Environmental impact of aquaculture-sedimentation and nutrient loadings from shrimp culture of the southeast coastal region of the Bay of Bengal

Nutrient Ioadings were measured for surface seawater and bottom sediments of semi-intensive and improved extensive shrimp culture pond, adjacent estuary, and fallow land in the south-east coastal region of Bangladesh during August, 2000--January, 2001 to evaluate the impact of shrimp culture. The mean levels of nutrients found in the pond surface water were 108.780 mg/L for CaCO3, 0.526 mg/L for NH4^ -N, 3.075 wt% for organic carbon, 7.00 mg/L for PO4-P, 5.57 mg/L for NO3-N, and 7.33 mg/L for chlorophyll-a. The maximum mean value of H2S(0.232 mg/L) was found in estuarine water. Nutrients loading were found to be decreased with distance from the shrimp farm discharge unit in estuarine water. The mean level of organic matter, total nitrogen, and organic carbon were found in higher concentrations in sediments of cultured pond compared to bottom soil of adjacent fallow land at the same elevation. Extractable Ca values were found in higher concentration(550.33 ppt) in adjacent fallow land, as the shrimps for molting in shrimp ponds use extractable Ca. The relation between seawater H2S value and sediment pH ( r= -0.94); sediment organic carbon and sediment pH values ( r= -0.76), sediment total nitrogen and sediment pH ( r = - 0.74) were found to be highly negatively correlated. Whereas the relation between seawater H2S value and sediment total nitrogen ( r= 0.92), water NH4^ -N and sediment pH ( r = 0.66) were found to be positively correlated. The results revealed that load of nutrients at eutrophic level in estuarine water, and decrease of soil pH; leading to acid sulphate soil formation indicates a negative impact of shrimp culture.     

胶州湾与大亚湾不同类型湿地对无机氮、磷的净化评估

为分析不同类型湿地对无机氮、磷（DIN和DIP）的净化能力,本文以胶州湾与大亚湾两个典型海湾为例,利用海水-地下水交互速率定量计算海湾湿地的净化能力。结果表明:胶州湾存有沙滩、泥滩、河口潮间带和潮沼4种典型湿地类型,不同类型湿地对DIN的净化能力排序为泥滩＞沙滩＞河口潮间带＞潮沼,对DIP的净化能力排序为沙滩＞泥滩＞河口潮间带＞潮沼,对DIN和DIP的净化能力分别为2.11×105～4.23×105 mol/d和4.29×102～8.22×102 mol/d,估算出由于填海造陆等人类活动导致脱氮量减少3.1～5.4 t/d。大亚湾主要有红树林泥滩、沙滩和泥沙滩3种湿地类型,不同类型湿地对DIN的净化能力排序为红树林泥滩＞沙滩＞泥沙滩,对DIN的净化能力为4.22×107 mol/d,并估算出由于大亚湾红树林泥滩和沙滩湿地面积的减少导致其脱氮量分别减少了1.33×102 t/d和0.81 t/d。     

中国滨海湿地的分类

滨海湿地是海平面以下６米至大潮高潮位之上与外流江河流域相连的微咸水和淡浅水湖泊，沼泽以及相应河段间的区域，分潮上带淡水湿地、潮间带滩涂湿地，潮下带近海湿地和河口沙洲离岛湿地四个子系统及若干型。对各个子系统和型进行了界定。     

