Discussion on Role of Forest to Control Agricultural Non-Point Source Pollution in Taihu Lake Basin-Based on Source-Sink Analysis

Taihu Lake is located at the center of Changjiang delta region, the Lake and its effluent rivers are important water sources for 40 million around inhabitants and rapidly increasing industrial factories in Shanghai, Ji-angsu and Zhejiang. The pollutants originate mainly from acidy rain, home sewage of the vast number of inhabitants, livestock manure, agricultural fertilizers & pesticides applied over fields in the drainage basin, and the industrial sewage. Due to the kinds of pollutants, the Lake water is getting highly eutrophic, with frequent blooms of blue-green algae. Compared with point-source pollutants, diffuse pollution is much com-plicated and difficult to control. Thus combating non-point pollution (NPP) is paid much great attention. Based on analysis on source-sink of NPP in Taihu Lake basin, it is concluded that the function of forests on NPP control is multiple and important by both source reduction and sink expansion. The primary objective of planting trees through constructing forested wetlands and establishing riparian forest buffers is to control soil & water erosion, decrease agrochemicals application, and improve farming conditions in the region of Taihu Lake basin. Moreover forests help to intercept acidy rain, protect streambanks, uptake nutrients, hold up pollutants and provide habitat for wildlife.

基于Phillips滞留模型的洪泽湖生态缓冲带边界划定

生态缓冲带在统筹湖泊生态环境治理与修复方面具有重要作用。以面源污染阻控为目标,利用Phillips滞留模型,结合Sentinel-2卫星数据,对洪泽湖生态缓冲带边界进行划定,并通过景观生态风险评价比较未划定、固定和非固定宽度缓冲带对生态环境的贡献。结果表明:(1)洪泽湖生态缓冲带宽度集中分布在2~60 m,其占比为85.50%,且在该区间内分布较均匀。(2)参考《河湖生态缓冲带保护修复技术指南》,将湖滨带分为植被良好型、农田型、养殖塘型、村落型、城镇型和河口型6种类型,并分别提出57.62、34.05、32.79、40.18、38.99和22.99 m的优化生态缓冲带宽度值。(3)单一地表覆盖类型构建下,非固定宽度生态缓冲带对洪泽湖湖滨带生态风险具有降低作用,而固定宽度缓冲带的生态风险却有所提升。影响洪泽湖生态缓冲带缓冲效率的关键因子为坡度和土壤条件,因此地方政府划定缓冲带时应适当进行地形调整和土壤改良,优先考虑非固定宽度的缓冲带划定,并在确定固定宽度时及时进行生态风险评估。

平原河网区湖滨生态缓冲带划定研究——以元荡为例

元荡作为长三角绿色一体化示范区的核心且为苏州市和上海市交界湖泊,具有重要的地理战略意义。通过现状调查与资料收集,对元荡八荡河桥断面、元荡湖口出入湖通量及元荡湖口水质进行测量,运用ArcGIS对遥感影像进行遥感解译和空间统计分析,参考《江苏省河湖生态缓冲带划定及综合管控技术指南》,确定基于水体保护目标的生态缓冲带划定方法,对元荡进行生态缓冲带划定并提出修复建议。结果表明:元荡湖岸带总长度为15 315 m,其中30%为生态保护型(植被良好型);70%为生态修复型(农田型、城镇型、村落型及河口型);元荡生态缓冲带宽度范围为7~993 m,面积为1.22 km^(2)。在划定元荡生态缓冲带的基础上,识别其主要修复区域,从5个方面提出具有针对性的生态修复措施,可为该区域生态修复提供技术支撑。

生态修复视角下的村落型河湖生态缓冲带景观规划策略研究

“十四五”期间,流域水生态环境保护工作在水环境改善的基础上,更加注重水生态保护修复。河湖生态缓冲带的构建、生态修复对于恢复和稳定水生态系统功能、改善水质、景观提升具有重要作用。以村落型河湖生态缓冲带作为研究对象,运用文献研究、跨学科研究法探讨在生态修复视角下的村落型河湖生态缓冲带的构建和景观规划策略。在分析村落型缓冲带的两大结构和对其宽度划定范围的基础上,构建了“1+5+1”的景观策略模型,即1项生态修复策略、5大空间结构(水环境空间、护坡空间、人工湿地空间、陆域植被空间、路径通道空间)景观策略和1项人文景观策略。该研究可为村落型河湖生态缓冲带修复方案提供思路和理论支撑,并为相同类型的项目规划提供参考和借鉴。

