利用秸秆编织物进行河流护岸的探索研究

针对江苏省各个城市面临的秸秆焚烧带来的环境污染问题,分析水稻、小麦、油菜等秸秆的组分构成特点,结合政府对秸秆综合利用的规划,利用秸秆的编织技术和可降解特性,针对不同河岸的土壤和植被状况,采取单层、多层、立体等秸秆护岸方式进行覆盖,从生态护岸技术现状出发,探索新的河流护岸应用技术,采用新的设计工艺进行护岸工程施工,尝试对河流护岸进行生态修复运用,同时对比其它相关河流护岸修复工程的特点,加强对秸秆的实用性技术进行探索和研究。     

河道生态护岸的研究进展

河道护岸是城市建设的重要工作之一。传统硬质河岸主要用于满足防洪、航运等需要。但硬性材料的护坡和护岸结构对周边生态系统的许多方面均产生了较大的负面影响。国内外学者和工程师开始改造护坡和护岸结构,探寻生态型的护岸结构形式。回顾了近年来国内外生态护岸的相关技术,重点关注人工生态护岸结构类型及其评价,指出现有技术、设施与研究中存在的问题,并进行了展望。     

河道护岸生态化建设进展

护岸对河道生态环境有着直接的影响作用,生态护岸是从生态学角度来审视护岸的功能和作用。生态护岸种类繁多,地方性较强,结合工程实例,本文概括与总结了生态护岸的内涵、结构形式、优越性、以及发展趋势。     

河道护岸生态化建设进展

护岸对河道生态环境有着直接的影响作用,生态护岸是从生态学角度来审视护岸的功能和作用。生态护岸种类繁多,地方性较强,结合工程实例,本文概括与总结了生态护岸的内涵、结构形式、优越性、以及发展趋势。     

中国南北方城市河流生态修复技术差异性特征

城市河流具有防洪排涝、供水、生态、景观和文化等多重经济、社会功能,也是受人类作用影响较大的区域。目前针对中国河流生态修复工程的系统归纳与梳理,尤其针对南方和北方城市河流的地区差异性,及适应于各自区域特征的生态修复工程的系统对比和总结比较匮乏。针对这一问题,通过文献梳理和工程实践总结,对城市河流生态修复技术进行了梳理和分类,从城市河流的自然条件、污染以及普遍的治理思路上分析南方和北方城市河流具有的差异性特征。对南方和北方城市河流生态修复中的共性技术进行了陈述,详细分析了南北方应用的生态修复技术中,具有差异化的调水改善水环境、生态护岸、人工湿地和人工浮床4项技术的适用性及应用条件。最后对目前城市河流修复工作存在的问题进行了总结,并提出了相应建议。     

生态交错带理论在生态护岸构建中的应用

本文从生态交错带的基本理论出发,分析了岸坡生态系统的组成和主要特征,提出了构建生态护岸应遵循的景观生态学原则及护岸型式与生态植物的选择。从而为生态护岸的构建提供参考。     

城市闸控河流浮游植物群落结构特征及影响因素

以典型城市闸控河流—南京市西北护城河为研究对象,通过开展2019—2020年4个不同季度的水环境及浮游植物采样调查,综合分析了城市闸控河流浮游植物群落结构的时空变化特征,探讨了环境因子、水位调控和护岸类型等对浮游植物群落结构的影响.结果显示,南京市西北护城河四季共采集到浮游植物7门90种,主要隶属于硅藻门（Bacillariophyta）和绿藻门（Chlorophyta）,夏季和春季物种数多,冬季和秋季物种数少.浮游植物密度为2.1×10³~5.47×10⁶ cells·L^-1,生物量为2×10^-3~6.28 mg·L^-1;浮游植物Shannon-Wiener多样性指数为0.60~2.35,Pielou均匀度指数为0.17~0.59,处于中度污染状态.西北护城河浮游植物群落结构不仅受水温及营养盐等环境因子影响,还与水位调控及河流护岸类型密切相关.高频率水位调控能有效减少有害藻类的聚集爆发,生态护岸保留了自然河流中的生态循环系统,可为浮游植物提供更有利的生境条件.     

