江西赣抚平原区稻田灌排湿地生物多样性分析

科学分析稻田灌排湿地生物多样性,对于稻田灌排湿地合理改造、科学利用以及田间水肥管理具有重要的指导作用。在江西省赣抚平原地区选取典型区域,对稻田灌排湿地生物多样性进行调查分析。结查表明,稻田灌排湿地昆虫和蜘蛛种类丰富,数量繁多,具有145种昆虫和21种蜘蛛;稻田灌排湿地中浮游动物、鱼类、两栖类和爬行动物种类较多,其中,浮游动物具有轮虫类12种、枝角类8种和桡足类6种,鱼类19种,隶属于3目6科,两栖类动物4种,隶属于1目2科,爬行动物4种,隶属于2目3科;昆虫、蜘蛛、浮游动物和鱼类其群落生物多样性指数(Shannon–Wiener多样性指数)最高分别达到4.90、1.80、0.70和3.47,呈现出较好的生物多样性;稻田灌排湿地具有优质水环境指示物种如马口鱼等各类动物,稻田灌排湿地水质较优,整个群落呈现出"健康"状态,区内生态系统良好。     

水田灌排一体化系统的开发与应用

分析国内外农业灌溉和排水领域发展的研究现状和目前常见的灌排装置的特点,针对中国灌溉排水研究领域对节水灌溉、控制排水设施的迫切需求,提出了水田灌排一体化系统的设计方案.该系统能根据农作物不同时期对水位的需求,充分利用灌溉和降雨的水量,较为精确地控制水田的灌溉和排水水位,解决了原有灌排设备无法同时实现灌溉和排水自动控制的难题.实际应用结果表明,水田灌排一体化系统试验区和对照区相比,降雨量增加利用150 mm,降雨利用率提高21%,减少灌水量21%;水稻亩产量增加4.3%;提高肥料的利用效率,减少农业面源污染.该系统结构简单、操作方便,具有可观的经济、生态效益和广阔的应用前景.     

丘陵区稻田氮磷面源污染生态治理技术试验研究

针对丘陵区稻田排放的氮磷面源污染,在田间试验基础上,系统地分析了不同水生经济作物(茭白、莲藕、荸荠)、不同湿地配置比例(1∶5、1∶10、1∶20)对其的净化效果。综合2年的试验结果,针对丘陵区稻田氮磷面源污染,研究提出了适宜的生态治理技术模式,即构建1∶20配置比例的茭白湿地系统。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

农田系统中生态沟渠的构建及后期管理

面对日益严重的农业面源污染,生态沟渠就是一项很有效的治理措施,只需对原有农田的排水沟渠进行一定的整修和改良,就可以达到有效拦截、吸附、降解面源污染的作用。在生态沟渠的构建初期,要注意种植植物的品种选择、种植密度的适当控制以及种植高度的适当管理。在后期也要及时对植物刈割或是底泥的清理,以防止二次污染。     

人工生态池对稻田排水的减污效应分析

分析人工生态池不同水生生物对于稻田排水的净化作用。选取不同的挺水植物、浮水植物以及沉水植物,开展稻田排水人工生态池净化试验,分析不同水生植物对于稻田排水中的TN和NH₄⁺-N等污染物的净化作用。人工生态池对于稻田排水中TN、NH₄⁺-N的净化效果明显,不同水生植物在净化后第6～7 d左右均能够将污染物浓度降低到排水前的水平。其中黑藻对于TN、NH₄⁺-N的去除效果最好,净化4天即可达到90%以上的去除效果。人工生态池能够有效地净化稻田排水水质,减少农业面源污染的排放;黑藻的净化效果最好,适宜在人工生态池中进行推广种植。     

促沉装置净化稻田径流排水中面源污染物的效果研究

[目的]研究促沉净化装置对稻田径流排水中主要面源污染物的去除效果,探寻适合农田径流排水的原位处理技术.[方法]于2015年在上海市奉贤区青村镇种源研发基地内选取5块稻田,在每块田的排水口处修建一套容积约为1.9 m3的促沉净化装置,内部用多面空心球和沸石按1:2的体积比进行填充,在外围用沸石填充,分析每套装置进出水中的...     