乌伦古湖湿地公园缓冲带湿地生态修复设计

乌伦古湖作为生态屏障的重要组成部分,面临着生态退化和破坏问题。为保护湿地生态环境并实现可持续利用,需要进行湿地修复和生态功能恢复工作,本文提出了针对乌伦古湖湿地公园缓冲带的湿地系统修复方案。文中通过恢复湖泊周边生态功能、净化水质、改善栖息地条件及促进物种保护,以重建湿地生态系统的稳定性和复原能力,实现生态保护与人类可持续发展的双赢目标。

基于高通量测序的红枫湖入湖口湖岸缓冲带微生物学特征分析

本文选取贵阳市重要饮用水源地——红枫湖为研究对象,在不同生境下的4条主要支流入湖口缓冲带处布点采集土壤样品,采用HiSeq测序对土壤细菌16S rRNA V4区和真菌ITS1区进行测序,并结合土壤环境因子,对微生物群落组成特征与多样性进行分析,以期为恢复红枫湖湖岸缓冲带植被生态提供参考和依据。结果显示,4个缓冲带中共发现细菌种类有53个门、813属;真菌种类有6个门、406属,各缓冲带在门水平上的组成相似,共同的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝菌门(Cyanbacteria)等,优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)。在细菌属水平上,麦翁河缓冲带土壤中的硝化与反硝化细菌含量(7.13%)高于其余三个缓冲带。4个入湖口缓冲带中土壤细菌的多样性指数排序为:HL>MX>MW>YC;真菌的多样性指数:YC>MX>HL>MW。相关分析结果显示细菌多样性指数与全氮呈显著正相关(n=12,r=0.567,p<0.05),真菌群落多样性指数与全盐量呈显著正相关(n=12,r=0.622,p<0.05)。因此,不同的植物组成对湖岸缓冲带土壤微生物的组成和多样性产生影响,同时人类垦殖活动也起着不可忽视的作用。

湖泊缓冲带范围划定的初步研究——以太湖为例

本文以我国大型浅水湖泊——太湖为例,通过资料调研、地形勘测、现场调查、研究与分析等手段,开展太湖缓冲带范围划定研究.在文献调研国内外河湖缓冲带研究的基础上,确定太湖缓冲带宽度为2 km不等.其中环湖大堤及湖岸线为缓冲带的下边界,以下边界线向陆地扩展2 km不等为基准,考虑标识物(村落、山体、公路)及区域差异等原则,确定缓冲带的上边界.按边界土地利用类型划分,太湖缓冲带可分为村落农田型、公路型和山体型三种典型类型.村落农田型缓冲带以距湖岸2.0 km左右的行政村为上边界,公路型缓冲带以距离湖岸1.5 2.0 km与太湖湖岸平行的公路为上边界,山体型缓冲带以山体山脊作为上边界.按此原则与方法,基于1∶5000地形图,以Auto CAD为工具,计算出太湖缓冲带总长度为382.75 km,总面积约为452.31 km2.

湖泊缓冲带功能、建设与管理

湖泊缓冲带在湖泊保护和流域管理中的作用日益受到重视.湖泊缓冲带是保护湖泊的隔离生境,是缓解或减轻湖泊水生态系统受流域内各种人类活动或自然过程的破坏、干扰和污染的空间.湖泊缓冲带应具备缓冲隔离、促进生态环境改善、实施特殊的环境经济政策与生态补偿等3个主要功能,其宽度需考虑生态环境目标和环境准入标准、生态环境现状、技术经济约束和社会与管理制度制约等4个影响因素.湖泊缓冲带的生态环境建设一般遵循控源与生态修复相结合、自然恢复与人工强化相结合、生态建设与管理相结合的原则,主要技术体系包括湖泊缓冲带内的农村面源污染控制技术和湖泊缓冲带缓冲体系改善技术.湖泊缓冲带的管理主要涉及通过环境管理优化经济发展、生态工程长效运行管理和环境经济政策与生态补偿等3个方面.未来湖泊缓冲带的研究方应包湖泊缓冲带范围的合理设置、相关生态学模型的引入、缓冲带建设的长效运行和管理机制的建立.