我国典型潮间带不同形态氮的空间分布特征

2014年秋季对全国14个典型潮间带沉积物间隙水与上覆水中不同形态氮的空间分布特征进行了调查,结合沉积物粒度、人类活动等影响因素对其主要影响因子进行了研究。结果表明:间隙水中氮的浓度均受到周边人类活动的影响,流域氮输入是导致河口区间隙水氮浓度高于非河口区的原因之一。不同粒径沉积物对氮的保持能力也是影响其浓度的重要因素。在河口区,人口密度、农田面积和污水排放量对间隙水中DIN浓度有一定影响,海水养殖面积对间隙水中DON浓度有重要影响。其中大辽河口、九龙江口和珠江口潮间带间隙水主要受人口密度的影响,大沽河口主要受人口密度和农田面积的影响,闽江口主要受人口密度和污水排放量的影响,黄河口主要受海水养殖的影响。在非河口区,污水排放量对潮间带间隙水中DON影响显著,由于非河口区养殖降低了氮营养盐尤其是硝酸盐浓度,海水养殖面积和种类对DIN的浓度和结构有明显影响。其中苏北浅滩间隙水中氮主要受污水排放的影响,北戴河沙滩、四十里湾和英罗湾均受海水养殖的影响。     

基于陆海统筹的河口区生态环境管理对策研究

坚持陆海统筹,是新时代我国加快海洋强国建设的基本原则和重要内容.在生态环境领域,河口区地处陆海交汇区域,是破解陆海统筹环境管理难题的关键区域.目前,河口区环境监督管理存在管理边界不明确、生态环境监测覆盖面不足、缺乏生态环境评价标准等问题.新形势下,亟需进一步优化完善河口区陆海统筹生态环境管理体系,破除陆海空间界限和行政管理壁垒,优化陆海衔接、海陆协同的污染防治体系,建立陆海一体、区域联动的生态环境管理体系.因此,本文提出河口区陆海统筹生态环境质量监管对策,包括划分河口水体管理单元、建立河口区生态环境评价体系、构建河口水环境基准体系、开展流域-河口-近岸海域污染协同治理、建立信息共享和智慧监管平台等,强化河口区生态系统完整性评估,为推进河口区域联动机制的建立及陆海统筹环境管理提供借鉴.     

漳江口不同潮滩秋茄树干CH4传输速率与呼吸速率

树干对红树林湿地CH₄和CO₂的排放有重要影响.为研究红树林湿地温室气体排放机制及其影响因子,于2017年9月利用树干静态箱-气相色谱仪法,以漳江口秋茄（Kandelia obovata）红树林为研究对象,探讨不同潮滩（中、高潮滩）下秋茄树干CH₄传输速率和呼吸速率的特征.结果表明:①中潮滩秋茄树干CH₄传输速率[（91.19±16.63）μg/（m2·h）]显著大于高潮滩[（0.71±0.24）μg/（m2·h）]（P < 0.001）,而中、高潮滩秋茄树干呼吸速率无显著性差异（P>0.05）.②秋茄树干CH₄传输速率受土壤孔隙水的影响较大,与土壤孔隙水中c（CH₄）呈极显著正相关（P < 0.01）,与孔隙水中ρ（DON）呈极显著负相关（P < 0.01）.③秋茄树干呼吸速率与胸径大小呈极显著正相关（P < 0.01）,并呈极显著性幂函数回归关系（P < 0.001）,而树干CH₄传输速率不受胸径大小的影响.研究显示,与红树林湿地的空间异质性相比,植物特征对树干呼吸速率的影响更为显著;相反,对于树干CH₄传输速率,空间异质性的影响比植物特征的影响更为显著.      

