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.

包头南海湖沉积物有机碳空间分布特征

为了解包头南海湿地的有机碳分布特点及碳库稳定性,以南海湖沉积物有机碳为研究对象,利用活性有机碳及其占总有机碳比例,分析其空间分布特征及碳库稳定性。结果表明:有机碳含量在垂向总体呈现随沉积物深度增加而降低的趋势,总有机碳含量在3.96~28.35 g·kg^(-1)之间,平均值为13.11 g·kg^(-1),活性有机碳含量在1.16~16.47 g·kg^(-1)之间,平均值为6.12 g·kg^(-1),活性有机碳含量占总有机碳含量的34.19%~54.64%。变异系数均在10%~100%之间,属中等变异,0~10 cm层、10~20 cm层沉积物中有机碳含量峰值集中在0~10 cm层,在8.91~28.35 g·kg^(-1)之间,平均值为16.52 g·kg^(-1),活性有机碳含量整体所占比例较大,有机碳易受到干扰,碳库稳定性较低,但整体以惰性有机碳含量为主,亦属稳定碳库;水平分布总体呈现从湖心向四周逐减的规律,但进水口和芦苇区的有机碳含量较高,活性有机碳以湖心为最高,总有机碳含量越高,活性有机碳含量也越高,湖心小岛处活性有机碳占总有机碳含量的44.16%,湖心处为43.47%,但芦苇区总有机碳含量最高,而活性有机碳含量却较低,活性有机碳含量占总有机碳含量的39.78%,以稳定的惰性有机碳为主,属稳定碳库,表明芦苇对碳库稳定较为有利。研究表明,沉积物碳库稳定性受芦苇区和人为活动影响,随着沉积物深度的增加碳库稳定性增强。

人工浮岛种植水生植物对包头南海湿地水质净化效果研究

【目的】解决包头南海湿地氮磷等营养元素富集的问题,提升包头南海湿地的水质。【方法】于2017年7-9月,在包头南海湿地构筑了一段由3种水生植物单独或混合种植的人工浮岛,并对浮岛的水质进行跟踪监测。【结果】经过92 d的试验处理,风车草对TN的去除效果最好,去除率为36.02%,可以使水体中TN质量浓度提高到地表水Ⅴ类标准;风车草+水葱+千屈菜对TP的去除效果最好,去除率为41.61%,可以使水体中TP质量浓度从地表水Ⅴ类标准提高到Ⅳ类标准;对CODcr去除效果最好的是风车草+水葱+千屈菜,去除率为27.01%。对浮游藻类抑制效果最好的是风车草,可以有效抑制水华束丝藻。【结论】混合植物人工浮岛比单一型人工浮岛去除氮磷等有机物的效果要好,尤以风车草、水葱、千屈菜3种植物混合组成的人工浮岛对氮磷等有机物的效果最好。风车草、水葱、千屈菜可以作为包头南海湿地水体富营养化防治的浮岛栽培植物来进行推广应用。

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。

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。

南海湖春季浮游植物群落结构及其与水质因子的关系

为了探究包头市南海湖水体春季浮游植物群落结构特征及其与水质因子的关系,于2017年4~6月在南海湖整个水域设置12个代表性采样点,对浮游植物的种类组成、细胞密度及其与水质因子的相关性进行监测。研究结果表明,共鉴定出浮游植物7门77属139种,其中绿藻种类最多,其次是硅藻、蓝藻;主要优势种为:四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、球衣藻(Chamydomonas globosa)、螺旋弓形藻(Schroederia spiralis)、近缘针杆藻(Synedra affinis)、克落脆杆藻(Fragilaria crotomensis)、微小色球藻(Chroococus tenax)、微小平裂藻(Oscillatoria tenuissima),群落结构属于绿藻—硅藻—蓝藻型。浮游植物密度空间分布不均,平均密度为65.08×106cells/L,表明南海湖水体已处于富营养化状态。Shannon-Wiener指数和Pielou指数分析也显示南海湖水质为中度污染;浮游植物主要种类细胞密度与水质因子的关系通过冗余分析(RDA)进行整体排序,结果表明,南海湖绿藻受总氮影响较大,而蓝藻主要受总磷的影响。

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。

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.