床表面基质,降低冰雪在湿地表面的凝结速率;可以改善处理系统景观,为野生生物及微生物的生长提供适宜的环境,具有生态美学和经济价值。选择植物应考虑植物的适应性、净化能力、抗逆性、经济和观赏价值以及物种间的合理搭配。本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植物的一些基本原则,提出了植物在人工湿地实际运用时仍存在的一些问题,对其应用前景做了展望与讨论。     

滨海湿地土壤对氮、磷污染吸附净化作用的研究

由于经济的快速发展,我国近岸海域生态压力不断增加,生境恶化,海洋生态系统结构失衡,典型生态系统遭到严重破坏。随着近岸海域富营养化程度的加剧,外源性营养盐的大量输入导致海水营养盐结构失调,这对近岸地区的生态系统构成很大的威胁^[1]。滨海湿地是保护近海海域的一道天然屏障,来自陆地的点源污水和面源污水经过河口和沼泽湿地的缓冲与净化作用后人海。因此,滨海湿地对海岸带生态系统及人类社会具有其独特的功能和价值。     

环境变化对湿地植物根系的影响研究

湿地生态系统具有独特的水文特征和潜育化土壤环境,湿地植物在生长过程中往往表现出独特的环境适应机制。根系作为植物重要的功能器官,是湿地植物群落与周围环境实现物质循环与能量流动的关键纽带,在发挥植物的生态功能及维持生态平衡中具有重要作用。因此,近年来植物根系生理生态研究越来越受到关注。从湿地植物根系在植物生长及湿地生态系统中的作用出发,综合论述环境因子对湿地植物根系的影响及作用机制,着重评述近年来水分条件、土壤盐分、土壤养分、有毒有害物质以及其他因子对湿地植物根系生理生态特征的影响等方面的研究进展和亟待解决的问题,指出湿地植物根系研究将是湿地生态学的重要研究方向。     

不同耐盐植物人工湿地净化养殖外排水效果

为了探究不同耐盐植物对海水养殖外排水的去污效果,选取了芦苇(Phragmites australis)与互花米草(Spartina alterniflora)为湿地植物,细沙、蛭石和珊瑚石为基质,构建了2套复合垂直流人工湿地系统。对比分析了2种挺水植物的耐盐性及对海水养殖外排水中氨氮(NH_4-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、硝态氮(NO_3-N)、高锰酸钾指数(COD_(Mn))和磷的净化效果。结果显示,芦苇耐盐度最高为20,而互花米草在盐度35以下均能正常生长,芦苇和互花米草湿地系统对NH_4-N的平均去除率分别为(85.48±0.50)%和(95.01±1.18)%,对COD_(Mn)平均去除率分别为(57.74±4.40)%和(72.84±2.64)%。互花米草湿地系统对NH_4-N和COD_(Mn)的平均去除率高于芦苇湿地,分别高9.53%和15.01%,差异性显著(P0.05)。互花米草和芦苇湿地系统对磷酸盐和总磷(TP)的去除率为40.00%~50.00%,差异性不显著(P0.05)。研究表明,在高盐胁迫下,互花米草生长状况和对无机氮(DIN)和COD_(Mn)的去除效果均优于芦苇,2种植物对磷酸盐和TP的去除率差异不明显。     

湿地植物及其碳汇作用

《国际湿地公约》把湿地定义为“包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、河流、湖泊、水库、稻田等”。湿地植物是指生长在沼泽地、湿原、泥炭地或者水深不超过六米的水域中的植物。根据湿地植物生长环境,其可分为水生、沼生、湿生三类;根据湿地植物生活类型,可分为挺水型、浮叶型、沉水型和漂浮型;根据湿地植物生长类型,可分为草本类、灌木类、乔木类。湿地植物除了能够直接给人类提供工业原料、食物、观赏花卉、药材等,在湿地生态系统中,尤其是碳汇方面发挥着重要作用。     

植物收割对人工湿地基质酶活性的影响

研究了7月份植物收割对人工湿地基质磷酸酶、脲酶、蛋白酶、脱氢酶活性及养殖废水中总氮(TN)、总磷(TP)、COD去除率的影响。结果显示:植物收割后磷酸酶、脲酶、蛋白酶活性开始增高,分别于第20天(13.7 mg/100 g)、第16天(1.9 mg/100 g)、第12天(61.7 mg/100 g)达到最大值,均于第28天(10.1 mg/100 g、1.1 mg/100 g、43.2 mg/100 g)恢复到收割前水平。脱氢酶活性在植物收割后第4天(142.3μL/100 g)降到最小值,此后开始增高,第16天(249.5μL/100 g)达到最大值,于第24天(195.6μL/100 g)恢复到收割前水平。净化效果研究表明,植物收割后TP、TN去除率开始增高,分别在植物收割后第20天(75.1%)、16天(60.6%)达到最大值,均于第28天(51.1%、34.1%)恢复到收割前水平。COD去除率在收割后第4天(25.3%)降到最小值,此后开始增高,第16天(70.2%)达到最高值,第24天(46.5%)恢复到收割前水平。     

