包头市南海湿地水质现状分析与评价

南海湖是包头市唯一的天然湖泊,为了解包头市南海湿地的水质现状,根据南海湿地进出水特点于2015年4—11月合理布点采样,通过检测pH、DO、TN、TP、DP、NO_3-N、NO_2-N、NH_3-N、CODCr、Chl(a)等指标,对湿地水质现状进行分析,并采用污染指数法和营养状态指数法对湿地水体进行评价.结果表明,南海湿地水体达到严重污染级别,根据污染负荷分担率Ki值可知化学需氧量(22.93—45.98)、总氮(27.69—38.10)、总磷(5.93—28.03)对水体的污染最为显著,均超过地表水Ⅴ类标准,监测期间各点位TSI(chla)值均大于53,可知南海湖现已处于富营养状态.

包头市南海湿地土壤重金属污染评价及来源解析

包头市南海湿地位于中国西北地区的高纬度寒旱区,具有独特的河流湿地生态系统。以南海湿地土壤为研究对象,对湿地28个点位表层土壤(0~20 cm)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Zn 8种重金属进行检测分析,采用环境质量指数与Hakanson环境生态潜在风险指数相结合的方法,探讨土壤中8种重金属的累积污染现状及潜在生态风险,利用相关性分析、主成分分析和聚类分析区分了南海湿地重金属的来源,以期为南海湿地土壤环境保护提供理论依据。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb和Zn重金属平均值分别为75.18、1.27、56.98、111.18、87.67、622.71、54.10和209.33 mg·kg^(-1)。以包头市南海公园树木林土壤重金属含量为评价基准,南海湿地土壤重金属普遍超标,研究区域所有样方中As、Cd、Cu、Mn和Pb均超标,Cr有64.29%的样点超标,Ni有96.43%的样点超标,Zn有89.29%的样点超标。单因子污染指数表明,Cd处于中度污染;As、Cu、Pb和Zn处于轻度污染;Cr、Ni和Mn处于轻微污染。农田区和景观大道两侧处于重污染水平,鱼塘区和湿地植物区处于中污染水平。潜在生态风险指数表明,Cd处于强风险等级;As、Cr、Cu、Ni、Mn、Pb、Zn处于低风险等级。;研究区整体上都属于中等风险等级。来源解析表明:As、Cd、Cu、Ni、Mn的来源受到周边工业活动和农业活动的影响;Pb和Zn的来源与道路交通有关,Pb还受到工业活动的影响;Cr来源与土壤母质和农业活动有关。

包头南海湿地保护区大天鹅春季行为时间分配及日活动节律

2013年1月11日—3月17日,2014年2月10日—4月15日,采用焦点动物观察法和瞬时扫描法,对内蒙古包头南海湿地保护区内大天鹅Cygnus cygnus的昼间行为进行观察。结果表明:大天鹅的主要行为有取食、休息、运动、保养、警戒和其他,共计6类12种。在时间分配方面,大天鹅主要用于取食(45.8%)、休息(34.1%)、运动(11.1%)和保养(6.8%)行为,且4种行为有明显的节律性变化。另外,1—2月和3—4月取食、休息和保养行为差异有统计学意义(P<0.05),而运动行为差异无统计学意义(P>0.05)。相关分析表明:除警戒行为外,其他行为之间存在显著相关性。1—2月为越冬期,大天鹅主要时间用于休息,3—4月为迁徙期,大天鹅主要时间用于取食,为再次迁徙积累能量。

