太湖湖滨带林草复合带草本植物枯落物量的变化特征

为减少湖滨带林带枯落物的产生,有效降低N、P随降水径流进入湖泊水体的风险,采用人工草坪替代林下杂草的方式,建立林草复合带.以5种草坪草为研究对象,设立3种种植密度,采用定位定期采集的方法,研究草坪建植后草本植物枯落物的变化以及不同种植密度对枯落物量的影响.结果表明:①间距15 cm高密度种植易导致草坪枯落物的产生,以白三叶和红花酢浆草较突出;草坪种植后林下草本植物枯落物量大幅度减少,平均枯落物量减少66%～95%.②草坪枯落物量随生长时间变化无明显规律,7—11月植物生长期间,白三叶草坪10月枯落物量最高;麦冬草坪、红花酢浆草草坪以及与其混种的其他草坪枯落物量最高时期均出现于8月.③白三叶高、低密度种植单种草坪产生的枯落物量大于与红花酢浆草混种草坪,而中密度种植则相反,单种草坪小于混种草坪.     

不同类型生态浮床对富营养河水脱氮效果及微生物菌群的影响

通过设施大棚内容积为1.5 m3的人工模拟池试验,研究了框式与传统旱伞草浮床对富营养河水氮素转化及微生物菌群的影响.传统浮床是以聚乙烯泡沫板为载体,栽植陆生植物来削减水体氮磷和有机物质等,从而达到净化水质的效果.框式浮床是以塑料镂空支架为载体,除种植陆生植物外还添加填料等组件的新型浮床.结果表明:①2种浮床对水体中TN,NH4+-N和NO3--N均有显著的去除效果,其中框式浮床和传统浮床的NH4+-N去除率分别高达91%和86%,TN去除率也分别达到74%和64%,NO3--N去除率分别为49%和31%.②2种浮床系统有效地提高了水体中微生物和氮循环细菌总数和种群数量,尤其是框式浮床不同时期均比空白对照高出2～3个数量级.③氮循环细菌的数量跟水体氮素去除有显著相关性.其中水体ρ(NH4+-N)和氨化菌数量呈显著正相关,ρ(NH4+-N)和硝化菌数量呈极显著负相关,ρ(NO3--N),ρ(TN)和反硝化菌数量之间呈极显著负相关.④框式浮床的独特结构使之比传统浮床的去氮能力更强.其中,填料系统吸附贡献率为8%,植物吸收的去氮贡献为16.5%,微生物系统脱氮则为75.5%;而传统浮床植物系统吸收贡献率为31.8%,微生物系统脱氮贡献率为68.2%.说明浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径,微生物脱氮在2种浮床脱氮途径中占主导作用.     

不同营养状态水体中生态浮床对浮游植物群落的影响

为研究不同营养状态下水体中浮游植物群落对生态浮床系统的响应关系及其影响因素,设不同营养水平试验组〔A组ρ(CODCr)、ρ(NH4+-N)、ρ(TP)分别为10.0、2.00、0.200 mg/L,B组分别为100.0、20.00、2.000 mg/L〕,每组设对照、框式浮床2个处理,每个处理3个重复.自2012年8月5日—10月5日,定期对水体营养盐质量浓度、浮游生物群落特征、浮床植物的生长状况进行检测.结果显示:12个试验组浮床植物长势良好,其中B组浮床植物茎叶部分干物质量增加7.9倍,浮床系统对水体N、P的净去除率均在60%以上;2浮床系统能明显抑制浮游植物的大量生长(P0.05),对浮游植物密度和总生物量在峰值处的最大抑制率可达75.9%(A组)和83.6%(B组);3框式浮床处理中浮游植物的群落结构比对照处理复杂,A组中浮游植物优势种为隐藻门的卵形隐藻(Cryptomonas ovata)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)和绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、小空星藻(Coelastrum microporum),B组为隐藻门的尖尾蓝隐藻和裸藻门的梭形裸藻(Euglena acus);4B组试验中,框式浮床处理浮游植物Shannon-Wiener多样性指数显著高于对照处理,生态浮床对浮游植物群落的影响更多体现在提升浮游植物的生物多样性上.研究表明,浮床系统能高效去除水体N、P,抑制浮游植物的增殖,改变浮游植物的群落结构,并且这些作用受到水体营养水平的影响.     

鱼塘水面无土栽培美人蕉研究

１９９０年起，采用浮床无土栽培技术在鱼塘水面种植陆生植物美人蕉（Ｃａｎａ ｇｅｎｅｒａｌｉｓ Ｂａｉｌｅｙ）。结果表明，美人蕉对水栽表现出良好的生态适应性，水栽美人蕉单位面积生物产量比陆栽增加了５０％左右，开花量增加近１倍，水栽美人蕉花期比同期的陆栽美人蕉延长２１ｄ。水栽美人蕉的良好适应性还表现在它的分枝根多，根系活力强，白根所占比例较高。图１表４参５     