典型滨海翅碱蓬盐沼湿地土壤理化特征研究

研究分布翅碱蓬的典型滨海潮滩盐沼湿地不同土层土壤理化性质及C:N:P:K生态化学计量关系,了解滨海潮滩盐沼湿地翅碱蓬生长的土壤理化环境条件,为滨海潮滩湿地生态修复提供依据。2013年7-8月采集辽宁盘锦、辽宁庄河、天津、山东东营及江苏连云港5个不同纬度典型滨海翅碱蓬生长区域土壤,分析了其理化特征。结果表明,滨海湿地土壤翅碱蓬生态最适域值为含盐量（2.5～19.0）g/kg、氯离子（1.16～11.27）g/kg、pH 7.05～8.96、碱度（3.56～8.78）mmol/kg、全碳（7.70～21.73）mg/kg,全氮（0.36～0.87）mg/kg、无机氮（1.95～16.10）mg/kg、速效磷（5.26～39.98）mg/kg、速效钾（0.53～1.77）mg/kg,铵氮（1.60～8.72）mg/kg、亚硝酸盐氮（0.01～0.11）mg/kg、硝酸盐氮（1.00～2.54）mg/kg;土壤N:P平均值为（0.80±0.25）,N:K为（17.77±6.08）,P:K为（26.90±4.67）,TC:TN为（26.50±4.67）。满足翅碱蓬生态最适域值的滨海潮间带土壤,可...     

人工湿地植物的抗寒性研究进展

湿地植物是人工湿地的重要组成部分,具有吸收降解污染物、传输氧气、增强水力传输能力、美化景观等功能,但是到了寒冷的冬季,植物进入休眠期甚至枯萎死亡,从而降低人工湿地的净化效率。本文介绍了湿地植物在抗寒性上的相关研究进展,并为今后湿地植物的抗寒性研究上提供思路及参考。     

全尺度人工湿地中植物多样性对基质无机磷季节动态的影响

测定了4个季节的全尺度人工湿地中基质无机磷含量,研究植物组成与多样性对基质无机磷季节动态的影响。方差分析表明,4个季节中,除冬季物种丰富度与无机磷呈正相关之外,其他3个季都没有显著的相关性,植物组成对无机磷有显著的影响。基质无机磷夏季(2008年7月植物生长最快的季节)最高,平均值为(12.36±0.43)mg/kg,而秋季(植物收割后采集的基质样品)最低,平均值为(9.16±0.40)mg/kg;表明基质营养(如无机磷)的季节动态变化趋势与植物的生长规律相一致。研究表明,在大型人工湿地中,衡量植物多样性对基质营养季节动态的影响效应时,植物组成要比植物多样性更有说服力。     

湿地植物对不同污染物的去除机制

湿地植物在湿地水质净化过程中起到了重要作用。本文主要论述了湿地植物对氮磷、重金属以及有机污染物的去除机制,主要包括植物的直接作用包括吸收、吸附和富集作用,以及间接作用包括根际微生物的降解和螯合作用。此外,对影响植物对污染物去除的因素也进行了总结,指出生物因素包括不同的植物类型和器官;非生物因素主要指土壤基质类型、植物根际氧浓度、pH等诸多环境因子。通过研究湿地植物对污染物的去除机制,提出不同植物配置以及植物-微生物联合修复模式,从而提高人工湿地对污染物的净化效果。     

黄河三角洲潮间带贝类群落结构季节性变化

为查明黄河三角洲潮间带贝类多样性和群落结构季节性变化特征, 分别于2022年8月(夏季)、2022年10月(秋季)、2023年2月(冬季)及2023年5月(春季)大潮汛期间, 对黄河三角洲8条固定断面的潮间带底栖贝类资源进行了系统调查。共鉴定出潮间带贝类22种, 物种数量、密度、优势种及优势度在不同季节间均存在较大差异。夏季贝类物种数量最多(16种), 栖息密度最高(1203.96 ind/m²), 优势种有托氏䗉螺(Umbonium thomasi)、光滑河篮蛤(Potamocorbula laevis)、彩虹明樱蛤(Moerella iridescens)、四角蛤蜊(Mactra quadrangularis)等, 其中光滑河蓝蛤在不同季节均为优势种; 春季Shannon-Wiener多样性、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均高于其他季节; 各季节维持断面间非相似性贡献率最高的4种均为光滑河篮蛤、托氏䗉螺、四角蛤蜊和短文蛤(Meretrix petechialis)。研究表明, 黄河三角洲潮间带底栖贝类资源量在夏季最大, 但群落多样性水平在春季最高。该研究结果可为黄河三角洲野生贝类资源的保护和开发利用提供基础资料和理论依据。     