包头南海湿地保护区赤膀鸭组织中重金属含量分析

2016年12月,采用电感耦合等离子体发射光谱法测定了内蒙古包头南海湿地保护区赤膀鸭Mareca strepera组织(胸肌、心肌、肾脏、肝脏、胸骨),土壤及水中Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg、Fe、Mn的含量,采用单因素方差分析及独立样本t检验比较不同年龄性别赤膀鸭组织间的重金属含量差异,并进行Pearson相关性检验。结果表明:(1)除雌性成鸟组织中的Hg外,其他7种重金属的含量在组织间的差异均有统计学意义,其中,Cr和Ni主要分布在肌肉组织(胸肌和心肌)中,Cd主要分布在肾脏中,Cu主要分布在肌肉和肝脏中,Zn主要分布在肝脏和胸骨中,Fe主要分布在肝脏中,Mn主要分布在胸骨中;分析显示,Zn与Fe、Mn、Cu显著正相关,Fe与Cu极显著正相关,Cr与Ni显著正相关,表明其来源相同。(2)雌雄成鸟组织间重金属分布规律基本一致,但与幼鸟有一定差异,Cu主要分布在成鸟的肝脏和幼鸟的胸肌中,Mn主要分布在成鸟的胸骨和幼鸟的肾脏中。(3)与国外研究报道相比,赤膀鸭组织中重金属的含量已超过其他地区鸭科Anatidae鸟类相应组织中的重金属含量,说明当地污染较重,应该引起重视。

包头市南海湿地不同季节土壤养分分布特征

以内蒙古包头市南海湿地土壤理化性质为试材,采用野外取样与室内试验分析相结合的方法,研究了内蒙古包头市南海湿地不同季节(春季、夏季和秋季)土壤养分分布特征及其影响因素,以期为该区域土壤质量评价提供参考依据。结果表明:(1)包头市南海湿地土壤理化指标均符合正态分布。其中,全盐量、有机质、全氮和全磷均具有强变异性,说明不同季节这4种指标的变异程度较大。(2)不同季节平均土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别为9.59~18.80、0.36~0.70、0.67~1.07、16.21~22.39 g·kg^(-1)。(3)各土层土壤全盐量、有机质、全氮和全磷随季节呈先增后减的变化趋势,土壤pH、全钾随季节呈逐渐递减的变化趋势。(4)在同一季节,土壤容重、土壤含水量、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度随着土层深度增加变化各异。土壤全盐量、有机质、全氮和全磷随土层深度增加整体呈逐渐降低的趋势。(5)冗余分析结果表明,pH和季节是影响湿地土壤养分的潜在驱动因子。其中pH对湿地土壤养分的影响最大,为37.90%。该研究结果可为包头黄河湿地的植被重建、生态修复和科学管理提供参考依据。

包头市南海湿地水污染现状与防治对策研究

通过对南海湿地进出水和核心区进行布点采样,检测了样品的氮磷和有机污染物,分析了湿地水污染现状,同时采用内梅罗污染指数法和综合营养状态指数法对湿地水质进行评价。结果表明:南海湿地水体达到污染级别,其中湿地进水区域和旅游开发区水质达到重污染级别;南海湿地现已处于富营养型。通过分析得出水污染的原因主要是:该地区人口多,人为污染大,南海湿地补水来源受污染严重;对水质净化具有一定作用的水生植物不被收割利用,对水质造成了二次污染。最终针对南海湿地的污染状况和原因,提出了科学合理的防治对策。

南海湿地生态长效补水优化控制方法

为了改善南海湿地生态环境,提出一种新的南海湿地生态长效补水优化控制方法。针对包头市南海湿地景区,依据圣维南方程组建立水动力模型,通过双扫法完成数值计算,构造水量及水质模型。求出各网格的水位和水流变化情况,将质量守恒方程与动量方程作为依据进行补水,保证补水后南海湿地符合质量守恒方程,实现南海湿地生态长效补水优化控制。对其进行离散处理,通过有效差分法中的追赶法对组成不同网格的方程组进行计算。在求解的过程中,若对流过程占主导,则求解过程中采用高阶空间离散较为合适;若扩散过程占主导,则采用低阶空间离散。选择控制点,研究水质变化情况、经济效益变化情况及生态环境改善情况,发现所提方法能够改善水质及生态环境,提高经济效益。

包头南海湿地公园在城市生态环境中的重要作用

在对南海湿地公园资源调查的基础上,介绍了南海湿地公园的背景,探讨了南海湿地公园在包头生态建设中的重要作用,结合现状研究了南海湿地公园的生态功能及社会服务功能,并针对重建后的南海湿地公园提出了一些建议和看法。

