处理低污染河水的湿地内氮迁移转化过程模拟

为了明确以低污染河水为原水的人工湿地中的主要脱氮机制以及氮素的归趋形式,以洱海流域邓北桥湿地工程为研究对象,根据湿地内发生的生物反应、物理吸附以及沉淀等过程,建立了生态动力学模型,模拟湿地中氮素的迁移转化. 结果显示,所建模型能较好地模拟出水中ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)、ρ(ON)(ON为有机氮)的变化趋势,效率系数(R)分别为50.2%、67.6%、81.2%. 通过对湿地氮素迁移转化与去除量的模拟结果分析,确定了湿地除氮的主要机制为硝化、反硝化、植物吸收. 反硝化作用可以去除进水中50.0%的TN,植物吸收可以去除进水中11.0%的TN,底泥则可以吸附进水中3.5%的TN. 模拟得到硝化速率平均值、反硝化速率平均值、植物吸收氮速率平均值分别为0.234、0.438、0.050 g/(m3·d).      

低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究

以低温域(0~15 ℃)下黄菖蒲(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha orientalis)3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH(荧光原位杂交)技术,考察植物根际AOB(氨氧化细菌)、AOA(氨氧化古菌)的数量变化规律. 结果表明:低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg/(kg·h),黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg/(kg·h). 湿地植物根际土壤中的细菌数量(数量级为1010)远高于古菌(数量级为108),其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%. 3种湿地植物根际AOB的数量(以湿土计,下同)排序为香蒲(2.57×109 g-1)>黄菖蒲(1.23×109 g-1)≈菖蒲(1.14×109 g-1),AOA的数量(以湿土计)排序为黄菖蒲(2.78×108 g-1)>香蒲(2.57×108 g-1)>菖蒲(1.15×108 g-1). 微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系.      

若尔盖泥炭地溶解有机碳季节变化特征及其影响因素

DOC(溶解有机碳)是泥炭地碳循环中最活跃、最敏感的指标. 以若尔盖木里苔草(Carex muliensis)泥炭地为研究对象,分析了2012年该泥炭地DOC季节变化特征及其影响因素,旨在揭示泥炭地碳循环特征及其对全球变化的潜在响应. 结果表明:若尔盖木里苔草泥炭地孔隙水中ρ(DOC)季节变化显著(P<0.001, n=12),总体呈先升后降趋势,8月和5月分别出现最高值(42.77mg/L)和最低值(26.27mg/L). DOC复合物组成结构季节变化明显,主要表现在:在整个生长季节,DOC复合物芳香组分〔A₂₅₄/ρ(DOC),其中A₂₅₄为波长254nm处的吸光度,余同〕及有色组分相对含量〔A₄₀₀/ρ(DOC)〕逐渐增加,变化范围分别为0.02~0.05和0.002~0.007;5—7月DOC复合物腐殖化程度(E4/E6,即A₄₅₀/A₆₅₀)迅速降低,8—10月又逐渐增强. 此外,土壤层温度、地表温度及相对湿度是泥炭地孔隙水ρ(DOC)季节变化的主要影响因素,三者的R2分别为0.522、0.486和0.369,降水量则对有色组分含量和腐殖化程度的季节动态有很大贡献(R分别为0.748、-0.604),同时腐殖化程度还受到土壤层和地表温度的影响(R分别为0.744、0.722). 该研究结果有利于从DOC复合物的组成结构方面进一步了解DOC季节特征及其变化的潜在机制.      

青海湖高寒湿地生态系统夏季CO2通量日变化及其影响因子研究

利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化特征进行分析,并且结合气象观测数据对CO２通量日变化的影响因子进行探讨。结果表明,青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化呈“U”字型,白天8：00—20：00 CO２通量值为负,其他时间为正,最低值出现在12：30,为-15.34 μmol·m-2·s-1。CO２通量日平均值为-3.65 μmol·m-2·s-1（约-13.87 g·m-2·d-1）,表现为明显的CO２吸收,是重要的碳汇。CO２通量与净辐射、气温和表层土壤温度的相关性分析表明,净辐射是影响青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化的主要因子,气温次之,表层土壤温度对CO２通量的影响最小。采用多元回归分析得出CO２通量与各个影响因子之间的关系符合三元一次线性回归方程,R2=0.689,且达到极显著水平（P〈0.01）。     

湖北省珍稀濒危保护水禽物种多样性及种群数量

使用直接计数法和专项调查法于1996年5月～2003年7月对湖北省珍稀濒危保护水禽物种多样性和种群数量进行了研究。结果表明：湖北省珍稀濒危保护水禽有45种,隶属于6目9科24属;记录到34种,其中有黄嘴白鹭和小苇鳽2个新记录种。按区系型分,古北界种类占优势,有35种,东洋种8种,广布种2种;按季节型分,冬候鸟为主体,有30种,夏候鸟8种,旅鸟5种,留鸟2种;按生活型分,涉禽23种,游禽22种,种类几乎相等。种群数量为41.1796万只。在45种珍稀水禽中,IUC红皮书水禽23种,8 247只;中国红皮书水禽22种,3 615只;CITES濒危水禽23种,40.631 6万只;国家重点保护水禽24种,3 838只。角等11种水禽未发现,可能已绝迹或极度濒危。按水禽1 %地理种群数量的标准,洪湖、沉湖、龙感湖、梁子湖、网湖等湿地可以确定为国际重要湿地。     

Environmental dispersivity in free-water-surface-effect dominated wetland: multi-scale analysis

Distinct from the case with width-dominated shallow wetland flows, the longitudinal evolution of contaminant concentration in the most-typical pattern of wetland as dominated by free-water-surface-effect is characterized by a multi-scale analysis in the present study. An environmental dispersion model for the evolution of the mean concentration is deduced as an extension of Taylor's classical formulation by Mei’s multi-scale analysis. Corresponding environmental dispersivity is found identical to that determined by the method of concentration moments.     

