Co-development of an integrated assessment framework to evaluate the effectiveness and impact of selected nature-based water treatment technologies in Sri Lanka,The Philippines,and Vietnam

Water quality is a critical challenge in Asia in the context of growing industrialization, urbanization, and climate change. Nature-based solutions (NbS) could play an important role in reducing urban water pollution, while generating multiple co-benefits that could make cities more liveable and resilient. In this regard, a number of pilot and demonstration projects have been set up to explore their potential across cities in Asia. Their effectiveness and impacts, however, have not been adequately documented, thus how they can be sustained, replicated and up-scaled remain poorly understood. This study aims to contribute to addressing this challenge by co-developing an integrated assessment framework and employing it to understand how existing evaluations of NbS in the region can be improved. It focuses specifically on a set of nature-based solutions that have been employed for water treatment across six cities in Southeast Asia (two in each Sri Lanka, the Philippines, and Vietnam), namely, floating wetlands, constructed wetlands and maturation ponds. The study also suggests specific methodologies for capturing a set of core indicators considered relevant for assessing the effectiveness and capturing the multi-faceted impacts of the examined NbS.     

长江口海域底栖生态环境质量评价——AMBI和M-AMBI法

AMBI(AZTI’s Marine Biotic Index)和M-AMBI(Multivariate-AMBI)指数可以有效地评价河口和近岸海域软底质海洋大型底栖动物群落对人为和自然扰动的响应.本研究根据2009年4月在长江口采集的大型底栖动物资料,首次在长江口海域同时运用栖息密度和生物量计算AMBI(BAMBI)和M-AMBI(M-BAMBI),对其进行底栖生态质量评价.结果表明,长江口底栖生态环境皆受到不同程度的干扰,其中受干扰最严重的区域集中在杭州湾、舟山及长江口门区附近海域,与该海域的陆源排污、富营养化以及大量的海岸工程建设等有密切的关系.单因素方差分析表明,运用栖息密度和生物量计算出的两个指数值,评价结果无明显的差异.与AMBI相比,M-AMBI与本研究生物群落结构参数以及环境因子的匹配度更高,能够更有效地评价长江口底栖生态环境质量.Pearson相关分析和一元线性回归分析表明,M-AMBI与底层水体的富营养化指数之间存在线性显著负相关关系,而与表层水体的呈非线性显著负相关;AMBI与富营养化指数之间却无显著相关关系,说明M-AMBI更适合指示长江口水域的富营养化压力.     

白鱼泡湿地春季硅藻植物初报

对2014年春季白鱼泡湿地内的硅藻植物群落组成进行初步研究,共发现硅藻门植物69个分类单位,分别隶属于2纲6目10科24个属,初步分析了白鱼泡湿地春季硅藻植物群落的组成,大部分硅藻为普生种类,同时出现了一些嗜碱种类,如:Navicula radiosa(Kützing)、Rhopalodia gibba(Müll)等,还有一些嗜酸和寡盐的种类出现。     

构造湿地在污水处理厂二级出水后的深度处理应用研究

中国大部分污水处理厂目前均采用二级处理工艺,主要去除碳源污染物,而消解氮、磷类污染物的效果较差.在传统二级处理工艺基础上,对中水进行三级深度处理,BOD5、SS以及COD类污染物去除效果明显,但运行成本较高,处理量受限.人工构造湿地利用基质-植物-微生物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附与沉淀等作用,以及微生物同化分解和植物吸收转化等途径,可有效去除污水中的氮、磷、SS、有机物及重金属等污染物,且具有低投资、低运转费、低维持成本等特点.     

陈家大院泡湖泊湿地植物多样性研究

研究陈家大院泡湖泊湿地植物多样性规律对于改善大庆市萨尔图区的生态环境,了解物种群落丰富度具有重要意义.通过野外样地调查,分析了陈家大院泡湖泊湿地植物群落组成,并计算了植物群落多样性特征指数,包括Margalef指数,Simpson指数,Shannon-wiener指数和Pielou均匀度指数,结果表明,研究区湖泊湿地共有38种植物,分别隶属于18科34属,除榆树为木本植物外,有36种草本植物以及1种藓类植物.经数据处理后得出,每个样方平均含有3个物种,植株个体数目平均为115,Margalef指数平均值为0.567,Simpson指数平均值为0.814,Shannon-wiener指数平均值为0.313,Pielou均匀度指数平均值为0.267.由此看出,陈家大院泡湖泊湿地植物多样性水平较低,植物群落组成较为单一,生态环境脆弱.     

Nitrogen mass balance in a constructed wetland treating piggery wastewater effluent

The nitrogen changes and the nitrogen mass balance in a free water surface flow constructed wetland （CW） using the four-year monitoring data from 2008 to 2012 were estimated. The CW was composed of six cells in series that include the first settling basin （Cell 1）, aeration pond （Cell 2）, deep marsh （Cell 3）, shallow marsh （Cell 4）, deep marsh （Cell 5） and final settling basin （Cell 6）. Analysis revealed that the NH4＋-N concentration decreased because of ammonification which was then followed by nitrification. The NO4＋-N and NO4＋-N were also further reduced by means of microbial activities and plant uptake during photosynthesis. The average nitrogen concentration at the influent was 37,819 kg/year and approximately 45% of that amount exited the CW in the effluent. The denitrification amounted to 34% of the net nitrogen input, whereas the accretion of sediment was only 7%. The biomass uptake of plants was able to retain only 1% of total nitrogen load. In order to improve the nutrient removal by plant uptake, plant coverage in four cells （i.e., Cells 1, 3, 4 and 5） could be increased.     

