绿狐尾藻区域适应性与生态竞争力研究

绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)湿地具有高效去除水体中有机物和氮磷的功能,其生物质产量高并可以作为优质畜禽饲料,是实现农业面源污染治理与氮磷污染物资源化利用有机结合的可靠途径,但对其生长适应性和生态竞争力尚缺乏研究。本研究依托我国亚热带(南方)和温带(华北)地区的11个中国科学院野外试验站开展了系列试验。结果表明:绿狐尾藻在中国亚热带地区可以良好生长并顺利越冬,但在中国北方温带地区则不能自然越冬;风浪、水深、蓝藻爆发以及香蒲(Typha orientalis)、莲(Nelumbo nucifera)、双穗雀稗(Paspalum distichum)、辣蓼(Polygonum hydropiper)、水竹叶(Murdannia triquetra)等本土水生植物竞争等多种因素均会对绿狐尾藻的正常生长产生显著抑制作用;绿狐尾藻存在非专一性天敌,主要包括斜纹夜蛾(Spodoptera litura)、造桥虫(Anomis flava)等食叶性昆虫,其主要爆发期在夏季7—8月的高温阶段。因此,从生长适应性、群落竞争力、天敌危害等方面来看,初步认为绿狐尾藻在我国大陆地区大范围自然扩张的可能性十分有限。     

亚热带区域农业面源污染流域源头防控机理与技术示范

日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从"十一五"至今,我们以亚热带丘陵区典型金井小流域为对象,研究建立流域多尺度环境监测系统,准确定量流域氮磷平衡特征,精确解析流域氮磷迁移规律与输出通量;构建以水文和氮磷过程为主要对象的分布式栅格流域生源要素管理模型(CNMM),制定流域氮磷环境安全控制标准,开发流域环境安全评价和污染源头防控决策支持系统;研发针对农田养分流失、分散型农村生活污水和养殖业废水的绿狐尾藻生态湿地消纳技术,探索农业氮磷减控关键途径,构建流域面源污染源头防控技术体系,并进行了大规模的推广应用与示范。这些结果将巩固和加强亚热带区域农业面源污染流域源头防控的应用基础研究,为实现流域环境的生态管理、质量恢复和生态系统服务功能提升提供理论依据。     

绿狐尾藻和空心菜对模拟池塘养殖尾水的净化效果分析

【目的】探究绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides Gaudich）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）在漂浮环境培养条件下对不同氮磷水平养殖尾水的适应性及对氮磷营养的吸收和去除效果,为促进2种植物在池塘养殖尾水处理中的推广应用提供参考。【方法】以绿狐尾藻和空心菜为供试植物,设总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为5、10、15 mg/L和1、2、3 mg/L的低（A）、中（B）、高（C）3组模拟养殖尾水,比较2种植物在培养42 d时的生物量、氮磷累积量,以及对水体氮磷的去除能力。【结果】绿狐尾藻在A、B、C组持续生长42 d,其42 d净增生物量和氮磷累积量随生长时间延长、水体氮磷浓度增加而增加,最大值出现在C组;空心菜在A、B、C组正常生长28 d,其42 d净增生物量和氮、磷累积量随水体氮磷浓度增加而下降,最大值出现在A组。在42 d的试验期内,绿狐尾藻对水体氨氮（NH₄+-N）、TN、活性磷（SRP）和TP的去除率最高,氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而上升且去除氨氮能力最强,最大值出现在C组;空心菜的氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,且28 d后植株生长和去除能力下降。植物氮磷吸收贡献率结果显示,3组模拟养殖尾水中,绿狐尾藻植物吸收的氮磷贡献率介于33.65%~99.82%,高于空心菜的2.34%~62.21%。绿狐尾藻对低、中、高氮磷水平模拟养殖尾水的适应性优于空心菜;植物吸收是绿狐尾藻去除水体氮磷的主要途径。【结论】绿狐尾藻对水体氮磷的适应范围较广,表现为喜高氮磷,对水体氮磷水平的适应能力、生长和水体净化能力优于空心菜,可用于南方池塘养殖尾水的长期净化,应用潜力优于空心菜。空心菜的生长和对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,应用于夏秋季池塘养殖尾水处理时宜定期收割以保证净化效果。     

狐尾藻在农业面源污水生态修复中的作用研究进展

以种植业和养殖业为主的农业面源污染源造成土壤和水体污染日益加重，严重威胁我国农业和农村的环境质量安全。水生植物狐尾藻作为一种污染物富集植物，在农业农村污染水体生态修复和治理中具有广阔的应用前景。对狐尾藻的生理生态特性、重金属、氨氮和磷等富营养成分的吸收降解机制及其影响因素进行综述；同时，对今后狐尾藻在基因组学和生物技术育种方面的研究提出建议和展望，为进一步研究和利用狐尾藻进行污染生态修复提供科学依据。     

