牡蛎壳作生物滞留填料对城市地表径流污染物去除效果研究

选择磷吸附性能最强的牡蛎壳作为填料,在实验室构建3个生物滞留模拟装置(A柱:养殖牡蛎壳;B柱:海滩牡蛎壳;C柱:养殖牡蛎壳存在淹没区),采用道路径流模拟配水作为进水,研究牡蛎壳作为填料对青岛市城市径流常见污染物氮磷及COD的处理效果,并对各污染物去除机理进行探讨。结果表明:3种牡蛎壳填料的生物滞留设施对总磷的去除效果最好,在进水磷浓度为0.57～1.83 mg/L条件下,无淹没区装置平均去除率为96.12%,存在淹没区的装置平均去除率为91.02%。养殖牡蛎壳与海滩牡蛎壳对磷的去除效果并无明显差异,淹没区不利于磷的去除。在前期进水过程中(前5次进水)3个模拟装置氨氮(NH_4~+)的出水浓度高于进水浓度,延长落干期后,装置的NH_4~+去除率均上升,B柱NH_4~+平均去除率(58.83%)相对于A柱(48.77%)及C柱(53.06%)更高,有无淹没区对NH_4~+去除并无明显影响。由于填料中有机物的渗沥,首次进水出现严重COD淋出,在随后的进水过程中,COD去除效果迅速上升并稳定,3个模拟柱去除率分别为50.34%,23.47%和47.75%。由于反硝化作用受阻,对硝氮(NO_3~-)的去除效果不佳。整体看来,养殖牡蛎壳可以应用于青岛市生物滞留设施的填料,为加强滞留设施NO_3~-的去除效果,还需要采用强化脱氮措施。     

坡面尺度林地植被对地表径流与土壤水分的影响初步研究

通过定位观测以及对两个天然坡面有林地径流场和无林地径流场进行对比,以2003年、2004年实测的降雨、径流数据分析研究区域内降雨特性、地表径流产生的过程和机制,并结合1996～1998年相关数据,初步研究了林地植被对地表径流的影响.结果表明:无论是有林地还是无林地,地表径流系数随降雨量增大而增大.有林地径流系数小于对应的无林地径流系数.植被对地表径流有不同程度的削减作用,径流削减率与降雨量大小并不是单一的线性(递增、递减)关系:当降雨量小于73.04mm时,植被对地表径流系数的削减率随降雨量增加而增加,当降雨量大于73.04mm时,植被对地表径流系数削减率随降雨量增加降低.植被能够削弱地表径流的峰值,延缓峰值出现的时间,使得径流历时加长.植被对地表径流削减率的大小和降雨量大小关系不是单一的线性(递增、递减)关系:当降雨量小于73.04mm时,植被对洪峰的削减率随降雨量增加而增加,当降雨量大于73.04mm时,植被对洪峰的削减率随降雨量增加而呈总体下降趋势.以2004年为例,比较有林地与无林地在三种相同坡位情况下的土壤含水量大小关系,结果:坡上位土壤水分有林地大于无林地,而坡下、坡中无林地土壤水分大于有林地.说明林地植被能够拦蓄、调节径流,起到涵养水源、在空间和时间上合理配置土壤水分、提高生态效益的作用.     

松花坝水源区水窖对坡耕地地表径流及N、P输出的控制效果

通过3年的野外定点监测,研究昆明松花坝水源区微区域集水系统对坡耕地地表径流集蓄及径流面源污染物输出的控制效果,结果表明:一座容量为20 m3的水窖可集蓄坡度5°～25°、水平面积128～556 m2的产流量,集水区面积随坡度增大或作物覆盖度减小而相应减小;雨季,水窖每蓄水1 m3可同时蓄积总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、磷酸盐分别达到0.38～1.60、0.26～0.92、0.03～0.31、0.04～0.13、0.02～0.06 g,有效减少了N、P随径流的输出量;旱季,随着水窖蓄水量减少,总氮、硝态氮、铵态氮浓度增大,而到次年雨季,其浓度值又会急剧降低。     

板栗林地水土保持截水工程措施对土壤特性的影响

通过采集浙江省安吉县2种典型板栗林不同坡面位置表层土壤样品,分析有无截水工程措施板栗林土壤特性之间的差异.结果表明：坡面截水工程措施对板栗林沟间坡面土壤性质没有明显的改善作用,其土壤有机质、速效钾和有效磷质量分数分别比无措施板栗林低5.88％、6.68％和33.54％,砂粒质量分数比无措施板栗林高10.57％.板栗林侵蚀地坡度的急剧变化导致坡面不同位置土壤养分和土壤颗粒组成的明显变化,2种板栗林坡度增加段土壤养分质量分数低,土壤砂粒质量分数相对较高;而坡面截水工程措施使得坡面土壤颗粒组成相对稳定,但要改善林地土壤肥力还必须与其他水土保持措施相结合.     

