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。     

陕西城固县湿地资源保护现状及对策研究

对城固县湿地资源现状及保护情况进行了调查，针对存在的问题，提出开展湿地自然保护区 优化调整工作、加强宣传教育、完成湿地保护区勘界立标、防治外来物种入侵等方面的对策建议，为促 进城固县湿地资源科学保护、健康发展，永续利用提供有益参考。     

商州丹江源湿地公园建设与保护

商州丹江源湿地公园的建设对于保证“南水北调”中线工程水源水质、改善湿地生态环境、建设生态文明,提高湿地保护意识,探索湿地资源保护途径等具有十分重要作用。论文依据湿地公园的功能定位,明确建设和设计的原则,提出设计内容和规模,使之成为以湿地保育、科学研究、湿地游憩、避暑度假、生活休闲、文化探寻等活动为主的湿地公园。     

科尔沁草甸湿地土壤碳氮剖面分布及生长季动态特征

采用定位观测的试验方法,于2016年5-10月及2017年8月对科尔沁草甸湿地0~100 cm土层土壤有机碳、全氮剖面分布及生长季动态特征进行了实验分析,旨在为科尔沁草甸湿地保护提供科学指导并为干旱半干旱地区湿地土壤碳氮储量估算提供借鉴。结果表明:1)科尔沁草甸湿地土壤有机碳、全氮含量整体随土层深度下降,0~20 cm土层间下降显著,20 cm以下趋于相对稳定,范围分别为11.9~23.5 g·kg^-1和0.66~1.50 g·kg^-1。2)各土层土壤碳氮含量月间差异显著(全氮40~60 cm土层除外),变化幅度随土层深度先减小后增大;土壤碳氮密度(100 cm)生长季变化大于年际变化,有机碳密度全生长季呈上升趋势,范围为15.44~20.82 kg·m^-2,全氮密度生长初期明显下降,之后趋于相对稳定,范围为1.01~1.16 kg·m^-2。3)土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著正相关;植被和水文是影响其分布、变化的关键因子。科尔沁草甸湿地生长季土壤有机碳、全氮密度变化较大,且表现为潜在的碳汇和氮源,但年际间碳汇潜力未充分发挥,本研究建议禁牧力度应加大并增加氮肥投入以提高科尔沁草甸湿地生态系统功能。     

若尔盖县景观破碎化及湿地恢复优先性

对四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县1980-2015年湿地景观破碎化及恢复优先性进行研究，以1980、1990、1995、2000、2005、2010和2015年7期土地利用数据为数据源，在ArcGIS与Fragstats软件的支持下，获取景观破碎化及湿地变化信息，实现对若尔盖湿地景观破碎化及湿地动态演变过程的深度分析，在此基础上构建湿地景观演变函数，揭示若尔盖湿地多年变化类型分布，并给出该区域湿地恢复的优先性。结果表明：1）研究区湿地景观破碎化主要表现为斑块平均面积和蔓延度指数的萎缩，斑块密度的上升及香农多样性指数的增大。整个研究时段内，研究区湿地斑块平均面积减少了249.77 hm²，斑块密度上升0.013 hm^-2。2）根据土地利用动态变化的空间涵义，将研究区湿地划分为稳定型、退化型、恢复型和波动型4种类型，研究发现退化型湿地的面积与稳定型湿地相比，是其75.43%，与恢复型湿地相比，是其2.27倍，若尔盖湿地退化严重，亟需进行湿地恢复。3）采用熵值法，以行政乡镇为若尔盖湿地恢复单元，得出若尔盖8个受影响的乡镇中，有2个一级恢复区、3个二级恢复区、3个三级恢复区。三级恢复区（阿西乡、嫩哇乡、达扎寺镇）应当予以优先恢复。     

