城市湿地水生植物对附生轮虫多样性的影响

于2021年6~10月对海珠湿地连通水系水区及三类水生植物体表附生的轮虫群落结构开展研究,分析水生植物附生轮虫多样性及群落动态特征.研究期间共记录轮虫70种,其中水生植物水区最多,记录47种.水生植物均有大量轮虫附生,变化范围在108~5826ind./gdw之间,且附生轮虫丰度呈现沉水植物>浮叶植物>挺水植物的变化趋势.水生植物附生群落、无植物水区和水生植物栽培区3种生境轮虫群落物种组成差异明显.水生植物附生群落中游动能力较弱的腔轮虫、镜轮虫、鞍甲轮虫等敏感类群占据优势,而无水生植物区和水生植物水区群落中以游泳能力较强的多肢轮属、龟纹轮属和臂尾轮属等耐污类群占据优势.3类型水生植物附生轮虫群落Shannon-Weiner多样性指数与Pielou’s均匀性指数均显著高于无植物栽培水区(P<0.05).3类水生植物均为轮虫提供了生境支持,有效提高城市湿地生态系统生物多样性.     

人工湿地在天津生态城水系构建中的应用建议研究

人工湿地技术融合基质、植物、微生物及工程构造为一体,通过物理、化学、生物、生态过程的综合作用,可以对低污染水具有良好的净化效果.在总结该技术主要工程形式、应用研究进展及常见问题的基础上,结合天津生态城水环境建设现状,以景观水体水质保持为核心目标,提出了人工湿地系统多途径多层次技术的应用方案,形成以大型人工湿地工程为依托的水系构建总体工程方案,这样就可以为该技术在黑臭水体治理及海绵城市建设领域的广泛应用提供参考依据.     

河网水源生态湿地水氢氧同位素分异特征

为揭示河网水源生态湿地中水力流程沿途和植物床-沟壕系统内部水同位素分异特征,于2019年8月夏季湿雨期,沿水力流程梯度采集嘉兴市石臼漾湿地、贯泾港湿地、海宁市长水塘湿地和泰山港湿地这4个根孔型水源生态湿地上层水样,于2020年1月冬季干冷期采集泰山港湿地植物床-沟壕系统内部沟壕上层水样和植物床潜水样品.测定氘（δD）和δ¹⁸ O丰度,运用同位素技术和数理统计方法解析湿地水体水同位素分布和组成特征,并探明植物床-沟壕系统对水同位素分异的影响.结果表明：①河网水同位素时空变化很大程度上受到不同水源补给和蒸发富集作用的影响,湿地敞水区水线与邻近区域大气降水线相比,湿地区水氢氧同位素呈现富集特征;②通过多种数理统计手段结合散点图并做模型假设诊断分析,发现在4个湿地的区域尺度和每个湿地内部的局域尺度,水氢氧同位素丰度及组成在垂向维度和水平维度大多呈现复杂的非线性变化,在区域尺度上,垂向维度的水位高程较水平维度的水力流程长度对水同位素的分布影响更大,而在局域尺度内,水力流程驱动的影响往往更大;③异质性较强的湿地根孔生态净化区相较于其他功能区其水同位素相对更加富集;④由芦苇等根系发达的植物所形成的地下大孔隙网络、富含粘土的基质土壤和植物床上的植物对湿地水氢氧同位素丰度具有显著影响,因此,在植物床-沟壕系统内部,出水侧的低位小沟相较于进水侧的高位小沟其水同位素偏轻;⑤植物床-沟壕系统中水同位素丰度的突变点可能预示着水体净化的拐点;⑥植物床-沟壕系统潜水中氘盈余（d-excess）明显高于沟水相应值,且潜水变异系数远大于沟水,湿地根孔生态净化区的氘盈余呈现夏季湿热雨季偏负、冬季干冷旱季偏正的季节性差异,反映了湿地水汽来源的季节性差异和内部同位素分馏行为的空间差异.研究结果为人们认识人工湿地中水同位素分布特征、水力流态及提升湿地运行效果提供参考依据,并为探索湿地水质提升关键技术提供新思路.本研究表明水同位素技术在剖析湿地水文学方面具有可靠的巨大潜力.     