自然降雨条件下农田地表径流氮素流失特征研究

为探讨自然降雨条件下,农田地表径流及氮素的流失特征,以澄江尖山河流域典型坡地为研究对象,采用标准径流小区和微型试验小区的研究方法,对农田地表径流及径流中氮素流失进行了分析研究.结果表明:降雨量和降雨强度是产生地表径流的主要原因,雨季应做好坡地的保护工作;地表径流中氮素流失的最高浓度可达到30.72mg/L;农田地表径流中可溶态氮素的流失形态主要为硝态氮和铵态氮,硝态氮流失浓度约占全氮的4%～28%,而氨态氮流失浓度约占全氮的1%～8%;地表径流中氮素累积流失负荷在0.45～1.18 kg/hm2,而流失系数仅为0.10%～0.12%.     

人工模拟降雨条件下灰金竹林地表径流特征研究

为了了解灰金竹林的水土保持效益,选取具有典型代表性的灰金竹林进行了人工模拟降雨实验。以坡耕地为对照,记录产流过程,收集竹林地表径流,并对泥沙含量、含氮量、含磷量等项目进行了测定。实验分析结果表明,在平均降雨强度基本相同,降雨历时接近的条件下,灰金竹林径流系数、平均含沙率、平均含氮量和平均含磷量分别为:0.096 1,0.26%,0.151 6mg/L和0.453 0mg/L;对照坡耕地分别为0.299 0,0.99%,0.198 6mg/L,0.530 4mg/L;说明灰金竹林的水土保持效益显著优于坡耕地。     

赋石水库饮用水源地水土流失治理实践

赋石水库是浙江省安吉县的主要饮用水源地,受自然灾害和人为活动的影响,水源地周边生态环境恶化,特别是林地水土流失造成农业面源污染,导致水库水质日益恶化。经过多年研究和实践,形成了科研支撑、政策扶持、点面结合、综合治理的模式,取得了一定效果,保障了饮用水源地水质安全。     

长江三峡花岗岩坡面林地优先流与地表径流关系

为研究优先流与地表径流的关系,在长江三峡花岗岩坡面,选择了一受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地。采用自记流量计记录优先流过程,在小流域出口处设置90°薄壁三角堰和水位计记录了地表径流过程,并对不同层次土壤物理性质进行了测定。结果表明,优先流流量主要决定于产流次雨量及前期影响雨量。优先流峰值总是晚于地表径流峰值出现,从优先流与地表径流峰值出现时间的差异看,优先流的出现使得地表径流峰值出现时间推迟,历时过程延长。当优先流与地表径流流量过程线为双峰时,二者线性关系不明显。当优先流与地表径流流量过程线均为单峰时,二者存在一定的线性关系,其线性关系随着产流次雨量及前期影响雨量的不同而有所差异     

海河流域水稻田氮磷地表径流流失特征初探

选取海河流域水稻田作为研究对象,在自然降雨条件下通过田间实测方法研究其氮磷元素地表径流流失特征。结果表明,氮磷元素流失率分别为0.7%和0.6%,流失负荷分别为4.77kg.hm-2和2.08kg.hm-2。在详细分析试验结果后,找出影响氮磷地表径流流失量的因素,其中颗粒态氮是农田径流流失的主要形式,并与径流量成明显正向相关,而磷素流失量则受施肥量和径流量双重影响,影响规律较氮素更为复杂,尚需进一步研究。进而得出结论：在北方干旱少雨的气候影响下,地表径流并非海河流域农田种植作物氮磷元素流失的首要途径。     

