湿地生物地球化学研究概述

湿地有其独特的生物地球化学循环,其间许多化学迁移和转化过程不为其它生态系统所共享。湿地土壤在淹水时形成强还原区,但在水—土界面上常有一氧化薄层。发生于还原环境中的C,N,P,S,Fe,Mn的转化都影响着物质对生态系统的有效性;一些化学转化还会导致毒性环境,许多化学转化由微生物种群来调节。化学物质经降水、地表径流、地下水和潮汐等水文途径被输送至湿地中,降水途径占优势的湿地一般养分较贫乏,经另外3个途径输入湿地的化学物质的浓度变化较大,并非所有的湿地都是养分的汇,而且其季节之间、年际之间的模型也不一致。尽管对毗邻的生态系统的直接影响难以定量化,湿地通过有机物质的输出常与毗邻生态系统进行化学耦合。湿地与陆生、水生生态系统相类似,因为它们都可能是富营养或贫营养系统;当然它们之间也有一些差异,特别是在沉积物贮存养分以及植被在不同养分循环中的功能方面差异较大。     

湿地碳氮磷的生物地球化学循环研究进展

湿地生物地球化学循环研究是湿地研究的核心内容,是研究其物理过程、化学过程和生物过程及其相互关系以及这些过程与湿地功能的关系。介绍了生物地球化学循环的概念。对N、P、C三个主要无素的生物地球化学循环研究进展进行了评述,并对生物地球化学循环研究的前景进行了简要的分析。     

湿地铁的生物地球化学循环及其环境效应

湿地位于水陆过渡地带,干湿交替引起的氧化还原变化是湿地中最为典型、普遍的现象.铁作为湿地中的主要氧化还原物质,它的变化对湿地环境具有重要的指示性作用.本文介绍了湿地中铁的时空分布及其转化规律,指出湿地铁循环的影响因素,分析了湿地铁循环在湿地土壤形成、湿地植物的生理生态、湿地的物质循环、环境指示等方面的效应;最后对湿地铁循环研究中的存在问题及发展方向提出几点建议.     

沟渠对湿地生物地球化学循环影响初析——以三江平原湿地为例

湿地有其独特的生物地球化学循环,其间许多化学迁移和转化过程不为其它生态系统所共享。沟渠的修建改变了湿地的水文状况,因此影响了湿地的生物地球化学循环。以三江平原湿地为例,从沟渠对湿地化学元素迁移转化、湿地化学元素输入输出和湿地化学质量平衡影响方面分析了沟渠对湿地生物地球化学循环的影响。结果显示,沟渠的修建导致湿地大量化学元素丧失,湿地化学质量失衡,最终引起湿地退化。     

球形红杆菌磷耐受能力和除磷特性的研究

通过纯种培养试验，考察了废水生物除磷优势菌球形红杆菌的磷耐受能力和除磷特性。结果表明，球形红杆菌具有较强的磷耐受能力，且磷酸盐含量会对其除磷特性产生一定的影响。缺磷环境会使菌体产生过量摄磷现象；而在高磷环境下，菌体摄磷量的变化趋势与直接转入富磷培养类似：磷酸盐含量为1％时，菌体摄磷量基本未发生变化，当磷酸盐含量达到2％时，由于菌体的生长受到影响，摄磷量略有下降。结果还表明，球形红杆菌在微好氧培养过程中能达到与厌氧－－微好氧培养过程相似的除磷效果，从而提示只要废水中存在足够的碳源，即使全部是微好氧过程，该菌也能有效地摄取磷酸盐而达到较好的除磷效果，由此可见，将球形红杆菌应用于高浓度含磷废水的实际处理工艺中前景看好。     

湿地土壤磷分级方法研究

磷是植物生长发育的必需营养元素之一。植物所利用的磷素主要来源于土壤。湿地作为响应全球变化和人类活动较为敏感的生态系统之一,湿地土壤磷分级越来越受到国内外学者的关注。本文综述了国内外湿地土壤无机磷和有机磷的形态划分、分级方法,对应用较广的磷分级方法进行了总结,以期为国内相关研究提供参考和借鉴。     