尕海湿地植被退化过程中土壤有机碳矿化特征

为了揭示植被退化对湿地土壤碳矿化过程的影响,以甘南尕海4种不同植被退化梯度的湿地(未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)及重度退化(HD))为研究对象,采用室内恒温培养和碱液吸收法研究不同土层土壤有机碳(SOC)矿化速率和累积矿化量,结合一级动力学方程,分析土壤半矿化分解时间(T1/2)、有机碳矿化潜势(C0)等参数对植被退化的响应。结果表明:(1)不同植被退化梯度湿地SOC矿化速率在培养期内呈现出基本一致的变化趋势,表现为,培养初期(0~4天)矿化速率快速下降,且数值较高,培养中后期缓慢下降(4~41天)并趋于平稳;各培养温度下,不同植被退化梯度湿地土壤在各土层有机碳矿化速率大小均为UD>LD>MD>HD。(2)在整个培养期间,各植被退化梯度湿地土壤有机碳矿化速率均随土层加深而降低,表层0-10 cm的矿化速率(1.14~16.23 mg/(g·d))均显著高于10-20 cm(1.05~2.85mg/(g·d))和20-40 cm土层(0.94~1.26 mg/(g·d))。(3)4种植被退化梯度湿地在不同温度下的土壤有机碳累积矿化量均值排序为5°C(34.54 mg/g)<15°C(46.67 mg/g)<25°C(58.28 mg/g)<35°C(86.46 mg/g)。(4)一级动力学方程的C0值随植被退化程度增加呈递减趋势,而C0/SOC随着温度的升高而降低。因此,植被退化能显著降低高寒湿地土壤有机碳矿化速率,而气候变暖能够显著增加湿地土壤有机碳矿化量。     

石灰石砂砾负载铁膜及其强化除磷效果

为研究探讨出一种成本低、适用于农村生活污水处理的人工湿地填料负载铁膜方法,通过室内小试比较了石灰石砂砾、普通河沙砂砾2种材料,以及FeCl_3溶液、FeSO_4溶液、Fe(OH)_3胶体溶液3种含铁溶液,并比较了不同的工艺条件,包括4种加液方式:载体浸泡在溶液中不捞出、浸泡2 h后捞出、浸泡1 min后立即捞出和喷淋,3种干燥方式:105℃烘干、太阳晒干和室内自然晾干;同时构建了铁膜石灰石砂砾小型人工湿地,考察了其实际运行效果。试验优选出的负载铁膜方法为:石灰石砂砾浸泡在浓度为1.5 mol·L~(-1)的FeSO_4溶液中,使石灰石砂砾与溶液充分接触1 min后捞出,再将捞出后的石灰石砂砾室内通风自然晾干。铁膜石灰石砂砾对生活污水总磷的静态吸附去除率从普通石灰石砂砾的22.7%提高到80.6%;将其应用于小型人工湿地,总磷去除率比普通石灰石砂砾湿地提高了10%～15%。     

生物炭折流湿地对生活污水的净化效果

为提升西北地区农村生活污水的治理水平,结合西北地区气温特征,以生物炭为主体构建了折流湿地,并分析其对生活污水中污染物的净化效果。结果表明:在水温8～12℃条件下,折流湿地的最佳水力停留时间(HRT)为2.5 d,此时,湿地中污水的化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、悬浮物(SS)的去除率分别为90.51%、72.38%、90.73%、94.57%。此外,各自污染物去除率与其停留时间和沿程均呈显著正相关(P0.05)。折流湿地经过12个月的运行,对COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、SS的年平均去除率分别为88.16%、83.16%、92.55%、96.30%,且出水水质稳定。生物炭作为折流湿地填料对COD、PO_4~(3-)-P、SS的去除过程均较好地符合一级动力学模型(R~20.91),并且对SS具有较快的去除速率。研究表明,生物炭作为折流湿地填料具有良好的应用价值,对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。     

长江口盐沼湿地鱼类群落优势种的时空生态位特征

为了解长江口盐沼湿地优势鱼类群落结构及其种间关系，采用插网调查，利用2019年5—10月的调查数据，基于生态位宽度和生态位重叠度指数对长江口崇明东滩（31°27''N，121°56''E）和九段沙盐沼湿地（31°10''N，121°57''E）鱼类群落的优势种生态位进行研究。研究结果表明，春、夏、秋3个季节共采获10个优势种，其中鮻（Liza haematocheila）、花鲈（Lateolabrax maculatus）和拉氏狼牙虾虎鱼（Odontamblyopus rubicundus）在3个季节中均为优势种。在10个优势种中，时间生态位宽度值变化范围为0.11~1.70，其中拉氏狼牙虾虎鱼时间生态位宽度值最大，小黄鱼（Larimichthys polyactis）值最小；空间生态位宽度值变化范围为0.57~1.53，其中棱鮻（Liza carinatus）空间生态位宽度值最大，小黄鱼值最小。长江口盐沼湿地鱼类优势种生态位宽度呈现显著的季节性变化趋势。长江口盐沼湿地鱼类优势种的时空生态位重叠值较高，其中具重叠意义的鱼种对（species pairs）高达73.33%，具有显著重叠意义的鱼种对高达48.89%。结论认为，长江口盐沼湿地鱼类优势种的时空分布具有相似性，存在明显的竞争关系。