鄱阳湖典型湿地植被景观格局的时空变化分析

鄱阳湖是我国重要的湿地，对生态、水位控制、环境控制具有重要的调节作用.伴随着水位年际变化和季节变化剧烈，鄱阳湖湿地类型发生了显著变化，研究其景观格局变化对于正确认识鄱阳湖湿地生态系统演变，为湿地景观规划、湿地生态系统健康恢复具有重要参考意义。考虑到鄱阳湖湖相季节性变化巨大以及2003年前后三峡水利枢纽工程运行后水文情势发生重大变化，选取2003年前后平均水平年对应枯水期和丰水期遥感影像，采用遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）和景观生态学方法进行分析。结果表明，江湖关系发生重大变化后，鄱阳湖年平均水位由2002年之前的13.42 m（星子站吴淞高程）降至12.35 m，平均水位较前一阶段偏低0.45~2.25 m，枯水现象使得鄱阳湖水域面积明显缩小，湿地类型发生了较大变化。平均水位下降，适合植被生长的洲滩面积大幅增加，丰水期湿生植被面积增加了147.66 km2，枯水期增加了1192.43 km2，变化最大区域位于赣江支口与饶河交汇处的三角洲和赣江南支口的洲滩，消失的水面大多转换为湿生植物、挺水植物和泥滩等湿地类型。湿地类型的演变方式为水体和挺水植物演变为裸露泥滩，泥滩演变为湿生植被，湿生植被演变为其它湿地类型。2003年后除水体外湿地景观边界密度和聚集度指数呈现增大趋势，鄱阳湖景观格局整体上趋于复杂。鄱阳湖湿地景观格局变化受到“五河”来水减少、三峡工程蓄水和湿地地貌改变等自然因素和人为因素的双重影响。     

人工模拟污水净化系统去除生活污水氮、磷效果的比较研究

在温室内,分别以炉渣、沸石和土壤为湿地基质,水芹(Oenanthe javanica)、黑麦草(Lolium mut-liflorum)和香根草(Vetiveria zizanioides)为植被构建了模拟人工湿地和无基质的浮床植物系统处理生活污水,比较研究了不同污水净化系统去除氮、磷的效果。结果表明,在较低氮、磷负荷和水力停留时间为6 d的条件下,炉渣、沸石和土壤基质人工湿地系统对生活污水中的全氮(TN)、NH4+-N和全磷(TP)均表现出很好的净化效果,平均去除率均在91.0%以上;对NO3--N的去除率较低,为58.0%~85.5%。浮床系统因承受较高的负荷,对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的去除率均明显低于各基质湿地。而从污染负荷的去除率来看,土壤基质湿地对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的负荷去除率低于炉渣和沸石基质湿地;浮床各系统NO3--N负荷去除率的负增加使TN的负荷去除率降低,但其NH4+-N的负荷去除率均高于各湿地系统;浮床水芹和黑麦草系统的TP负荷去除率也高于各湿地系统。植物种类不同,其吸收N、P的能力存在很大差异。以黑麦草为植被的人工湿地和浮床系统,植物的吸收作用是各系统去氮除磷的主要机制;水芹和香根草吸收的氮、磷总量在人工湿地中远小于黑麦草,其吸收作用仅是各湿地系统去除氮、磷的一个途径;而水芹和香根草对磷的吸收则是浮床系统除磷的主要机制。     

柘林湖非点源入湖负荷估算及对策研究

在开展柘林湖污染源现状调查的基础上,参照国内外相关湖泊污染负荷估算研究方法,采取调查系数法估算柘林湖非点源氮磷的入湖负荷。结果表明,水产养殖、农业种植业流失、农村生活和畜禽养殖污染是柘林湖流域非点源污染入湖氮的主要来源,分别占入湖氮总量的48%、30%、16%和6%;水产养殖污染是入湖磷的主要来源,占64%,其次为畜禽养殖、农村生活和农业种植业流失,分别占17%、10%和9%。     

