南京市湖泊生态缓冲带现状与划定研究

湖泊生态缓冲带是一种隔离生境,可以更好地保护湖泊水体。如何确定缓冲带的宽度并对其进行科学管理,已成为学者与管理部门关注的热点之一。通过充分调研国内外现有研究成果,利用南京市土地利用图、植被分布图、水系分布图并结合无人机进行实际考察。根据不同湖泊保护目标的差异,结合湖泊周围土地类型,确定湖泊生态缓冲带的边界,有差别地将南京地区湖泊生态缓冲带划分为植被型、农田型、村落型、景区型、城镇型、水域型、堤防型、丘陵型,并利用SMB法结果结合土地利用实际状况,提出了不同类型湖泊生态缓冲带的建议宽度,以期为南京市湖泊生态缓冲带建设及其他湖泊生态缓冲带划定与构建提供参考。

用于防控菜地排水中氮磷污染的缓冲带技术初探

太湖地区菜地复种指数高、施肥量大,其排水中N、P浓度较高,容易造成受纳水体的富营养化,针对这一问题,在野外构建了不同宽度的缓冲带,分别研究了缓冲带适宜种植的植物以及缓冲带不同宽度条件下对菜地排水中各形态N、P的拦截效果。结果表明,与水稻、空心菜相比,狗牙根更适合作为缓冲带植物;随着缓冲带宽度的增加,缓冲带对菜地排水中各形态N、P的拦截效率在逐渐增加,但其拦截效率的增幅却在逐渐降低,综合考虑N、P拦截所应达到的效果指标和节约用地的原则,缓冲带的最佳宽度应设置为1.5 m,此时缓冲带对溶解态N、P的处理效率分别为30.3%和54.9%,对颗粒态N和P的去除效果分别达到91.2%和94.4%,对总N(颗粒态+溶解态)和总P(颗粒态+溶解态)的去除效果分别达到56.1%和85.9%,缓冲带宽度为1.5 m时菜地和缓冲带面积之比为100:11。

基于VFSMOD模型的植被缓冲带对千岛湖地区农田面源污染磷负荷削减效果模拟

植被缓冲带是控制农业面源污染的有力生态措施,其净化能力受到许多因素影响,设计施工时应考虑不同污染源区的具体情况。以千岛湖地区农田径流磷负荷削减为例,应用VFSMOD模型分析植被缓冲带宽度、坡度以及降水量对入流泥沙削减的影响,并估算拟合了入流总磷(TP)负荷的削减变化情况。模拟结果表明:植被缓冲带削减能力与缓冲带宽度呈正相关,与缓冲带坡度、降水量呈负相关;植被缓冲带坡度为3%时,对污染物削减效果最好;植被缓冲带对污染物的削减一般集中在前段的10 m。根据模拟结果,提出基于不同长度径流区丰、平、枯水文年植被缓冲带宽度设计的工作曲线,在设计时可根据期望的削减目标以及实际的径流区立地情况,因地制宜地确定相应的缓冲带宽度。研究可为植被缓冲带净化农田面源污染时宽度设计提供指导。

植被缓冲带对农业面源污染物的削减效益研究进展

农业面源污染对环境安全的影响已超过城市生活污染和工业污染,成为水污染的最主要来源。植被缓冲带能够有效拦截农业面源污染物,减少污染物向水体的排放。通过搜集国内外学者对缓冲带的研究结果,对缓冲带削减农业面源污染物能力、缓冲带最佳宽度等方面的研究进行总结分析。结果表明:(1)5 m草本缓冲带对污染物的拦截作用最好,当缓冲带宽度超过5 m时,推荐使用灌草缓冲带,而乔灌草缓冲带需要超过30 m才能发挥作用;(2)当缓冲带宽度相同时,悬浮物和磷素相较于氮素更容易被拦截,悬浮物及磷素去除的缓冲带最佳宽度推荐为15 m(削减率70%以上),但去除氮素的最佳宽度推荐为30 m(削减率为80%);(3)植被缓冲带拦截污染物受缓冲带宽度、坡度及植被类型等因素影响,但缓冲带宽度与削减率之间的关系并不总是呈正比例,当缓冲带宽度增加到一定大小时,缓冲带对污染物的削减率将不再有明显改变;缓冲带坡度与削减率之间也并不总呈反比例,轻微的坡度能够促进径流下渗作用从而增加缓冲带的削减率。