湿地沉积物磷的吸附与解吸研究

采用恒温培养法研究美国纽约Pelham Bay Park 6种典型淡水湿地沉积物中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程。结果表明:湿地沉积物具有强烈吸附溶液中磷的功能,随着溶液中磷浓度的增加,吸附量增大;但是湿地沉积物也有释放磷到溶液中去的功能,释放量为0~41.19 mg/kg,与沉积物吸附磷量的关系不大,沉积物释放磷与沉积物的特性有关。衡量一种淡水湿地沉积物的除磷能力,可根据沉积物最大吸附磷量和吸附解吸附平衡浓度(EPC0)来衡量,6种沉积物中,磷的最大吸附能力强弱依次是:S1>S2>S3>S6>S5>S4;S1沉积物吸附磷的最大量为500 mg/kg。各沉积物的平衡浓度相差很大,S4的吸附与解吸附平衡浓度最高,其值为166.00μg/L,而S2的吸附与解吸附平衡浓度最低,其值为0.36μg/L。低的EPC0值表明,沉积物有很强的吸附磷的能力,故S2湿地生态系统有非常强的除磷能力。     

外源磷输入对农区湿地土壤碳库有效性及周转特性的影响

通过添加土壤原总磷(TP)0~60%的过磷酸钙和室内培养的技术手段,研究了外源磷素输入对农区湿地土壤碳库有效性及其周转特性的动态影响。结果表明,随外源磷素输入水平的增加,土壤可溶性有机碳(DOC)含量和微生物量碳(MBC)含量增加;土壤总有机碳(TOC)含量下降,下降率最高达23%。活性有机碳成分中,外源磷输入对高活性有机碳(HLOC)影响最显著,60%磷素输入处理HLOC含量比未施加外源磷素高54%;易氧化有机碳(ROC)含量随外源磷输入水平的增加而下降,最大下降率为22%;中活性有机碳(MLOC)含量、活性有机碳(LOC)含量无明显改变。涉碳循环生物酶中,β-葡聚糖苷酶(βG)和纤维二糖水解酶(CBH)活性均随外源磷素输入水平的增加而显著提升,但脱氢酶(DH)活性并无显著变化。此外,土壤碳矿化强度和潜在矿化势也与外源磷素输入后的土壤TP呈正相关。总体来看,外源磷素输入显著增加了湿地土壤碳库的有效性及周转速率。     

莱州湾南岸滨海湿地的氮、磷循环过程及调控对策

在莱州湾南岸滨海湿地的生物地球化学循环过程中,N、P元素主要来源于通过河流输入的工业废水、城市生活污水、农田地表径流、灌溉余水和海水养殖池养殖废水,通过潮上带、潮间带湿地最终被输送到潮下带近海湿地,引起潮下带近海湿地水体N、P含量的不断升高,2000年通过河流输入到莱州湾南岸的N总量为46271.1t,P总量为2092.1t.潮上带、潮间带自然湿地的底质、土壤和植物对N、P元素有显著的吸收、净化作用.以2000年为例,若不考虑自然湿地的吸收、净化作用,仅靠水体交换、扩散稀释,输送到潮下带近海湿地的N、P在海水中的含量为6.74mg·L-1、0.299mg·L-1,而当年潮下带近海湿地水体N、P含量实测值分别为0.086mg·L-1、0.029mg·L-1,计算值分别是实测值的78.4倍、10.3倍;说明自然湿地对输入的N、P有明显的吸收净化效应.为降低莱州湾南岸潮下带近海湿地海水中的N、P含量,提出了发展循环经济,减小莱州湾南岸滨海湿地的N、P输入通量,对自然湿地进行有效的保护和生态恢复,建设人工湿地、提高湿地的环境净化功能等调控措施.     

湿地生物多样性评价研究——以天津古海岸与湿地自然保护区为例

湿地是宝贵的自然资源,对保护生物多样性具有重要意义。在有关湿地生态评价理论的基础上针对我国湿地现状,建立了1套包括指标体系与赋值标准在内的湿地生物多样性评价方法,并对天津古海岸与湿地自然保护区生物多样性进行了评价。     

沼液施用对土壤与植物中磷分布的影响

以余杭青菜地潮土、红壤为例,选取未施加沼液、正常施加沼液以及加倍施加的土壤剖面各3条,研究沼液施加对土壤和植物磷(P)分布的影响,为畜禽废弃物资源化利用和瓜果合理施肥提供科学依据。结果表明:(1)沼液施加能够提高表层土壤的总P含量,而对深层土壤的总P含量影响不大;(2)沼液施加后,土壤中的Fe-P含量会有显著增加;(3)青菜茎和叶中的总P含量随沼液施加量的增加而增加,其中叶增加的趋势最明显。     

