顺应高程梯度的山地梯塘小微湿地生态系统设计

山地自然景观中的湿地,多以小微湿地形态出现。将小微湿地与山地景观建设耦合,是山地景观研究的重要课题。以地处重庆东北的梁平区猎神村为对象,提出了山地梯塘小微湿地生态系统设计技术框架,从综合要素设计、结构设计、功能设计3个方面,进行了顺应高程梯度的山地梯塘小微湿地生态系统设计与实践研究。结果表明,建成后的猎神村山地梯塘小微湿地系统,小微生境类型多样,生境质量优良,生物多样性丰富,立体景观特色明显。

基于微地形的南方沟-塘湿地系统景观异质性研究--以风岭流域为例

本文以Quickbird遥感影像和DEM为基础,利用GIS技术和实地调查相结合,并通过SPSS数据分析软件,对仪征市风岭流域的地形、沟-塘湿地系统网络结构及其空间异质性进行研究.结果表明:1流域以微地形为主要特征,但在平均坡度、平均坡面曲率、平均高程变异系数上依然存在明显的差异性.据此划分的3个地形特征区域A、B、C的地形复杂度依次降低.2不同地形特征区域内水塘与沟渠的景观结构特征存在着差异.3个地形特征区域的水塘在单位面积水塘面积指标上差异不显著,在单位面积水塘库容、密度、聚合度、聚集度指标上差异显著,总体地形特征越简单的区域,其水塘结构特征越复杂;3个地形特征区域的沟渠在环度、连通度指标上差异不显著,在单位面积沟渠数、单位面积沟渠节点数、密度和线点率指标上差异显著,总体地形特征越复杂的区域,其沟渠结构特征越复杂.3不同地形特征区域内沟-塘湿地系统景观结构特征存在着差异.3个地形特征区域沟-塘湿地系统在连接率指标上差异不显著,在线面率、可达性总成本指标上差异显著,总体地形特征越复杂的区域,其结构特征越复杂.通过分析研究区域的地形、沟-塘湿地系统景观结构及其异质性,能够更好地优化设计不同地形特征区域的沟-塘湿地系统,合理分配水资源.

塘-湿地系统中芦苇对再生水氮磷吸收能力研究

以天津市空港经济区塘-湿地组合处理系统为对象,研究了再生水补给条件下芦苇各组分氮（N）、磷（P）的吸收能力。研究发现：在一个生长周期内,芦苇不同组分（穗、叶、茎、根）N、P的质量分数为（1.17±0.82）%和（0.067±0.057）%,存在穗〉叶〉根〉茎的特点。芦苇各组分N、P的质量分数随生境类型而变化,其中N的质量分数范围介于0.22%~2.34%,P介于0.012%~0.23%。再生水补给条件下系统地上生物量为（119.37±62.25）kg/m2,明显高于周边河道自然生长的芦苇（（19.08±5.73）kg/m2）,表明再生水的补给能有效提高芦苇的初级生产力,且地上部分对N、P的累积能力高于地下部分,分别为4.10和5.20倍。

再生水补给下塘-湿地系统表层土磷形态分布

以天津市空港经济区塘-湿地组合处理系统为对象，研究再生水补给条件下系统表层土壤磷的赋存形态及空间分布特征。研究发现，表层土壤总磷（TP）含量的空间变化不大，范围介于662．2～782．4mg／kg。从磷的赋存形态看，有机磷（Org—P）为表层土壤磷的主要赋存形态，含量介于415．9-499．0mg／kg，占TP的62．8％～64．1％；其次为钙磷（Ca—P）和交换态磷（Ex-P），分别占TP的19．9％和10．5％；铝磷（Al—P）、铁磷（Fe—P）和闭蓄态磷（Oc—P）的含量最低。从磷的活性角度分析，Ex—P的含量明显偏高（74．0mg／kg），占活性磷（Ex—P、Fe—P和Al—P含量之和）的60％以上，可作为表层土壤重要的磷源。从剖面垂向梯度看，活性磷的含量随剖面深度的增加呈先降低后基本保持不变的趋势，表明表层土壤存在磷释放风险；与活性磷不同，其他形态磷（Oc—P、Ca—P和Org—P）的含量在垂直剖面上波动不大。通过相关分析可知，各形态磷含量的变化基本与表层土壤的理化性质无关，其中，Ex—P的生物地球化学活性最强，与3种形态磷（Fe—P、Ca—P和Oc—P）之间均存在响应关系。

