贡湖生态修复区水质净化模拟与净化能力

利用三维水质模型,对藻类生长以及沉水植物（穗花狐尾藻、菹草、苦草）的生长和分布进行模拟,探讨春、夏不同季节情况下,贡湖生态修复区对流域内流入的氮、磷污染负荷的净化效果,旨在进一步定量地揭示沉水植物对富营养化水体净化的重要作用.结果表明贡湖生态修复区夏季（7~9月）出水口IV类水水质达标率略优于春季（3~5月）,主要体现在春季氮、磷污染负荷流入,刺激藻类生长,叶绿素a浓度较高;夏季沉水植物生长旺盛,能够与藻类竞争营养盐,从而抑制藻类生长.考虑氮磷污染物流入湖体的后续效应,180d内春季贡湖生态修复区总氮、总磷平均稀释净化效率分别为74.76%和71.00%,180d内夏季贡湖生态修复区总氮、总磷平均稀释净化效率分别为73.20%和64.65%.修复区最大净化能力估算结果为加强生态修复区的管理,保障清水还湖水质提供了参考依据.     

药用蕈菌姬松茸液体培养的菌丝形态学特征

在液体分批培养体系中,研究了药用蕈菌姬松茸Agaricus blazei悬浮菌丝物的形态多样性及其生长特征.A.blazei菌丝物形态由初始的"分枝菌丝物"(Ⅰa与Ⅰb)演变成"絮簇菌丝物"(Ⅱa与Ⅱb),进而成为 "颗粒菌丝物"(Ⅲa与Ⅲb).对于以上空间构象,作者提出了"菌丝自由度"概念.它从菌丝物立体结构上,描述了菌丝物内菌丝处在不同疏松度微环境中的空间特征,可表示为F=V/M=∑Ni=1(ΔV)i/∑Ni=1(ρ*ΔV)i=N/(ρ1+……+ρN),培养试验中,分别比较了2 d、5 d与8 d的摇瓶种液菌龄,以及氮源辅助基质D1 为50 g L-1与100 g L-1时对悬浮菌丝物生长的影响;同时,还比较了ALR/ff反应器结构的特征参数 "回流区高度比值h/H" (内导流筒高度h与液面高度H之比)改变时A.blazei的生长情况.结果表明,絮状(Ⅱa、Ⅱb)菌丝物具有较高的生长能力,良好的生长过程与生长单元具有较高F值有关. 图9 参18     

Preliminary investigation of submerged aquatic vegetation mapping using hyperspectral remote sensing

The use of airborne hyperspectral remote sensing imagery for automated mapping of submerged aquatic vegetation (SAV) in the tidal Potomac River was investigated for near to real-time resource assessment and monitoring. Airborne hyperspectral imagery and field spectrometer measurements were obtained in October of 2000. A spectral library database containing selected ground-based and airborne sensor spectra was developed for use in image processing. The spectral library is used to automate the processing of hyperspectral imagery for potential real-time material identification and mapping. Field based spectra were compared to the airborne imagery using the database to identify and map two species of SAV (Myriophyllum spicatum and Vallisneria americana). Overall accuracy of the vegetation maps derived from hyperspectral imagery was determined by comparison to a product that combined aerial photography and field based sampling at the end of the SAV growing season. The algorithms and databases developed in this study will be useful with the current and forthcoming space-based hyperspectral remote sensing systems.     

生物操纵理论在浅水湖泊治理应用中的现状与展望

水域富营养化现象已经成为中国及世界范围内一个较为突出的环境问题.利用生物操纵法在水体富营养化防治和浅水湖泊的生态修复中具有较为广泛的探索应用,也取得一定的治理成效.文章综述了生物操纵的产生和发展,分析生物操纵(biomanipulation)和非经典生物操纵(non-traditional biomanipulation)理论的原理、应用条件及局限性,并从沉水植物、虑食性鱼类和双壳贝类的作用和应用现状分析和探讨了各生态位生物在单一生物操纵下的适用条件及实际应用中遇到的问题.最后对生物操纵技术组合技术进行合理展望,以期为中国富营养化湖泊治理和修复工作提供参考.     

利用微型动物减少污泥产量的工艺探讨

在适宜的条件下,活性污泥系统中可以生长出大量的原生动物和后生动物等微型动物,这些微型动物在活性污泥中起着捕食者的作用,它们可以通过捕食,将污泥转化为能量、H2O和CO2,从而使污泥量减少。蚯蚓生物滤池工艺、两段式生物反应器工艺和淹没式生物膜工艺是目前国内外常见的3种利用微型动物减少污泥产量的工艺,本研究介绍了这3种工艺的污泥减量效果,并分析了各自的优缺点。     

水盾草在江苏省重要湿地的入侵与分布现状

水盾草为原产南北美洲的沉水植物,目前已在我国归化.于2009年在江苏省内40个湿地进行了超过700个样点的调查.结果表明,水盾草目前已广泛分布于江苏省大部地区,定居纬度最北至33°41′N,并在大多数入侵群落成为优势种;与2003年相比,其入侵范围和入侵程度均有较大增长.在水盾草所处的植物群落,共调查到沉水植物17种和漂浮植物11种,其中,沉水植物轮叶黑藻、苦草和金鱼藻,漂浮植物槐叶萍、浮萍、满江红和荇菜与水盾草的种间相遇度均在50%以上,表明水盾草易于入侵有以上植物存在的河道.分析表明,水盾草在江苏省的入侵主要由人为扩散引起,然后顺流扩散.由于水盾草潜在人为扩散可能性依旧很大,且江苏省全域均适宜水盾草扩散,应加以高度重视和有效管理,否则水盾草极有可能在数年内扩散至全省.     