二道沙河及南海湿地生态治理总体方案研究

包头二道沙河及南海湿地近年来存在生态基流量小、入河污染物总量大、水体自净能力不足、生态系统脆弱等问题,针对上述问题提出了生态治理总体方案:以水资源循环利用为基础,将流域内污水处理厂外排的再生水收集后输送至河道及湿地进行生态补水,利用挡水堰及河道地形构建包含滞留塘、人工水草、人工物质迁移系统、生态净化床的河道走廊湿地,建设以多级多槽湿地为主的湿地生态修复区和以近自然湿地为主的湿地生态保护区。该方案可以实现再生水的循环利用,改善二道沙河及南海湿地的生态环境,削减包头市经由二道沙河及南海湿地进入黄河的污染物总量。

包头南海湿地水体环境季节性变化与生态功能货币化评价

生态功能的定量化分析已日渐成为湿地生态系统服务价值研究的焦点之一。依据环境自我调节理论(Aaia假说)和应用市场价值法,对内蒙古包头南海湿地进行季节性水位和能见度测定,并对其生态系统服务功能进行货币化核算。结果表明:包头南海湿地核心区随着季节的变化,水位和能见度以及湿地生态功能发生着明显变化。该湿地每年固定CO2价值为133.12×104元;涵养水源价值为20889.54×104元;侵蚀控制价值为10420×104元;文化观光价值为3645×104元;珍稀鸟类价值160×104元,科学文化价值300×104元;遗产价值为5400×104元。非使用价值为6200×104元,备选、半备选价值为1840×104元。包头南海湿地生态系统每年提供于人类的服务价值为156446.06×104元。该研究结果可为干旱区其它湿地生态恢复与保育提供案例借鉴。

包头南海湿地生态系统健康评价

在"压力—状态—响应"模型的基础上,针对南海湿地生态系统,建立了健康评价指标体系;采用层次分析法,确定各指标的权重;采用集对分析方法,描述健康评价过程中的确定性和不确定性特征,并应用分段三角模糊数,刻画集对差异度系数,进而提出了利用集对分析和分段三角模糊数的南海湿地健康评价模型。研究结果表明,南海湿地生态健康综合联系度为-0.287,相应的级别特征值为3.574,健康状态整体处于IV级,即一般病态,评价结果与实际情况吻合。其中,压力、状态和响应子系统的级别特征值分别为3.689、3.669和3.155,压力和状态子系统都处于IV级(一般病态),响应子系统健康状态处于III级(亚健康)。从各子系统级别特征值和指标权重可知,影响系统健康的主要因素为人口密度、湿地周边人口素质、地表水质、水营养状态、水生植物覆盖率、湿地原生性和现有政策法规。

混合浮床对南海湖湿地富营养化水体修复的作用

[目的]探究植物的交互作用对生态浮床去除N,P效率的影响,为后期南海湖湿地规模化建设提供理论依据。[方法]在自然开放水域条件下,选取适合于北方生长的3种挺水植物水葱、千屈菜、风车草为浮床植物,以高密聚乙烯空心塑料基盘为植物载体,建立单一种植与交叉混合种植两种浮床体系,在南海湖湿地保护区进行为期90 d的水质处理,研究植物生长特性及浮床净化效果。[结果]10月份收割时,混合浮床中水葱和风车草的分蘖数分别达26和30株,生物量(鲜重)分别为1.43和1.98 kg/株。风车草浮床N累积量最好,达110.6 g/m 2,水体TN去除率34.9%。混合浮床P累积量最好,达26.02 g/m 2,水体TP去除率43.3%。[结论]植物的交互作用对植株的分蘖繁殖有一定促进作用,但不改变植物自身N,P吸收能力,植物体对N,P的累积量受生物量影响较大,3种植物在混合浮床中的整株N,P累积量要高于单植物浮床,混合浮床可作为针对南海湖富营养化水体修复的浮床形式推广使用。

