湿地植物在农业面源污染防治中的应用研究进展

湿地植物作为湿地生态系统中主要的建群种类,能有效吸收和去除水体中的氮、磷等富营养物质,在农业面源污染防治中应用广泛。本文结合国内外研究,综述了适用于农业面源污染防治的湿地植物,并对其氮、磷、有机物的去除效果进行了比较。从应用及配置方法上,论述了湿地植物选择和优化配置对农业面源污染防控和农田区域生态恢复的意义,以期为农业面源污染净化工程中湿地植物的设计应用提供决策依据和技术支持,并对今后的研究方向提出建议。     

天泉生态屋顶绿化技术在“海绵城市”建设中的应用——以湘江新区交通枢纽中心屋顶绿化工程为例

以长沙湘江新区交通枢纽中心屋顶绿化工程为例,介绍了天泉生态屋顶绿化专利技术的应用情况。该技术以无土生态基质和耐旱耐贫瘠植物为载体,将防渗、隔离防根、保水、轻型基质、植被等合为一体应用于城市屋顶绿化。实践表明:该技术可增加储水量36~50 L/m2,可使建筑内部平均降温2~3℃,同时节约空调耗电量20%~40%,对城市水资源的减流、削峰、再利用效果显著,在"海绵城市"建设中具有较好的应用前景。     

艾比湖湿地自然保护区克隆植物群落空间格局及其对水盐胁迫的响应

克隆植物对水盐胁迫的响应不仅在个体水平上,在种群分布格局和种群关联水平上也有一定的响应特征。利用Ripley’s K(r)函数和L(r)函数,对艾比湖湿地自然保护区4种克隆草本植物组成的混生群落进行点格局分析和关联分析。结果表明：“密集型”克隆植物花花柴（Karelinia caspia）、芦苇(Phragmites australis)在0~5 m尺度上多为集群分布;“游击型”克隆植物罗布麻（Apocynum venetum）、白麻（Poacynum pictum）在0~1 m尺度上多为随机分布,在1~4.5 m尺度上集群分布,在4.5~5 m尺度上为均匀分布;4种植物间除花花柴和芦苇为负关联关系外,其他多为正关联关系。在较强的水盐胁迫环境下,克隆植物更倾向于集群分布,这与克隆植物的生理整合作用以及种间正关联关系有关。     

藻类在农业面源污染防控中的应用

根据2010年第一次全国污染源普查公报,农业面源污染已经成为我国地表水总氮(TN)、总磷(TP)等污染物的首要污染源。藻类广泛存在于包括稻田在内的各类水生态系统中,其生长需要消耗大量的N、P营养物质,而且藻类回收后还可用于生产生物燃料、生物肥料、土壤改良剂等,因此,利用藻类同化吸收水体中的养分可以实现农业面源污染物拦截净化和养分循环再利用双重目的。基于藻类生长特性,本文探讨了以藻类作用为主的稻田藻类固氮减磷、多营养级综合养殖系统、固着藻类沟渠净水系统及高效藻类塘等生态技术模式,并对各类技术模式的主要应用条件进行了深入比较和分析,以期为农业面源污染治理技术提供理论基础。     

生石灰施用增加了酸性双季稻田氮素氨挥发损失

选择南方典型酸性双季稻田,采用通气法研究了不同生石灰用量对稻田氨挥发通量、田面水NH_4~+-N浓度和pH值的影响。结果表明:撒施生石灰显著影响稻田田面水NH_4~+-N浓度和pH值,生石灰用量与田面水NH_4~+-N浓度和田面水pH值之间均存在极显著正相关关系;撒施生石灰,显著增加稻田氮素氨挥发损失,早、晚稻季氨挥发损失量较不施生石灰处理分别增加2.20~22.91和3.08~52.44 kg/hm~2,增幅分别达19.28%~200.79%和6.96%~118.48%;当早、晚稻季分别施纯氮150和180 kg/hm~2时,撒施生石灰450~3 750 kg/hm~2,氨挥发损失量分别达13.61~34.32和47.34~96.70 kg/hm2,氮素损失率分别达7.44%~18.78%和21.66%~44.24%;当早、晚稻季生石灰用量分别超过900和1 800 kg/hm2时,稻田氨挥发显著增加。     

