15N示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展

稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。其中¹⁵N技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。文章主要从湿地氮素的输入过程、转化过程以及归趋过程三方面综述了该技术在当前国内外湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展,特别指出当前基于该技术的湿地氮素生物地球化学过程研究尚缺乏一定的系统性、深入性和广泛性。最后,文章就该技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用前景进行了展望研究。     

稳定同位素在湿地水文研究中的应用现状与前景

湿地水文过程对湿地形成、发育和演化起到了至关重要的作用,也是湿地保护和修复的关键。稳定同位素技术是湿地水文研究的有效工具,探讨了稳定同位素技术在湿地水资源性质与来源识别以及湿地水文循环研究等方面的应用,指出了当前应用中存在的问题,如缺乏湿地水文过程的系统性机理研究等,展望了稳定同位素在湿地水文中取样方法上的创新改进与人类干扰对湿地水文过程影响研究的应用前景。     

人工湿地脱氮除磷影响因素及改进措施研究

人工湿地作为一种新型的污水处理方式,具有维护成本低、运行高效稳定、生态效益突出等特征,在污水脱氮除磷方面得到普遍的推广和应用,对水环境质量的改善具有重要意义。从非生物因素(温度、pH值、水力停留时间、流入C/N比、分流比、溶解氧)和生物因素(植物、微生物)两方面对影响脱氮除磷的因素进行了归纳总结,阐明各限制条件的作用机理,并针对当前存在问题提出一系列改进方案,以期为后续人工湿地脱氮除磷的研究提供参考。     

树轮稳定氮同位素记录的进展与展望

树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响.树轮稳定氮同位素比率(δ15N)与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足.本...     

低温条件下人工湿地中微生物脱氮的强化措施

人工湿地是一种可持续发展的污水深度处理技术,但是,在低温条件下,人工湿地的脱氮效果并不理想,因此限制了其在中国北方寒冷地区的应用与推广。研究表明,微生物活性受到抑制、溶解氧和碳源含量减小是人工湿地微生物低温脱氮的主要挑战;在低温条件下,人工湿地微生物脱氮的主要强化措施包括保温、调控人工湿地内溶解氧水平及分布、人工增加电子供体、优化进水碳氮比和筛选耐低温微生物等。     

同步脱氮除磷基质应用于人工湿地的研究进展

同步脱氮除磷基质是一种可以同时去除氮和磷的功能性材料,在人工湿地去除污染物过程中起着决定性作用。简要概述了水平和垂直潜流人工湿地的运行机制和适用水体,将人工湿地的基质划分为单一式和组合式同步脱氮除磷基质;阐述了砾石和沸石等传统矿物、锰矿石和黄铁矿石等金属矿物、工业和建筑废料、农业废料、无机基质、有机基质、复合基质在人工湿地中的同步脱氮除磷效果和净化机制,其中,复合基质、锰矿石和黄铁矿石等金属矿物、农业废料具有高效的同步脱氮除磷效果,但是后两者受限于水体类型和自身的理化性质;总结了高性能的组合式同步脱氮除磷基质,分析了人工湿地类型、植物、微生物、水力停留时间、水力负荷率、温度和水体pH等因素对基质同步脱氮除磷效果的影响。     

硼同位素分馏及其在环境研究中的应用

二十世纪八十年代以来 ,由于硼同位素的测量技术的创新和改进 ,硼同位素地球化学的研究领域不断拓宽。研究表明 ,自然界中δ11B值的变化范围为 -3 7‰～ +5 8‰ ,不同地质体中δ11B值明显不同 ,反之 ,硼同位素组成与生成环境密切相关 ,可以反映其地质成因环境或地质作用过程。近年来 ,硼同位素在研究海水入侵 ,示踪古海洋和古气候条件 ,和判断污染源区等方面取得初步成效。     

人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展

人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统正在被广泛应用于各种类型的污水处理,不仅对有机污染物有较强的降解能力,而且对传统的二级处理难以去除的氮磷也有较好的去除效果。人工湿地污水处理系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,基质、水生植物和微生物共同发挥着重要作用。综述了人工湿地脱氮除磷的效果与机理,讨论了基质、水生植物、微生物及其他外界因素对系统处理效果的影响及氮磷去除的预测模型,提出了当前人工湿地研究中存在的问题和提高人工湿地脱氮除磷能力的对策。     

湿地生态系统氮素输入过程的研究进展

湿地生态系统的氮素输入过程主要包括大气氮沉降、生物固氮、人为氮和径流氮输入等途径,它们通过影响湿地系统自身的营养状况而决定氮素生物地球化学过程的运行。综述国内外湿地氮素各种输入途径的研究进展,分析当前研究中存在的问题,指出淡水沼泽湿地是目前研究的薄弱点。展望湿地氮素输入过程的研究前景,建议积极开展淡水沼泽湿地、湿地系统氮素交换的环境效应1、5N技术与氮素模型的结合以及各氮素输入途径的模型表征研究。     

稳定氯同位素及其应用地球化学研究

稳定氯同位素的分馏作用有限,同位素比值变化小,测定精度要求高。在很长一段时期内,人们一直未能发现自然界稳定氯同位素组成的变化。随着测定技术的不断发展,氯同位素的分馏效应逐渐得到证实,并引起了人们的广泛关注。国内外学者已将氯同位素应用于海水、地表河流水、地下水、盐湖、古代蒸发岩(盐)和热液矿床等方面的地球化学研究中,对水体演化和矿床成因进行了较为深入的探讨和分析,并取得了一定的研究进展。这些研究工作充分表明氯同位素在水体演化和成矿理论研究以及矿产勘查等方面有着独特优势,尤其在我国开展蒸发岩(盐)氯同位素地球化学研究具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。但氯同位素的应用地球化学研究目前尚处于发展时期,更深入的研究还有待于测定方法的进一步完善以及对不同地球化学体系氯同位素的系统测定和研究。     

