小流域生态环境治理的路径策略及应用研究——以资阳市为例

以资阳市小流域为例,以水质断面改善为导向,结合小流域污染物核算,识别水质断面超标的主要来源。结果表明,COD和NH₃-N在城镇生活污染中占比最大,TP在农田径流污染中占比最大,农村生活污染、畜禽养殖污染对不同流域的影响都较大,工业污染和水产养殖污染影响相对较小。以“污染源核算-工程措施/非工程措施-水质改善”为治理思路,识别小流域共性和个性问题,择取污水设施及配套管网建设、河道清淤、生态拦截沟渠、水产养殖尾水治理、生态保护修复和补水活水等工程,开展农业面源、产业结构、水资源、水生态和水环境等管控,削减污染物排放量,建立健全流域横向补偿机制,确保水体水质改善成效显著。     

紫色土丘陵区农田源头沟渠一氧化氮排放的季节差异及影响因素

农田源头沟渠是农田养分迁移的重要水文通道和非常活跃的氮转化场所.本研究以紫色土丘陵区农田源头沟渠为对象,在2014年12月~2015年11月,采用静态箱-化学发光法对其一氧化氮（NO）排放开展原位观测.结果表明,有自然植被覆盖的农田源头沟渠生态系统（V）中的NO年累积排放量为14.17 g·（hm²·a）^-1,而无自然植被覆盖的对照处理（NV,代表沟渠中的沉积物-水界面系统）则为-0.4 g·（hm²·a）^-1.总体而言,沟渠生态系统的年综合排放通量是11.27 g·（hm²·a）^-1,全年平均排放通量为0.13 μg·（m²·h）^-1.农田源头沟渠仅在夏季是NO的排放源,且夏季NO累积排放量显著高于（P<0.05）春季、秋季或冬季.沟渠上覆水NO₃^--N浓度和温度是影响NO排放季节变化的主要控制因素.同时,沟渠生态系统中植物存在可显著提高所观测的NO排放通量,但对全年NO累积排放量无显著影响.     

南方典型矿区农业小流域耕地土壤重金属空间分布特征及污染评价

为了解我国南方典型矿区所在流域的耕地土壤重金属含量空间分布特征及其污染状况,对所选取的小流域内耕地土壤6种重金属(Cd、 As、 Mn、 Cu、 Zn和Pb)的总量进行测定,运用空间插值方法分析典型矿区小流域尺度重金属含量的空间分异特征,并采用地累积污染指数法与潜在生态危害指数法进行了生态风险评价.结果表明,小流域内耕层(0～20 cm)土壤中Pb、 Zn、 Cu、 As和Cd的含量均值分别高出背景值约11.9、3.8、8.2、4.7和14.2倍,样品超过农用地土壤污染风险筛选值的比例分别为24%、56%、75%、44%和48%, Zn和Mn呈现中等变异,Pb、 As、 Cu和Cd则发生了强变异,表明小流域内存在明显的重金属富集现象;空间分析结果显示,耕地土壤6种重金属的空间分布有明显的一致性特征,即在矿业活动区及其下游和小流域西部乡镇街道处存在富集,在流域主河道干流两侧存在部分重金属的高值点,表明研究区内最主要的污染来源是矿冶活动及污染河水灌溉;地累积污染指数法与潜在生态危害评价结果表明,小流域内存在重金属复合污染,尤以Cd污染的程度最高,河流干流两侧耕地生态风险等级最高.     

典型喀斯特区侵蚀性降雨特征及坡面生物措施水土流失防控效应

降雨类型和生物措施是坡面水土流失的重要影响因素。为研究喀斯特区降雨类型和不同坡面生物措施共同作用下的水土保持效益,以贵州蚂蟥田小流域水土保持监测站2014—2018年5年的径流小区实测数据为基础,分析了112场次的侵蚀性降雨特征,并以降雨量、降雨历时、平均降雨强度为指标对其进行分类。同时,分析了不同侵蚀性降雨类型下6个生物措施径流小区的产流产沙量,生物措施包括自然恢复草地、水土保持林(水保林)和经济果木林(经果林)。结果表明,侵蚀性降雨可以分为3类,通过分析降雨侵蚀力和各生物措施坡面的产流产沙能力,得出降雨的侵蚀能力表现为B雨型(中历时、大雨量、中雨强)>C雨型(短历时、小雨量、大雨强)>A雨型(长历时、中雨量、小雨强),B和C雨型的产沙量占全年总产沙量的85%以上。侵蚀性降雨集中发生在5—10月,占全年总产沙量的92.6%和总产流量的93.2%;3种生物措施的产流产沙量大小为:自然恢复草地>水保林>经果林,水保林和经果林的侵蚀产流量差异不显著(P<0.05)。对比自然恢复草地,水保林和经果林均能够减少侵蚀达50%以上。此外,其削减能力与降雨类型有关,在不同雨型下两种林地的减沙能力为:A雨型>C雨型>B雨型。研究结果可为喀斯特地区以生物措施治理坡面水土流失提供参考。     

低流速城市小流域河道生态修复效果研究——以无锡亲水河为例

改善城区水环境、完善河道生态功能是目前我国许多城市小流域河道治理中亟待解决的问题。为探讨生物绳-重建生物群落联合修复技术对低流速城市小流域河道的修复效果,选取了无锡市典型的低流速城市河道亲水河,对其进行了7个月(2014年6—12月)的生态修复效果研究。监测数据表明:生态修复区内的总氮、总磷、溶解态总氮、溶解态总磷、磷酸根、叶绿素a、藻蓝素、浊度和悬浮颗粒物浓度显著降低,分别比对照组低40.8%、48.5%、39.1%、33.3%、47.7%、47.2%、48.0%、35.7%和55.8%。该修复技术对氨氮去除效果不明显。生态修复后水体的透明度显著提高。研究表明生物绳-重建生物群落联合修复技术能有效改善低流速城市小流域河道的水质。     