塘-湿地生态复合处理系统理化指标的因子和聚类分析

结合多元统计分析软件SPSS15.0,运用聚类分析模型和因子分析方法,对塘-湿地生态复合处理系统各单元塘中10个理化指标变量下的样本数据进行了分析,从量和质的角度,综合评价了各单元塘的运行效果,为石化废水的处理提供了科学依据.

人工湿地-塘组合处理村镇严重污染河水效果

构建潜流人工湿地．塘组合中试系统，探讨系统对村镇严重污染河水中氮磷等污染物的处理效果。采用实验模拟的方法，获得不同水力停留时间HRT及不同塘水深条件下系统对氮磷净化效果的数据，并进行分析。结果表明，组合系统HRT对COD、TN、NH3-N的影响显著，随HRT的增大去除效果明显提高。对TP的影响呈现先提高后降低且总体变化不大的现象，除磷的最佳区间是HRT2．5～3．0d。当HRT〉2．1d，COD、TN、NH3-N和TP的去除率大于54．0％、57．8％、67．7％和80．6％，出水COD优于Ⅳ类水体标准，TN、NH3-N均优于城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准，TP优于Ⅲ类水体标准。COD、TN、N地-N和TP的去除率随塘水深变化不犬，均出现一个先高后低的现象，当塘水深为0．5m时，去除率最高，COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别达到48．9％、55．3％、63．7％和83．9％，出水水质最好，分别为20．49、9．51、4．59、0．19mg／L，COD优于Ⅳ类水体标准，TN、NH3-N优于一级A标准，TP优于Ⅲ类水体标准。

不同牛粪化肥配施比例下水稻田-沟-塘系统的水质及植物特征

为了研究牛粪化肥配施条件下稻田-沟塘系统的水质及植物特征,以不同的牛粪化肥配施比例下的水稻田及人工沟塘系统为研究对象,定点定期采集系统水样并分析水质状况,并分析沟塘中植物和水稻的生物量及氮磷含量。结果表明:水稻田中70%化肥+30%牛粪处理的田面水TP浓度显著低于其他3种施肥处理,而各处理间COD虽有显著差异,但都处于较低水平(地表Ⅲ类水标准),TN、NO3--N和NH_4^+-N浓度没有显著差异,且水稻产量及氮、磷含量都较高;沟塘系统对稻田退水的净化效果整体达到地表水Ⅲ类标准,其中COD净化率为28. 91%～51. 77%,TP为79. 59%～91. 57%,TN为4. 19%～46. 28%,NO3--N为6. 82%～31. 26%,NH_4^+-N为7. 77%～41. 42%;沟塘系统的植物生物量以野菱(Trapa incisa)+白三叶(Trifolium repens)最高,为13. 55 t·hm^(-2),w(N)最高是羽状狐尾藻(Myriophyllum verticillatum),为16. 26 g·kg^(-1);w(P)最高是茭白(Zizania latifonia)+高羊茅(Festuca elata),为2. 91 g·kg^(-1);综合生物量和氮磷含量,N、P产出最高的分别是羽状狐尾藻和野菱+白三叶,产出量分别为100. 26和39. 43kg·hm^(-2)。因此,牛粪替代化肥处理以30%的替代量为最优,稻田-沟-塘系统能够高效净化水体中牛粪带来的TP和COD,以羽状狐尾藻和野菱+白三叶净化效果最佳。