太湖流域流经不同类型缓冲带入湖河流秋、冬季氮污染特征

为研究太湖流经不同类型缓冲带的入湖河流水体氮污染特征,于2011年9 12月连续对流经4种不同类型缓冲带入湖河流沿程共32个样点进行采样,分析各样点的氮浓度及变化趋势.结果表明,流经农田型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内不断减小,到入湖河口处有轻微上升;流经养殖塘型、村落型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内变化不大,到接近入湖河口时浓度显著升高;流经生态型缓冲带入湖河流中各氮元素形态沿程不断降低.在流经4种类型湖泊缓冲带入湖河流中,流经农田型、养殖塘型和生态型缓冲带的入湖河流以硝态氮为氮元素的主要存在形态,而流经村落型缓冲带的入湖河流中硝态氮和铵态氮同为氮元素的主要存在形态.总氮浓度、铵态氮浓度与缓冲带类型均呈极显著正相关关系,外源污染排入对流经缓冲带的入湖河流中氮元素总量及形态产生较大影响.流经生态型缓冲带入湖河流净化效果最佳,总氮、硝态氮和铵态氮浓度削减率分别为60%、53%和61%.

洱海10条入湖河流缓冲带三圈内氮含量沿程变化

2013年7月采集了10条洱海入湖河流缓冲带三圈（外圈、内圈、中圈）内沿程34个断面的表层水样,测定了水样中总氮、可溶性总氮和氨氮的含量,分析其空间分布特征.结果表明,缓冲带内3个采样点的水质变化规律有9种类型：连续升高型,连续降低型,先降低后升高的＂V＂字型,先升高后降低的倒＂V＂字型,平稳型,先升高后平稳型,先下降后平稳型,先平稳后降低型,先平稳后升高型,10条洱海入湖河流水体ρ（TN）较高,平均值为2.93mg/L,特别是内圈入湖河口处ρ（TN）平均值为3.74mg/L,对洱海威胁较大,应加大河道治理,完善缓冲带内圈村落管网收集系统和垃圾处理设施.其中,茫涌溪、黑龙溪和清碧溪流域缓冲带ρ（DTN）为0.30～2.31mg/L,占TN比例的平均值为81%,中圈水体中氮负荷明显较内圈和外圈的高,应通过测土平衡施肥以及有机肥增施来降低化肥使用量,减少农田污染物随径流流失.考虑入湖河流水质上游普遍较好,中游开始恶化,建议在缓冲带外圈建设生态砾石床、生态塘和地下渗透池等生态截蓄净化工程.

太湖竺山湾缓冲带草林系统生长状态及土壤性质分析

采用样地调查及取样分析方法对太湖竺山湾缓冲带湿地型草林、杨树防护林型草林、支浜旁草林和池杉防护林型草林4种草林系统的碳、氮、磷等土壤养分浓度,生物多样性、林木郁闭度、草本覆盖度等草林生长状态,土壤微生物含量,土壤物理性状等进行了调查研究。结果表明,调查区域草林系统的土壤有机质浓度为15.1~40.3 gkg（1~4级）,总体上为丰富水平;全氮浓度为0.76~1.13 gkg（3~4级）,总体为中等偏低水平;全磷浓度为0.09~0.17 gkg（6级）,均为极缺乏水平。与我国其他地区相比,太湖竺山湾缓冲带林下土壤的养分浓度除全磷处于较低水平外,有机质、全氮、铵态氮、硝态氮等均处于中等水平。根据微生物数量计算的土壤营养指数表明,4种草林系统的营养级别都极低,土壤营养指数仅0.003~0.014。草林生长状态评估结果表明,杨树防护林型样地相对较好,但普遍存在生物多样性低的弱点,能否作为生态效益高的草林系统效仿样本林,还值得进一步研究。