处理采矿废水湿地沉积物中厌氧氨氧化过程

氮元素在人工湿地生物地球化学循环中起到了重要作用,因此本文以处理采矿废水人工湿地为研究对象,分析了富硫、富铁沉积物中氨氮的厌氧转化过程及其主要途径.本实验以湿地沉积物为样品,通过添加氨氮和利用乙炔抑制剂的技术手段,探究了水铁矿对减少湿地氮流失的效果.结果发现了湿地中存在厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)以及厌氧氨氧化作用与铁还原耦合的作用过程(anaerobic ammonium oxidation coupled to iron reduction,Feammox).Feammox可以利用Fe(Ⅲ)氧化氨氮产生氮气,中间产物包括硝酸盐、亚硝酸盐、及温室气体N2O等.水铁矿的加入对Feammox过程有促进作用,使得Feammox过程主导的氨氮流失速率从1.69 mg·(kg·d)~(-1)增强到2.72 mg·(kg·d)~(-1),进而使得Feammox过程对氨氮流失的贡献率从28%增加到42%.但同时,水铁矿的加入使得ANAMMOX作用显著地降低,从而使得湿地系统总体氮流失可以减少约25%.研究结果表明水铁矿矿化形成针铁矿而抑制ANAMMOX过程、以及促进Feammox争夺硫酸盐型厌氧氨氧化过程(sulfate-reducing anaerobic ammonium oxidation,S-ANAMMOX)电子供体而抑制SANAMMOX过程,达到了减少湿地系统总氮流失的目的.另外,对于进一步认识湿地中铁的氧化还原循环过程同氮循环之间的交互作用具有一定的意义.     

城市地区重建湿地的生态过程研究

研究了湿地重建过程中植物、土壤和水质的动态变化特征.湿地重建2 a后植物种类增加了11种,芦苇、菖蒲和香蒲3种植物的高度、生物量在第2个生长季明显高于第1个生长季节,植物生物量分别增加到原来的13、1.5和1.4倍.湿地种植区土壤有机质总体上是降低的,土壤全氮含量从1?500　mg/kg降低到850　mg/kg（p＜0.01）,土壤全磷在试验期间略有增加.对重建湿地12种水质指标分析表明,夏季湿地出口源水溶解氧高于进口源水,出口源水总氮、叶绿素a、藻类计数3种水质指标均低于进口源水,说明重建湿地水质在夏季出口源水优于进口源水,水质得到改善.研究表明,湿地植物群落重建成功,生物多样性增加,重建湿地在改善和保持源水水质方面发挥了一定的作用.     

我国城市人工湿地生态环境的规划

人工湿地是采用建设资金与工程资源的方式,模拟深水、浅水等湿地生境序列,打造具有自然湿地视觉特征与功能属性的湿地空间的生态工程.其有助于破解生境衰败湿地退化的难题,形成具备雨洪净化功能的水弹性湿地,也能够形成兼具自然教育与郊野观光的公园,再造城市湿地栖息地.因此,应当重视城市人工湿地生态环境的规划设计.     

基于水动力过程的城市小微湿地生态补水量与补水路径评估：以北京汉石桥湿地为例

汉石桥湿地自然保护区在北京市涵养水源、调节气候以及保护生物多样性等方面发挥着重要作用。随着近年来华北地区气候暖干化、城市化,汉石桥湿地缺水问题严重,导致其生态严重退化。南水北调等输水工程缓解了北京地区的水资源紧张,为汉石桥湿地生态补水奠定了基础条件。然而,根据汉石桥湿地生态水系网络特征与生物多样性需求,制定科学、高效、可持续的生态补水方案,依然是亟待解决的问题。基于多年观测数据和实地测量结果,从水域面积、芦苇适宜生境、水文连通性3个角度探究确定湿地最适水位及对应生态补水量。研究表明,维持汉石桥正常生态功能的水位在25.7 m以上,最适水位为26.2 m。当超过最适水位后,生态补水的效用逐渐递减并趋于稳定。基于此,研究利用水动力模型对湿地的水动力过程进行模拟,发现单路补水使湿地北部水动力得到显著改善,但整体效果不佳;双路补水既能改善入水口区域水动力情况,又能提升总体水动力条件;而三入水口补水,则可以使水动力改善空间分布更均衡。该研究结果可为提升汉石桥湿地保护区生态补水效率、推进湿地生态系统的可持续发展提供理论支撑。     

