人工湿地处理滨海养殖水效果及机理

滨海养殖废水对河口及近海水质有影响,造成潜在水华和赤潮问题。利用具有生态化、高处理效果的人工湿地处理滨海养殖水。研究不同浓度盐胁迫下人工湿地对各污染物处理效果,确定最耐受盐胁迫浓度。利用污染物去除效率、微生物数量、微生物代谢功能及微生物群落对碳源利用的主成分分析阐述净化机理。研究表明:(1)人工湿地可有效处理滨海养殖水,当HRT=3 d时,人工湿地COD和NH_3-N去除效果佳,出水可达地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ类水标准。(2)在不同盐胁迫浓度条件下,人工湿地正常运行的最耐受盐胁迫浓度为1%,COD和NH_3-N去除效果改善明显(P0.05),分别为93.3%和77.12%。(3)人工湿地净化滨海养殖水的主要路径是硝化-反硝化作用,硝化/反硝化细菌在1%盐浓度胁迫下仍可正常发挥作用,盐度耐受力较好,且在盐度影响下微生物利用碳源类型趋于多样化。人工湿地可作为滨海养殖水的生态化处理技术,缓解滨海水域的潜在富营养化问题。     

黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地土壤磷含量和储量的季节动态变化特征

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地为研究对象,通过在春季、夏季和秋季分别采集0～10 cm和10～20 cm土层的土壤样品,分析了盐地碱蓬湿地土壤磷素的时空动态变化特征。研究结果表明:盐地碱蓬湿地土壤总磷(TP)、有效磷(AP)和AP/TP比值的变化趋势相似,且具有高度的时间异质性,都呈现秋季低、夏季和次年春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP水平较高,已超过生态毒性的最低阈值(600 mg·kg~(-1)),但该区土壤AP/TP比值低于磷的生物利用度的阈值(2%);湿地土壤TP储量随夏季、秋季、次年春季呈依次减少的变化趋势,AP储量也呈现秋季低、夏春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP、AP含量和储量在两个土层之间不存在显著性差异(P0.05)。湿地土壤TP和土壤含水量(P0.05)、Al和Mg(P0.01)均存在显著正相关关系,和土壤盐度呈显著负相关关系(P0.05);AP和土壤含水量及容重显著正相关(P0.05);土壤磷素与土壤有机质、土壤pH的相关性均未达到显著性水平(P0.05)。总体上,黄河三角洲盐地碱蓬湿地土壤磷的垂直变异性不大,但具有明显的季节变异性,其含量与土壤铝镁化合物以及土壤盐度和含水量具有显著的相关性。     

回流立式组合人工湿地对农村混合废水中重金属的净化效果

针对农村分散式混合废水中的重金属难以集中处理的问题,提出一种占地面积小、操作灵活、维护简单的新型回流立式组合人工湿地工艺,研究其对重金属混合废水的处理效果以及进水水质与运行条件对重金属去除的影响。结果显示,回流立式组合人工湿地在运行时间为6 h,回流周期T=30 min的条件下对CODCr、TN、TP和TSS的平均去除率分别为82.83%、27.67%、64.64%和92.58%,对As、Cd、Pb、Cu和Zn的平均去除率分别为50.01%、62.43%、91.02%、63.37%和51.92%;其去除负荷高达92.4、12.1、160.9、1 214.9、1 989.0 mg·m-2·d-1,约为其他研究平均值的4～27倍。进水pH和CODCr的波动以及回流周期的变化对重金属去除无显著影响(P0.05);将运行时间由6 h延长至24 h时,重金属的去除效率有明显的提高(Zn除外)。回流立式组合人工湿地对重金属的去除快速高效、去除负荷高,在农村分散式含重金属混合废水处理方面具有较好的利用前景。     