竺山湾湖滨缓冲带生态工程综合效益评价——以江苏省宜兴市周铁镇为例

[目的]对江苏省竺山湾地区宜兴市周铁镇湖滨缓冲带生态工程的综合效益进行评价,定量分析生态工程建设的价值,为太湖及其他流域湖滨缓冲带生态工程建设效益评价提供借鉴和参考。[方法]在长期定点观测周铁镇竺山湾湖滨缓冲带生态工程建设和运行基础上,从生态、社会、经济3层面构建包括水质净化、涵养水源、保护生物多样性、大气调节、提供就业、科研教育、社会稳定、旅游休闲、提供水产品等内容的综合效益评价指标体系,运用成果参照法、影子工程法、旅行费用法、条件价值法、替代法、直接市场法等对各项指标价值进行评价。[结果]周铁镇湖滨缓冲带生态工程综合效益价值约为176.66万元/a,生态效益、社会效益、经济效益的价值分别为125.55,33.61和17.5万元/a,表现为:生态效益>社会效益>经济效益。单项指标价值对比发现,水质净化价值最大,达60.52万元/a,大气调节价值次之,为47.15万元/a。[结论]周铁镇湖滨缓冲带生态工程建设有效改善了湖泊水环境,生态效益最为显著,符合生态工程建设的生态效益优先原则。

骆马湖滨岸缓冲带土壤性质的空间异质性分析

通过野外调查、采样以及地统计学的方法,研究了骆马湖东南岸有草和无草两块滨岸缓冲区土壤的氮、磷、有机质含量的异质性特征,探讨植物带对污染物的富集、截留作用。结果表明:有草区土壤的TN、TP及有机质的平均含量均大于无草区;在骆马湖滨岸缓冲带,不同的植物群落对氮、磷元素的截留、富集效率差异不大;植物群落对有机质的截留作用不明显,有草区和无草区的有机质含量的性质较为接近。滨岸缓冲带植物能够通过吸收、截留、吸附、分解等作用减少湖泊水体中的碳、氮、磷的含量。研究结果可为骆马湖非点源的治理提供理论参考,为湖泊滨岸缓冲带的研究和构建提供借鉴。

太湖缓冲带近自然湿地氨氧化细菌的筛选及降解效果比较

以太湖缓冲带近自然湿地底泥为菌源,利用传统的富集、分离纯化等微生物手段,筛选出3株氨氧化细菌BW-1、BW-2、BW-3,检测其在富集培养液中的生长特征。测定3株细菌的16SrRNA基因序列,测序结果提交至Gen Bank进行同源性检索分析,并通过MEGA 5.0软件进行比对和系统发育分析,结果显示菌株BW-1和BW-2皆为Nitrosomonas sp.,BW-3为Nitrobacter sp.。缓冲带近自然湿地中的NH+4-N属于低污染范畴,最高为2.11mg/L。以10%(体积分数)接种量接入约5mg/L的NH+4-N废水中培养12d,定量检测结果显示菌株BW-3去除效果最好,NH+4-N去除率为73.86%,菌株BW-1对NH+4-N降解效果略差于BW-3,去除率为73.42%,菌株BW-2对NH+4-N降解效果最差,去除率仅为34.11%。

快速城市化过程中土地利用方式对大庆湖泊湿地水质的影响

【目的】以大庆典型城市湖泊湿地为研究对象,探讨并揭示城市化过程中湖泊湿地周边缓冲区不同土地利用方式与水环境的响应关系。【方法】在RS和GIS技术支持下,基于2009年高分辨GeoEye-1卫星遥感数据和2009年3月至2010年2月期间的水质监测数据,运用GIS空间分析技术以及SPSS统计分析的方法,计算和分析湖泊湿地缓冲区内土地利用类型的面积比重与湖泊湿地水质的相关关系。【结果】结果表明,缓冲区内土地利用方式对湖泊湿地水质具有明显的尺度依赖性和尺度效应。在1 000m和500m尺度上,草地是影响水环境质量的关键因素,草地的面积比重与水体中NH3-N、TN、CODMn含量呈显著负相关;100m尺度上,沼泽、草地是影响水环境质量的关键因素,草地的面积比重与水体中NH3-N、TN、CODMn含量呈显著负相关,沼泽面积比重与总氮(TN)含量呈显著正相关。【结论】城市湖泊湿地水质受缓冲区土地利用方式的影响明显,且水质对缓冲区土地利用及其格局呈现多尺度响应关系。

太湖缓冲带林下草坪的生长趋势研究

为提升太湖缓冲带林带的生态功能,减少入湖污染负荷,采用人工草坪替代林下杂草的方式,建立林草复合带.选取白三叶(Trifolium repens)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、麦冬(Ophiopogon japonicus)、马蹄金(Dichondra erpens)和狗牙根(Cynodon dactylon)5种草坪,在典型缓冲带林地按间距25 cm统一移栽种植.采用定位监测的方法分析草坪的生长特征与发展趋势.结果表明:2011-2014年期间,除狗牙根无法形成稳定的种群被杂草取代外,其他4种草坪均能正常生长,并形成优势种群;4种草坪中,以麦冬和马蹄金生长状况最好,生物量、盖度、均一性和青绿期综合指标等级较高,其次是白三叶;红花酢浆草种群不稳定,受水热的影响大.