生物沸石人工湿地处理分散养猪冲洗水性能

以构建的三级生物沸石人工湿地处理分散养猪冲洗水厌氧出水,考察了湿地的运行性能、污染物随时间变化以及生物沸石层ORP分布情况.结果表明,三级生物沸石人工湿地可高效地去除分散养猪冲洗水厌氧出水的COD、N和P,且耐NH_4~+-N冲击负荷.湿地水力负荷为0.047 m~3·(m~2·d)~(-1)时,COD、NH_4~+-N和TN(平均质量浓度分别为477.7、155.3和176.4mg·L~(-1))主要在湿地一区被去除,平均去除率分别为80.6%、55.3%和58.1%.生物沸石强化硝化作用明显,硝化产物主要为硝酸盐,湿地一区、二区和三区的NO_3~--N产生质量浓度分别为85.85、91.06和82.41 mg·L~(-1),一区沸石层产生的硝酸盐可被其下部砖渣层微生物利用水中剩余有机物为底物,通过反硝化途径去除.TP主要靠砖渣吸附去除,微生物的作用相对较小.三级湿地沸石层复氧效果均较好,大部分ORP值都保持在400 m V以上.     

扎龙自然保护区水环境分析与保护措施探索

阐述了扎龙湿地水环境污染状况,对湿地的水质、水生生物进行分析评价,指出污染的几点原因,提出建立科学资源与环境生态水利等可持续利用的措施.     

生物炭添加对湿地植物菖蒲根系通气组织和根系泌氧的影响

在处理污水的潜流人工湿地中,湿地植物容易受到缺氧胁迫.尽管菖蒲(Acorus calamus L.)是一类对缺氧条件具有显著抵抗能力的湿地植物,但菖蒲的生理响应并不能完全消除湿地长期缺氧带来的胁迫.生物炭添加能够缓解菖蒲体内超氧化物和过氧化物的积累,显著降低膜脂过氧化程度,但生物炭对缓解缺氧胁迫的具体机制尚不清晰.因此,本研究通过在温室内构建5种不同的生物炭湿地,采用植物生态学分析方法,将植物根系通气组织、根孔隙度和根系泌氧相结合,研究菖蒲根部组织对生物炭添加的响应机制.结果表明,通过在传统潜流人工湿地中添加生物炭,有利于菖蒲形成根系通气组织,增大根孔隙度,生物炭投加量与根孔隙度具有显著正相关关系.在湿地中添加生物炭将利于O_2通过通气组织传输至地下部分,并以根系泌氧(radial oxygen loss,ROL)的形式扩散至根际,显著提高根系泌氧量.与其它光强相比,在3 000μmol·(m~2·s)~(-1)条件下,菖蒲泌氧能力较强,生物炭投加比例对植物ROL的影响不显著.     

洪泽湖湿地生态系统特征及存在问题

洪泽湖我国五大淡水湖之一,其湿地生态系统对淮河下游以及南水北调东线工程的水环境质量有重要的调节功能,由于受过境客水和季风气候的影响,形成5种湿地类型,且湿地生物多样性和生物资源极其丰富。文章在分析洪泽湖湿地生态多样性特征的基础上,分析了洪泽湖湿地存在生物多样性减少、湿地功能减退、水质下降等多种生态环境问题,认为洪泽湖湿地水位剧变、水质恶化等人为因素和自然因素是导致洪泽湖湿地功能和生物多样性退化的主要原因。     

暴雨型湿地孔隙水中铁锰的时空变化特征

为了进一步探究湿地的净化机制和生物地球化学循环过程,2004～2006年通过连续3 a对武汉动物园暴雨型人工湿地进行原位定期监测,主要研究了湿地孔隙水中铁锰的时空分布特征及其对氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)的影响.结果表明,暴雨型湿地水位出现周期性的波动,水位的变化范...     