黄河三角洲湿地土壤盐离子沿水盐梯度的变化特征

为了分析黄河三角洲滨海湿地土壤电导率及盐离子组成沿水盐梯度的分布规律,沿自黄河向海的方向选择了假尾拂子茅湿地、香蒲湿地、芦苇湿地、柽柳和盐地碱蓬混生湿地和盐地碱蓬湿地作为研究样地,于2014年在各类型湿地内采集0～50 cm的土壤,并测定土壤电导率和6种盐离子。结果表明,盐地碱蓬湿地0～50 cm土壤的电导率、钠离子、钾离子和氯离子显著高于其他湿地(P0.05),镁离子、钙离子和硫酸根离子的最高值则出现在柽柳和盐地碱蓬混生湿地。在剖面方向上,电导率和6种盐离子表现出不同的变化趋势。线性相关分析表明,土壤电导率和6种盐离子呈显著正相关关系(P0.05)。土壤电导率和盐离子在2014年均表现出强变异特征。研究表明,沿自河向海的水盐梯度,湿地土壤电导率、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子、氯离子和硫酸根离子总体呈现逐渐上升的趋势,土壤电导率的变化主要受钠离子和氯离子含量变化的影响。     

滨海盐碱地区的雨水花园介质土对水文特征的影响——以上海临港新城为例

上海滨海地区海绵城市建设因地理条件所限,遇到地下水位高、土壤盐碱化严重等急需解决的难题。为了推进临港海绵城市试点工程的建设,探索雨水花园的适应性应用,根据上海滨海盐碱地区雨水径流的水文特点,通过人工模拟降雨实验,分析在雨水花园种植层中加入不同介质土(草炭、有机肥、石膏、黄沙、污泥、椰糠、混合土)对降雨径流水文特征(出流洪峰延迟时间、洪峰时刻累积径流削减率、径流总削减率、雨水花园渗透率)的影响,提出适合上海滨海盐碱地区雨水花园的种植土,为雨水花园在滨海盐碱地区的推广提供理论依据和技术支撑。结果表明,对出流洪峰延迟时间最优的介质土是混合土(63 min),对洪峰时刻累积径流削减率最优的介质土是草炭(89%),对径流总削减率最优的介质土是黄沙(76%),对雨水花园渗透率影响最优的介质土是有机肥(9.2E~(-07) m/s)。     

海南热带滨海度假社区绿化设计探讨

海南热带滨海区域已成为度假地产开发的首选,如何通过绿化设计修复滨海生态结构并形成优质的滨海度假环境是滨海度假社区环境营造的关键。为此,文章以海南陵水富力湾中心景观区绿化设计为例,对热带滨海环境和地型与绿化设计的关系进行探讨,其结果可为滨海度假社区绿化设计在景观生态构架、绿化结构和植物造景3方面提供理论依据,并为海南热带滨海度假社区景观建设提供重要的技术借鉴。     

排盐补淡对滨海盐碱土壤盐分变化的影响

为明确增加地下水埋深及补淡淋洗对滨海盐碱土的脱盐效果,以期为滨海盐碱土壤改良及水资源合理利用提供科学依据。以浅井排盐和灌溉水、降雨淋洗作为排盐补淡措施,在距排盐井不同半径处对地下水位和1 m土层含盐量进行测定,研究其在排盐补淡过程中的变化情况。研究表明,利用4 m左右的简易浅井可有效增加地下水埋深,抽水区域地下水埋深围绕排盐井呈现"V"型变化;排盐对中度和重度盐碱土1 m土层含盐量的影响存在差异,中度盐碱土表现抑盐、重度盐碱土有脱盐效果,且都随着抽提半径的增大,抑盐脱盐效果减弱;灌溉或降雨对盐碱土壤有脱盐作用,抽水腾出土壤水库容会提高土壤脱盐率,比仅灌溉或降雨分别高34.22%和17.53%,接近水量的灌水处理比降雨效果明显。综上所述,增加地下水埋深、腾空土壤水库容可以有效抑制盐碱土壤返盐并提高灌溉水、降雨等淡水洗盐效率,加大土壤脱盐效果。     

