不同人工湿地系统中植物的生长特征及净化能力差异

以美人蕉、芦苇、香蒲、黄色鸢尾、水菖蒲、茭白为供试植物,以河沙和青砂为供试基质,通过模拟不同的人工湿地系统研究了植物生长特征及其人工湿地净化能力的变化.结果表明:与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理和河沙+青砂+蚯蚓处理中美人蕉的株高分别增加了42%和47%,叶长分别增加了36%和49%,株径分别增加了28%和20%;同样地,黄花鸢尾的株高分别增加了33%和23%,叶长分别增加了39%和29%,且水菖蒲的株高分别增加了53%和32%.与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理,河沙+青砂+蚯蚓处理中水菖蒲的SPAD值分别增加了20%和30%,黄花鸢尾的SPAD值分别增加了59%和65%,美人蕉的SPAD值分别增加了18%和11%.与对照人工湿地(CK)相比,人工湿地Ⅰ(河沙+植物)、人工湿地Ⅱ(河沙+植物+蚯蚓)和人工湿地Ⅲ(河沙+青砂+植物+蚯蚓)对COD的去除率分别增加了20%,24%和26%,对TP的去除率分别增加了14%,15%和19%,对NH₄-N的去除率分别增加了17%,23%和21%,对TN的去除率分别增加了5%,15%和12%.人工湿地Ⅱ中茭白、芦苇、水菖蒲和黄花鸢尾的密度高于人工湿地Ⅲ.粒径较小的河沙有利于植物的生长和氮的去除,而粒径较大的青砂对磷有较高的去除率.     

高炉矿渣基质人工湿地除磷特性研究

本文以冶金废物高炉矿渣作为人工湿地基质,研究了其对生活污水中磷的去除效果。等温吸附/解吸实验表明,高炉矿渣的磷素理论饱和吸附量为3333mg•kg-1,是砂子（270mg•kg-1）的12倍左右;高炉矿渣基质的磷吸附解吸率为0.68%,也远小于砂子的7.59%。复合垂直流湿地各基质层对磷的吸附量实验表明,表层基质层磷含量远高于其它层,各基质层磷含量沿水流方向和基质深度呈逐渐降低的趋势;表层添加高炉矿渣的湿地单元,表层基质对磷的吸附效果远高于对照。结果表明,高炉矿渣基质具有较强的磷吸附能力,作为人工湿地基质是可行的,建议根据表层基质磷吸附饱和情况,随着植物的收割适当更换表层基质,延缓湿地的除磷年限。     

不同水力负荷的垂直流湿地对生活污水处理效果研究

以沈阳浑南垂直流人工湿地模拟系统为研究对象,考察了湿地模拟系统对生活污水的处理效果,重点研究了不同水力负荷的影响。结果表明,垂直流湿地模拟系统对生活污水具有较好的处理效果,出水NH₄⁺-N、TP、COD_Cr和BOD₅均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A 标准;水力负荷为0.156 t/m²•d时,是垂直流湿地模拟系统运行的最佳负荷。     