基于水生态系统恢复的湖泊综合整治工程研究——以宁波东钱湖为例

东钱湖综合整治工程以恢复水生态系统、提高生态服务功能为基本出发点,通过外源污染物的控制、内源污染物的清除及水生态系统的修复等多种工程措施,提高湖泊的生态服务功能,协调湖泊保护恢复与可持续开发之间的矛盾提,为相似湖泊的综合整治提供借鉴及经验。     

生态灌区农田排水沟塘湿地系统的构建和运行管理

建设生态型灌区是灌区现代化发展的重要内容。针对传统灌区农业面源污染日益严重的现状,总结了当前利用农田排水沟渠塘堰系统去除农业面源污染的研究进展,探讨了减污型农田排水沟渠塘堰湿地系统的构建方法,其基本特征包括:水利工程属性(排渍排涝及水流的不冲不淤要求),沟塘末端修建控制排水闸(低坝),种植优势植被,生态护岸(护底)工程,排水闸(退水闸)等水工建筑物减污型工况设计。分析了该系统的运行管理方式。     

三峡库区农业面源污染控制的生态补偿政策研究

分析了现阶段三峡库区农业面源污染的现状,即施肥结构不合理、化肥农药使用量过大,农作物废弃物回收利用率较低、持久性有机污染严重,污水处理处于起步阶段、农业废水垃圾增多,水产养殖面积逐步扩大、生态系统平衡被打破以及这些问题产生的主要原因,并在此基础上对实施三峡库区农业面源污染控制的必要性进行了阐述,提出了三峡库区农业面源污染控制的生态补偿政策,即建立完善的政府支出型补偿机制、实行科学的税收改革型补偿机制、培育自助的基金型补偿机制、落实权责一体的责任型补偿机制、培养循环利用的自养型补偿机制和实施合理的区域间补偿机制。     

稻田灌溉排水自动控制新技术的研究

介绍一种适合于淹灌稻田实现自动控制的灌溉新技术，其中灌溉部分由自动给水栓、有压输水管道系统和灌溉水源三部分组成，自动给水栓有一个能自动跟踪稻田水层变化的传感装置，它与给水相连，当稻田水层消耗至允许下限时，传感器驱动给水栓开启放水；当稻田水层灌至设计上限时，关闭给水栓，停止灌水。管理人员只须根据作物不同生育阶段的灌水控制要求调定传感装置的上下限，稻田的灌溉既能自动完成。     

不同灌排模式稻田排水中氮磷流失规律

为了研究不同灌排模式稻田排水中氯磷流失规律,以集成合理的节水灌溉与控制排水技术,在江苏高邮开展田间试验.试验区排水斗沟出口处设水位调控闸门,在水稻不同生育阶段对排水沟水位及田间水分进行控制,形成新型的控制灌排模式.与常规灌排模式进行对比,两年田间试验成果表明,控制灌排模式较常规灌排模式节水16.7%,增产7.1%,排水总量减少54%,水稻全生育期稻田排水中NH4+;-N、NO3-N与TP流失总量分别减少38.07%、82.29%和52.15%,节水减排和降污效果显著.采用控制灌排模式,通过实施灌水调控和排水管理.控制了氮磷流失关键时期的排水量.高效利用了水分和养分,取得了节水高产、减排控污的效果.     

水稻灌区水质净化效果试验研究

稻田排水中携带的大量氮、磷元素造成水稻灌区严重的农业面源污染。提出运用稻田节水灌溉-田间排水草沟-塘堰湿地-生态骨干排水沟“四道防线”系统净化稻田排水水质,在湖北漳河灌区进行了对此系统的净化效果试验。试验结果表明,“四道防线”模式下的各子系统不仅在单独环节具有消减污染物效果,而且每道防线子系统协同运行,综合系统对改善水...     

南方节水灌溉稻田能量通量特征及其规律分析

利用涡度相关系统在江苏省昆山市试验研究基地2013年水稻生育期所测的净辐射量、土壤热通量、潜热通量和显热通量等观测资料,分析了能量各通量在典型晴天、阴天的日变化规律和稻季能量通量的日变化、月变化及分配特征,讨论了能量各组分占净辐射量的比例和不同时间尺度上稻田的能量闭合情况。结果表明:能量平衡各分量在亚热带南部季风区节水灌溉稻田典型晴天以及水稻生育期间月均日变化均呈明显的倒U型单峰趋势,典型阴天能量平衡各分量日均值和峰值均小于晴天,但也呈单峰型变化趋势。稻季潜热通量占净辐射量的86.2%,土壤热通量占净辐射量的1.3%,不同时间尺度上净辐射量均主要以潜热形式加湿大气,感热通量占净辐射量的0.8%,与潜热通量差异显著,且占净辐射量的比例呈此消彼长的关系。在能量通量的测量过程中,与净辐射量相比,感热、潜热通量滞后于净辐射量约0.5 h,土壤热通量滞后1.5~2.5 h。热传输速度不同步,从而影响了能量的短期闭合率。但与其他生态系统相比,该节水灌溉稻田生态系统能量闭合度较高,说明该试验区涡度数据可靠,通量特征及规律具有较好的代表性,有利于通量研究的进一步开展。     