包头南海湿地磷形态及污染源定量识别

采用钼锑抗分光光度法和连续提取法对包头南海湿地和南海湿地沿黄河边的水体和表层沉积物中总磷(TP)及各形态磷的含量进行测定,以分析其生物可利用性及释放风险,并采用APCS-MLR受体模型结合相关性分析(CA)和主成分分析(PCA)等方法进行污染源的识别并量化.结果表明:(1)研究区水体和表层沉积物中磷都处于不同程度的污染水平,其中南海湿地水体中溶解性无机磷(DIP)对水体总磷(WTP)的贡献最低,表层沉积物中钙结合态磷(HCl^(-)P)对表层沉积物总磷(STP)的贡献最大,南海湖(L区)和湿地植物区(P区)的表层沉积物具有较高的生物可利用性以及向水体释放磷的可能性,更容易发生富营养化,应引起关注.(2)APCS-MLR受体模型表明,研究区水体和表层沉积物中磷的主要污染来源为工业废水及生活污水(29.07%)和农药化肥(29.00%).此外动植物残体的降解(18.49%)也对研究区具有一定贡献.

包头南海子湿地冰封期污染物迁移特征分析

为研究寒旱区湿地包头南海子冰封期的污染物迁移特征,于2015年11月—2016年1月冰封期每月中旬在冰冻的湖面上破冰钻孔采集冰样和冰下水样,对样品的pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、氨氮(NH_3-N)、溶解性磷(DP)、化学需氧量(COD_(Cr))、叶绿素a(Chl(a))等指标进行检测,分析各项污染物指标在冰体和水体中的浓度特征及迁移规律,并对TN、TP、Chl(a)进行Pearson相关分析.结果表明,湿地水体在结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移,迁移率Chl(a)>TN>COD_(Cr)>TP;冰封期水体中各形态氮分布差异较大,而磷元素的赋存均以不溶性磷为主;通过分析湿地冰封期TN、TP、Chl(a)的相关性,得出三者在冰体中的相关性较水体显著;与非冰封期相比,冰封期水体中污染物的含量均高于非冰封期水体中的污染物含量,过长的冰封期使湿地有机污染趋势加重.

宁夏盐池南海子湿地交错带判定及植被稳定性分析

为研究半干旱区盐碱湿地生态交错带及其植被群落多样性和稳定性,于2016年7月通过样方(1m×1m)调查法对哈巴湖自然保护区的南海子湿地进行了野外植被调查。首先通过游动分割窗技术将研究区定量划分为湿生带、交错带和旱生带3个不同生活环境地带(以下简称生境带),采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数、Margalef物种丰富度指数分析不同样线不同生境带间的植物群落多样性,采用M.Godron稳定性测定方法分析不同生境带植物群落稳定性。结果表明,1)东、西样线窗口宽度为6个样方,南、北样线窗口宽度为8个样方时交错带的边界可以被清晰地划定;2)不同样线不同生境带Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数的排列顺序均为交错带>旱生带>湿生带,而Margalef物种丰富度指数的排列顺序为湿生带>旱生带>交错带;3)湿生带植物种数最少,以耐盐碱植物为主,植被群落最稳定,旱生带次之,交错带植被种数最多,群落最不稳定。