中国部分板栗品种的SSR标记

从板栗(Castanea mollissima)燕红中分离到25个SSR标记。为了鉴定这些SSR位点,在重复序列的两侧侧翼序列设计引物,并通过化学荧光检测法对6个板栗样品进行检测,共检测到20个多态性位点,每个位点的等位基因数为2~6个。挑选12个位点,通过半自动系统ABI PRISM377对中国北方24个板栗品种进行分析,这12个标记显示了高达75个等位基因的遗传多态性,每个位点的等位基因为4~10个,平均为6.3个,预期的平均杂合性为0.743(介于0.680~0.845),观察值为0.829(介于0.730~0.930)。无效等位基因估算频率显示为3个位点的正向价值,除了一个位点外,这些价值都很低,鉴定几率为7.01×10-11,亲缘关系鉴定几率非常高,为0.999,足够用于花粉流的研究。     

基于低场核磁共振技术探究不同水分含量对熟化板栗品质的影响

为探究不同水分含量对熟化栗仁品质特性的影响,采用高压蒸汽方法对不同水分含量的生栗仁进行蒸制,结合熟化栗仁的质构特性与色差,基于低场核磁共振技术解析熟化栗仁失水过程中的水分迁移、分布规律,并借助线性回归分析不同水分含量与熟化栗仁质构特性、色差和核磁参数的相关性。结果表明,失水过程中熟化栗仁的硬度、胶黏性及咀嚼性变化较大。栗仁含水量在48%～28%范围时经高压蒸汽处理,栗仁发生美拉德反应,色泽逐渐变暗,褐色加深;含水量在28%～18%时栗仁逐渐发生石灰化,蒸制后栗仁色泽较白。栗仁含水量为48%、43%时均会出现结合水、不易流动水和自由水3个组分峰,随着失水程度加剧,结合水含量呈先上升后下降的趋势、不易流动水含量表现为先下降而后逐渐趋于平缓,自由水含量变化最明显。随着栗仁失水程度加剧,蒸制后的可食性口感逐渐不佳。不同水分含量对熟化栗仁品质特性有显著影响。本研究结果可为栗仁品质的控制提供参考。     

密云水库上游不同土地利用方式下的土壤侵蚀特征

[目的]为了合理配置北京密云水库水土流失重点治理区的水土保持综合措施。[方法]基于石匣小流域坡面径流小区定位观测资料,分析了不同土地利用方式及水土保持措施的坡面土壤侵蚀特征。[结果](1)5种土地利用方式的土壤侵蚀量差异明显,与裸地相比较,耕地、人工草地、封禁荒草地和林地的减沙率达63.88%~99.63%;(2)梯田比坡耕地措施小区的土壤侵蚀量减少了95.62%,起到了显著的水土保持作用;(3)采用水平条和鱼鳞坑措施林地小区的减沙率分别为83.56%和96.53%,具有十分明显的减蚀作用;(4)与人工草地相比较,封禁荒草地的侵蚀产沙量减少了98.25%,可以有效地控制水土流失。[结论]增加地表植被覆盖,减少人为干扰以及合适地配置梯田、鱼鳞坑和水平条等水土保持工程措施具有良好的水土保持作用。     

密云水库周边板栗林下不同水土保持措施效益评价

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的水土保持效益进行了评价,进而筛选出水土保持效果更好的水土保持措施。结果表明:(1)在仅布设植被措施的条件下,减轻地表径流及泥沙运移作用最大的植被类型为卷柏,其次为自然坡面。(2)在同时布设植被措施与工程措施的条件下,工程措施相同、植被措施不同时,自然坡面减流减沙效果最好。工程措施不同、植被措施相同时,减流效果最好的为鱼鳞坑。(3)马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑的水土保持效益最佳。(4)对产流产沙量影响最大的因子为降雨量,其与径流量、泥沙量的相关系数分别为0.533,0.557(p<0.01)。由此可知,进行密云水库板栗林水土保持工作时,可优先种植卷柏、布设鱼鳞坑,或布设马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑等水土保持措施。     

三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。     

浙江安吉主要植被类型土壤水库库容特性研究

分析了浙江安吉主要植被类型土壤水库总库容、最大有效库容、滞洪库容、兴利库容、死库容等特性及差异,并对影响土壤最大有效库容的因素进行了探讨。结果表明:安吉地区不同植被类型土壤水库容状况有较大差异。灌木林、落叶阔叶林土壤具有较高的总库容、兴利库容、滞洪库容和最大有效库容,表现出较强的贮水能力。裸露地土壤死库容最高,而其他土壤水库容指标都要显著低于有植被覆盖的样地。土壤理化性质、≤1mm细根显著地影响着土壤的最大有效库容。根系及土壤理化性质对土壤最大有效库容的影响,最终是通过改变土壤的孔隙状况来实现的。     