黄河下游湿地演变与实测径流相关性研究

探索不同类型河道湿地面积与水文站实测径流量的相关性,为黄河流域生态保护修复和管理工作提供支撑。选择黄河下游花园口-利津河段为研究对象,基于1986、1990、2000、2010和2020年5期遥感解译黄河下游湿地的类型、面积和格局,分析湿地动态变化及原因,结合黄河下游重要水文站实测径流量数据,探索黄河下游不同类型河道湿地面积变化与径流相关性。结果表明：（1）河流水面湿地为黄河下游河段湿地的主要组成部分,占湿地面积的45.9%～65.9%;(2)黄河下游河段的湿地面积从20世纪80年代至今呈现萎缩趋势,面积减少约35.6%,但萎缩速度在不断减缓,湿地面积逐渐趋于稳定;（3）黄河下游游荡型、弯曲型和顺直型河段的湿地面积与径流量的相关性存在差异。游荡型和弯曲型河段河流水面面积与流量均呈正相关关系,但变化幅度不同,顺直型河段河流水面面积受流量的影响较弱,游荡型、弯曲型和顺直型河段滩地面积随径流量增大而减少,减少幅度各有差异。     

黄河三角洲水质污染对淡水鱼类多样性的影响

1993-1997年对黄河三角洲8条河流、3个水库和1个湖泊水质连续5年进行了监测,1996-1997年对淡水鱼类多样性开展了同步系统调查,水质评价结果：6条河流为重污染,2条河流为严重污染,2个水库轻污染,麻大湖严重污染,淡水鱼类共鉴定出102种和亚种,隶属于9目17科65属,占山东省炎水鱼类总种数的89%。水质污染已志致鱼类多样性减低,少数河流鱼类绝迹。     

底管微孔增氧技术对参池环境及刺参生长的影响试验

对黄河三角洲地区底管微孔增氧机在刺参养殖池塘中的应用进行了试验,对底管微孔增氧技术对参池环境和刺参生长的影响进行了研究。结果表明,在参池中合理使用底管微孔增氧机可显著增加参池溶氧,并显著提高刺参重量,是一种值得推广的新型增氧技术。     

黄河三角洲滩涂贝类栖息地的时空动态遥感监测

基于遥感和GIS(geographic information system)技术,以1986—2017年间潮位最低的6个时相的Landsat影像数据为数据源,以瞬时水边线为下边界,以围垦大堤、养殖池塘、平均高潮线和植被线为上边界,提取黄河三角洲滩涂贝类栖息地信息,分析30年来贝类栖息地的时空变动。结果显示,1986—2017年贝类栖息地面积呈持续下降趋势,由1986年的1188 km² 减少为2017年的396 km²;1993—2001年和2008—2013年2个时段变化最为显著,年均减少面积均约为34 km² 。空间上,以刁口段变化最为剧烈,除1986—1993年下边界略向海扩张外,其他时段上边界向海推进、下边界向陆蚀退,面积大幅减少。河口段上边界基本稳定,下边界由于黄河入海水沙变化和海洋动力侵蚀的双重作用,淤积和蚀退交替进行,但总体上面积变化不大。黄河三角洲滩涂贝类栖息地时空变动影响因素差异明显,刁口段和莱州湾段主要由于滩涂盐田、水产养殖池塘和工程建设占用,河口段主要因为黄河入海水沙变动和海洋动力侵蚀,由于港口和油田建设,东营港及邻近段栖息地功能全部丧失。     

运城黄河湿地景观空间格局变化及其驱动因素

基于2007-2017年5期遥感影像,运用遥感解译和景观指数方法,探究运城黄河湿地景观格局变化及其驱动因素,为黄河中游河道湿地的修复与可持续利用提供参考。结果表明:(1)湿地面积在2007-2017年期间总体呈增长趋势,其中2007-2015年湿地面积持续上升,面积增加9 041.39 hm^2,2015-2017年减少5 716.08 hm^2。湿地与旱地之间转换最密切,湿地景观间(水域+沼泽+草甸)也有较大幅度的转换。景观类型的分布以河津市、万荣县、永济市及垣曲县部分种类偏多,湿地景观沿河流分布。(2)类型水平上,旱地是优势类型,湿地整体处于劣势,景观零碎。水域在湿地景观中占优势,林地、旱地景观趋于复杂,旱地、水域、林地景观集聚度偏大;景观水平上,研究区景观破碎度和复杂度都有不同程度的降低,结构趋于稳定,连通性变好。(3)景观格局变化主要受人为驱动影响,其中政策对研究区有强制性的作用。近10 a运城黄河湿地呈现增长态势,景观格局总体逐渐优化。     