孟加拉国海岸带近30a红树林变化遥感分析

孟加拉国是21世纪海上丝绸之路沿线重要的支点国家,海岸带广泛分布有红树林,其西南部的松达班地区尤其典型。本研究基于1990、1996、2000、2005、2010和2016年6个时期Landsat TM/OLI中等分辨率卫星遥感影像数据,开展了基于SVM方法的孟加拉国海岸带红树林遥感监测,并应用8 m空间分辨率的GF1-PMS1卫星遥感数据进行结果检验,给出了6个时期孟加拉国海岸带红树林空间分布状况,分析了红树林30 a间的演变趋势。结果表明:1）近30 a孟加拉国海岸带红树林面积整体上呈现缓慢减少的趋势,1990年面积为468218.932 hm2,至2016年红树林面积共减少17077.898 hm2;2）海岸带红树林空间上呈东部和西部减少,中部增加的态势,近30 a间东部吉大港专区红树林面积减少了45.7%,西部库尔纳专区红树林减少了2632.007 hm2,但仅占总面积的0.64%,中部巴里萨尔专区红树林面积增加3108.604 hm2;3）东部吉大港专区红树林面积减少区域主要位于诺阿卡利附近沿岸和佐拉尔甘杰沿岸,主要减少的原因是虾养殖池的建立;西部库尔纳专区红树林减少区域主要分布在松达班地区河口、沿岸附近,主要减少的原因是虾养殖池的建立和人类活动将红树林转换为其他类用地;中部巴里萨尔专区红树林面积增加区域主要分布在戈拉吉博群岛周边,主要增加的原因是人工种植红树林和红树林的自然增长。     

北仑河口红树林沉积物微生物在潮间带的分布状况

以16S rRNA基因为分子标记,通过高通量测序方法分析了广西北仑河口高、中和低3个潮间带中红树林沉积物微生物群落结构。结果表明:北仑河口潮间带红树林沉积物中微生物多样性丰富,微生物Shannon指数变化范围在10.2~10.4之间。潮间带红树林微生物优势类群为Proteobacteria,Chloroflexi,Bacteroidetes,Planctomycetes和Acidobacteria。OTUs的维恩图表明3个潮间带中红树林微生物组成相似性较高。然而,热图和三相图分析发现潮间带的微生物种属特异性具有差异。高通量测序还发现北仑河口红树林中存在一些微生物参与有机物污染物降解和碳氮等元素循环。     

In situ nitrogen removal processes in intertidal wetlands of the Yangtze Estuary

Estuarine and intertidal wetlands are important sites for nitrogen transformation and elimination. However, the factors controlling nitrogen removal processes remain largely uncertain in the highly dynamic environments. In this study, continuous-flow experiment combined with ¹⁵N isotope pairing technique was used to investigate in situ rates of denitrification and anaerobic ammonium oxidation (anammox) and their coupling with nitrification in intertidal wetlands of the Yangtze Estuary. The measured rates varied from below the detection limit to 152.39 µmol N/(m²·hr) for denitrification and from below the detection limit to 43.06 µmol N/(m²·hr) for anammox. The coupling links of nitrogen removal processes with nitrification were mainly dependent on nitrate, organic carbon, sulfide, dissolved oxygen and ferric iron in the estuarine and intertidal wetlands. Additionally, it was estimated that the actual nitrogen removal processes annually removed approximately 5% of the terrigenous inorganic nitrogen discharged into the Yangtze Estuary. This study gives new insights into nitrogen transformation and fate in the estuarine and intertidal wetlands.     

北方寒冷地区冻融期河岸缓冲区土地利用结构对河流水质的影响

以松花江哈尔滨段为研究区域,基于2014—2015年哈尔滨市6个国控水质监测断面逐月水质监测数据和2014年秋季ETM遥感数据,通过不同空间尺度和土地利用类型划分,利用冗余分析等方法研究土地利用结构在北方寒冷地区冻融期对河流水质的影响,结果表明:松花江流域哈尔滨段水质状况整体状况一般,氮污染比较严重,融水期COD与BOD_5高于冰封期,冰封期氮、磷含量高于融水期;冻融期河岸带100、200、500、900、1500 m缓冲区这5种尺度下,对河流水质指标影响最显著的土地利用方式为水域和建设用地,影响最大的空间尺度为100 m缓冲区,200 m缓冲区次之.其中建设用地和旱田与除DO以外的任何水质指标呈正相关,水域则与其呈负相关.融水期水质对土地利用结构的响应关系强于冰封期.在冰封期,水域对NH_3-N影响较大呈显著负相关,建设用地对TN影响较大呈显著正相关.在融水期,建设用地对COD影响较大呈显著正相关.在流域管理中,针对植被覆盖率低、建设用地占比高的流域应加强冻融期土地利用管控,合理开发建设用地.     

