复氧集土池对稻田退水面源污染控制的研究

为提高稻田退水中溶解氧含量,并拦截稻田退水中土壤颗粒,文章设计研发了集扰流增氧与土壤颗粒拦截于一体的稻田排水口复氧集土池装置。通过室内模拟试验筛选出溶解氧增加效率、浊度降低效率最优的复氧集土池形式和尺寸;通过田间试验测试复氧集土池装置对稻田退水中溶解氧增加、浊度降低及氮磷污染物拦截的效果。室内模拟溶解氧增加效率试验结果表明,三角堰形式复氧集土池溶解氧增加效率均高于平板形式复氧集土池(p<0.05),且0.30 m高度三角堰形式复氧集土池溶解氧增加效率最高,为13.79%。室内模拟浊度降低效果试验结果表明,0.30 m高度三角堰形式复氧集土池浊度降低效率最高,为71.40%。田间试验结果表明,0.30 m高度三角堰形式复氧集土池在田间试验中溶解氧平均增加效率为7.45%,浊度平均降低效率为56.64%,总氮、总磷降低效率分别为31.02%、74.05%。通过室内模拟试验确定复氧集土池的最佳尺寸(长×宽×高)为0.30 m×0.20 m×0.30 m;在田间试验中其复氧效果可以增加7.45%,浊度降低56.64%,单位体积退水中总氮、总磷负荷削减量为261.09、160.77 mg/m^(3),单位体积退水中总氮和总磷污染物拦截率为31.02%和74.05%。复氧集土池可促进稻田退水的水质净化,简单易行,在高标准农田建设中具有推广价值。

1985年以来7个时期双台河口湿地土地利用格局及其变化

选用1985年、1989年、1995年、2000年、2005年、2009年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,采用人机交互解译方法,对双台河口湿地进行了土地利用分类;运用遥感和地理信息系统技术,研究了7个时期双台河口湿地的土地利用格局及其变化。研究结果表明,天然湿地面积由1985年的1168.73 km^2减少为2015年的886.97 km^2,减少了24.11%。与1985年相比,2015年,芦苇(Phragmites australis)盐沼、芦苇+碱蓬(Suaeda glauca)盐沼和滩涂面积分别减少了8.86%、37.44%和72.29%,碱蓬盐沼和河流/浅海水域面积分别增加了25.80%和2.08%;人工湿地面积由1985年的62.06 km^2增加为2015年的263.86 km^2,增加了325.18%。与1985年相比,2015年,运河/沟渠面积减少了3.33%,水田、水产养殖场和水库/池塘面积分别增加了557.30%、1940.32%和40.56%。1985~2015年期间,随着时间的推移,7个时期研究区的斑块密度在不断增大,景观的香农多样性指数在波动增大,优势度指数在波动减小。

不同土地利用方式下表层土壤大团聚体特征

土壤大团聚体含量能表征土壤结构稳定性,反映土壤结构变化趋势。本研究在辽河干流中下游流域主要沙化区分析湿地、林地、农田和草地4种土地利用方式对0-20cm土层土壤大团聚体(>0.25 mm)含量和稳定性的影响,及各粒径大团聚体的空间异质性,并进行空间插值模拟其分布。结果显示,农田土壤团聚体破坏率最大,达到46.98%,林地最小,为26.36%;依据土壤水稳性大团聚体含量、团聚体颗粒平均重量直径和几何平均直径,评价土壤结构稳定性强弱为湿地>林地>农田>草地;4种土地利用导致土壤大团聚体稳定性差异显著(P<0.05),湿地和草地之间的差异性最显著;湿地土壤结构相对最好,其次是林地和农田,草地相对最差。本研究结果可为辽河干流流域土地沙化程度评价及分区治理提供参考依据。

辽河干流流域植被盖度变化及其与气候因子的关系

为揭示辽河干流流域植被覆盖度时空变化规律及其对气候因子的响应特征,以1999~2013年为时间尺度,结合ArcGIS空间分析模块与数理统计,分析归一化植被指数(NDVI)与温度及降水量的年际动态、年内各月变化及空间区域变化特征。结果表明:1999~2013年间辽河干流流域NDVI整体呈上升趋势,分别在2000,2004,2008年达到极值0.339,0.405和0.409;辽河干流流域生态环境改善面积占流域总面积的26.91%,彰武、康平、阜新等地具有较好的代表性;年均NDVI受温度、降水量的影响均较显著,且NDVI对温度的响应程度高于降水量,对降水量的响应程度由东北向西南递减;1999~2013年间流域NDVI增速分别为夏季7.7%、秋季3.4%、春季1.5%和冬季1.4%,且夏、秋两季NDVI变化与全年NDVI变化具有较好的一致性。相关分析表明,流域范围内72.01%的区域NDVI与温度显著相关,表明温度是影响辽河干流流域年际植被覆盖度变化的主导气候因子;而年内植被盖度对降水量的响应存在一定滞后性,主要以冬季融雪与春季降水为表现形式。