可持续发展角度下中国湿地环境管理法律问题研究

针对可持续发展角度下中国湿地环境管理法律问题,介绍了中国湿地生态系统具备的高经济性与脆弱性,讨论了生物多样性与系统复杂性的特点和要求,给出了从持续发展的角度下审视湿地管理和使用的问题.这样就可以从法律的角度,来看待中国湿地环境管理问题,是基于中国湿地保护和利用法律的缺失现状之上的.因此,基于可持续发展理念,来研究中国湿地环境管理的法律问题,就可以为中国湿地立法提供建议,来规范中国相关部门的管理,共同努力保障中国湿地的生态平衡.     

人工替代栖息地对长江口湿地的补充作用研究

利用恢复生态学和景观生态学原理构建人工替代栖息地是恢复和重建生物栖息地环境的重要手段之一,是用于滨海河口区修复或重建滩涂湿地等栖息地的一种替代方法。人工替代栖息地构建出了接近自然原貌的人工系统,创造一种湿地植被和湿地动物可以协调共存的生境,不仅可以为鸟类资源和渔业资源提供良好的栖息环境,其中多样化组合的植被群落在滨水景观、水质净化等方面也起到了重要的作用,对长江口自然湿地的恢复和自然保护区的动态管理具有不可忽视的补充作用。在迁徙鸟类重要中转驿站,珍稀或者经济鱼类的洄游通道,特殊价值的重要湿地景观格局以及水资源战略储备区域中布局人工替代栖息地,可以发挥其对长江口湿地的补充作用,使高度开放而又极为敏感的长江河口地区循着生态健康道路发展。     

生物炭对潜流人工湿地污染物去除及N2O排放影响

生物炭作为一种生物质废弃物的热解产物,逐渐被应用于受污染水体治理.生物炭具有提高孔隙、吸附氮磷、控制温室气体排放等作用.通过在温室内构建生物炭投加比为40%、30%、20%、10%和0%的微型潜流湿地系统(分别命名为BW-40、BW-30、BW-20、BW-10和CW-K),探究生物炭投加对湿地污染物去除及N_2O排放的影响.结果表明,投加生物炭可以提高出水氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP),降低电导率(conductivity,Cond),但影响均不显著(P 0. 05).5组湿地系统中化学需氧量(COD)去除率均达到90%,但随着生物炭投加比的增加,氨氮(NH_4~+-N)和总氮(TN)的去除效果显著提高(P 0. 05).湿地NH_4~+-N平均去除率为(34. 76±14. 16)%～(57. 96±10. 63)%,TN平均去除率为(70. 92±5. 68)%～(80. 21±10. 63)%.各湿地系统N_2O的平均释放通量在13. 53～45. 30 mg·(m~2·d)~(-1)之间,生物炭投加可以通过减少亚硝态氮(NO_2~--N)累积浓度和积累时间,实现N_2O减排,并显著减少湿地中N_2O排放占TN去除的百分比(P 0. 05). 40%的生物炭投加比可以实现70. 13%的N_2O减排效果.     

人工湿地生态根孔技术及其应用

人工湿地亚表层介质的堵塞问题一直是湿地系统持续有效运行的障碍,极大地限制了人工湿地技术的大规模工程应用.通过白洋淀自然湿地现场研究,发现由大型水生植物所形成的根孔异常发达,径级不等的死活根孔混合在一起,组成了庞大的湿地根孔网络.人工湿地生态根孔技术通过模拟白洋淀湿地自然的芦苇根孔系统,以人为填埋的植物秸秆作为湿地的填料/介质,有效地改变了土壤亚表层大孔隙结构,为人工湿地建设和应用开辟了一条新途径.通过构筑根孔和自然根孔之间的过渡和湿地根孔的不断更新,实现湿地填料/介质的自我更新,克服了一般潜流人工湿地其填料/介质易发生堵塞的缺点.构筑根孔有效填补了人工湿地运行初期大量自然根孔尚未形成的空白期.该技术在小试湿地中获得了成功应用.以玉米秸秆和地肤秸秆作为小试模拟湿地的填埋介质,其填埋量体积比为2%～4%.与未填埋秸秆的基质土壤处理单元相比,填埋秸秆处理单元其导水效率和营养盐去除能力都得到了有效提高.研究结果表明:填埋秸秆腐烂后形成的构筑根孔其水分侧向入渗率是基质土壤的20倍左右.在中、低营养盐负荷情况下,填埋秸秆处理单元对溶解性总氮(DTN)去除率平均提高4.5%～27.1%;对溶解性总磷(DTP)去除率平均提高7.0%～20.4%.     