绿狐尾藻、凤眼莲和大薸在罗非鱼混养池塘中的应用效果分析

【目的】通过比较3种水生植物在罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）混养池塘中的应用效果,探讨绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）在池塘养殖尾水处理中的应用前景,为建立罗非鱼池塘综合养殖模式提供科学依据。【方法】在主养罗非鱼、混养鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis）的池塘中,分别设置占池塘面积10%的绿狐尾藻、凤眼莲（Eichhornia crassipes）和大薸（Pistia stratiotes）3个浮床处理组及无植物对照组。试验初期和末期分别测定鱼类重量、植物体重量和氮磷含量,试验期内每月监测试验水体的总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及五日生化需氧量（BOD₅）,计算池塘中植株生长及氮磷移出量、鱼单位净产量、水体氮磷含量及氮磷比（N/P）,以及水体TN、TP、COD_Mn与BOD₅排放达标率和排污量,对比分析3种植物的应用效果。【结果】试验末期绿狐尾藻、凤眼莲和大薸净增生物量分别为1076.4、2278.4和3545.1 kg,单位面积氮磷移出量分别为0.37、0.23和0.35 kg;对应的池塘鱼单位净产量分别为14497.5、12857.5和11274.7 kg/ha。试验期内TN和TP变化范围分别为0.53～2.21和0.108～0.279 mg/L,3个植物浮床组水体N/P值介于4.41～12.11,适合3种试验植物生长;凤眼莲和大薸生长迅速但后期植株出现发黄腐烂现象,后期绿狐尾藻生长优于凤眼莲和大薸。绿狐尾藻、凤眼莲和大薸3个植物浮床组水体营养物质TN、TP、COD_Mn和BOD₅均达到淡水池塘养殖尾水二级排放标准,水体排污量分别为221.32、229.62和229.24 kg/ha。绿狐尾藻组池塘单位面积鱼净产量及植株氮磷移出量最高,水体排污量最小,大薸组居中,凤眼莲组较差。【结论】绿狐尾藻能在池塘环境中漂浮生长且生产和生态效果俱佳,可替代凤眼莲和大薸用于淡水鱼池塘综合养殖模式构建和养殖尾水处理。     

绿狐尾藻生态沟渠在低温状态下对磷的去除

为解决冬季生态沟渠磷去除效率低的问题,设置低、中、高水位下3条绿狐尾藻生态沟渠,研究不同水位下绿狐尾藻生态沟渠在低温条件下的总磷(Total phosphorus,TP)去除表现。结果表明:绿狐尾藻生态沟渠在整个冬季均有较高的除磷效果,平均TP去除率为61.9%～73.7%,且在高水位条件下,相对较高的水温和水下空间利于绿狐尾藻的生长,从而促进了TP的去除;而低水位下较高的溶氧(Dissolved oxygen,DO)浓度和根土界面利于基质对TP的吸附。根据磷质量平衡,植物吸收和沉积物吸附分别占进水TP负荷的30.27%～48.75%和18.38%～24.95%。研究表明,绿狐尾藻是一种适合种植于生态沟渠,用于磷去除的耐寒水生植物。     

基于成本-收益分析法的太湖氮磷污染物去除生态补偿

本研究以江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程为研究对象,运用成本-收益分析法,对利用人工种植水葫芦为氮磷富集载体,能源化、肥料化利用水葫芦,达到消减太湖氮磷污染物的示范工程进行实证研究,测算太湖氮磷去除成本和资源化利用收益,同时运用比较分析法对其他太湖治理工程成本进行比较研究。结果表明,从太湖氮磷的去除成本考虑,江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程项目优于无锡市太湖蓝藻水分离站杨湾站工程项目和贡湖湾湿地退渔还湖示范项目。综合考虑氮磷总去除成本,得出太湖氮磷污染物生态补偿标准为每1 t4.2×104元;补偿的主体是太湖流域各省市县和太湖治理工作领导小组及相关职能部门,补偿的客体是按照自愿原则承担水体污染物去除工作的单位或组织;补偿资金可来源于财政补贴、水污染治理专项资金、生态补偿专项资金。     

狐尾藻治理养殖污水技术在云南的推广应用成效

就云南某猪场采用狐尾藻处理养殖污水技术的处理效率及狐尾藻营养含量进行系统分析,结果表明,经过6级狐尾藻生态处理池后,养殖污水的COD、氨氮、总氮、总磷的去除效率分别为97.28%、98.36%、96.99%和94.64%,其出水水质明显优于国家养殖废水排放标准(GB 18596—2001);狐尾藻粗蛋白含量为18.75%～21.28%,粗脂肪含量为2.85%～3.65%,磷含量为0.26%～0.31%,是一种营养价值较高的饲草饲料。可见,狐尾藻在治理养殖污水和资源化利用方面具有良好的效益,可在云南进一步推广应用。     

