湿地公园水稻田冬季水鸟分布及其栖息地特征

稻田是我国人工湿地的重要组成部分。为探究冬季稻田管理模式对湿地水鸟多样性保护及栖息生境改善的重要意义,2017年12月至2018年2月及2018年11月,采用样带法对天福国家湿地公园冬季休耕蓄水区和传统稻田的水鸟种群进行调查,对比水鸟种群及栖息地特征。结果表明:1)冬季休耕蓄水区记录4目7科25种水鸟,鸻鹬类占36%,鹭类占28%,雁鸭类占24%;传统稻田湿地共3目5科10种,其中鸻鹬类和鹭类分别占30%,无雁鸭类水鸟。2)冬季蓄水区水鸟多样性及物种丰富度较高,水鸟优势种群数量明显增多,Shannon-Wiener多样性指数(1.64)高于传统稻田(1.50),水鸟均匀度指数(0.84)低于传统稻田(1.37),相似性系数为0.51。3)冬季休耕蓄水区的水面面积、水位、食物、植被覆盖度是影响水鸟种数增多的重要因子,营巢地、停歇点也是影响冬季水鸟栖息的因素。因此,冬季稻田休耕蓄水管理的实施能够对生物多样性保护与提升发挥积极作用。

稻鸭共作对稻田水体环境的影响

通过田间对比试验,研究了稻鸭共作技术对稻田水体环境性质的影响.结果表明:稻鸭共作能够降低稻田表层水体的温度与pH值,提高电导率、氧化还原电位、混浊度和总氮、总磷、总钾三大营养元素的含量,其中总氮、总磷、总钾的含量分别比常规稻作增加1.85～5.06倍、2.01～8.70倍和42.79%～109.18%.说明稻鸭共作对改善水体理化性质、提高有效肥力供应,进而优化稻田生态环境和促进水稻的生长发育均具有积极作用.

稻田消解沼液工程措施的水环境风险分析

为研究稻田消解沼液的能力及消解沼液过程中潜在的水体环境污染风险,该文通过田间定位试验,采取工程措施,监测并分析了稻田主要生育期消解沼液过程中田面水及不同深度下渗水总氮、铵态氮和硝态氮质量浓度变化情况。结果表明：1）稻田消解沼液的关键时期是施灌后的前3 d,总氮降解幅度达46.67%～78.36%,铵态氮降解幅度达47.52%～85.27%,且穗肥期消解速率大于基蘖期。施灌后3 d内若产生径流造成周边水体富营养化的环境风险较大,可采取封闭大田排水口或增加小区田埂高度5～10 cm等田间工程措施,控制地表径流产生量和产生时间,确保安全消解,实现农业面源污染源头减量减排。2）沼液消解量在200%BS处理（沼液氮量为常规施肥氮量的2倍,即沼液量705.88 t/hm2）以上,基蘖期和穂肥期对周边水体潜在的污染风险均高于常规施肥处理,100%BS处理（沼液氮量为常规施肥氮量的1倍,即沼液量352.94 t/hm2）与常规施肥处理相比潜在的环境污染风险稍低。因此,稻田工程措施消解沼液应采取少量多次的消解方式。3）稻田工程措施消解沼液对下渗水的污染风险主要集中在基蘖期,以铵态氮污染风险为主,硝态氮污染风险较小,污染程度因下渗水深度不同而有所差异。研究表明基蘖期稻田每次沼液消解量应控制在211.76 t/hm2以内,穗肥期稻田消解沼液能力较强,污染风险较小,单次消解量低于423.53 t/hm2在该试验的一个稻米生长周期内可视为安全的。该研究结果可为稻田沼液安全消解技术及农业面源污染源头减量减排技术提供理论支撑。

节水灌溉条件下稻田生态与环境效应

对节水灌溉条件下稻田温度、土壤通气性、杂草生长及病虫害、温室气体的排放和矿质营养等生态环境因子的变化及规律进行了归纳总结,分析了节水灌溉条件下稻田温室气体CH4和N2O的排放变化及其综合效应,提出今后应加强节水灌溉条件下稻田杂草及病虫害的防治策略、稻田温室气体排放及水肥耦合效应等稻田生态环境方面的研究.