河岸带地下水营养元素和有机质变化及与洪水的响应关系研究

河岸带地下水和河水存在复杂的交互作用,地下水和地表水存在明显的补排关系,洪水事件是影响河岸带地下水水质波动的重要水文过程. 以黄河湿地国家级自然保护区孟津湿地为研究对象,通过河岸带地下水营养元素指标(特别是小浪底水库调水调沙期间)野外定位观测,深入分析了河岸带地下水水质变化及其与洪水的响应关系. 结果表明,河岸滩区的农业开发存在明显的氮、磷下渗流失风险. 临近河岸的农耕旱作区,是河流与人工湿地之间一个特殊的氮污染物控制单元,对地下水和河流之间的氮迁移隔离起着极为重要的作用. 在人工湿地,农家粪作为底肥加入可能是磷下渗流失的重要源头,进入地下水中的磷顺着水力坡度还发生着显著的横向迁移,尤其在调水期横向迁移更加明显. 河岸滩区的开发类型及其耕作制度对地下水的硝氮含量产生重要的影响. 在鱼塘区,常年的土壤厌氧环境加重了氮的下渗迁移和积累;在荷塘区,春夏季节,土壤淹没呈厌氧环境,氮迁移和硝化作用显著,在秋冬季节,土壤呈好氧环境,氮硝化作用显著发生,全年氮达到相对平衡的状态;距离河岸50～200 m之间氮的硝化-反硝化作用强烈,是一个高效的微生物氮净化单元. 人工湿地施用的农家粪是有机物流失的重要源头,河岸滩区土壤质地呈沙性,渗透能力强,土壤保水保肥能力差,在此区进行农业活动,尤其是人工湿地开发中大量施用肥料,容易造成土壤表层有机质和氮磷养分因灌溉而导致的下渗流失,进而污染地下水与河水,较由降雨引起的地表径流流失显得更为突出. 距离河道50～200 m的范围是重要的污染净化单元,为典型的滩区地下水-河流的水陆交错带. 该区域的合理保护,对于保护河流水质和地下水水质十分重要.     

浑太河流域不同水生态功能区环境要素的分布特征及其与土地利用之间的关系

为深入分析不同水生态功能区土地利用方式对环境要素空间分布特征的影响,于2009—2016年对浑太河流域300个样点的407组数据进行野外监测（包括26种水环境要素数据以及2010年和2015年的Landsat TM遥感影像数据）,采用主成分分析、Spearman相关性分析和多元线性回归分析,筛选主要水环境因子,分析流域水质指数（WQI）的空间变化规律,结合水生态功能分区和各样点的土地利用数据,探究了不同水生态功能区土地利用方式对河流主要环境要素的影响.结果表明:①电导率（EC）、溶解氧（DO）、悬浮物（SS）、5日生化需氧量（BOD₅）、化学需氧量（COD_Cr）和铵态氮（NH₄+）是影响浑太河流域水质状况的主要环境要素.②水生态Ⅰ区和Ⅱ区WQI较高,水质状况较好,平均值分别为86.80±6.47和85.57±6.69,其中等级为好的样点占比分别为30.41%和21.70%;水生态Ⅲ区水质较差,WQI平均值为72.92±13.75,其中建设用地和林地是影响WQI的主要土地利用类型;随着林地面积减少,建设用地面积增加,WQI逐渐降低（R_adj2=0.25）,其中等级为好的样点占比仅为0.94%,而等级为差的样点占比超过50%.研究显示,土地利用对河流主要环境要素的影响在3个水生态功能区有显著差异,建设用地面积的快速增加和林地面积的大幅降低是影响浑太河流域水生态Ⅲ区水质状况的主要驱动因子.      