昆明市松华坝水源区不同利用类型坡地氮素输移规律研究

采用径流小区法对昆明市松华坝水源区牧羊河中游5种不同利用类型坡地地表径流及流失土壤的N（氮）素输移情况,在2007年雨季进行了观测分析。结果表明:不同利用类型坡地N素流失量和水土流失量具有一致性,径流泥沙中,N素流失量分别是裸地>豆地>马铃薯地>林地>草地;径流中,N素流失量依次为裸地>豆地>马铃薯地>林地>草地;5种不同利用坡地截流能力依次为草地>林地>马铃薯地>豆地>裸地。随着截流能力的提高,其径流流失量和土壤侵蚀呈递减趋势,因而N素流失量也逐渐减少;其次,坡度、施肥及土壤自身N素含量也是影响土壤N素流失的重要因素,因此控制水源区水土流失是控制由于N素流失而引起的面源污染的主要途径。     

雨水径流对受纳水体的污染特性研究

以前湖校区为研究对象,以润溪湖为受纳水体,通过对路面雨水径流及湖水在雨前、雨中、雨后的水样进行pH、浊度、SS,COD,TP和氨氮指标测试,探究各项污染物浓度在三个阶段的变化规律,对水体水质作了综合评价,进行受纳水体污染物浓度增加值与雨水径流水质相关性分析。结果表明:雨水径流的汇入,使受纳水体的pH有所降低、其余5项指标浓度均有所增加,水质类别从Ⅳ类水增加到Ⅴ类水,相关性分析结果显著,说明雨水径流的汇入是造成水体污染物增加的主要原因,显著性相关回归方程可用于推算该区域内受纳水体污染物的增加量,预测水体污染程度。并提出了相应的建议,为解决由城市雨水径流所引起的非点源污染问题提供理论参考依据。     

果园生草对氮素表层累积及径流损失的影响

为了正确认识生草覆盖对果园面源污染的防控作用和推进生态果园建设,采用模拟试验的方法,研究了果园生草覆盖、生草刈割和清耕3种管理措施对氮素表层累积及其流失特性的影响。结果表明:鼠茅草大量腐解时期(9月)生草覆盖处理土壤表层(0—1cm)矿质氮含量分别是生草刈割和清耕处理的2.6倍和4.5倍,与此同时,果园生草覆盖处理径流液中矿质氮浓度相比刈割和清耕处理分别提高42.6%和20.9%;与清耕相比,生草覆盖使降雨地表径流量显著降低88.3%~98.7%,渗漏量增加42.1%~97.6%。综合3次降雨,生草覆盖使矿质氮的径流损失比清耕降低90%,并且增加深层(25cm)渗漏89.6%。综上可见,虽然果园生草覆盖增加快速降解时期矿质态氮表层累积数量,但减少径流水损失效果显著,进而明显减少氮素径流损失,提高果园土壤的保水保肥能力,对解决坡地果园面源污染问题意义重大。     

安吉毛竹林分改造对地表径流及氮磷流失的影响

为了探究不同经营模式对毛竹林降雨后地表径流及氮磷流失的影响,于2013年1月至2014年10月,通过在浙江安吉县毛竹纯林中种植红豆杉、香榧、红茴香、朱砂根4种经济灌木,建立了不同的毛竹林经营模式;随后测定了毛竹林样地降雨、径流量和径流氮磷浓度等指标。结果表明,15次地表径流事件中,各样地累计径流量为3.06~9.22m3,总氮流失量为总磷的7.6倍,其中铵态氮流失量为硝态氮的2.5倍,但通过林分改造能显著降低铵态氮与硝态氮比例。与毛竹纯林对比,4种林分改造模式两年累计径流对比毛竹纯林减少40.0%~66.8%,累计总磷流失减少64.0%~83.8%,总氮流失减少49.1%~78.8%,硝态氮流失减少37.4%~76.2%,铵态氮流失减少42.8%~80.4%。4种林分改造模式对地表径流流量和氮磷流失的削减作用均为种植红豆杉最好。