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  • 2021年, 19卷, 第06期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 白洋淀采蒲台水域水交换和水质模拟研究
    傅长锋, 陈平, 武亚辉, 尤学一, 尹健婷
    2021, 19(06): 651-658. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.001
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    白洋淀是华北平原上最大的草型浅淀,最大蓄水量为10.4×10~8m~3,总面积约为366 km~2。白洋淀上游流域共有8条入淀河流,淀区内现行的补水方案包括"引黄入淀"补水、"西大洋和王快水库"补水和"南水北调"补水等。近年来,由于人类活动的剧烈干扰,白洋淀水环境质量在不断变差。为了提高白洋淀的水环境质量,不仅要控制外源污染物的排入,而且更要消减内源污染。以采蒲台水域的水质改善综合治理工程为案例,模拟研究水质改善综合治理工程对该区水动力、水质和水交换的影响。采蒲台水域位于白洋淀东南部,北接安新县,南邻任丘市,总面积为0.6 km~2。应用MIKE 21软件,构建了水动力和水质模型,在未实施和实施了水质改善综合治理工程条件下,模拟了采蒲台水域的水交换和水质状况。研究结果表明,采蒲台水域的流场主要由风速场主导,水体流动速度普遍较小;水动力模拟结果显示,在实施了拆除围埝和清淤0.4 m等工程的条件下,采蒲台水域水体更新时间(37 d)更短,平均水交换率(0.868)更大,采蒲台区域水交换能力变强,有利于水体中污染物的稀释和扩散;水质模拟结果显示,在实施了工程的条件下,在水体结冰期间,采蒲台水域水体中的化学需氧量、氨氮和总磷含量都大幅度减小,冰面融化后,因风场扰动,使底泥中污染物的释放通量增大,导致水体中的化学需氧量、氨氮和总磷含量都波动增大;白洋淀水体的富营养化程度可以利用营养状态综合指数进行判定,从营养状态综合指数的时间变化上看,在模拟初期,采蒲台水域水体严重富营养化,当"引黄入淀"补水时,采蒲台水域的水环境质量有所好转,在实施了工程的条件下,水体处于中营养化状态,营养状态综合指数的最小值为29.54,说明拆除围埝和清淤等水质改善工程可以在一定程度上降低采蒲台水域水体的富营养化水平。
  • 三江平原东方白鹳幼鸟的重要活动区特征
    徐旭, 吕宪国, 王强, 宋长春, 王海涛, 郑海峰
    2021, 19(06): 659-666. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.002
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    掌握离巢的水鸟幼鸟的活动区特征,对水鸟保护具有重要意义。于2016年7月,在三江平原,利用卫星追踪了4只东方白鹳(Ciconia boyciana)幼鸟,采用最近邻域法(nearest neighbor method)和100%最小凸多边形(minimum convex polygon, MCP)方法等,研究其选择的重要活动区、重要活动区的面积和其在重要活动区中生境的特征。研究结果表明,2016年7月6日至10月下旬,在三江平原,4只东方白鹳幼鸟共选择了10处重要活动区,其主要分布在兴凯湖、挠力河、浓江、黑龙江和松花江的沿岸地带;10处重要活动区的平均面积为468.92 km2;在重要活动区内,4只东方白鹳幼鸟的最主要生境是沼泽,其次为水田、河流和湖泊。未来,应该重点加强对东方白鹳幼鸟重要活动区的保护和管理,减少东方白鹳幼鸟重要活动区内的人类活动,严格控制自然保护区内的旱地面积。
  • 海南岛黑脸琵鹭越冬种群的变化与保护策略
    李飞, 卢刚, 冯尔辉, 罗理想, 陈正平, 李海雄
    2021, 19(06): 667-672. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.003
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    海南岛是全球濒危水鸟黑脸琵鹭(Platalea minor)重要的越冬地之一。在2004年至2021年每年的1月,对在海南岛越冬的黑脸琵鹭种群进行了同步调查。调查结果显示,海南岛黑脸琵鹭越冬种群数量整体上在增大,但是在海南岛内最大的黑脸琵鹭越冬地北黎湾,黑脸琵鹭越冬种群的数量在明显减小;近年来,后水湾和儋州湾黑脸琵鹭越冬种群数量不断增大,后水湾和儋州湾已经成为与北黎湾同样重要的黑脸琵鹭越冬地;在分布格局上,从调查初期时的黑脸琵鹭越冬种群在局部地区集中分布逐步转变为在西北部沿海多区域分布;虽然海南岛全岛的黑脸琵鹭越冬种群数量在增大,但是其占全球黑脸琵鹭种群数量的比例却在减小。加强基础研究、扩大黑脸琵鹭保护地面积和完善保护地管理是未来海南岛黑脸琵鹭保护工作的关键。
  • 2017年七星河国家级自然保护区大型底栖动物群落结构、多样性和摄食功能群研究
    明霄阳, 柴一涵, 马瑞富, 孟瑶, 田紫金, 刘曼红