降解纤维素产甲烷的四菌复合系

自然环境中通常是微生物群落协同完成纤维素的降解,构建可降解纤维素的混菌体系是认识微生物相互作用的关键.利用富集培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹检测技术以及厌氧滚管技术,建立了一种筛选简单降解纤维素产甲烷复合菌系的方法.利用此方法从青藏高原若尔盖高寒湿地分离到一个由4株菌构成的降解纤维素产甲烷的稳定菌系.结果表明,该复合菌系由纤维素水解菌Clostridium glycolicum、非纤维素水解菌Trichococcus flocculiformis和Parabacteroides merdae、产甲烷古菌Methanobacterium subterraneum等具有不同功能的4种菌株组成,且在这4株菌的共同作用下可将纤维素直接转化为CH4.该简单复合系的获得为今后纤维素转化甲烷复合菌系的代谢控制和遗传改造提供了一个平台.     

长江近口段沿岸刀鲚生物量的时间格局

为了解长江刀鲚Coilia nasus资源的变动状况,探讨沿岸水域对刀鲚资源的保育作用,于2002~2013年间用定制张网对长江靖江段沿岸鱼类作了每月2~3个样本的采集。分析结果显示,12a采集的369份样品中,刀鲚的出现频率达94.6%,分别占总渔获数量和重量的5.18%和5.46%。刀鲚平均CPUEN和CPUEW有16.7±19.9尾和106.6±109.5g,是沿岸鱼类群聚的优势种或次优势种。但其年资源量并不稳定,最高的2010年是最低2002年的5.4陪。平均体长123.6±37.0mm,平均体重仅7.5±8.2g。0+龄组占78.9%,1+龄组占20.7%,2+龄仅出现在4、5月份,且仅占当月个体数的3.0%,幼体是沿岸刀鲚群体的主要组成成分。从0+龄个体的月度体长分布看,当年孵化的幼鱼大多栖息在河岸水域,沿岸生境在维持刀鲚幼鱼资源上具有重要作用。分析显示,4月1日至6月30日的长江禁渔期虽可保护约42.6%的幼鱼个体,但从保护效果看,还因适当延长沿岸水域的禁渔时间。维护沿岸水域的生境完整性,也是保护长江刀鲚幼鱼资源的重要措施。     

1644~1949年长江三角洲地区五种洪涝致灾因子组合特征分析

为研究洪涝灾害中不同洪涝致灾因子组合特征对灾害的决定作用,基于历史文献资料,对长江三角洲地区1644~1949年五种洪涝致灾因子(简称洪涝因子)——连续降水、台风、潮灾、上游洪水以及强降水——分类辨识并逐年赋值统计,得到1644~1949年长江三角洲逐年洪涝因子总值序列。结果表明:(1)影响洪涝的因子平均为1.66个,依据洪涝因子总值序列变化趋势,研究时段可划分为三阶段:阶段一,1644~1718年,三因子与四因子洪涝年多集中于这一阶段,该阶段均值高于全段均值与其它两阶段;阶段二,1719~1864年,该段波动较大,单一因子与二因子洪涝年发生频次较高,该段均值最低,其中单一因子洪涝年以强降水因子的影响为最多;阶段三,1865~1949年,大多出现单一因子与二因子洪涝年,整体波动较小,为较平稳的时段。(2)单一因子洪涝年发生频率最大,以强降水因子出现最多,二因子洪涝年发生频率次之,以连续降水-强降水比例最高,三因子洪涝年以连续降水-台风-强降水为最多,四因子洪涝年出现最多的为连续降水—台风—上游洪水—强降水的因子组合,未出现五因子洪涝年。(3)按灾情影响范围辨识了长江三角洲地区1644~1949年6个极端洪涝灾害年和7个极端台风灾害年,发现极端洪涝灾害年主要集中于阶段一中期和阶段二后半期,包括2个四因子年、3个三因子年和1个二因子年,都与连续降水和强降水有关;而极端台风灾害年多发生于阶段二前半期,多为台风与潮灾共同致灾。     

24个CMIP5模式对长江流域模拟能力评估

根据1961~2005年长江流域气象站点的实测月降水量和气温数据,采用第5期全球耦合模式比较计划CMIP5(the Fifth Phase of Coupled Model Intercomparison Project)中24个全球气候模式(GCM)的模拟结果,通过计算模拟变量和观测变量平均值的相对误差、归一化的均方根误差、时间和空间相关系数,采用M-K趋势分析方法,分别选用在长江流域模拟气温和降水较好的5个模式进行集合平均,从时间的演变规律和空间的分布特征两方面,检验该模式集合对长江流域模拟气温和降水的能力。研究结果表明:各个模式模拟气温的能力要明显好于模拟降水的能力,但模拟气温较好的模式模拟降水的能力并不一定突出;模式集合的结果表明:在时间尺度上,模式集合平均结果与观测值拟合程度较好,且模式集合的结果振荡幅度较观测值小;在空间尺度上,模式集合的空间分布趋势与观测值大致相同,说明采用的模式集合结果用于预估未来长江流域降水的时空分布特征和演变规律是可行的。