沈阳市城乡梯度湿地水体碳氮磷含量变化研究

湿地是人类生存和发展的重要环境之一,然而城镇化在带动经济发展的同时也严重影响了湿地生态系统。本文利用城乡梯度研究方法结合湿地分布特征,设置从沈阳城市中心到城市边缘的研究样带,沿着城镇密集区（浑河）—郊区（蒲河）—乡村（卧龙湖,仙子湖）梯度带选取典型湖泊和河流湿地样地为研究对象,系统分析城镇化对湿地水体碳氮磷含量的影响。研究发现湿地水体碳氮磷含量与城乡梯度具有相关性,总碳（TC）和可溶性有机碳（DOC）含量及SUVA₂₈₀值沿城镇密集区—郊区—乡村梯度带逐渐增加,即远离市中心的乡村卧龙湖湿地最高,分别为（120.68±2.34）mg/L,（41.56±6.27）mg/L和（0.35±0.10）L/(mg·m),显著高于位于四环以外乡村仙子湖湿地、流经沈阳市四环蒲河和穿越三环浑河湿地水体。湿地水体氮磷含量总体上沿着城乡梯度带呈降低趋势,但蒲河湿地水体总氮（TN）和总磷（TP）含量最高,分别为（5.35±0.19）mg/L和（1.45±0.07）mg/L,显著高于位于城镇密集区的浑河湿地水体。城镇化作用总体上增加了湿地水体铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量,其中,横穿城镇密集区的浑河湿地水体NH₄⁺-N含量最高,为（1.28±0.14）mg/L;NO₃^--N含量则是位于郊区的蒲河湿地水体最高,为(1.42±0.15) mg/L。研究结果表明城镇化改变了湿地生态系统水体碳氮磷含量,使水体DOC含量降低,小分子化合物增多,不利于DOC在水体中的累积;同时由于人类活动的加剧也使氮磷排放增加,使水体氮磷超标,导致流经城镇密集区部分的浑河和蒲河湿地NH₄⁺-N和NO₃^--N含量高于乡村。未来随着城镇化的不断发展,应严加控制和合理规划,防止城镇化导致的湿地水体污染和生态系统的破坏。     

湖滨湿地氮磷的转化及其归趋研究进展

概述了氮（Ｎ）、磷（Ｐ）两种元素在湖滨湿地迁移的研究．随着富营养化问题日趋严重,湖泊水体可能逐渐由Ｎ、Ｐ的汇转变成向周围湿地输出的源,湖滨植被及土壤微生物可能起着关键作用．开展Ｎ、Ｐ元素在富营养化湖泊水体与湖滨湿地间的迁移及其在湖滨湿地的归趋研究,有助于阐明湖滨湿地对富营养化湖泊的生态效应,为湖滨带湿地优化管理提供参考数据．     

统计评估人工增雨效果的一些问题研究

雨量是大气降水的量度，还是人工增雨效果评估的重要参量。由于大气降水天气系统出现频率、雨区形状、大小、降雨持续时间、雨区中雨强分布等各年、月不同，被雨区覆盖的雨量站的雨量也是不断地变化的；站间雨量将不是一一对应的确定关系，而呈现统计相关关系。相关的程度又受多种因素制约，其中站点间的距离、降雨时间长度是重要因子。因此，研究它们对相关的影响对于人工增雨效果评估的科学性有十分重要的作用。     

2010年4月21日潍坊人工增雨作业及效果分析

分析了2010年4月21日天气过程的降雨天气条件,介绍了人工增雨作业过程。使用山东省科研所人工增雨效益评估软件,采用区域对比方法,对此次地面人工增雨作业进行了分析。经检验这次作业相对增雨20.96%,总增雨量达到265.3万m3。     

湖北省人工增雨效果评估系统建设的若干设想

针对空中云水资源开发利用中人工增雨效果评估的这一世界性难题,概述了国内外人工增雨效果评估系统建设的现状;联系湖北实际,对湖北省人工增雨效果评估工作的现状和不足进行了总结;在此基础上,提出了湖北省人工增雨效果评估系统建设的总体思路;最后,描述了未来湖北省人工增雨效果评估系统的总体框架及技术开发内容的设想.     