生态沟渠吸收氮磷效果研究（英文）

采用模拟沟渠试验,研究了9种水生植物吸收氮磷能力的差异,并选择氮磷吸收能力较好品种构建生态沟渠和氧化塘,研究其氮磷吸收效果。结果表明,种植水生植物后模拟沟渠水中氮磷残留量显著减少,美人蕉、狐尾藻、珍珠梅、海寿花和茭白的生物量高,氮磷的吸收量大,其中种植美人蕉和狐尾藻效果最佳。农田排水中氮磷通过生态沟渠水生植物吸收后浓度显著降低;主沟总氮、可溶性氮和总磷浓度平均降低39.6%、40.1%和36.9%;支沟总氮、可溶性氮和总磷浓度可再平均降低6.6%、10.3%和13.6%;氧化塘总氮和总磷浓度可再降低17.7%和13.3%。生态沟渠可有效拦截水体氮磷,具有净化水质的良好生态效益。     

生态沟渠吸收氮磷效果研究

采用模拟沟渠试验,研究了9种水生植物吸收氮磷能力的差异,并选择氮磷吸收能力较好品种构建生态沟渠和氧化塘,研究其氮磷吸收效果。结果表明,种植水生植物后模拟沟渠水中氮磷残留量显著减少,美人蕉、狐尾藻、珍珠梅、海寿花和茭白的生物量高,氮磷的吸收量大,其中种植美人蕉和狐尾藻效果最佳。农田排水中氮磷通过生态沟渠水生植物吸收后浓度显著降低;主沟总氮、可溶性氮和总磷浓度平均降低39.6%、40.1%和36.9%;支沟总氮、可溶性氮和总磷浓度可再平均降低6.6%、10.3%和13.6%;氧化塘总氮和总磷浓度可再降低17.7%和13.3%。生态沟渠可有效拦截水体氮磷,具有净化水质的良好生态效益。     

农业废弃物资源化利用技术研究进展与发展趋势

农业废弃物资源的合理利用,不仅对减少环境污染、改善农村生态环境、发展农业循环经济具有十分重要的意义,而且在世界能源日益枯竭的情况下,农业废弃物资源化利用技术的研究也将对人类的生存产生重大影响。简述了我国农业废弃物资源的概况,以及国内外农业废弃物资源化利用技术的研究进展和应用情况,针对农业废弃物资源化利用的发展趋势,提出我国农业废弃物资源化利用的对策措施。     

农业文化遗产助力乡村振兴：运行机制与实施路径

当前,如何帮助乡村从“衰落”走向振兴是世界各国普遍面对的难题。农业文化遗产传承至今的品种资源、农业技术、知识体系和系统结构功能目前仍可发挥重要作用,如何利用古老的农业文化遗产助力乡村振兴战略的实施具有重要的理论意义与实践意义。本文基于农业文化遗产资源禀赋,分析农业文化遗产助力乡村振兴的物质基础,探讨其运行机制和实施路径。研究表明,农业文化遗产系统蕴含乡村振兴所需的生物资源、技术资源、生态资源和文化资源。遗产地可以利用农业文化遗产得天独厚的资源禀赋,提升农产品价值,发展乡村旅游,传承传统文化,最终实现遗产地的乡村振兴,从而形成了产品增值驱动、乡村旅游驱动和农耕文化驱动等助力乡村振兴的运行机制。构建了农业文化遗产助力乡村振兴的实施路径,包括推进三产融合发展、积累优秀人力资本、促进农耕文化繁荣、保护优良生态环境和加强基层党组织建设5个方面。因此,提出加强农业文化遗产价值评估研究、建立遗产地生态补偿机制和实施农业文化遗产乡村振兴系列工程等政策性建议。     

农村生活污水处理的组合工艺试验研究

根据农村生活污水的特点,结合人工湿地工艺的优势,采用生物接触氧化与人工湿地相结合的组合工艺对农村生活污水进行了处理试验研究,并探讨了不同负荷对该工艺处理效果的影响。结果表明,组合工艺对农村生活污水具有良好的处理效果,工艺对主要指标CODCr、TN、TP的平均去除率分别达到72.9%、86.6%、89.1%,且进水负荷的变化对去除效率影响较小,出水水质能稳定达到国家一级排放标准。     