硝氮胁迫对不同沉水植物生理生长的影响

沉水植物是水生生态系统的初级生产者,对调控生态系统能量的循环和传递,维持水生态系统的结构和功能。都有极为重要的作用。为了解硝态氮浓度对不同种类沉水植物生理生长的综合影响,实验采用6种浓度的硝态氮对苦草和黑藻进行胁迫处理,在实验开始后的6、24h测定植株抗氧化物酶（SOD、POD、CAT）的活性;并于实验处理7d后考察植株的叶绿素含量和各项生长指标。结果表明,缺氮条件下苦草和黑藻的SOD、POD反应强烈,40mg／L下苦草和黑藻的SOD、CAT酶活性几乎无变化;从处理时间上看,苦草总体表现为各浓度处理的SOD、CAT随胁迫时间增加活性上升,POD活性下降;黑藻生理活性表现则相反。胁迫处理7d后,苦草5mg／L处理下生物量积累最大,1～20mg／L内黑藻生物量积累没有差异,苦草的叶绿素、鲜重增量生长指标总体远低于黑藻。研究表明,10mg／L是苦草能够耐受的最高硝态氮浓度．黑藻在1～20mg／L内均能较好生长;黑藻较苦草对硝态氮胁迫具有更大的耐受性。     

富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应

通过围隔水泥池模拟试验,研究了富营养化水体中浮游植物群落对新型组合型生态浮床系统净化水质的响应.每隔2周对水体中各水质指标、浮游植物及浮游甲壳动物群落进行检测,结果显示:①3种不同覆盖率(以浮床面积计)处理下,组合型生态浮床对氮、磷的去除率表现为39%覆盖率>26%覆盖率>13%覆盖率.②3种覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%和13%覆盖率对浮游植物生物量的抑制效果比39%覆盖率好;同时,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理.③浮游植物生物量的变化与浮游甲壳动物表现出明显的相反时间趋势.尽管26%覆盖率对氮、磷的去除量不是最大,但却更利于形成较为稳定的浮游植物群落结构,促进水体生态系统的平衡与健康发展;浮游植物生物量与营养盐的显著相关性及与浮游甲壳动物的相反时间趋势显示,生态浮床对浮游植物群落的改善可能是通过营养盐的上行效应与浮游甲壳动物的下行效应等因素得以实现.     

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应. 结果表明:①以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用; 在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍. ②美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质. ③美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到. 推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.     

置入式生态滤床对低温季节重污染河水水质的改善效果

在传统水平潜流人工湿地(SSFW)的基础上,设计了一种下部存在水层的置入式生态滤床系统(IEF),对比研究了IEF和SSFW在不同季度的污染物去除效果。结果表明:与SSFW相比,IEF对污染物的去除率较高,在整个实验期间对总氮(TN)、氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(COD_(Mn))的总平均去除率分别为63.6%、78.4%、64.7%和51.9%,比SSFW高出13.1%、6.9%、12.1%和7.3%。温度对SSFW的去除率影响较大,在温度较低的第4季度(10—12月),SSFW的去除率明显下降,但IEF的处理效率依然能保持较高水平,对TN、NH3-N、TP和COD_(Mn)的平均去除率达57.9%、63.0%、58.7%和51.8%,比SSFW高12.8%、11.1%、10.2%和7.2%,表明IEF能够部分解决低温季节湿地处理效率低的问题,对重污染河流水质净化具有重要的指导意义。     

b-N-TiO2/Ag3PO4复合光催化材料的制备及光催化降解有害藻的研究

为了获得高效、低能耗的藻污染控制方法,通过煅烧-沉淀法制备出b-N-TiO₂/Ag₃PO₄复合光催化材料,通过SEM、TEM、XRD、XPS、UV-Vis等表征手段对材料的整体形貌、表面结构和光响应性能进行测试分析.结果表明:①b-N-TiO₂均匀分布在Ag₃PO₄表面,增强了对可见光的响应,并促进了光生电子-空穴对的分离.②b-N-TiO₂/Ag₃PO₄（0.2T/A）复合光催化材料降解铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）细胞中叶绿素a（Chla）的效果最好,其拟一级动力学方程速率常数分别比纯Ag₃PO₄和b-N-TiO₂高2.73和7.72倍,经过8 h可见光催化后,对Chla的降解率为98.1%,且重复利用3次后降解率仍可达85.4%,具有较高的光催化稳定性.③固定化b-N-TiO₂/Ag₃PO₄复合光催化材料对实际地表水中的藻细胞和藻毒素具有良好的光催化降解性能.因此,b-N-TiO₂/Ag₃PO₄复合光催化材料在未来有害藻类污染的水处理中具有潜在的应用前景.      

潜流-表面流复合人工湿地的河道水质净化效果

针对太湖流域的小河道水环境污染普遍较重的现状,结合潜流和表面流人工湿地系统技术的优点,设计并制作了阶梯式的复合人工湿地系统,前端采用潜流,后端采用表面流,试验区种植密度为25株/m2的茭草,研究其组合工艺对河道水质的净化效果,以期为河道人工湿地的设置提供技术参数。结果表明,复合人工湿地系统具有较强的污染物去除能力,HRT为3.4d时,7—12月对TN、TP、NH+4-N和高锰酸盐指数的平均去除率分别达到了64.3%、63.9%、74.6%、51.1%,较同期相同HRT下潜流人工湿地去除率分别提高了12.1、10.6、1.8、5.1百分点。其中,前端0.25距离分数的去除率占各自总去除率的74.5%～91.2%。