南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务价值响应

利用1987-2010年5期卫星遥感影像监测南四湖湿地景观格局变化,并且采用市场比较法、影子工程法、工业制氧成本法、碳税法和价值替代法等多种评估方法对南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务功能价值响应进行深入探讨.结果表明,南四湖湿地中大量芦苇、荷田等自然湿地景观转化为养殖水域、水稻田等人工湿地,景观格局趋于破碎化;湖泊湿地景观格局变化对于湿地的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能均有影响,其中对供给功能和调节功能影响最大.以2010年不变价计算,南四湖湿地景观格局变化导致2010年湿地生态系统服务功能价值比1987年减少3.06亿元,其中大气成分调节功能价值损失11.7亿元,净化功能价值损失3.77亿元,涵养水源功能损失0.65亿元,物质生产功能价值增加13.06亿元,其他功能价值对湿地景观格局变化的响应不明显.     

不同区域气候条件影响下的纳帕海湿地植物叶绿素荧光特性

采用原位移地技术,研究了不同区域气候条件影响下,纳帕海4种常见湿地植物的株高、茎粗、生物量等生长特性,以及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、叶绿素a/b值、光化学量子效率（Fv/Fm）、电子传递速率（ETR）、实际光化学量子效率（Phips2）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（NPQ）等生理生化指标,分析探讨了湿地植物对不同区域气候条件的响应差异和适应策略。研究发现气候条件的改变对湿地植物的生长、叶绿素含量及荧光参数产生重要影响。随着温度的上升,水葱Scirpus tabernaemontani和茭草两种广布种Zizania caduciflora均表现出良好的适应性,生物量、叶绿素含量、Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值不同程度升高,生长状况良好。刘氏荸荠Heleocharis liouana也表现出较好的适应性,当气温上升到一定程度后,虽然Fv/Fm、ETR、Phips2、qP值降低,但其通过调节叶绿素含量、热耗散来减轻伤害,气候变化对其生长的影响较小。而北温带分布型的黑三棱Rhizoma scirpi yagarae对气候变化的适应性较差,当温度上升到一定程度后, Fv/Fm、ETR、Phips2、qP、NPQ都出现大幅下降,生长停滞,生物量下降,对温度上升极为敏感。可以推测,随着全球变暖,像黑三棱这样的物种,其生存将面临极大的威胁,而高原湿地生态功也将能受到损害。     

云南高原常见湖滨湿地植物群落对生活污水氮的净化研究

湿地植物具有净化水质的特殊功能,研究不同湿地植物群落对生活污水净化效果及机理,对退化湿地的恢复与人工湿地的构建具有重要的理论和现实意义。选取小黑三棱＋杉叶藻＋荇菜（Com.Sparganium simplex＋Hippuris vulgaris＋Nymphoidespeltatum）、水葱＋睡菜＋荇菜（Com.Scirpus validus＋Menyanthes trifoliate＋Nymphoides peltatum）、菰＋荸荠＋荇菜（Com.Zizaniacaduciflora＋Heleocharis yunnanensis＋Nymphoides peltatum）和香蒲＋睡菜＋眼子菜（Com.Typha przewalskii＋Menyanthestrifoliate＋Potamogeton distinctus）等4种云南高原常见湖滨湿地植物群落作为实验材料进行水质净化模拟研究。结果表明：供试植物都能较好的适应生活污水环境,各植物全株氮质量分数在12.37～19.55 mg.g-1之间,各群落植物氮累积量为229～269 mg.m-2,对生活污水脱氮贡献率为10.11%～11.21%;各群落对生活污水TN的去除率都在75%以上,均显著高于无植物对照组（P〈0.05）,其中水葱＋睡菜＋荇菜（Scirpus validus＋Menyanthes trifoliate＋Nymphoides peltatum）群落对生活污水TN去除效果显著优于其他3种群落（P〈0.05）,去除率高达（93.79±1.27）%;试验期间,各群落污水N03--N与TN浓度之间显著负相关（r=–0.597,P〈0.05）,能很好的揭示氮的去除过程;各群落植物净增生物量与群落TN累积量显著正相关（r=0.953,P〈0.05）,表明收割植物可充分发挥湿地植物的脱氮潜力;植物群落能有效增强和促进湿地系统对污水中氮的净化能力,各植物群落对污水TN去除贡献率在29.24%～43.57%之间,群落内植物生长特性及其种间关系是各植物群落水质净化效果存在显著差异的主要原因。     

河源城南污水处理厂尾水深度处理效果的研究

河源市城南污水处理厂利用垂直流人工湿地对该厂A2-O工艺处理的尾水进行深度处理,研究了人工湿地对尾水中TN、NH4+-N、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明:人工湿地对污水处理厂尾水具有较好的深度处理效果,垂直流人工湿地处理系统对尾水中TN、NH4+-N、TP、COD和BOD5平均去除率分别达到97.4%、97.8%、95.06%、91.87%和95.87%以上,其出水水质基本达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,地表水Ⅲ类标准。