农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——生态拦截技术

农村面源污染因其排放路径的随机性、排放区域的广泛性以及排放量大面广等特征,即使在实施源头控制后,仍然不可避免地有一部分污染物随各排放途径输移,对下游水体水质造成很大的影响,因此,实施生态拦截技术,高效阻断污染物输移是农村面源污染治理技术中非常重要的一环。研究表明,生态拦截沟渠技术不额外占用土地,能高效拦截净化氮磷污染物,并兼具生态景观美化之功能。人工湿地技术、稻田消纳技术以及前置库技术,也能有效拦截氮磷污染物,在农村面源污染治理实践中得到了一定的应用,但其占地面积大的缺点限制了在我国经济发达地区的推广。以丁型潜坝技术为代表的陆-水交接面污染拦截净化技术在我国农村面源污染物的过程阻断方面开始崭露头角,具有较高的应用潜力。缓冲带、生草覆盖、脱氮沟以及湿地-多级塘等技术也有一定的应用前景。生态拦截技术的应用需结合区域环境特征和地形地貌现状,因地制宜,兼顾生态功能、环境功能和景观功能,在充分利用和改良现有沟渠塘的基础上注重氮磷养分资源的回用,从而提高拦截效率,实现水体生态系统的生态修复。     

国外低纬高原地区农业发展对云南的启示研究

介绍了低纬高原地区气候特点,分析了国外低纬高原地区主要国家发展现代农业的经验和教训,如印度农业的"三大革命"和农业信息化发展;巴西农业生物技术的应用;墨西哥"贸易自由化"与经济"去农业化"使其农业丧失比较优势;阿根廷、沙特阿拉伯、南非等国家十分重视依靠科技发展现代农业,重视资源节约和环境保护。结合云南高原农业自然和社会资源条件特点,有针对性地提出了云南高原特色现代农业发展的启示建议:应加强农业科技研发和推广应用,努力转变农业发展方式;强化农业资源节约和环境保护,加快发展山区有机生态农业和秋季农业;强化城乡统筹,因地制宜发展高原特色农业。     

绵阳市农业面源污染现状及防治对策

介绍了绵阳市农业面源污染现状,包括农用化学品投入量大,利用率低;畜禽养殖量大、粪污有效处理率低;农田废弃物产生量大,资源化利用还有差距。从综合配套治理技术尚不成熟,防治管理制度缺乏,农业生产与资源环境保护矛盾突出,农业面源污染治理未形成良性循环几方面,分析了农业面源污染成因。最后提出了农业面源污染治理对策,包括加强法规建设,强化综合防治措施;实施农药减控工程,治理农药残留污染;实施化肥减量工程,加快土壤改良修复;推进秸秆综合利用工程,实现废弃物资源化;实施畜禽养殖提升工程,建立畜牧生态产业体系;实施清洁生产工程,保护农业生态环境;积极推进重点流域面源污染综合治理;强化监测评估和预警体系建设。     

新农村建设中的环境问题及其对策

分析了我国农村地区环境现状,发现导致农村环境污染难以解决的主要原因是环境保护意识淡漠,农业生产粗放,环境管理思想和治理模式与农村现实相脱离,环境保护科研力量薄弱。为有效解决农村环境问题,应加强宣传,增强农村环境保护意识;大力发展生态农业;加强农村饮水安全及生活用水处理;进行农村生活垃圾分类收集和资源化利用;健全基层环保机构,加大环保执法力度,有效控制乡镇企业污染;加大资金投入,抓好基础设施建设;积极推进城镇化和工业园区建设;加强农村环境保护科研工作,加快新技术的推广应用。     

农业文化遗产保护利用助推共同富裕的内在逻辑与实现路径——以浙江省为例

浙江是农业文化遗产资源大省,还承担了建设“共同富裕示范区”的重任。在简要介绍浙江省重要农业文化遗产保护利用概况的基础上,基于农业文化遗产的系统性、活态性和多功能性,分析了农业文化遗产保护利用助推共同富裕的内在逻辑,即发挥农业文化遗产的生产、生态、景观、技术、文化功能,通过提升农民收入来缩小收入差距,通过建设美丽乡村来彰显生态之美,通过张扬农耕文化来彰显文化之美,通过推动有效治理来彰显和谐之美,从而最终实现物质富裕、精神富有的共同富裕。结合浙江实际,提出农业文化遗产保护利用助推共同富裕的主要路径:发挥农业文化遗产中的多种传统资源优势,推动产业融合发展;弘扬农业文化遗产中的传统优秀乡土文化,推进文化高地建设;传承农业文化遗产中的绿色综合种养技术,助力生态文明示范;利用农业文化遗产中的积极社会治理因素,推动乡村治理。     

不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L^-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L^-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L^-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m^-2·a^-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m^-2·a^-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m^-2·a^-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m^-2·a^-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。