浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨

总结了水生植物对湖泊生态系统的影响、水生植物生物量控制与收割管理的研究,分析了目前浅水富营养化湖泊恢复过程中水生植物生物量确定方法的不足;立足于水生植物生长特点,提出了基于湖泊生态模型的浅水湖泊大型水生植物在生长期和衰亡期的适宜生物量评估方法的研究框架,本文可为指导湖泊生态修复工程及其后续维护,为完善健康湖泊的综合评价标准和湖泊生态修复理论提供科学支撑.     

近60年滇池水生态系统演替及驱动因子

滇池流域作为长江上游和我国西南地区生态安全屏障的重要组成部分,对保障区域乃至全国生态安全具有重要作用。采用文献调研、分类梳理等方法,并结合1950—2020年滇池水质变化和富营养化演化过程,系统分析了近60年滇池水生态系统中浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物、鱼类等重要组成部分的演替过程及驱动因子。结果表明：1960s以前,滇池水体清澈见底,水生生物丰富,处于草型阶段;1970s—1990s,随着滇池富营养化程度加剧,水体理化性质的改变以及水生生物耐营养物种的数量增加,湖泊生态系统由草型阶段向草藻混合型阶段转变;2000—2015年,滇池水质进一步恶化,处于 GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类~劣Ⅴ类,水生生物从多优势种向单优势种、清水种向耐污种转变,处于藻型阶段;2016年之后,滇池水质虽逐步改善,但仍面临着严重的富营养化问题。滇池水生态系统演替的驱动因子主要是自然因素、流域污染物排放超出滇池环境容量及生态系统生境片段化。

     

水生植物对面源污水净化效率研究

于自然条件下研究了慈茹、菱白等7种水生植物对面源污水的净化率。结果表明,7种试验植物对水体中N、P均有很高的净化率,其中以慈茹和菱白的综合净化率为最高。由于不同植物对N、P的净化率不同,所以多种植物配置可提高植物对面源污水的综合净化率。     

大型水生植物混合腐解对入湖河口水质的影响及适宜生物量研究

为探究水生植物腐解释放的营养盐在泥-水-植物系统中迁移规律以及冬春季衰亡期大型水生植物的最适生物量,在塑料通风大棚内,开展不同梯度生物量下多种水生植物混合腐解试验.选择冬季蠡湖-陆典桥浜河口区的水生植物为研究对象,根据实际收割规律,设定腐解试验的生物量依次为除根部以外总生物量的0%、20%、40%、60%、80%、100%,于2018年12月25日开展试验,共150 d.结果表明:①与恒温室内条件相比,近自然条件下多种混合水生植物腐解的前2个阶段具有长时性和持续性.②水生植物腐解致使含C、N、P元素的指标在0~30 d内快速升高,70 d左右达到峰值,100 d后缓慢降低直至稳定,整个变化过程持续近120 d,但植物茎叶未彻底分解,多数沉积在底泥表面.③泥-水-植物系统中,试验初期底泥以释放营养盐为主,30 d后以吸附为主;相关性分析表明,茎叶生物量与水体和底泥中养分浓度均呈正相关.研究显示,与其他试验组相比,收割后水生植物生物量剩余20%时更有利于入湖河口水质的改善.      

关于在长江经济带布局以水质改善为目标的流域生态缓冲体系的思考

生态缓冲带能够有效减缓流域内的人类活动或自然过程对水环境和水生态系统的影响.在长江经济带构建流域生态缓冲体系,对长江生态保护修复具有十分重要的意义.讨论了构建流域生态缓冲体系涉及的生态缓冲带位置选择、缓冲体系所占最低面积比率、宽度划定等一些基本的原则要求;利用卫星遥感影像数据,提取各汇水单元的地形特征、土地利用类型特征、土壤类型、土壤侵蚀强度、水文水系等数据,对长江经济带流域生态缓冲体系进行布局.结果表明:①长江经济带内林草地是主要土地利用类型,占区域总面积的62. 46%,但是分布很不均匀,主要集中在西部高地和中下游的丘陵地带,在人口密集、农田密集的区域分布偏少;城镇用地主要集中在长江中下游地区.②土壤类型空间差异显著,浙江省、江苏省、湖南省、江西省及安徽省大部分区域的土壤多是黏性比较大,污染物迁移能力较低;而污染物迁移能力较强的砂质土或者土层较薄的山地草甸土主要分布在四川省北部、西北部.水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀均有分布,且以水力侵蚀为主,建议在中度及以上侵蚀强度区域尽量减少污染源,重点布置缓冲带,增加该区域的缓冲力度.③长江经济带范围内可以利用的中小型湿地、小型河流支浜的面积至...     