包头南海子湿地赤膀鸭(Mareca Strepera)组织与环境中重金属含量的相关性

为了解环境中重金属对赤膀鸭(Mareca strepera)健康的影响,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定内蒙古包头南海子湿地赤膀鸭组织(胸肌、心肌、肾脏、肝脏及骨骼)及环境因子(水、土壤、丝藻、鱼虾和沉积物)中砷(As)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)4种重金属含量,通过单因素方差分析赤膀鸭组织中重金属的分布特征,并采用Pearson相关性检验分析赤膀鸭组织与环境因子中重金属含量的相关性。结果表明,(1)赤膀鸭组织中重金属元素的分布规律为:As主要蓄积在心肌和肾脏中,Cr主要蓄积在胸肌中,Cd主要蓄积在肾脏中,Hg在赤膀鸭各组织间分布不存在显著性差异。(2)相关分析表明,赤膀鸭组织中重金属含量与环境因子中重金属含量呈显著正相关,且存在富集现象,表明其可作为环境污染的评价指标。(3)与国外研究相比,赤膀鸭组织中重金属元素含量已超过其他地区鸭科鸟类的平均含量水平,这可能对赤膀鸭健康造成了一定程度影响。另外,环境因子中的重金属含量已经超过国家标准,尤其水中Hg、Cr和Cd 3种元素分别是GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类水标准值的约500、375和38倍,说明当地重金属污染较重,管理部门应重视并采取有效管控和治理措施,防止环境进一步恶化。

包头南海子湿地自然保护区鸟类群落结构及多样性研究

为阐明鸟类群落结构及环境因子对包头南海子湿地自然保护区的影响,利于保护工作的开展,于2014年1月至2021年12月采用样线法和固定半径样点法,对该湿地的鸟类资源进行调查,结果如下:(1)共统计384次,记录到141种鸟类,隶属19目42科,以雁形目、鸻形目和鹤形目鸟类为主,其中国家I级保护鸟类11种,占鸟种总数的7.80%,国家II级保护鸟类18种,占12.77%;在鸟类区系从属关系方面,古北种84种,东洋种3种、广布种38种;(2)多样性指数7月最高,1月最低,呈春季=夏季>秋季>冬季的规律;Pielou指数7月最高,1月最低,呈夏季>春季>秋季>冬季的规律;丰富度5月最高,1月和2月最低,呈春季>夏季>秋季>冬季的规律;鸟总数1月最高,5月最低,呈冬季>秋季>春季>夏季的变化规律;2014年至2021年鸟类群落多样性指数和Pielou指数呈下降趋势;(3)回归分析表明温度与多样性呈线性正相关关系,当降水量为80 mm时,多样性指数达到最高;温度、降水是影响水鸟多样性的关键因素。

包头南海子湿地草鹭巢址选择研究

为了解草鹭(Ardea purpurea)巢址选择主要影响因子,更利于保护湿地鸟类,采用样方法对包头南海子湿地的草鹭巢区生态因子进行了调查和研究。结果表明:(1)共记录草鹭巢16个,全部营建于芦苇丛中,主要巢材为芦苇(Phragmites australis)的茎、叶和少量香蒲(Typha amgustifolia)叶,巢内径(37.50±7.07)cm,巢外径(57.63±9.97)cm,巢高(56.63±11.88)cm,巢深(10.75±4.33)cm;(2)通过巢址样方和对照样方生境因子统计发现,水深、芦苇密度、隐蔽度、距岸边距离、距居民区距离之间的差异显著(P<0.05),芦苇高度以及芦苇直径之间的差异极显著(P<0.01),草鹭巢址的水深、芦苇密度、芦苇高度、芦苇直径、隐蔽度、距岸边距离、距居民区距离显著高于对照;(3)回归分析结果表明,干扰源因子、隐蔽度因子和水深因子是制约草鹭巢址选择的关键因素。草鹭倾向于离干扰源远、隐蔽度较高和水深较深的芦苇湿地营巢繁殖。

包头黄河湿地植物区系组成与植物资源初步研究——以南海子湿地自然保护区为例

将南海子湿地作为研究包头黄河湿地的典型代表,在野外样地调查和参考已有相关资料的基础上,对南海子湿地植被的科属种的组成、区系、生活型和水分生态型等特征进行了调查和分析。主要结果如下:南海湿地自然保护区维管束植物共计52科137属208种,种子植物184种,隶属47科119属,分别占内蒙古全区种子植物的8.33%、40.17%和18.22%。植物种类较丰富,但种属多样性不高,特有现象不明显。植物区系成分复杂,以温带分布型为主。生活型以多年生草本为主,占总种数的50.54%;水分生态型以中生为主,占总种数的69.35%。保护区含有各种资源植物较多,应予以保护利用。