马仲河流域污染状况及其生态修复分析

根据马仲河流域污染状况,通过采取河道底泥治理、排污干管截流、建造人工湿地和河道护岸等一系列生态修复措施来恢复马仲河流域生态功能,并以此达到净化河流的目的。本文为北方地区中小河流及支流河的全面达标提供了可借鉴的成功经验。     

河流生态修复效果评价指标体系研究

本文在归纳分析国内外河流生态修复效果评价研究现状的基础上,总结了河流生态修复效果评价各类方法的优缺点,指出生态修复效果评价指标体系的构建原则和结构层次;通过对生态修复效果评价指标体系的构建依据和方法进行分析,运用频度分析法、理论分析法并结合工程实践,依据与河流生态修复成果紧密相关的河流健康评价指标体系、河流生态修复效果评价指标体系及国内外河流生态修复技术措施进行指标筛选,构建河流生态修复效果评价指标体系,从新的视角提出了包含河流自然功能、生态环境功能和社会经济功能三个方面27项分指标的河流生态修复效果多目标综合评价指标体系;同时展望河流生态修复效果评价今后主要的研究方向,为后续河流生态修复研究工作提供有效的参考依据。     

基于矿化垃圾的生态护岸强化脱氮基质的可行性研究

生态护岸是目前河、湖治理与修复过程中削减面源氮营养盐的重要措施之一。而筛选高效、低耗的生态护岸基质材料是其关键环节。通过优化复配矿化垃圾、沸石和砾石,研制一种基于矿化垃圾的新型强化脱氮生态护岸基质材料,并从其透水和持水性、抗剪、抗压和抗冲刷性、生态安全性、植被相容性和氮削减特性等方面对该材料进行了性能评定。结果表明:该新型基质材料的透水(渗透系数为1.31~2.55 cm/min)、持水(持水度为5.87%~8.02%)、抗剪(抗剪强度大于60 kPa)、抗压(抗压强度大于380 kPa)以及抗冲刷的性能均满足生态护岸基质材料的要求;发光细菌毒理实验证实其生态安全性;该材料适于护岸植被芦苇、鸢尾和麦冬的生长;具有优良的氮削减性能(氨氮和总氮的削减率分别为95%和70%)。静态经济评价表明,该材料具有明显的成本优势。该新型材料的研制对于生态护岸脱氮功能拓展以及解决河湖治理中面临的"氮超标"问题具有现实意义。     

淮河干流岸边带生态健康遥感评估

结合高分辨率遥感影像在岸边带范围提取、生态系统高精度分类、生态结构特征提取方面的优势,将景观结构指数纳入岸边带生态健康评估指标体系,从生态功能、生态结构和生态胁迫三个方面对淮河干流岸边带生态健康状况进行全面调查评估.评价结果显示,淮河干流岸边带生态健康指数低于0.3,生态健康状况总体处于较差水平,并具有明显的空间走向特征,从上游到中游呈现出生态环境状况逐渐变差、再略有改善的趋势.通过对淮河干流岸边带生态环境问题的分析,认为人类开发强度大、植被覆盖率低、自然岸线保有率低、人为干扰强度大是造成淮河干流岸边带生态健康状况较差的主要原因.     

河岸带不同植被格局对表层土壤养分分布和迁移特征的影响

河流周边的人类活动干扰使得河岸带的植被类型和结构发生了巨大变化。研究选取了北京市温榆河的3个类型河岸带植被结构,从河漫滩到河道上依次为：（I）杨树林-农田、（II）火炬树林-荒草、（III）农田-荒草。通过土壤采样分析和对比研究,发现河岸带的植被格局可以显著影响土壤养分的空间分布特征和流失风险。从河漫滩到河道的方向上,河岸带植被组合I的土壤全氮、全磷、有效氮、有效磷和有机质含量均呈现降低的趋势,而土壤容重则逐渐增加。对于植被结构类型II,土壤的全氮、有效氮和有机质呈现出波动的变化;而土壤的全磷和有效磷都呈现比较平缓的变化趋势。对于植被组合III,土壤养分含量均呈现增加的趋势,土壤容重呈现降低的趋势。河岸植被模式III的下坡位荒草区域的土壤养分和有机质含量都要显著高于其上坡位的农田区域,但农田区域的土壤容重则大于荒草区域。植被结构的异质性还可以影响到河岸样带的土壤平均养分含量和容重大小。研究结果可以为退化河岸带的植被恢复和植被格局的优化设计提供参考。     