植物吸收对模拟污水净化系统去除氮、磷贡献的研究

采用炉渣、沸石和土壤为基质,黑麦草(Lolium mutliflorum)、水芹(Oenanthe javanica)和香根草(VetiveriaZizanioides)为植被模拟了不同基质人工湿地和无基质的浮床植物净化系统,研究了3种植物在4种净化系统内对生活污水N、P的吸收和去除作用.结果表明:3种植物在各净化系统中均能正常生长,总生物量干重在121.8～557.4g/m2之间,均以黑麦草最高.4种净化系统中,黑麦草、水芹和香根草的地上部N、P平均含量分别为26.33、3.33 mg/g,24.08、2.64 mg/g和12.39、1.41 mg,g;地下部N、P平均含量分别为8.92、1.52 mg/g,19.39、2.55 mg/g和10.85、1.33 mg/g.浮床系统因承受的N、P负荷较高且不存在基质,3种植物的地上部、地下部N、P平均含量几乎均高于各基质人工湿地.4种净化系统中,黑麦草对N、P的吸收能力均明显高于水芹和香根草,3种植物的N、P总吸收量分别为:(黑麦草)5.26～11.73、0.72～131g/m2,(水芹)1.88～8.08、0.18～1.83 g/m2,(香根草)0.86～2.44、0.07～0.79g/m2,各植物的N、P吸收量均以浮床系统最高.植物对N、P的吸收量主要取决于自身的生物量和N、P含量.黑麦草吸收的N、P量分别占4种净化系统N、P去除总量的39.3%～59.4%和88.9%～96.3%,其对N、P的吸收己成为各净化系统去除N、P的主要机制.水芹和香根草对N的吸收仅是各净化系统去N的一个途径,其贡献率分别为;10.2%～37.6%和4.8%～17.7%;水芹和香根草对P的吸收量占浮床系统去P总量的96.4%和83.2%,是系统除P的主要机制,但其对3种基质湿地的去P贡献则很小.     

低负荷人工湿地对城市生活污水处理效果的研究

采用模拟湿地,研究低负荷人工湿地对城市生活污水中化学需氧量(重铬酸钾法测定,CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH4 -N)和硝态氮(NO-x-N)的处理效果,探讨污染负荷对污染物去除效果的影响。结果表明:以黑麦草为湿地植物的人工湿地对城市生活污水有较好的净化效果,其对CODCr、TN、TP、NH4 -N和NOx--N的去除率分别为75.6%、93.2%、95.7%、96.2%和66.5%;污水中65.7%的CODCr、87.2%的TN和95.0%的TP在进水后1 d内被去除,其中基质的物理化学固定作用是污染物快速去除的重要因素;停留5 d以上时可去除湿地中硝化作用累积的少量NOx--N。在一定的污染负荷范围内,CODCr、TN、TP和NH 4-N的去除速率均与其污染负荷呈显著线性正相关。污染负荷是低负荷人工湿地中污染物去除的重要影响因素。     

间歇流模拟人工湿地去氮除磷效果及N_2O排放的小试研究

为研究不同基质人工湿地对氮、磷的去除效果及净化过程中N2O的排放，在温室内选用炉渣、沸石和土壤为基质，以水芹（Oenanthe javanica）、黑麦草（Lolium mutliflorum）和香根草（Vetiveria Zizanioides）为植被构建了人工湿地处理生活污水。结果表明，在较低的氮、磷负荷和水力停留时间为6d条件下，炉渣、沸石和土壤基质湿地对TN、NH4^＋-N、NO3^--N和TP的去除主要集中于污水停留的前3d，之后各污染物浓度下降的幅度较平缓。3种基质人工湿地系统对TN、NH4^＋-N和TP均表现出很好的去除效果，各系统的TN、NH4^＋-N和TP的平均去除率均超过91．0％；3种基质人工湿地系统对NO3^--N的去除率相对较低，为58．0％-85．5％。植物种类不同，其吸收N、P的能力存在很大差异。3种基质湿地中黑麦草对N、P的吸收能力远高于水芹和香根草；黑麦草吸收的N、P总量占各湿地系统TN、TP输入量的38．3％～57．4％和87．6％～91．1％，已成为人工湿地系统去氮除磷的主要途径：水芹和香根草的氮、磷吸收总量仅分别占各系统TN、TP输入量的9．7％～18.3％，15．6％～34．5％和4．7％～8．1％，6．1％～13．4％。炉渣、沸石和土壤湿地系统N2O的平均排放通量分别为3．68～15．19μg·m^-2·h^-1，4．29～8．33μg·m^-2·h^-1和7．03—18．94μg·m^-2·h^-1；整个试验期，3种基质湿地系统的N20排放总量为4．24—21．82mg·m^-2，占各系统TN输入量的0．014％～0．100％，此途径排出的N对各湿地系统TN的去除贡献很小。