小流域水质评价方法对比研究

为分析小流域水质评价方法的准确度和适应度,以小安溪流域2017年和2018年的监测数据为基础,利用单因子评价法、综合指数评价法、内梅罗污染指数法和加拿大水质指数法进行水质评价,利用等标水质分析的思想对比了四种方法的评价准确度。评价结果显示:单因子评价法更适合评价水质分布较均匀的流域,内梅罗污染指数法要更为客观一些,加拿大水质指数法更适合较大的、评价指标较多的流域。综合指数评价法是最适合小流域水质评价的。其结果为小流域水质评价方法选择提供了借鉴。     

土地利用对洱海罗时江小流域土壤微塑料污染的影响

土壤环境中微塑料污染受到广泛关注,但小流域尺度下不同土地利用方式对微塑料污染影响的认识相对不足.以洱海北部罗时江小流域为研究对象,分析耕地、河岸带、草地和林地土壤中微塑料污染特征,利用聚合物风险指数法评估4种地类土壤的污染风险,探讨土地利用对土壤微塑料污染的影响.结果表明：①罗时江小流域土壤微塑料丰度在220~1 900 n·kg^-1之间,平均丰度为（711 ± 55）n·kg^-1,主要聚合物类型为聚酯（PES,32.52%）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET,21.95%）,粒径集中于0.5~2 mm（61.89%）,超过75%的微塑料为纤维状,颜色以透明为主（58.50%）.②小流域土地利用方式决定土壤微塑料的丰度和污染特征,人类活动强度更大的耕地[（885 ± 95）n·kg^-1]和河岸带[（837 ± 155）n·kg^-1]土壤微塑料丰度显著高于林地[（491 ± 53）n·kg^-1]（P<0.05）,薄膜和碎片状微塑料主要赋存于耕地土壤,微塑料聚合物类型和颜色种类也以耕地土壤最为丰富.③耕地土壤微塑料风险指数等级（Ⅲ级）高于其余3种地类（Ⅰ级）.研究表明,小流域内人类活动强度越大的土地利用方式,其土壤微塑料赋存特征越复杂,聚合物类型更丰富,潜在污染风险越高,应加强对耕地土壤微塑料污染的管控.     

小流域地下水与地表水微生物组成结构差异及其成因分析

对中山大学滨海水循环综合试验基地的河道水和地下水进行采样,运用16S rRNA基因分析方法,研究微生物的群落组成、结构,同时,通过Mothur软件分析不同采样点的系统发育多样性和文库稀释曲线.结果表明,上下游河道水和地下水均以变形菌(Proteobacteria),厚壁菌(Firmicutes),古菌(Archaea)为优势种群,变形菌在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的29.7%、30.3%、28.1%、20.9%、14.2%;厚壁菌在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的9.7%、20.3%、19.8%、8.6%、39.6%;古菌(不可培养的泉古菌和广古菌)在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的14.2%、12.3%、11.7%、12.1%、3.5%.表明地下水、地表水微生物组成结构有一定的趋同性.另一方面,酸杆菌(Acidobacteria)、硝化螺旋菌(Nitrospira)、拟杆菌(Bacteroidetes) 和Candidate division OPx等在不同采样点的丰度各异,不同埋藏条件下的地下水和地表水多样性指数与稀释曲线有所不同,揭示小流域的微生物组成、结构具有空间差异.研究显示,受周围水文地质条件、补给差异等影响,微生物种群随之演化,微生物特征与水文地质、化学离子密切相关.     

AnnAGNPS模型在九龙江典型小流域的适用性检验

在中国东南丘陵山区—中尺度流域——九龙江流域选取4个土地利用方式不一的典型小流域,借助GIS和相关资料率定模型参数,并通过对2003年4月至9月各小流域出口降雨水质水量的同步监测,检验了连续－分布式参数模型（Annualized　AGricultural NonPoint Source Model,AnnAGNPS）的适用性研究结果表明,模型对于地表径流量的模拟能力好于对泥沙和营养盐的模拟,对总磷和泥沙输出的模拟结果表现出了较大的不确定性。     

湘西北低山丘陵小流域降雨侵蚀力计算及其特征研究

依据湖南省西北部武陵山区女儿寨小流域1999年建站以来9 a(2000-2008年)降雨过程资料进行降雨侵蚀力计算及分析,以EI30计算结果为基准,并采用EI10、EI60、CREAMS模型中次降雨估算模型、半月步长的日雨量雨强模型及武汉市日雨量模型进行计算,探讨各种模型在本流域的适宜性.结果表明:流域年均降雨侵蚀力为5 423.06 MJ·mm·hm-2·h-1,且主要集中在4-8月,次降雨量与次降雨侵蚀力、月降雨量与月降雨侵蚀力、年降雨量与年降雨侵蚀力均为乘幂关系.各模型中以EI30最为适宜,半月步长的日雨量雨强模型经改写为半月步长的日雨量模型,并确定模型参数后有较好的适宜性,非线性多参数模型也很适合本流域降雨侵蚀力的评价,但今后还需选择更精确的适用于本流域的模型参数.