袁河流域土地利用方式对河流水体碳、氮、磷的影响

为探明土地利用方式对袁河水体碳、氮、磷浓度的影响,于2018年8月（丰水期）和2019年1月（枯水期）在袁河干流和支流38个采样点采集水样并测定碳、氮、磷（DOC、NO₃--N、NH₄+-N和TP）浓度.将流域划分为子流域和沿河岸不同距离（100、200、300、400、500、1 000和2 000 m）缓冲区,结合Pearson相关性分析、冗余分析（redundancy analysis,RDA）和回归分析等方法,量化不同尺度土地利用方式对干支流碳、氮、磷浓度的影响.结果表明:①建设用地、农田、水域是袁河水体碳、氮、磷浓度的主要影响因素,其中建设用地对NH₄+-N、DOC和TP浓度影响最大,水域、农田分别对NO₃--N、DOC浓度影响较大.②土地利用方式对干流碳、氮、磷浓度变化的解释量大于支流,丰、枯水期对干流碳、氮、磷浓度变化的解释量分别为47.2%、36.7%,对支流的解释量分别为23.2%、26.4%.③土地利用方式对干流DOC浓度变化的解释量在丰水期低于对TP、NH₄+-N和NO₃--N浓度变化的解释量,在枯水期高于对TP、NH₄+-N和NO₃--N浓度变化的解释量;土地利用方式对支流DOC浓度变化的解释量在丰、枯水期均高于对TP、NH₄+-N和NO₃--N浓度变化的解释量.④缓冲区尺度土地利用方式对河流碳、氮、磷浓度的影响大于子流域尺度,且干流缓冲区大于支流缓冲区.随缓冲区尺度增加,土地利用方式对水体碳、氮、磷浓度变化的解释能力在干流丰水期和支流枯水期均先增后降,在干流枯水期和支流丰水期的解释能力逐渐增强.研究显示,加强缓冲区土地利用方式的管理,特别是对干流建设用地点源污染和支流农田面源污染的控制,是袁河水环境管理的关键.      

人工湿地在辽河流域面源污染治理中的应用

针对辽河流域特定的气候条件并结合自身研究成果,从人工湿地类型的选择、湿地植物在去除氮磷中的作用、人工湿地对废水水质和水量的要求等方面对人工湿地进行了综述。通过对国外人工湿地治理面源污染的实际工程以及辽河流域已经开展的人工湿地治理工程的分析,说明人工湿地是一种有效缓解辽河流域面源污染的技术手段。     

讷漠尔河湿地生态保护初探

讷漠尔河湿地处于嫩江东岸,包括了河流、灌丛、泡沼、湖泊、沼泽、草甸等各种不同的自然生态环境类型,蕴藏着丰富的野生生物资源,对调蓄嫩江洪水、涵养水源、候鸟与湿地多样性保护具有重要意义。随着我市生态文明建设的加快,讷漠尔河湿地的保护、恢复已迫不及待。本文在对讷漠尔河湿地生态功能、生态环境问题分析评价基础上提出了保护对策。     

土地利用对太湖入流河道营养盐的影响

土地利用类型是影响面源营养盐负荷的重要因素.为定量揭示不同土地类型对太湖流域入湖河流营养盐浓度的影响,本文以太湖西岸乌溪港流域为例,基于流域土地利用类型的遥感解译,结合河道水质监测数据,分析了流域土地利用对太湖入流河道营养盐浓度的影响.结果发现,河道水质与土地利用类型联系紧密：旱地农田和建筑用地占比对河道氮、磷、有机碳及浮游植物叶绿素a等营养盐相关水质指标影响巨大,果园用地占比也与河道营养盐浓度正相关,而林地占比则与营养盐浓度负相关;流域水域的利用情况及其面积占比也显著影响河道营养盐：河流及水库等的水体面积占比与河道溶解性总氮及硝态氮浓度负相关,自然坑塘及鱼塘等水域面积占比则与河道硝态氮和氨氮浓度负相关,而河流及鱼塘面积占比与河道溶解性总磷、溶解性有机碳和高锰酸盐指数等浓度呈正相关,自然坑塘面积占比与河道颗粒态磷和浮游植物叶绿素a浓度呈正相关.土地利用类型对河道水质的影响程度还受其距河远近的影响.上述结果表明在太湖等平原河网地区营养盐的面源污染控制中应当将土地与湿地的利用管控作为重点实施管理,将湿地水域的自净能力提升纳入流域营养盐控制方案,并特别重视下游河道两岸旱地及建筑用地的面源污染削减.     