提高生态浮床系统脱氮除磷效率研究进展

生态浮床系统处理技术因具有投资少、易操作、无二次污染兼具良好景观性等优点而被广泛应用于各种类型污染水体的治理。生态浮床系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,填料、水生植物、水生动物和微生物共同发挥着重要作用。主要概述生态浮床系统的发展状况、脱氮除磷机理、限制因素及存在问题;重点概述以细菌固定化技术和曝气等方式的外在法和以改进生态浮床系统构造形式、筛选优势浮床植物等方式的内在法,来提高生态浮床系统脱氮除磷效率;展望了生态浮床污水处理系统未来的研究与应用前景。     

碳同位素技术在湿地甲烷排放中的应用综述

碳同位素技术对碳元素在生态系统中的迁移动态具有示踪作用,有助于研究生态系统中碳元素的源与去问题,在生态系统碳循环研究中发挥着极其重要的作用。重点阐述了碳同位素技术在湿地甲烷的产生、传输过程中的应用,并对将来该方面的研究方向作出展望。     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5~1.25 mg/L和0.6~1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrumsali-cariaLinn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus vali-dusVahl)、香蒲(Typha angustifoliaLinn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(AcorustatarinowiiSchott)、黄花鸢尾(Iris wilsoniiWright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5～1.25 mg/L和0.6～1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrum salicaria Linn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus validus Vahl)、香蒲(Typha angustifolia Linn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)、黄花鸢尾(Iris wilsonii Wright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

新生滨海湿地土壤微量营养元素空间分异特征

在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内,根据植被分布状况,由黄河岸边至海滩方向布设了两条平行样带,研究土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn和B分布的空间分异特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层0～30 cm土壤中B、Mn、Fe、Cu和Zn的平均含量分别为50.94 mg/kg、439.87 mg/kg,22.25 g/kg、27.48mg/kg和46.39 mg/kg.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中5种微量营养元素含量总体上呈逐渐增加趋势,在剖面上表现为波动变化规律.不同植被群落土壤中,5种微量营养元素含量之间及其与总有机碳含量、总氮含量、总硫含量和土壤含盐量之间存在显著正相关关系.新生滨海湿地土壤中总有机碳含量、总氮含量和总硫含量是影响土壤微量营养元素含量的关键因素.     

Advance in the Research of Wetland Tourism in China

The wetland tourism in China has been one of the most popular tourisms as its fast growth in China in recent years. The significance of the wetland tourism research for the local sustainable development was noticed and have sum-marized this review in 3 aspects: resources, including assessment, resources and products development; planning, in-cluding the orientation of wetland tourism, the landscape planning and application of science and technology; and man-agement, including tourism capacity, environmental evaluation, the ecological compensation and the public participa-tion. The wetland tourism research in China is insufficient in the following fields: the depth of extensive studies, the ap-plication of mathematics, the objective planning and the evaluation of ecological influence. What should be more noticed in the future research is that it is considered as landscape ecology, landscape planning and the relevant wetland-struc-ture controlling, the environment and landscape pattern change caused by tourism, tourism risk evaluation, the econom-ics and sociology research in wetland tourism.     

长江口滨岸湿地无机氮界面交换通量量算

基于3年长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮季节性交换通量连续实测数据,建立无机氮界面交换通量空间插值模型与量算模型,对无机氮界面交换通量季节性空间分布特征、滨岸湿地不同岸段无机氮季节性界面交换总通量量算等研究。结果表明：修正GIDS插值模型在无机氮界面交换通量空间插值预测过程中精度明显优于IDS方法,而略优于普通Kriging方法;长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮交换通量空间分布在不同季节表现出复杂的空间分异特征;利用修正GIDS插值模型对长江口滨岸湿地无机氮交换通量进行空间插值过程中,为提高通量量算模型精度,应采用1.2'×1.2'的空间尺度为最佳;长江口滨岸湿地无机氮界面交换总通量量算表明,长江口滨岸湿地在春季向水体释放无机氮,是水体无机氮的释放源,释放量为1.33×10⁴ t,夏季、秋季和冬季表现为净化水体中无机氮,是水体无机氮的吸收汇,分别净化无机氮量为4.36×10⁴ t、6.81×10⁴ t和2.24×10⁴ t,全年总体表现为净化水体中无机氮,净化量为12.1×10⁴ t;长江口多年水体中无机氮通量多项式拟合分析得出,2002~2004年3年长江口水体中无机氮通量平均值为52.6×10⁴ t,滨岸湿地对长江口水体中无机氮的年均净化率达23.0%。     

水体总氮浓度与湿地芦苇叶片高光谱特征关系研究

以富营养化主控因子总氮为研究对象,通过不同氮浓度梯度培养芦苇的试验,测定芦苇的生理生化参数和叶片光谱,分析不同氮浓度处理下的芦苇理化特征和光谱特征差异,并利用线性和非线性回归方法建立光谱指数与水体总氮浓度的关系模型。研究结果表明:随水体总氮浓度的增加,芦苇高度、鲜生物量、叶片氮含量及叶绿素含量呈现增加趋势,而绿光反射峰值和红光吸收谷值呈现下降趋势,并出现明显"红移"现象;不同氮浓度处理的芦苇叶片反射光谱在绿光至红光的530~639nm和696~717nm差异显著;基于非线性拟合的PRI(Photochemical Reflectance Index)和CI(Chlorophyll Index)指数能够较好指示水体总氮浓度,拟合精度分别达0.82和0.91。该研究可以弥补现有水体富营养化遥感探测的不足,并为湿地管理与保护提供科学依据。