火烧和砍伐对疏叶骆驼刺叶片生态化学计量特征的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘绿洲—沙漠过渡带的优势植物——疏叶骆驼刺为研究对象,设置春季砍伐、春季火烧、秋季砍伐和对照处理,研究了干扰对疏叶骆驼刺叶片N,P,K生态化学计量特征的影响。结果表明:春伐和火烧处理下,疏叶骆驼刺叶片N,P和K含量随季节变化显著降低,而N∶P无明显差异;秋伐处理下,叶片N含量及N∶P先降低后上升,K含量先升高后降低,P含量则无明显差异。不同干扰下疏叶骆驼刺叶片N,P,K含量及其N∶P的季节变异分析显示,火烧处理下其N,P,K季节变异最大,分别为:22.32%,20.43%,28.27%;春伐处理下,N及N∶P季节变异最小,分别为16.29%,8.67%;秋伐处理下P季节变异最小,为8.64%;对照处理下,K季节变异最小,为8.11%,N∶P季节变异最大,为24.26%。生长季节与干扰处理对疏叶骆驼刺叶片N,P,K含量及其N∶P影响的方差分析显示,疏叶骆驼刺叶片N及N∶P主要受生长季节与干扰的交互作用影响,而P及K含量主要受生长季节的影响。     

洞庭湖区沧浪河流域农业面源污染现状调查与分析

为了摸清洞庭湖区汉寿县沧浪河流域农业面源污染情况,依据农业面源污染的主要来源,对沧浪河流域水产养殖、畜禽养殖、种植业及农村生活污染的总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)等农业面源主要污染物排放状况进行了调查与分析。结果表明:区内TN、TP和COD的排放总量分别为243.4、37.9和891.6 t/a;其中,水产养殖的污染排放最为严重,分别占排放总量的60.8%、71.5%和26.6%;其次为畜禽养殖污染和农村生活污染,种植业污染排放相对较轻。因此,沧浪河流域农业面源污染防治应重点开展水产养殖污染治理。     

不同地理种群疏叶骆驼刺光合和水分代谢特性的差异

选取极端干旱区的策勒种群和干旱区的阜康种群,利用LI-6400测定了净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、空气温度(Ta)、水汽压亏缺(Vpd)、相对湿度(RH)等相关参数,对2个不同分布区骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)的光合特性和水分代谢特性进行了比较研究。结果表明:不同地理种群骆驼刺适应环境的方式不同,策勒种群的光饱和点(1 300μmol·m~(-2)·s~(-1))、光合最适宜温度(35℃)均高于阜康种群(光饱和点为1 000μmol·m~(-2)·s~(-1),光合最适宜温度为31℃);与阜康种群相比,策勒种群采用低光合、低蒸腾、高水分利用效率的节水对策来维持植物在极端干旱环境下的正常生长。策勒种群的净光合速率(5.68μmol·m~(-2)·s~(-1))、蒸腾速率(2.71 mmol·m~(-2)·s~(-1))和光能利用效率(10.35 mol·mol~(-1))远低于阜康种群(净光合速率为8.57μmol·m~(-2)·s~(-1),蒸腾速率为6.11 mmol·m~(-2)·s~(-1),光能利用效率为12.56 mol·mol~(-1)),而水分利用效率(1.79μmol·mmol~(-1))和水汽压亏缺(3.96 k Pa)明显高于阜康种群(水分利用效率为1.33μmol·mmol~(-1),水分亏缺为3.28 k Pa),说明策勒种群对环境的适应能力更强。     

基于不同用途的南方果园生草栽培及管理利用技术

大力实施南方果园生草技术,推进生态果园、观光果园建设,将发展果园循环农业形成的现代农业形象和优美田园风光,与乡村旅游休闲相结合,可作为乡村振兴的有力抓手之一。本文分析整理了南方果园生草常用植物品种及适用情况,并基于南方果园不同生草用途,从草种选择、栽培技术、管理方法、利用模式等方面给出了科学建议,为南方生态果园建设提供参考借鉴。     

区域秸秆资源分布及全量化利用潜力分析

为进一步提高秸秆综合利用率,促进秸秆利用产业科学合理化,推动区域秸秆全量化利用,以湖南省为研究对象,对主要农作物秸秆资源量、人均秸秆占有量等进行了估算,明确了湖南省秸秆资源空间分布特征;同时结合湖南省秸秆利用竞争性需求量计算分析了全省秸秆全量化利用潜势。结果表明:2018年湖南省主要农作物秸秆理论和可收集资源量分别为4 021.7和3 039.1万t,主要以水稻秸秆为主,占比约65%;其次为油菜、蔬菜和玉米秸秆。不同农作物秸秆表现出不同的空间分布特征,水稻、油菜和蔬菜秸秆总体呈现自西向东、由南向北逐渐增加的趋势,而玉米秸秆则表现出相反的变化趋势。全省人均秸秆资源占有量仅为0.68 t,远低于全国平均水平。通过分析秸秆潜在利用途径,预测湖南省肥料化需求量为887.3万t,饲料化需求量为885.1万t,基料化需求量为83.2万t,原料化利用量为65.7万t;剩余秸秆可能源化利用量为1 117.9万t。结合目前湖南省秸秆资源利用结构,全省实现秸秆全量化利用的总体趋势应为在保持基料化和原料化利用的基础上,适当减少肥料化,提高饲料化和能源化利用比率。