巢湖湖滨缓冲带生态景观构建与功能修复模式研究

巢湖湖滨缓冲带景观构建及功能修复的目标是恢复湖滨缓冲带自身的生态系统结构运行体系,通过湖滨缓冲带景观域内栖息地恢复、湖滨缓冲带域内群落结构恢复、湖滨缓冲带域内景观系统功能整合性恢复三层修复模式,最终实现巢湖湖滨带生态景观系统自我调节与可持续发展。

洱海缓冲带模式识别与不同模式下入湖河流缓冲带段水质

以洱海缓冲带为研究区,利用现场调查与Arc GIS分析相结合的手段,识别洱海缓冲带模式,分析不同模式下主要入湖河流缓冲带段水质。结果表明:洱海缓冲带共分7种模式,其中模式1面积最大,占洱海缓冲带总面积30.46%;模式4岸线最长,占洱海岸线总长度37.14%;村落紧靠缓冲带内圈的模式,其面积和岸线均占洱海缓冲带60%以上。不同模式下入湖河流缓冲带段水质为GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类~劣Ⅴ类,流经模式1即外圈—农田—村落—内圈缓冲带的桃溪、流经模式3即外圈—农田—村落—农田—内圈缓冲带的罗时江、流经模式5即外圈—村落—内圈缓冲带的白鹤溪,主要受缓冲带内农田面源、农村生活源、旅游污染等的影响,水质均为劣Ⅴ类。洱海缓冲带内村落与景区、高施肥种植农田、分散式畜禽养殖产生大量的污染,直接影响入湖河流缓冲带段水质。洱海湖岸线系数为2.28,沿岸生物多样性相对较低,易受外源污染输入的影响。应治理临近洱海的村落和农田型缓冲带,削减缓冲带内污染负荷量,减轻对洱海的污染。

太湖湖泊缓冲带草林复合系统氮沉降阻滞解析

根据植物生长特征,设置5种草林复合系统,利用径流小区试验,分析不同草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截特征,以筛选出拦截效能高的草林复合系统,降低氮随降雨径流进入湖泊水体的风险.结果表明:疏林与草被配置有利于降雨径流的入渗,减少地表径流的产生;林下种植常绿草坪能够减少氮的溶出风险,促进氮的吸收与利用;草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截主要通过地下径流在土壤-植被中的消纳实现,通过地下渗漏流失的氮基本达到地表水排放标准;草林复合系统通过地表径流输出的氮大幅度减少,氮的截留率达到77%以上,以疏林麦冬与疏林马蹄金复合系统氮截留率较高.

景观格局对阳澄湖小流域水质变化影响的空间尺度效应

[目的]研究阳澄湖小流域不同空间尺度上景观组成与结构变量对水质的影响,为该区域湿地水环境质量提升和景观格局优化提供科学依据。[方法]以阳澄湖12个水质采样点为中心,利用GIS软件生成6种空间尺度的圆形缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析、Pearson相关分析等方法,识别景观格局对湿地水质影响最有效的缓冲区空间尺度,探讨其与水质的相互关系。[结果]①总体上,乔木林地和湖泊的面积占比在空间尺度上逐渐减小,城镇住宅用地、水田和养殖塘的面积占比逐渐增加。②景观格局对湿地水质影响的空间尺度效应体现在不同圆形缓冲区内,在半径为800 m的圆形缓冲区内总解释变异值最大为68.2%。③景观组成变量仅有在半径为1000 m的圆形缓冲区内PLAND FOR与水质参数具有相关性。④养殖塘在半径为200 m的圆形缓冲区内对水质影响较大;水田、乔木林地和湖泊在空间尺度较大的圆形缓冲区(半径大于500 m)是影响水质的主要景观类型。[结论]景观格局与水质最相关的空间尺度为800 m的圆形缓冲区,不同尺度缓冲区内景观结构变量对水质的解释能力均比景观组成变量明显,湿季水质参数与景观格局指数的相关性大于干季。