菹草和伊乐藻对水-沉积物界面磷迁移转化的影响

冬季沉水植物普遍凋亡,死亡残体易造成湖泊二次污染.为探究冬季耐寒性沉水植物对水-沉积物界面各形态磷迁移转化的影响,选取根系特征不同的冬季耐寒性沉水植物菹草（Potamogeton crispus L.）和伊乐藻（Elodea nuttallii）作为研究对象,测定其冬季生长期间上覆水、间隙水和沉积物中各形态磷的含量,并监测环境因子的变化.结果表明:①菹草、伊乐藻组生长期间水-沉积物界面各形态磷含量总体呈下降趋势,并在一定时期维持较低水平,菹草对沉积物和间隙水磷的吸收效果优于伊乐藻,而伊乐藻对上覆水磷的影响大于菹草.②试验第30天后,菹草、伊乐藻组上覆水和间隙水各形态磷质量浓度均显著低于对照组（P < 0.05）,上覆水中ρ（TP）最低值分别为0.057和0.041 mg/L,间隙水中ρ（DTP）（DTP表示溶解性总磷）分别维持在0.270~0.505、0.384~0.507 mg/L之间.③试验结束时,菹草组沉积物中w（TP）、w（IP）（IP表示无机磷）和w（NaOH-P）（NaOH-P表示NaOH提取态磷）分别低至643.68、415.79和120.17 mg/kg,分别下降了16.54%、18.37%和35.82%,伊乐藻组分别低至700.39、457.87和145.29 mg/kg,分别下降了10.24%、11.17%和24.67%;菹草、伊乐藻植株体内TP质量分别增加了588.94和464.59 mg.研究显示,菹草、伊乐藻在生长期间均能有效吸收磷,同时改变了pH、E_h等环境因子,从而影响磷在水-沉积物界面的迁移及磷形态的转变.      

不同氨氮填加量下沉水植物对沉积物DOM荧光特性的影响

采用三维荧光光谱技术,模拟研究了不同氨氮添加量(0,100,200和400 mg/kg)下沉水植物对湖泊沉积物DOM(溶解性有机质)荧光特性的影响.结果表明:不同氨氮添加量下,沉水植物的存在明显增强沉积物DOM荧光强度,其中对类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度影响较大(荧光强度分别增大了20%～77%和27%～56%);而对类腐殖酸和类富里酸组分影响相对较小(荧光强度分别增大了5%～25%和21%～29%). 添加氨氮可增强沉水植物对沉积物DOM荧光强度影响的程度,当添加量为100 mg/kg时,沉水植物生长最旺盛,沉积物DOM中类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度增幅最大(分别约77%和56%);即外源氨氮通过增加沉积物蛋白质和氨基酸含量增强了沉积物有机氮的生物有效性;而在其他添加量下,DOM各荧光组分强度增幅不大,即适当添加外源氨氮,可通过促进沉水植物生长增加沉积物中蛋白质和氨基酸等含量,从而提高沉积物有机氮的生物有效性.      

不同特性底质对沉水植物恢复生长的影响

通过室内模拟实验,研究了3种土壤基质（沙土、粘土和腐殖土）分别与河岸边土壤按5个质量分数（5%、10%、30%、50%和80%）掺混形成的不同成分底质分别对菹草（Potamogeton crispus）、轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）和微齿眼子菜（Potamogeton maackianus）顶枝断枝恢复生长的影响。结果表明：（1）在3种基质与岸边土壤掺混的底质上,实验结束时菹草的平均最高植株分别出现在5%SA（沙土与岸边土掺混）底质、50%NA（粘土与岸边土掺混）底质和10%FA（腐殖土与岸边土掺混）底质,株高分别达到30、48和45 cm;轮叶黑藻的平均最高植株分别出现在10%SA底质、50%NA底质和30%FA底质,株高分别达到47、82和59 cm;微齿眼子菜在3种基质掺混的底质上植株株高几乎没有增高;（2）生长于同种底质的植株,单位高度上菹草的生物量大于轮叶黑藻,微齿眼子菜的生物量几乎没有增加。因此,适宜菹草和轮叶黑藻恢复生长的基质顺序为粘土〉腐殖土〉沙土,微齿眼子菜在3种基质掺混的底质上几乎没有生长;植株对于特性底质适应性强弱的顺序依次为轮叶黑藻〉菹草〉微齿眼子菜。