塔里木河干流荒漠河岸林的空间分布与生态保护

塔里木河流域荒漠河岸林具有重要的生态、经济和社会效益。论文以塔里木河干流的荒漠河岸林系统为研究对象,借助于卫星遥感、GIS等技术,结合实地调查,应用缓冲区梯度分析方法,对现有林地水平分布结构进行分析。结果表明:①塔里木河干流荒漠河岸林面积为58.42×10⁴ hm²,占研究区总面积的14.07%,自上而下5个河段的林地面积分别占总面积的2.94%、3.75%、3.95%、1.99%和1.44%,并且北岸河岸林面积较南岸明显多,南岸受沙漠化威胁,河岸林退化严重,水资源时空分配不均匀是荒漠河岸林分布特征的重要原因;②荒漠河岸林多沿河道地形分布,随离河道距离的增加呈波动下降趋势,河流对荒漠河岸林显然具有重要影响,径流主要起到补给地下水的作用,近河床区林地分布较集中,波动幅度小,在远离河床区林地易于退化,河流北岸影响范围为38.33~45.51 km,南岸为15.21~39.33 km;③塔里木河干流总体林地率不高,林地分布不均匀,荒漠河岸林形成以河道为中心的带状分布,分布范围达10~80 km,重要保护范围在0.8~12.3 km,恢复范围在2.2~24.5 km,重建范围在4.7~30.1 km。根据荒漠河岸林的分布特征和保护目标,对塔里木河干流用水作统一规划和协调是符合实际的生态治理措施。     

辽河干流河岸带土壤有机磷酸酯污染特征研究

本研究分析了辽河干流河岸带土壤中有机磷酸酯（OPEs）的含量水平,阐明了其空间分布特征,探讨了OPEs含量与土壤总有机碳（TOC）的关系,评估了OPEs造成的潜在生态风险.结果表明,13种OPEs在辽河干流河岸带土壤中的总浓度范围为19.6~89.4ng/g,平均浓度为44.2ng/g,处于国内外研究的较低水平;河岸带土壤中OPEs的含量总体上表现为上游较低、中下游较高,辽河上游主要由烷基OPEs和TPPO（Triphenylphosphine oxide）组成,辽河中下游主要是烷基OPEs;辽河干流河岸带土壤中OPEs的含量与土壤TOC含量没有相关性,这与OPEs的疏水特性有关;各OPEs单体的危害熵以及12种OPEs的总危害熵均低于1,表明辽河干流河岸带土壤中OPEs造成的生态风险较小.     

河岸芦苇、茭白和香蒲植物带处理受污染河水中试研究

利用中试规模的河岸植物带(芦苇、茭白、香蒲)及无植物空白带对受污染河水进行处理,并对它们处理结果进行比较.结果表明,3种植物均能强化污染物的去除.其中芦苇带效果最好,它在整个运行期间对COD、NH₄⁺-N和TP的去除效果分别为43.7%、79.5%和75.2%.对出水溶解氧与水温进行了考察,结果表明植物带水体的溶解氧变化比无植物带小,水温比无植物带低.其中,芦苇带水的溶解氧最高,香蒲带水温和溶解氧最低.芦苇、茭白、香蒲带对河水中污染物的去除和改善水环境条件等方面表现了不同的特点,在河岸带修复时应尽可能保证水生植物的多样性.     

太湖五里湖非点源污染物的来源与控制对策

现场调查显示,五里湖非点源污染物来源于城区道路、居民区、农业和绿化施肥等方面,在降雨时通过河道、湖周散流和大气沉降方式入湖.根据流域环境特点,将五里湖流域划分为西南山地风景旅游管理区,北部新城污染控制区和东南农业、渔业综合整治区3个区域类型,并对各区提出了如下的非点源污染控制对策:西南山地风景旅游管理区需采取陆上植被保护和滨水植被恢复工程;北部新城污染控制区需采取滨水区、河口区、河道区植被恢复工程以及人工湿地工程;东南农业、渔业综合整治区需采取有机农业工程、污水处理工程、植物塘净化工程和河道生态净化工程.      

河岸带中荆三棱的生长特性及其腐烂规律研究

为了了解在河岸带生态恢复中植物的生长及其作用,在中试规模上对河岸带中的荆三棱进行了1 a研究.荆三棱在不同水深区域的生长高度与密度表明荆三棱对水深的耐受性不强,更适合于在浅水域生长.秋季收割与不收割的对比表明秋季收割有利于荆三棱第2年的生长与发芽.荆三棱生物量及其中的N、P在地上、地下的分布表明地下荆三棱的生物量比地上多大约55％,地下荆三棱生物固定的N、P总量分别大约比地上荆三棱生物固定的N、P总量多50％和126％.在河岸带通过收割荆三棱可以分别带走荆三棱所固定的全部N、P的40.5％和30.6％.地上荆三棱经过130 d的浸泡,其重量损失率有27.10%, TN、TP的损失分别为40.80%和76.80%.浸泡植物释放出的污染物基本没有积累现象.     