试论黄河三角洲生态农牧化高质量发展的策略与途径

黄河三角洲自然资源丰富、生态系统独特,其生态保护和高质量发展已上升为国家战略.在资源环境约束趋紧、生态系统退化的严峻形势下,黄河三角洲生态农牧化是实现其高质量发展的重要方式之一.为构建绿色、低碳、循环的黄河三角洲生态农牧化新模式,本研究分析了其高质量发展面临的问题,提出其发展的理念和目标.在此基础上,针对性地提出多元驱...     

基于轨迹分析和地理探测的黄河三角洲地表水演化研究

黄河三角洲是中国著名的“黄金三角洲”,水资源的先天不足与后天失养,使其成为黄河三角洲生态环境保护与社会经济高质量发展的瓶颈。本文收集黄河三角洲遥感影像、自然环境和社会经济数据,运用轨迹分析法分析5种地表水体的演化规律,随后利用地理探测器模型揭示地表水体演化机制。研究发现：(1)1990-2019年间黄河三角洲地表水体增加1020.09 km_²,呈增长态势。其中,盐田养殖池演化最剧烈,其动态变化度高达4.23%。水库演化以增加为主且主要发生在2000年之前。坑塘演化随时间逐渐加速。除2000-2010年外,河流均处于低速减少状态。2010年前沟渠处于高速增长状态,随后逐步减缓;(2)各类型水体演化转移特征各不相同,农田和滩涂是河流主要的转化对象,农田和未利用地是水库演化的主要迁移类型,坑塘与农田是坑塘演化的主要形式,滩涂是盐田养殖池面积增长主要来源,农田和未利用地是主要的转出去向;(3)社会经济发展是黄河三角洲地表水体演化的主导因素。其中,河流演化主要受到有效灌溉面积和第一产业变化的影响。水库增加主要受人口数量增长和有效灌溉面积增长的影响。人口增加是盐田养殖池增加的主要推动力,第一产业增长和第二产业增长则是盐田养殖池减少的关键因子。沟渠长度增加受到人口数量增加、GDP增长、有效灌溉面积变大和第一产业发展的影响。第二产业发展和有效灌溉面积增加是坑塘转入的主导因子,人口数量增长和第一产业比重减少是坑塘转出的主导因子。     

南淝河旁路人工湿地不同处理单元的浮游植物变化

南淝河是入巢湖污染量最大的河流,为了控制入湖污染,建成了包括5级处理单元的\"南淝河旁路多级人工湿地水质净化示范工程\"。2013年10月至2014年8月监测了工程各个单元的总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)和浮游植物等多项指标,探究各个处理单元的浮游植物密度和种类组成变化。结果表明:(1)在示范工程正常运转时,浮游植物密度随不同处理单元有明显的下降趋势;2013年10月和12月、2014年3月和8月,从南淝河进水口的2 343 978、157 345、3 729 612、359 867个/L分别降低到表面流湿地的34 240、32 271、187 756、63 950个/L;(2)各月份随处理单元浮游植物种类组成变化波动。比较南淝河进水口与表面流湿地,在示范工程正常运转的2013年10月和12月,蓝藻占比由南淝河进水口的38.16%和39.79%分别减少至表面流湿地的0和10.87%,绿藻由50.94%和24.5%减少至0和6.38%,硅藻由3.67%和32.25%增加至84.38%和75.57%。在示范工程正常运转时,5级处理单元的去藻能力存在差异,沉砂池为(30.71±22.32)%、混凝沉淀系统为(51.40±8.03)%、氧化塘系统的厌氧塘为(17.10±7.94)%、好氧塘为(33.26±12.01)%、潜流湿地系统的垂直流湿地为(81.19±22.90)%、表面流湿地系统为(77.42±27.32)%,而氧化塘系统的兼性塘和潜流湿地系统的水平潜流湿地藻类密度反而增加。浮游植物种类组成变化随各处理单元波动较大,但表面流湿地在示范工程正常运转时,与南淝河进水口相比,蓝藻和绿藻的组成比例大幅度降低,硅藻比例大幅度升高。