稻田不同灌溉模式的节水减污效应分析——以浙江平湖为例

【目的】研究不同灌溉模式下水稻的节水及减污效应,探寻适合平原河网区的水稻节水灌溉模式。【方法】在浙江平湖灌溉试验站设定常规灌溉、薄露灌溉和适雨灌溉3种模式,测定了灌溉量以及排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N和COD等。【结果】适雨灌溉灌水量相较于常规灌溉和薄露灌溉分别减少了67.4%和43.4%,节水效果最好;适雨灌溉排水量最少,相较于常规灌溉和薄露灌溉,适雨灌溉TN排放量分别减少了86.9%和90.7%,NH_4~+-N排放量减少了96.7%和98.3%,COD排放量减少了61.5%和62.5%,TP和NO_3~--N的减排效果不明显。【结论】在本研究条件下,适雨灌溉的节水减污效果更好。     

平原河网地区稻田排水过程及其受外河影响的研究

为了探寻符合平原河网地区特点的排水系统最佳布置及管理方案,根据江苏常熟稻田排水观测试验,结合田间水文模型-DRAINMOD模型,分析了河网地区独特的水量平衡关系,确定了稻田排水量以及农田与外河的交换水量,并根据研究区的排水要求计算了可以削减的排水量。结果表明,在现有灌排制度下,生长期内稻田实际排水量约816mm,远高于当地所推荐的适宜排水量,可削减排水量约216mm,占目前灌水量的21.4%;按照当地所推荐的适宜排水量,利用DRAINMOD模型,当暗管埋深为90cm时,排水间距以25m为宜。研究区农田与外河的水位差较小,当外河距离农田大于30m时,实际水量交换很小;外河对农田的影响主要表现为对农田排水系统功能的抑制作用。     

水田控制排水技术的环境效益初探

稻田排水是南方地区氮磷损失和面源污染的主要途径。农田氮磷通过降雨击溅侵蚀、排水沟坡面和沟底冲刷进入地表径流。控制排水可减少地面排水量和排水中氮磷浓度,尤其是降低径流中氮磷浓度,从而减少稻田氮磷损失。土壤颗粒沉淀、硝化、反硝化反应以及作物吸收是排水中氮磷浓度降低的主要原因。通过控制涝水在稻田和排水沟中的滞留时间,增加排水沟口溢流堰高度,降低径流水力坡度和抉沙能力是控制排水的主要手段。最后提出了稻田控制排水需要进一步研究的问题。     

农田利用排水灌溉对土壤入渗特性及棉花生长的影响

为了评价南疆地区农田利用排水灌溉的适用性,通过马氏瓶供水、定盘式负压入渗仪以及室内棉花萌芽和幼苗生长的培养试验,研究了排水灌溉对土壤水分点源、面源入渗特性及对棉种萌发、幼苗生长的影响。结果表明,在水分点源入渗试验中,不同矿化度的排水灌溉后土壤水分入渗在水平方向上运移较纵向明显,当排水矿化度大于2 g/L时,在水平方向上土壤含水率随矿化度的增大呈显著下降趋势。在水分面源入渗试验过程中,当水头条件相同时,土壤水分入渗量随排水矿化度的增大而减小,当水头条件不同时,土壤水分入渗量随压力水头的减小显著降低。根据稳态条件下的面源入渗近似解,不同矿化度的排水灌溉后,土壤饱和导水率K_s先增后减,而模型参数λ_c的变化却呈相反的变化趋势,在排水矿化度达到2 g/L时K_s和λ_c出现了极值,矿化度越高对K_s和λ_c的影响越明显。利用排水灌溉后,当矿化度低于3 g/L时,能够保证棉种正常萌发而不产生危害,当矿化度超过3 g/L时,开始显现对棉种萌发的抑制作用,高于5 g/L时抑制作用强烈。排水矿化度低于4 g/L对棉花幼苗的生长影响较小,超过4 g/L时,棉花生育过程减缓显著。