水稻灌区非点源污染治理新方法初探

化肥农药的过量施用已经对水环境构成了威胁。介绍了美国俄亥俄州立大学研究开发的"灌溉-排水-湿地综合管理系统"(WRSIS系统),该系统是为了控制、减少乃至解决农业非点源污染问题而开发的以水利措施为主的水环境修复技术。结合我国灌溉排水系统的实际情况对该系统进行了改造,并在广西桂林开展了试验研究。结果表明,引进和改进WRSIS系统治理水稻灌区非点源污染是一条行之有效的途径。

不同N、P肥配比对水稻产量、养分吸收及稻田水环境的影响

以96-D-10水稻为供试作物,在宁夏引黄灌区灌淤土上,研究不同N、P肥配比对水稻产量、养分吸收累积和稻田水环境的影响。结果表明,N、P肥配施提高了秸秆和籽粒产量,同时促进了地上部N和P的吸收累积。各处理的N肥利用率为30.5%~47.8%,P肥利用率为4.3%~97.3%。基肥和追肥是影响田面水和地下水中N、P质量浓度的主要因素,其中在N素污染中,田面水中N素形态以NH4＋-N为主,地下水以NO3--N为主。田面水总N质量浓度最高可达72.46 mg/L,50 cm渗漏水和100 cm浅层地下水总N质量浓度最高可达71.57和68.64 mg/L,在水稻全生育期内施肥是造成浅层地下水污染的主要因素,其中NO3--N高于10 mg/L,大大超过WHO饮用水标准;综合产量、养分吸收和环境各方面因素,本试验水稻当季N和P肥合理配比是N 225 kg/hm2和P 40 kg/hm2。

红壤丘陵区稻田不同施肥模式对水环境影响的监测评价

利用长期施肥模式定位试验,采用陶土管土壤溶液采集装置,研究了南方红壤丘陵区稻田不同施肥模式对农业水环境的影响。结果表明,在不同施肥模式下,施肥后5～15d内稻田土壤溶液中的总P及NO2--N和NO3--N含量均较低,而NH4+-N含量较高,且主要分布于40cm土层溶液和田面水中。非离子态N超过溶液总N量的50%。如果按溶液NH4+-N浓度大于0.5mg·L-1的污染风险标准,在目前的施肥水平下,当稻田地下水位深于40cm时,NH4+-N对地下水体造成污染的风险性较小;而如果地下水位高于40cm,或施肥后5～15d内排水时,可能对农区地表水和地表水体造成较大的NH4+-N污染风险。田面水和土壤溶液中高浓度非离子态N对水环境造成污染的严重性更需引起足够的重视。

人工湿地对保护水环境的影响

湿地尤其是人工湿地在水环境污染处理方面正在发挥着越来越大的作用,但是对其功能及利用方面仍然存在误区。针对这一现状,笔者从系统地介绍国际上关于湿地的定义以及中国湿地分布状况入手,分析了1949年以来中国人工湿地尤其是稻田面积的变化趋势及其在水环境氮、磷污染防治的效果,指出了目前中国在对人工湿地的认识和利用上的几个常见误区。提出应正确认识人工湿地在水环境污染净化方面的作用,不能简单地将人工湿地作为污水处理厂来使用,特别指出需要保护稻田,重视其作为人工湿地在水环境改善方面的作用。

