2000～2015年江汉平原区域植被NPP时空特征及其对气候变化的响应

植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000~2015年江汉平原植被NPP,并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明：（1）16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43~29.76 TgC之间,呈波动增加趋势;（2）江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征,形成一系列的高值中心和低值中心,符合“丘陵-平原-河流-城市”的衰减趋势;（3）江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5;经显著性检验可知,江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱,而与年均温则呈较强的正相关关系;（4）植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%,主要分布在江汉平原腹部的农耕区域,说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。     

厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺处理农村生活污水

为研发适用于我国农村的分散式污水处理装置,采用厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理,考察组合工艺对COD、TN、TP、NH_4~+-N、SS 5个常规指标的去除效果及对各指标的沿程去除情况。结果表明,组合工艺对COD、TN、TP、NH_4~+-N和SS的平均去除率分别为74.5%、 57.2%、 59.5%、 59.00%和91.6%。人工湿地对COD、TN、TP和NH_4~+-N的去除率最大,分别为31.0%、36.7%、43.9%和30.0%;而厌氧反应池对SS去除贡献率最大,为40.3%。该组合工艺处理农村生活污水具有良好的处理效果,且装置运行能耗低,利于推广应用。     

强化供氧条件下潜流型人工湿地运行特性

针对潜流型人工湿地中溶解氧浓度和脱氮率偏低的问题,试验研究了强化供氧对植物和微生物的影响及人工湿地内溶解氧浓度、净化效率的变化规律.结果表明,强化供氧宜在湿地前端进行,最佳气水比为6左右,可采用连续供氧方式.供氧对湿地植物生理特性无明显不良影响,可显著增加湿地中硝化菌、反硝化菌数量,硝化菌可比供氧前高出1～2个数量级,反硝化菌高出1个数量级.强化供氧有效改善了湿地内氧环境,供氧前湿地内溶氧浓度普遍低于0.6 mg/L,供氧后氧浓度上升至1 mg/L以上.强化供氧有利于各类污染物质尤其是有机物和氮类物质的去除,有机物去除率比原湿地高出10％左右, TN去除率能够达到60％以上.因此,强化充氧措施具有较好的研究和应用价值.     

潜流人工湿地去除大庆地区湖泊水体中石油类化合物的研究

针对大庆地区石油类化合物污染湖泊水质特点和气候条件,采用包含砾石床、砾石芦苇床、炉渣芦苇床和炉渣床单元的现场试验系统,考察启动期、投加微生物、投加缓释碳源、水温低于5℃和常规运行期等工况下各单元对石油类化合物的去除效果及其去除机理.在整个试验期内4个单元石油类化合物的平均去除率分别为24.7％、28.4％、45.9％和42.9％;投加微生物和缓释碳源都可提高石油类化合物污染物的去除效果;以炉渣为填料的单元污染物去除效果显著优于以砾石为填料的单元.2005年常规运行期间,湿地床和对照床石油类化合物去除率存在显著性差异（p<0.05）,植物对石油类化合物的去除起到显著的促进作用.系统运行期内通过截留去除的石油类化合物占总去除量70％左右,各单元该比例没有显著性差异（p<0.05）.     

人工湿地植物的作用和选择

本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选取植物应注意的一些原则.在人工湿地中植物起着非常重要的作用,它不但可以去除污染物质,而且还具有生态美学和经济价值;选择植物应考虑植物的适应性,净化能力,耐污能力,经济和观赏价值以及物种间的合理搭配.     

人工湿地污水处理系统的蛭石缓冲单元及缓冲能力生物再生研究

针对当前人工湿地污水处理中普遍存在的冬季处理效果差等问题,研究了在处理系统中构建天然蛭石缓冲单元及其吸附饱和后进行生物再生的可行性.结果表明,在水力负荷为1.4 m3·m-2·d-1(COD:150～350mg·L-1、NH 4-N:10～30 mg·L-1、TP:1.0～4.5 mg·L-1)和蛭石层填充高度≥60cm的条件下,无植物天然蛭石缓冲单元可至少在45d内保持出水各项水质指标达到一级排放标准(GB 18918-2002),从而可基本满足人工湿地在植物换季时期的处理需要,而且,增加系统含氧量和蛭石用量可提高体系缓冲性能.在夏秋季温度较高的条件下(25～30℃),利用微生物的硝化与反硝化作用和植物根系的吸收与复氧功能,可有效提高蛭石再吸附的能力,其中有植物的湿地单元90d后蛭石吸附容量的再生率可达88.2%～91.3%,生物再生过程的动力学方程符合指数关系,植物种类、干湿交替时间和碳源对蛭石生物再生过程有较为显著的影响.     

京西门头沟区自然植被滞尘能力及效益研究

利用2006年夏季实地测量的植物叶片滞尘数值,得出常绿乔木、落叶阔叶乔木、灌木以及草地4种不同植物类型的平均滞尘能力,再将其与用遥感方法估算出的叶面积指数以及植被统计数据相结合,评估了门头沟区自然植被总体的滞尘能力、滞尘量与滞尘效益.结果表明: 自然植被具有明显的滞尘功能,门头沟区自然植被的年滞尘量为39.47×104 t,由此带来的滞尘效益价值为67.10×106元;灌木林和落叶阔叶林2种植被类型,是研究区自然植被滞尘能力和年滞尘量的主要组成部分;常绿乔木的滞尘时间长于其他任何植物种类,其年滞尘量与滞尘能力所占比例有所增加.      

人工土壤渗滤工艺研究与应用

土地处理系统作为生态学处理方法,实际上是追求土壤、含水层和植物的“处理”与“利用”两个功能的总体实现。人工土壤渗滤工艺正是针对传统土地处理工艺的改进而发展起来的一种技术,它使用人造填料代替土壤,构造人工土壤环境;有效改善了土地处理工艺占地较大和处理负荷低的弊端。并通过对人工土壤渗滤工艺的实际应用,对工艺的处理效果进行了研究,尤其是通过一系列的微生物试验,对工艺中的核心部分——“人工土壤”的生物特性以及构建进行了有益的探索。     

草丁膦人工抗原的合成与免疫效价的测定

用戊二醛作为交联剂合成草丁磷-卵清蛋白(oviparous,OVA)人工抗原,通过紫外吸收、31P核磁扫描的方法检测和鉴定草丁磷人工抗原,并用此合成抗原免疫小鼠,检测抗体的生成。结果表明,人工抗原紫外吸收光谱与OVA、草丁磷光谱相比发生了改变,人工抗原、草丁磷31P核磁光谱位移大致相同,通过计算人工抗原中草丁磷与卵清蛋白的偶联比是36.7∶1。免疫小鼠数周后在其血清中检测出抗体(其血清的效价为1∶320000)。草丁磷人工抗原合成及对小鼠的免疫成功,为制备草丁磷单克隆抗体打下了基础。     

人工湿地组合系统除磷的净化空间研究

通过小试试验研究了由塘系统、垂直流、推流床单元组成的人工湿地工艺系统组合在内部不同空间上除磷的净化效应。结果发现,在高水力负荷下运行一段时间后,各套组合工艺系统对磷的净化效率均出现了不同程度的下降,其中下行池单元表层对磷的去除效率下降得最为显著;在各种组合中,塘单元对磷的净化效果并不理想。但是好氧塘单元与湿地的联用却可以有效地避免正磷酸盐释放的问题。