不同水力负荷下人工湿地-稳定塘组合系统的净化效果

采用人工湿地与沉水植物稳定塘组合系统在低、中、高三种不同水力负荷条件下对污水处理效果进行研究,分析水力负荷对组合系统性能的影响状况,以及各构筑物贡献率的对比。结果显示组合系统耐负荷能力强、处理效果良好、出水稳定;整个组合系统除溶解性磷酸盐外,污染物均随着水力负荷的增加去除率降低,低水力负荷去除效果最优,各构筑物中人工湿地与水力负荷呈负相关性,而稳定塘则受水力负荷影响不显著;各构筑物贡献率中人工湿地对有机物的去除效果较好,但稳定塘对氮磷污染物的去除效果优于人工湿地。

乡村振兴下的土地综合整治——以溧阳市上兴镇牛马塘特色田园区土地综合整治项目为例

党的十九大顺应时代需求和群众期盼,首次提出实施乡村振兴战略,明确了“产业兴旺、 生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总要求,描绘了一幅现代化中国农村的美好画卷。本文以溧阳市上兴镇余巷村生态型土地综合整治项目为例,详细阐述了如何利用土地综合整治这一理念,在一定的区域内,按照土地利用总体规划、土地整治规划确定的目标和用途,结合生态型的工程技术手段,对区域内的山、水、林、田、湖、村实行综合整治,以增加有效耕地面积、提高耕地资源质量、改善农村生产生活条件、促进产业升级转型,进一步实现乡村振兴。

“塘+湿地”耦合系统净化再生水补给低C/N河湖水体的效能及机制研究

构建了针对再生水补给低C/N河湖水体的“释碳塘⁃水平潜流人工湿地⁃沉水植物塘”耦合生态净化系统,以北运河上游沙河水库为研究对象,研究了该耦合系统对主要污染物TN、TP和CODCr的净化效能,并采用高通量测序技术解析了各单元微生物群落分布特征.结果表明,耦合生态系统稳定运行后出水中TP、TN和CODCr的浓度分别为(0.07±0.03),(1.41±1.06)和(18.51±6.97)mg·L^-1,其中,TP和CODCr可稳定达到《我国地表水环境质量标准》(GB3838—2002)地表IV类水(湖库)标准,TN达标率为73%.10月下旬后出水中TN不达标主要是由于温度降低导致反硝化细菌活性降低以及进水中C/N降低导致.本耦合系统可强化沙河水库中氮素的去除,不仅体现在释碳床的加入可补充湿地反硝化所需碳源,且自身的“夹心结构”可在内部实现缺氧环境,有利于反硝化的发生.加入释碳床前后,释碳塘和水平潜流人工湿地对TN的去除率分别由23.1%±27.3%和38.3%±21.6%提高至25.3%±19.4%和47.4%±15.6%.微生物群落分析结果表明,运行过程中释碳床内部微生物优势菌属由嗜氢菌属和淀粉发酵菌属转变为纤维素降解菌属.耦合系统各单元优势菌属差异较大,其中节杆菌属(Arthrobacter)在3个单元均为优势菌属.

不同水力负荷下塘-湿地组合处理系统对再生水磷的净化效果

通过研究天津市空港经济区塘-湿地组合处理系统对区内污水处理厂MBR出水(再生水)的净化过程,探讨再生水总磷(TP)及活性磷(SRP)的净化效果。研究表明:MBR出水SRP含量较高,SRP/TP高达84%。在3个水力负荷100、150及200 m3/d下,系统对磷均保持良好的处理效果,TP浓度由1.64 mg/L降至0.36 mg/L,SRP浓度由1.30 mg/L降至0.28 mg/L。同时,系统SRP/TP由进水的84%降至出水的54.5%,SRP去除效果显著。再生水中SRP含量较高的问题通过塘-湿地组合处理系统得到了良好的解决,从而有效降低再生水回用景观水体所带来的藻华风险。