滨海沙地不同树种人工林生物量及凋落物碳氮养分归还

基于福州市滨海后沿沙地上营造的人工林的调查,以9年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)3种主要人工林为对象,采用Monsi分层切割法(乔木层)和样方收获法(草本层、凋落物层)获取这3种人工林的生物量,研究其生物量分配格局及凋落物碳氮养分归还。结果表明,尾巨桉乔木层地上部分生物量为49.950t·hm^-2,地下部分生物量为15.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.08%和18.98%;草本层生物量为0.698t·hm^-2(0.87%);凋落物层生物量为14.539t·hm^-2(18.07%)。木麻黄乔木层地上部分生物量为51.630t·hm^-2,地下部分为20.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.65%和24.60%;草本层生物量为0.017t·hm^-2(0.02%);凋落物层生物量为10.488t·hm^-2(12.73%)。纹荚相思乔木层地上部分生物量为51.130t·hm^-2,地下部分为13.760t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的64.43%和17.34%;草本层生物量为0.093t·hm^-2(0.12%);凋落物层生物量为14.369t·hm^-2(18.11%)。3种人工林地上各器官生物量均表现为:树干>树枝>树皮>树叶。这3种人工林生态系统总生物量与乔木层生物量排序相同,表现为木麻黄(82.40t·hm^-2)>尾巨桉(80.46t·hm^-2)>纹荚相思(79.35t·hm^-2),且生物量分配格局均为乔木层>凋落物层>草本层。3种人工林的净生产力表现为木麻黄(16.21t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(14.00t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(12.51t·hm^-2·a^-1)。凋落物碳氮养分年总归还量表现为木麻黄(3.953t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(3.329t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(2.751t·hm^-2·a^-1)。     

种子大小和枯落物覆盖对黑松种子萌发和幼苗生长的影响

2017年5月10日,将烟台沿海防护林内20～30年生黑松Pinus thunbergii母树的种子分为大粒、中粒和小粒播于花盆中,研究枯落物覆盖厚度(1 cm,2 cm,3 cm,4 cm)对种子萌发和幼苗生长的影响,以阐明沿海黑松防护林幼苗建立的机制。结果表明:种子大小对发芽率、发芽指数有着极显著影响(P<0.01),对平均发芽时间、活力指数没有显著影响。大粒种子比中小粒种子有着低的发芽率和发芽指数。在生物量分配和根系特征上种子大小没有显著影响,但对幼苗高度和地径有显著的影响(P<0.05),都是大粒和中粒种子大于小粒种子。枯落物覆盖厚度对于种子萌发有显著影响(P<0.05),发芽率、发芽指数、活力指数都随枯落物厚度的增加而增加,平均发芽时间则逐渐降低;但对幼苗生物量、生物量分配和根系特征无显著影响。相关分析表明,苗高和地径与发芽指标、幼苗生物量分配相关性不显著,但与比根长和比根表面积成显著正相关。因此,种子大小和枯落物覆盖厚度是影响沿海黑松防护林天然更新的重要因素。     

水盐梯度对滨海湿地土壤养分指标和酶活性的影响

[目的]研究海水入侵对滨海湿地土壤性质的影响,为分析水盐梯度对土壤养分指标和酶活性的影响机制提供依据。[方法]采集胶州湾滨海湿地表层土壤并设计室内模拟试验,测定不同水盐梯度上的土壤养分指标和酶活性。[结果]盐分和水分对土壤pH值和容重(BD)的影响显著;土壤有机质(TOM)、氨氮(NH_4~+-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、蔗糖酶(SA)、脲酶(UA)、碱性磷酸酶(APA)均随水梯度的增加表现为先升高后降低的趋势,在30%水梯度时达到最高值;土壤TOM,AP,AK,SA,UA,APA均随盐梯度的增加而降低,NH_4~+-N随盐梯度的增加而增加。土壤SA与TOM,AP,AK存在显著正相关关系;APA与TOM,AP,AK,BD显著正相关;UA与pH值,BD显著正相关,与NH_4~+-N具有一定的相关性。[结论]在一定范围内,土壤中水分过高或过低、盐分增加均会对土壤养分含量和酶活性产生抑制作用;土壤养分和酶活性之间存在密切的相关关系。