长期秸秆还田对水稻产量与田面水环境的影响

基于11年定位试验,研究长期秸秆还田(CFS)对田面水的化学需氧量(COD)、氮(N)、磷(P)等水环境风险指标变化规律及对水稻产量的影响。结果表明,与CF处理(秸秆不还田)相比,CFS处理水稻减产3.5%,但差异不显著,主要是因为秸秆还田减少了水稻有效穗数。与CF处理相比,CFS处理田面水中总氮(TN)、总磷(TP)含量呈先下降后上升趋势,还田初期田面水中NH_(4)^(+)-N(铵态氮)/TN降低,田面水中COD平均增加69.4%,水环境风险上升。但CFS处理田面水中COD仍低于GB 5084—2021《农田灌溉水质标准》的水田作物灌溉水质要求(COD为150 mg/L)。说明长期秸秆还田降低了还田初期田面水中N、P的水环境风险,但增加了田面水中COD的水环境风险,而对水稻产量影响不显著。

三江湿地周边不同利用方式土壤理化性质及水稳性团聚体化学计量特征变化

选取黑龙江省三江湿地-洪河保护区3种土地利用方式,分析各类土壤水稳性团聚状态及其团聚体有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和碳氮磷化学计量特征变化规律。结果表明,湿地土壤不同利用方式水稳定性团聚体组成发生显著变化,水稳性团聚体比例均表现为粉-粘团聚体(<0.053 mm)比例最大,微团聚体(0.053~0.250 mm)次之,大团聚体(>0.25 mm)比例最低。随土壤粒径递减,所有生态系统中土壤SOC、TN、TP含量以及C/N、C/P均降低,表现为大团聚体大于微团聚体,水稳性团聚体N/P变化较小,范围在1.33~2.08。相同土壤粒径下不同利用方式下土壤SOC、TN、TP含量及C/P、N/P最大值均出现在湿地土壤,C/N最大值出现在水田土壤。土壤养分含量最小值出现在旱田土壤。因此,湿地周边土壤对各粒径土壤团聚体全效养分分配及其平衡关系有负向影响,其中旱田和人工林土壤退化最为严重,1~2 mm粒径下碳氮损失量较大,化学计量不平衡。研究结果为湿地保护与合理利用提供科学依据。

稻田人工湿地生态环境需水量研究

本文分析了稻田人工湿地生态环境需水量的内涵,系统地阐述了稻田人工湿地生态需水量和环境需水量二者所含各需水指标的主要特征,探讨了稻田人工湿地生态环境需水量各需水指标的计算方法和理论模型。研究成果可为稻田人工湿地调水和补水策略的制定提供理论依据。

施用畜禽有机肥对辽河三角洲养蟹稻田水土环境的影响

经3 a的试验研究,探讨了施用畜禽有机肥对辽河三角洲养蟹稻田水土环境的影响。结果显示,畜禽有机肥可极显著地增加养蟹稻田耕层土壤的速效氮、磷、钾的供应量,显著增加有机质含量,最终显著增加水稻产量,增产的幅度可达10.6%~14.8%。畜禽有机肥可降低耕层土壤氧化还原电位(Eh),增大田面水体中BOD5、COD的含量,所以在生产应用中既要作好无害化处理、充分腐熟,还不能超量使用,否则会给河蟹带来生长迟缓、重金属含量超标和水稻病害加重及倒伏的风险。

不同湿地-稻田面积比下茭白-茨菇湿地系统对稻田排水中氮素去除效果的研究

为了研究茭白-茨菰湿地系统对节水灌溉稻田排水中氮素的原位消减效果,探讨不同湿地-稻田面积比对系统氮素去除效果的影响,通过大田试验观测,分析了稻田排水进入湿地后氮素浓度的变化规律和湿地-稻田面积比（1∶10,1∶7和1∶4）对氮素去除效果的影响。结果表明,稻田排水进入湿地系统经过7-14 d的净化后其铵态氮（NO＋4-N）、硝态氮（NO-3-N）和总氮（TN）的浓度下降范围可以维持在83.6%-88.7%、59.6%-94.3%和72.6%-88.9%范围内,不同湿地-稻田面积比间氮素的去除率有所差异,但差异不大。此外,氮素浓度在排水进入湿地系统后的前3-6 d内其去除效果明显,均呈指数趋势下降,且其去除率均达到56%以上,而后2-4 d则趋于平稳降低,其去除率均低于30%。总体上来看,1∶4湿地对氮素负荷截留量最小,1∶10湿地截留量最大,但不同湿地对氮素负荷的去除率相差不大,均维持在93%-98%以内。