人工增雨试验中的反效果问题

该文对人工增雨试验中出现的反效果（减雨）现象及其发生的条件和原因作了概要的评述和分析。根据实例分析,指出人工增雨作业中不适当的催化对象、不适当的催化剂和催化剂量以及不适当的催化部位和催化时机都有可能导致无效或减雨的反效果。在开展人工增雨作业时,应力求在作业有关的各环节提高科学性、减少盲目性,以提高人工增雨实效。文章还简要探讨了人工削弱局地暴雨的可能性,指出这是一个值得认真探索的具有重大潜在社会和经济效益的研究领域。     

湿地生态系统与居地气候关系的研究

针对赤峰市半干旱区的达里诺尔湿地与兴安盟阿尔山湿润地区的湿地，利用湿地的小气候观测资料分别与其相邻的常规气象站的气象观测数据进行对比分析。初步得出以下结论：（1)湿地的“冷湿”效应显著，（2)湿地降水量主要受大气候的影响，与小气候效应无关。（3)位于湿润区的阿尔山湿地比位于半干旱区的达里诺尔湿地更能体现出“冷湿”小气候效应。（4)小气候效应对群落结构、物种分布等方面存在着重要的影响。位于湿润区的阿尔山湿地比位于干旱区的达里诺尔湿地中生、湿生植物偏多，但多样性指数、均匀性指数、物种丰富度低于干旱区的达里诺尔湿地，湿地植物群落的优势度指数要高于达里诺尔湿地，     

闹德海水库水环境氮磷容量预测及防治对策

为保障饮用水源地闹德海水库的水质安全,通过选取不同氮磷允许负荷量的测算模式进行综合分析。结果表明:闹德海水库实际负荷量总氮为139.98 t/a、总磷为28.28 t/a,目前已处于中—富营养化状态;水库若要达到贫—中营养化状态,应削减总氮129.96 t/a,总磷27.27 t/a。为此,从发展农业节水、综合防治化肥、农药、畜禽养殖业污染及治理水土流失等方面提出了科学的污染防治思路及削减对策。     

Dependence of wheat and rice respiration on tissue nitrogen and the corresponding net carbon fixation efficiency under different rates of nitrogen application

To quantitatively address the role of tissue N in crop respiration under various agricultural practices, and to consequently evaluate the impact of synthetic fertilizer N application on biomass production and respiration, and hence net carbon fixation efficiency （Encf）, pot and field experiments were carried out for an annual rotation of a rice-wheat cropping system from 2001 to 2003. The treatments of the pot experiments included fertilizer N application, sowing date and planting density. Different rates of N application were tested in the field experiments. Static opaque chambers were used for sampling the gas. The respiration as CO2 emission was detected by a gas chromatograph. A successive biomass clipping method was employed to determine the crop autotrophic respiration coefficient （Ra）. Results from the pot experiments revealed a linear relationship between Ra and tissue N content as Ra = 4.74N-1.45 （R^2= 0.85, P 〈 0.001）. Measurements and calculations from the field experiments indicated that fertilizer N application promoted not only biomass production but also increased the respiration of crops. A further investigation showed that the increase of carbon loss in terms of respiration owing to fertilizer N application exceeded that of net carbon gain in terms of aboveground biomass when fertilizer N was applied over a certain rate. Consequently, the Encf declined as the N application rate increased.     

冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化,造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化,是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化,进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象,通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响,阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制,为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加,土壤无机氮含量呈增加趋势;不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同,冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg,是处理前的1.21和1.41倍;冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01),土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4-10倍;冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05),冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05);土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见,冻融交替显著增加了土壤无机氮含量,由于早春季节植被对无机氮吸收较少,可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。     

干旱和复水对羊草碳氮分配的影响

植物的碳氮营养及其相互关系是最重要的基本生物过程之一,阶段性干旱对植物碳氮分配的影响研究甚少。实验以中国北方草原的典型植物羊草为材料,研究不同干旱持续期复水对羊草碳氮含量、分配及其相互关系的影响。结果表明:短期和中期干旱使植株生物量、氮素水平和单株总氮量增加,但长期干旱使之降低。水分处理对碳含量的影响不显著。干旱后复水降低了各器官特别是绿叶的碳氮比。中度持续干旱的氮素利用率(NUE)最高、短期干旱最低。羊草各器官氮素绝对量占整株的百分比从大到小依次为:绿叶、根茎、根、枯叶和茎鞘,其中叶片的氮素总量占植株的一半以上;随着干旱持续期的增加,氮素对根部的投资亦加大。羊草受到适当干旱驯化后复水引发的超补偿作用可促进羊草植株生长、提高氮素水平,并在一定程度上通过碳氮分配的调节作用来适应于阶段性的干旱胁迫。     