水稻为主的湿地治污绿色生态工程初论

本文主要阐述了以水稻为主,集水稻稻田、两栖湿地、池塘水面于一体的生态湿地.利用生态湿地中的动物、植物、微生物、水和土壤治理生活污水和轻工业污水,此湿地除可以净化污水水质外,还可以起到减少空气浮尘、保护农业耕地、降低农业成本、发展旅游休闲的效果和作用.     

生物炭添加对湿地植物生长及氧化应激响应的影响

在传统潜流人工湿地中,因氧气扩散过低,导致DO长期处于较低水平.当湿地植物长期处于缺氧甚至厌氧环境时,可造成膜脂质过氧化及蛋白质和DNA损伤.由于生物炭投加至人工湿地利于空气扩散进入湿地床体,改善湿地内部环境,为此,本试验在温室内构建5组潜流人工湿地,研究生物炭对湿地植物菖蒲(Acorus calamus L.,AC)的影响特征和机制.结果表明,生物炭能够显著增加湿地中AC体内光合色素含量,光合作用被激励,利于植物体内可溶性蛋白(SP)的积累和植物生物量的增加,同时生物炭能加强谷氨酰胺合酶(GS)的活力,增强植物体内氨氮(NH_4~+-N)的代谢,进而增强AC的比吸收速率,利于AC吸收去除NH_4~+-N.AC是一类对缺氧条件具有显著抵抗能力的湿地植物,但湿地长期缺氧或厌氧能对AC体内造成膜脂被氧化的不良影响,但生物炭添加能够缓解AC体内超氧化物和过氧化物的积累,显著降低AC体内丙二醛(MDA)的含量.     

中国小三江平原大规模农业开发土地利用变化对湿地的影响

小三江平原(SSP)位于黑龙江省东北部,曾经是中国最大的湿地分布区域.作为无数水禽、鱼类和植物的家园,小三江平原在全球生物多样性保护中具有重要意义.50多年的农业开发活动导致的湿地丧失和破碎化对湿地群落和生物多样性造成巨大影响.利用GIS对该区1950～2000年土地利用变化研究表明,73.6%的湿地丧失.土地利用变化的后果包括:①随着自然湿地丧失和破碎化以及生态系统退化,水禽和植物物种呈快速下降趋势;②多年土地利用变化导致了湿地水位的巨大变化;③排灌渠系和防洪堤的建设干扰了洪泛平原的动态变化;④日益减少的洪泛平原面积导致洪峰流量和径流的增加.本文重点研究上述这些变化如何对湿地生物多样性和重要湿地物种产生影响.     

黑龙江三江自然保护区湿地保护法律问题研究

长期以来,黑龙江三江自然保护区湿地由于人口的增长、经济开发活动频繁增加,社会公众和管理者对湿地的功能和综合价值缺乏足够的认知,对其只是索取,而缺乏有效的保护,致使湿地生态环境发生了重大变化,造成水环境污染严重,土壤沙化、盐碱化面积不断扩大,灾害性气候频繁发生,动植物等生物多样性急剧减少,这与中国可持续发展的战略主旨及世界潮流相悖.在此,对黑龙江三江自然保护区湿地的现存问题进行分析,以期通过完善区域专项立法、建立湿地专管机构和湿地管理专项资金、完善管理协调机制、建立湿地环境影响评价制度和生态补偿制度、完善环境保护相关法律责任等途径,切实做到对湿地的保护和开发利用并重.