稻虾共作对稻田水体环境的影响

为探明稻虾共作对水体环境的理化性质和物质含量的影响,选择湖南省南县实施稻虾共作模式和中稻单作模式的稻田,分析稻虾共作前后的稻田水体物质变化和不同稻作模式下稻田水体环境变化差异.结果表明,相较于自然水体和中稻单作田间水体,稻虾共作田间水体的pH值提高了1.88%和1.37%,色度提高了42.19%和10.98%,TDS提高了1.66%和1.14%,电导率提高了13.08%和10.31%,氧化还原电位提高了14.15%和6.03%,溶解氧降低了17.20%和9.41%.稻虾共作改变了自然水体理化性质,对水体环境的影响程度比中稻单作模式更大,创造了适宜稻虾共同生长的水体环境,在抑制潜水蒸发、提高水体自净能力方面有积极作用.但水体溶氧量的降低,不利于水生植物的生长和部分物质的分解消化,影响稻田水质.在稻虾共作过程中,需充分利用水体环境变化的有利因素,合理人工增氧,以规避水体溶氧降低带来的影响.

稻田水肥管理研究进展及思考

从稻田环境和温室气体排放、水稻生理生长及产量3个方面总结了稻田水肥管理的研究现状:合理的水肥管理技术能够促进水稻根系结构发展和养分吸收,促进水稻生理生长,提高水稻产量,同时还可减少稻田氮素流失和温室气体排放.通过对水稻节水灌溉与优化施肥的水肥管理模式的归纳总结,旨在提高稻田水肥利用率,对建立高产、节水、减排的高效水稻种植模式具有重要意义.结合前人研究结果,提出了现阶段稻田水肥管理模式下存在的问题:较少考虑环境因子的影响;水肥耦合试验处理少,结果差异大;高产和减排之间存在矛盾.同时强调将最新最前沿的农业科技成果(例如污水再生灌溉技术、水肥一体化技术)运用到农业生产实践中的重要性,对中国农业高效、绿色发展有指导意义.

稻田水系统各单元功能协同:防控农业面源污染新策略

综述稻田水系统各单元功能及协同作用,为业面源污染控制提供参考。稻田兼具农产品供应与污染净化功能;沟渠可排水、灌溉、减轻洪水风险,还能消纳污染;水塘具有蓄水、灌溉、养殖、净化水质等作用。各单元协同可实现源头减排、过程削减、末端治理。通过联合调控,稻田水系统能有效吸纳污染物,净化尾水回用,周丛生物在其中也发挥重要作用。未来应深入研究系统对氮磷的吸收容量、优化植物配置与管理、因地制宜选择基质和植物、建立野外监测系统,以提升对农业面源污染的控制效果,实现农业可持续发展。

20世纪下半叶太湖以东淀泖湖群的围垦改造与水环境

唐宋以降,淀泖湖群地区一直是太湖流域最重要的蓄排水走廊,其畅通性和蓄水量关系到整个太湖流域的农业生产、社会经济发展和水利安全。晚清民国时期,淀泖作为太湖与黄浦江之间调蓄水柜的作用更加凸显。20世纪50年代以后,在农业追求增产和工业、城市发展的驱动下,淀泖湖群被大量围垦和辟为人工养鱼场,周边河道水系在联圩并圩的影响下也发生快速变化,而以消除内涝为目标的新圩田治理却并未达到预期效果,淀泖排水系统出现梗阻。这说明在现代工业化时期,淀泖地区仍然是整个太湖东部平原圩田治理和社会经济发展的水环境枢纽,需要结合历史经验加以治理。