太湖流域源头南苕溪河口生态工程恢复及其初期水质净化效应

针对太湖流域源头溪流农业面源污染严重和生态拦截净化较弱的问题,采用生态工程措施于南苕溪人青山湖水库河口处对河道进行恢复.综合考虑山溪性河流水文水动力特征,通过构建、稳定和保护河口与滨岸带生态系统实现河道恢复目标.所采用关键技术包括:合金钢网石兜抛石技术、深潭-浅滩/塘-洼地组合净化技术、分流沙嘴技术、T-型乱石抛筑透水坝技术、河岸侵蚀面防侵蚀的浅滩沙洲场技术、植被缓冲带技术、水生植物恢复技术等.对河口生态工程区进行连续9个月的监测结果显示,工程区上段浅滩及分流沙嘴区能有效复氧,提升pH值并降低电导率,同时对总磷、活性磷和悬浮颗粒物有较好的去除效果;中段深潭区通过强化的微生物活性能有效去除铵态氮与亚硝态氮;下游T-型坝能较好地拦截并沉积河口冲刷物质,但需对其定期清理以防引发二次污染.河口生态工程运行初期较好地改善了河道结构并提升了河流自净能力,对河流生态恢复最具指示作用的水质指标溶解氧饱和度、铵态氮去除率在工程实施后较工程实施前平均分别提高了14.5％、14.7％.     

铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估

为揭示惠溪河滨岸带土壤重金属(Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As)形态分布和生态风险状况,沿河采集12个采样点的土壤样品,采用改进的Tessier五步连续提取法开展形态分析,并以Hkanson潜在生态危害指数法进行生态风险评估. 结果表明:①As和Cr以残渣态占绝对优势,Zn、Pb和Ni以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态为主,Cu则以残渣态和有机结合态为主,Cd具有形态多样的分布特征;②7种重金属污染程度排序为As＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr,潜在生态风险大小排序为Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn＞Cr,其中Cd和As属极高风险等级,Cu为中等风险等级,其他4种元素则为轻微风险等级;③根据潜在生态风险指数,小倪村、狼尾湖右岸和大倪村采样点属于高风险等级,其他9个采样点均属于很高风险等级;④由综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象.      

松花江下游沿江湿地土地利用变化对土壤细菌群落多样性的影响

本研究旨在明确生境质量变化对土壤细菌群落的影响,为松花江退化湿地选择科学的修复方法提供参考依据.于2018年使用Illumina MiSeq PE300第二代高通量测序平台对松花江下游的5种土地利用类型湿地（天然湿地、稻田地、玉米田、采砂迹地及恢复湿地）土壤细菌16S rDNA进行测序,分析不同土地利用类型土壤细菌群落多样性和功能的差异.结果表明：沿江湿地开垦为玉米田造成土壤细菌的Ace、Chao1和Shannon指数显著降低（P<0.05）,采砂迹地的仿湿地修复使土壤细菌的Ace、Chao1和Shannon指数显著提高（P<0.05）.天然湿地、稻田、玉米田和采砂迹地的土壤细菌群落结构差异显著（P<0.05）,采砂迹地与恢复湿地的土壤细菌群落结构相似.沿江湿地土壤细菌划分为40门、105纲、258目、421科、802属和1673种,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、疣微菌门、厚壁菌门和芽单胞菌门为各样地共有的优势菌门（相对丰度>1%）.相比之下,拟杆菌门偏好稻田土壤环境,变形菌门和芽单胞菌门偏好玉米田土壤环境,放线菌门偏好采砂迹地土壤环境.湿地土壤细菌具有新陈代谢、环境信息处理、遗传信息处理、细胞过程、人类疾病和有机系统这6类一级代谢通路、46类二级代谢通路和19类主要二级代谢通路（相对丰度>1%）.土壤pH、含水量、碱解氮和碳氮比是沿江湿地土壤细菌群落多样性的主要影响因子.由此可见,改变沿江湿地土地用途降低了土壤生态系统稳定性,增加了湿地退化的潜在生态风险.