表面流湿地去除洱海缓冲带低污染水氮模拟研究

针对洱海缓冲带内典型低污染水的污染问题,选取洱海西区白鹤溪与梅溪间以农田为主要用地的典型缓冲带,监测了缓冲带内的地表径流水质,在洱海现场设置了不同植物表面流湿地中试系统,于2016年9月—2017年8月研究其对洱海缓冲带模拟低污染水氮的去除效果。结果表明:植物湿地系统具有较好的氮去除效果,总氮(TN)年均去除率表现为荇菜湿地(83.1%)>芦苇湿地(73.9%)>黑藻湿地(73.3%)>空白湿地(65.5%),荇菜湿地对TN去除效果最好,去除率最稳定;各湿地系统氨氮(NH+4-N)年均去除率高于77%;各植物湿地系统沿程氮去除率分析结果表明,出水水质达到Ⅲ类时,荇菜湿地、黑藻湿地和芦苇湿地氮去除最佳宽度分别为7.04、8.64和6.92 m;试验期间湿地系统中荇菜、黑藻和芦苇氮去除贡献率分别为5.88%、3.23%和21.12%,芦苇对氮去除贡献率明显高于荇菜和黑藻,芦苇、黑藻对氮去除贡献率表现出较大的季节性差异,而荇菜不同季节对氮去除贡献率差异较小。

大清河河岸缓冲带及其植物群落构建

河岸缓冲带具有截留面源污染、保持水土、调节环境温度和提供动植物生长繁衍环境等生态功能,结构完整的河岸缓冲带拥有更为全面的生态功能。河岸缓冲带的宽度、植物结构与其生态功能之间有着密切的关联。通过恢复大清河河岸缓冲带宽度、构建大清河植物群落,能够因地制宜恢复大清河河岸缓冲带生态功能,对华北地区生态环境保护和经济持续发展具有重要意义。

河岸缓冲带植被布局对氮流失的影响

河岸缓冲带(Rriver Buffer Strips,RBSs)已被证明能有效拦截水流并去除氮,该研究旨在揭示不同配置缓冲带对脱氮效果的影响。实地布置河岸植被缓冲带,开展地下径流试验。缓冲带设置3种不同植物种类(水曲柳,五叶枫,杨树),和不同宽度(0、5、10、20、30 m),河岸坡度为3%,树木密度为540株/hm^(2)。在此条件下,研究各类河岸植被缓冲带对地下径流铵态氮、硝态氮和总氮的截留效果。结果表明:20 m宽度河岸植被缓冲带能很好地截留各形态氮素。30 m宽度下,河岸植被缓冲带径流水中的铵态氮、硝态氮和总氮的截留率最高,分别为70.4%、67.7%和69.1%。在不同植物种类缓冲带比较中,杨树可显著降低径流铵态氮和总氮浓度,水曲柳可显著降低径流硝态氮浓度。在宽度与不同植物种类的交互关系中,20 m宽度杨树缓冲带对铵态氮和硝态氮的截留率最高,30 m宽度杨树缓冲带对总氮的截留率最高,为62.1%。研究结果可为东北地区中小型河流河岸缓冲设计最大化截留径流氮污染物提供参考。

植被缓冲带对乌梁素海区域农业面源污染的削减效果

通过在内蒙古乌拉特前旗乌梁素海九排干岸边构建湖滨植被缓冲带,研究不同盐生植物种类和配置对农业面源污染削减效果的影响。结果表明:无植物空白对照带对径流和渗流水中TN、TP和COD无明显削减规律,芦苇、碱蓬、柽柳和芦苇—碱蓬混播缓冲带随着缓冲带宽度的增加削减率呈先增加后减缓的趋势,渗流水中污染物质的削减效果优于径流水。其中,芦苇对径流和渗流水中TN、TP的削减效果最好,削减率分别为53.56%,79.17%和62.37%,83.25%;碱蓬对径流和渗流水中COD的削减效果最好,削减率分别为50.53%,67.34%。通过计算得到4种植被缓冲带的最佳宽度为19~29 m,其中,碱蓬缓冲带宽度为19 m。综合考虑,可以选择真盐生植物碱蓬作为乌梁素海盐渍化湖滨带植被重建的首选植物,并将植被缓冲带在该地区扩展研究,推广应用。

砒砂岩区沙棘林缓冲带细根及土体抗崩解特征

探讨砒砂岩区不同宽度沙棘缓冲带生态调控效益的差异,对有效防治土壤侵蚀生态建设具有现实意义。采用野外典型取样和室内测定方法,研究了缓冲带内及带外下坡土层的物理化学性质、土壤崩解速率和缓冲带内沙棘细根的比根长变化特征。结果表明,随着缓冲带宽度的增加,缓冲带带内及带外下坡土壤的物理及化学性质优化程度逐渐提高。随沙棘缓冲带带宽的逐渐增加,土壤内细根的比根长也随之增加。沙棘缓冲带能有效降低沙棘缓冲带内及带外下坡土壤的崩解速率,并且带宽与土壤崩解速率呈负相关。比根长与崩解速率在0.05检验水平下显著负相关,当缓冲带带宽大于15 m时,林带内土壤中的细根比根长不再具有差异性,故15 m带宽的沙棘缓冲带为最适宽度。