互花米草入侵对闽江口湿地土壤磷形态及释放风险的影响

选取闽江河口鳝鱼滩裸滩湿地和互花米草入侵裸滩湿地土壤为研究对象,测定其磷形态以及吸附特性,探讨互花米草入侵下裸滩湿地土壤磷赋存形态、吸附特性及其潜在释放风险的变化。结果表明:无机磷(IP)是2种湿地类型土壤磷的主要形态,分别占裸滩和互花米草湿地土壤总磷(TP)含量的61.40%和61.01%;互花米草入侵裸滩湿地后,土壤中总磷、无机磷、铁铝磷(Fe/A1-P)和钙磷(Ca-P)含量总体上显著增加,其增加比例分别为12.58%,9.49%,11.11%和5.32%,而有机磷(Org P)含量无显著变化;互花米草入侵对土壤无定形态铁(Feox)、铝(Alox)、磷(Pox)、吸附指数(PSI)和吸附饱和度(DPS)影响不一致,其中Feox和DPS总体上变化不明显,Alox有所降低,而Pox和PSI显著增加;裸滩湿地土壤磷潜在释放风险指数(ERI)为12.69,属于中度风险,而互花米草入侵后,土壤ERI降为9.98,表现为较低风险,说明互花米草入侵对土壤磷潜在释放风险具有一定削弱作用。     

三江平原湿地冷湿效应研究

湿地是重要的自然资源,具有巨大的环境功能和环境效益,冷湿效应是湿地的累积环境效应之一。研究湿地的冷湿效应有助于从水热角度进一步揭示湿地的生态环境效应,为湿地的保护及合理利用提供依据。测试结果表明,三江平原湿地冷湿效应与湿地植被及其积水深度有关。选择漂筏苔草湿地、毛果苔草湿地、小叶章湿地以及农田4种类型进行对比研究,其中漂筏苔草积水最深,冷湿效应最大,其次为毛果苔草,小叶章最小。不同下垫面近地面气温和湿度变化不同,但基本趋势是一致的,即随着高度增加,温度升高,湿度降低。6月份和9月份的地温变化趋势明显不同。随着深度增加,6月份地温逐渐下降,9月份地温逐渐上升,这主要与不同季节太阳辐射强度有关。     

Effect of Limestone of Different Sizes on Soil Extractable Phosphorus and Its Concentrations in Grass and Clover Species

Phosphorus (P) is often reported as a nutrient whose availability increases by lime application, although some research suggests a decline in the short-term P availability upon liming. This study addresses the effects of applying different sized limestone (2–4, 0.5–2, 0.25–0.5, and <0.25 mm) on the forms and availability of soil P, P concentrations and extraction by pasture, and yields of plant species. Soil P was partitioned into organic and inorganic forms, using an ignition method. Available P was determined by the Olsen and Mehlich 3 methods. Phosphorus in plants was determined after acid digestion. Most P was present in organic form. One year after sowing, inorganic P increased and organic P decreased. Liming had no significant influences on soil P. Phosphorus extracted by Mehlich 3 explained 40% of the total dry-matter yield in the first harvest. No significant effect of liming on P concentration in plants was observed.     

滹沱河岗黄段湿地人类活动影响评价研究

滹沱河岗黄段湿地是北方干旱缺水地区典型的河湖湿地,其影响因子可分为自然因子与人为因子。采用层次分析模型,从生态环境、生产特征、污染物排放、环境管理4个方面,分析评价了人类活动对岗黄湿地的影响状况以及影响的主要途径与方式,并提出了主要的湿地保护措施。     

人工湿地在猪场污水净化中的应用

人工湿地具有良好的净化污水的功能,它是一种推流式生物反应器。文中主要叙述人工湿地结构与净化猪场污水机理;并分析了人工湿地从开始运行到成熟过程,湿地结构成分变化及对污水净化效果的影响;经筛选,人工湿地中的植物为鸭舌草,它是适于这类型人工湿地种植的良好草种。经运行测试分析表明:BOD₅去除率达88.04％,COD_Cr去除率达88.56％,SS去除率达90.77％,硫化物去除率达88.29％,铜化物去除率达95.74％。人工湿地因出水水质好,运行维护方便,在猪场污水处理系统中使用较为理想。     

扎龙国家自然湿地生态环境需水量研究

湿地生态环境需水是指维持湿地生态系统生态平衡和正常发展、保障湿地系统生态水文功能和相关环境功能正常发挥所需的水量,以扎龙国家自然湿地为例,选取植被需水量、土壤需水量、生物栖息地环境需水量及污染物净化需水量为主要指标,估算了扎龙湿地生态环境需水量。按照湿地管理的需要,划分扎龙湿地生态环境需水量为5个级别,其中最小生态环境需水量为24 588×108m3,中等需水量为40 879×108m3,最大需水量为71 934×108m3。     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。