街道峡谷内汽车排放污染物浓度分布的观测与数值模拟

在上海某典型街道峡谷内按一定的空间布点,在一定时段内同时对各布点进行采样并做一氧化碳浓度分析,同时记录车辆种类、车流量、气象条件等,分析街道峡谷内污染物浓度的分布.运用风向频率加权(WDFW)方法,结合大气流动和污染物扩散的CFD模型进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟结果和现场观测结果较吻合,建筑物低的一侧污染物浓度远高于建筑物高的一侧污染物浓度,两侧的污染物浓度随着高度的增加而降低.     

太湖缓冲带近自然湿地氨氧化细菌的筛选及降解效果比较

以太湖缓冲带近自然湿地底泥为菌源,利用传统的富集、分离纯化等微生物手段,筛选出3株氨氧化细菌BW-1、BW-2、BW-3,检测其在富集培养液中的生长特征。测定3株细菌的16SrRNA基因序列,测序结果提交至Gen Bank进行同源性检索分析,并通过MEGA 5.0软件进行比对和系统发育分析,结果显示菌株BW-1和BW-2皆为Nitrosomonas sp.,BW-3为Nitrobacter sp.。缓冲带近自然湿地中的NH+4-N属于低污染范畴,最高为2.11mg/L。以10%(体积分数)接种量接入约5mg/L的NH+4-N废水中培养12d,定量检测结果显示菌株BW-3去除效果最好,NH+4-N去除率为73.86%,菌株BW-1对NH+4-N降解效果略差于BW-3,去除率为73.42%,菌株BW-2对NH+4-N降解效果最差,去除率仅为34.11%。     

沉水植物黑藻腐解过程中营养盐释放过程

为探究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律,采用黑藻(Hydrilla verticillata Royle)作为研究用沉水植物,在实验室内模拟了黑藻在初春温度下腐解过程中的主要营养盐碳、氮、磷的释放过程.结果表明:黑藻在试验初期迅速腐解,该过程中向水体释放大量碳(81.31%)、氮(81.62%)、磷(85.94%).但随着时间的推移,黑藻向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮有部分沉积进入底泥,同时有部分以气体形式移出水体.黑藻腐烂分解产生的厌氧条件以及高TOC供给促进水体反硝化作用加快氮素移出水体.但是较大生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

典型高山堰塞湖湖滨带和缓冲带的划定及生态修复思路——以镜泊湖为例

镜泊湖是中国最大、世界第二大高山堰塞湖,具有特殊的地形地貌,属于典型通江型深水湖泊。通过对镜泊湖及周边生态环境调查,划定了湖滨带和缓冲带的类型及宽度。基于镜泊湖岸带地形地貌特征及水文情况,将镜泊湖湖滨带划分为山体型、大堤型、道路型、河口型、村落型、农田型6种类型,将镜泊湖缓冲带划分为山体型、农田型、村落型3种类型。结合湖滨带和缓冲带的生境、土地利用方式、土壤侵蚀状况及植被分布现状等因素,阐述镜泊湖湖滨带和缓冲带生态环境面临的主要问题,提出镜泊湖湖滨缓冲带生态修复思路,以期为镜泊湖湖滨缓冲带的生态保护及修复提供参考。     

近自然湿地生态修复的概念、理论与实践

随着对湿地重要性认知的提高,我国对湿地生态修复技术的需求也日益增加,其中近自然湿地生态修复备受关注。描述了近自然概念的由来,提出了近自然湿地的定义并辨析了其与人工湿地的主要区别。以太湖竺山湖湿地生态修复为例,介绍了近自然湿地生态修复的设计思路、主要技术措施和修复效果。在竺山湖近自然湿地生态修复中,依次实施了水文水动力改善、基底形态营造、植物恢复、水生动物恢复、生物量管理等措施,具体包括：改善水体连通性和流动性,提高生境多样性和适宜性;基于5种基底形态对污染物去除效果的分析,构建了多起伏型基底形态;根据土著适生、净化水质、兼顾景观等原则,筛选出21属35种土著湿地植物,设计并应用了2种植物配置模式;根据生态系统调控 （EwE）模型对湿地食物网结构的分析结果,对水生植物收割量、鱼类及虾蟹类的种群数量提出了调控建议。生态修复后竺山湖水质由劣Ⅴ类改善为Ⅱ类（GB 3838—2002《地表水环境质量标准》）,大型水生植物多样性显著提高。竺山湖湿地生态修复效果验证了近自然生态修复方法的有效性,今后还需不断在实践应用过程中丰富近自然湿地生态修复的理论及技术,并开展大规模的实践应用。