长江口湿地沉积物-水界面无机氮交换总通量量算系统研究

基于MapObjects组件式GIS技术和数学建模方法,以Visual Basic为开发平台,建立了长江口湿地沉积物-水界面无机氮交换通量空间插值模型、总通量量算模型和量算系统,该系统的主要功能包括对无机氮界面交换通量信息查询检索,空间插值分析,以及对长江口湿地不同岸段、不同季节无机氮交换总通量综合和动态量算.利用该系统和长江口湿地2000年10月-2004年7月无机氮界面交换通量季节性实测数据,对长江口湿地沉积物-水界面无机氮交换总通量进行了量算.结果表明:长江口湿地沉积物在春季向水体释放无机氮,在夏季、秋季和冬季则表现为净化水体中的无机氮,全年总体表现为净化水体中的无机氮.量算系统的实际应用表明,该系统在定量分析长江口湿地生态功能过程中发挥了重要作用.      

海南东寨港红树林湿地污染监测与评价研究

近年来海南东寨港红树林湿地生态环境受到严重污染,加之从2012年来以有孔团水虱为主的海洋污损动物在保护区内大面积爆发,使红树林遭受严重破坏。因此对海南东寨港红树林湿地进行污染监测、污染源分析及生态系统健康诊断、评估、预警是非常必要的。本文在对东寨港红树林湿地连续5 a监测和污染调查的基础上,采用单因子污染指数法、内梅罗指数法和综合营养状态指数法评价海南东寨港红树林自然保护区的污染状况和变化特征,探究其主要污染因子及其成因,并根据评价结果对红树林湿地生态系统的恢复提出相应对策与建议。研究结果显示在近5 a的时间里海南东寨港红树林湿地经历了从2013年—2015年污染程度逐渐减轻,到2016年—2017年污染情况再次严重的过程。根据三种污染评价方法得出近两年塔市、山尾村、三江镇区域水质污染和富营养化情况最严重,水体污染以有机质和氮污染为主。相关管理部门应加强监管并采取相应措施,控制高位池养虾数量,实施退塘还林及虾塘养殖废水处理等措施,尽快使海南东寨港红树林生态系统得以恢复。     

河口生态环境需水量计算方法研究

提出了河口生态环境需水量的计算方法.计算中考虑了水循环消耗、生物循环消耗、生物栖息地等不同类型需水及其随时间的变化,根据“加和性”和“最大值”原则计算了河口生态环境需水年度总量,以保持河口径流自然状态为目标确定了生态环境需水量年内随时间的变化率.根据“生态环境需水量阈值性”的要求,将计算结果划分为最低、适宜和高3个等级.对海河流域主要河口的计算结果表明,海河口、滦河口和漳卫新河口最低等级生态环境需水量分别为5 97×10 8m3、6 81×10 8m3和4 96×10 8m3.河口径流量的减少将首先影响泥沙的输运,进而改变河口生态系统的盐度平衡     

红树植物对养殖水体中营养盐和浮游植物的影响

对深圳沙井镇9个种植红树的鱼塘和一个无红树植物的对照塘水体中营养盐及浮游植物进行了为期1 a的调查研究.结果表明：在鱼塘中种植红树植物能有效降低养殖水体中的营养盐浓度,种植不同种类及不同面积比例红树的鱼塘对N、P营养盐的降低效果无明显的差异,对照塘中浮游植物的密度和生物量均高于种植红树的鱼塘,其初级生产力亦远高于实验塘.