城市污水地下回灌的试验研究

研究了应用SBR中试系统处理后的城市污水的深度处理工艺,并以地下回灌为目的,通过2个模拟土壤柱对比,分析了渗滤速度对地下回灌的影响,并讨论了土壤对氨氮的处理效果和在土壤中氮的迁移与转化。     

《气象与环境学报》稿件远程采编处理系统和网站建设与应用

气象与环境学报》编辑部与北京玛格泰克科技发展有限公司开展技术合作,于2008年初开通了由该公司开发研制的“稿件远程采编处理系统”和“网站系统”。系统主要包括作者在线投稿系统、作者在线查稿系统、在线审稿系统、编委在线审稿系统、主编在线审稿系统和远程编辑系统。实现了作者、审者、编者在线稿件收稿、审稿、退修、发稿通知的全过程监控与管理。网站包括期刊介绍、编委会、投稿须知、期刊订阅、广告合作和编辑部公告等信息。系统运行以来,加快了稿件处理效率,缩短了论文刊登周期,提高了工作效率,扩大了期刊传播影响力,方便了广大作者和读者,促进了编辑业务现代化建设的进展。通过对《气象与环境学报》稿件远程采编处理系统的建设和应用的叙述,概述了网站与系统的功能和设置,归纳了应用效果与体会,讨论了系统和网站的特点与存在的问题。     

Impacts of urban expansion on nitrogen and phosphorus flows in the food system of Beijing from 1978 to 2008

Rapid growth of metropolitan areas is associated with increased flows of nitrogen (N) and phosphorus (P) in the food production–consumption system. However, quantitative analyses of these flows during urban expansion and information about their controlling factors are scarce.Here, we report on N and P flows in the food system of Beijing, which experienced a remarkable growth in population number between especially 1978–2008, using a combination of statistical data bases, surveys and the NUFER model (nutrient flow in the food system, environment and resource). The N (or P) cost of food is defined as the amount of ‘new’ N (or P) used in food production for the delivery of 1 kg N (or P) in the food entering household. ‘New’ N (P) includes fertilizer N (P), biological N fixation, atmospheric N deposition, and imports of N (P) via feed and food. Recycled N (P) includes N (P) in crop residues, manures and wastes.We found that the rapid increase in temporary migrants greatly increased food imports to Beijing metropolitan areas and thereby led to an apparent decrease of the N and P cost of food. The input of ‘new’ N to the food system of Beijing metropolitan areas increased from 180 to 281 Gg, and for P from 33.5 to 50.4 Gg during 1978–2008, as a result of increases in population and changes in food consumption patterns per capita. The food and feed imports in per cent of total ‘new’ N and P inputs increased from 31 to 63% for N and from 18 to 46% for P during 1978–2008. The N and P cost of the food was relatively low compared to the mean of China, and decreased over time. About 52% of the new N input and 85% of the new P input was not recycled in 2008, it accumulated as wastes (in crop residues, animal excreta, and human excreta and household wastes). The N and P use efficiencies in crop and animal production were low, i.e., only 17% for N and 11% for P in 2008. Total losses of ammonia (NH₃) and nitrous oxide (N₂O) to air and of N to groundwater and surface waters increased by a factor of about 3, and losses of P to groundwater and surface waters increased by a factor of 37 in the period 1978–2008.Key measures for decreasing N and P accumulation and losses are (1) developing satellite towns, (2) expelling animal production to rural areas, and (3) effective collection of the wastes and animal manure, and the utilization of these in rural areas outside Beijing. These findings may also portend changes in other metropolitan areas in China and elsewhere in the rapidly developing world.