    2021, 19(06): 673-681. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.004
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    在黑龙江省双鸭山市宝清县七星河国家级自然保护区的缓冲区和实验区的河流、湖泡和沼泽中,各设置了6个采样点,于2017年5月10日、7月10日和9月10日,在各采样点,采集大型底栖动物样品,对大型底栖动物样品进行物种鉴定,研究了大型底栖动物群落的结构和多样性,划分了大型底栖动物的摄食功能群。研究结果表明,在七星河国家级自然保护区12个采样点,共记录大型底栖动物14目32科66种;5月(春季)和9月(秋季)大型底栖动物的物种数量和密度都大于7月(夏季),5月和9月大型底栖动物群落的物种多样性和均匀度都大于7月;赤豆螺(Bithynia fuchsiana)和凸旋螺(Gyraulus convexiusculus)在5月、7月和9月都为大型底栖动物群落的优势物种;可以将该保护区的大型底栖动物划分为捕食者、直接集食者、过滤收集者、刮食者、撕食者和杂食者6种摄食功能群,刮食者为优势摄食功能群。
  • 大兴安岭多年冻土区泥炭地土壤性质与微生物呼吸活性研究
    王宪伟, 孙丽, 杜宇, 谭稳稳, 宋长春, 宋艳宇, 郭跃东, 陈宁, 张豪
    2021, 19(06): 682-690. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.005
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    以大兴安岭北部黑龙江省漠河市图强林业局多年冻土区的一块泥炭地作为采样地,2012年9月3日,采集腐殖质层和0～40 cm深度土层(以10 cm厚度为一层)的样品,分析腐殖质层和土壤样品的基础理化指标、生态化学计量、养分元素和微生物呼吸活性特征。研究结果表明,随着土壤深度的增加,0～40 cm深度土壤的有机碳、全氮和全磷含量都在减小,其粗灰分含量、pH、容重和钠元素含量都在增大,其镁和钾元素含量波动增大,其钙元素含量波动减小;泥炭地30～40 cm深度的粘土层的有机碳、全氮和全磷含量都显著小于腐殖质层和0～30 cm深度的泥炭层(p<0.05),其粗灰分含量、pH、容重、钠元素含量、镁元素含量和钾元素含量都显著大于腐殖质层和0～30 cm深度的泥炭层(p<0.05),其钙元素含量显著小于腐殖质层和0～20 cm深度的泥炭层(p<0.05);随着土壤深度的增加,0～30 cm深度泥炭层的碳氮比、碳磷比和氮磷比都在增大,碳钠比和碳钙比都在减小,碳镁比和碳钾比都呈单峰型变化;泥炭地腐殖质层的碳氮比、碳磷比和碳钠比都显著大于0～40 cm深度土壤(p<0.05);而30～40 cm深度的粘土层的碳氮比、碳磷比、碳钠比、碳镁比、碳钾比和碳钙比都显著小于腐殖质层和0～30 cm深度泥炭层(p<0.05);泥炭地0～40 cm深度土壤中的镁含量分别与钾含量、钙含量显著正相关(n=15,p<0.01),钾含量与钙含量显著负相关(n=15,p<0.01),表明泥炭地土壤中的养分元素的来源各异;泥炭地土壤中营养元素含量相对较大和它们之间具有相关关系可能与其在历史上受到火灾干扰有关;大兴安岭北部多年冻土区泥炭地土壤中的微生物活性指标值相对较小,腐殖质层的微生物量碳含量和基础呼吸强度都最大,随着土壤深度的增加,土壤的微生物量碳含量和基础呼吸强度在不断减小,但是,土壤微生物对有机碳的利用率较大,微生物活性所需要的能量较高。
  • 白江河天然和排水泥炭沼泽土壤活性有机碳组分含量及其影响因素研究
    王一诺, 徐志伟, 王升忠
    2021, 19(06): 691-701. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.006
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    以长白山区白江河泥炭沼泽为研究对象,2018年9月,分别在排水泥炭沼泽区和天然泥炭沼泽区布设采样点,采集0～135 cm深度的土壤样品,测定土壤样品的有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳、可溶性有机碳含量和其它理化指标以及土壤酶活性,研究排水泥炭沼泽与天然泥炭沼泽土壤活性有机碳组分含量的差异及其影响因素。研究结果表明,天然和排水泥炭沼泽0～135 cm深度土壤有机碳质量比分别为247.62～438.90 g/kg和263.33～448.08 g/kg,易氧化有机碳质量比分别为33.63～76.82 g/kg和40.79～79.38 g/kg,微生物量碳质量比为1.91～5.71 g/kg和1.90～4.98 g/kg,易氧化有机碳质量比分别为33.63～76.82 g/kg和40.79～79.38 g/kg;排水泥炭沼泽0～135 cm深度土壤有机碳含量和易氧化有机碳含量总体上大于天然泥炭沼泽,且在0～80 cm深度土层最明显;排水泥炭沼泽0～135 cm深度土壤微生物量碳含量总体上小于天然泥炭沼泽,也是在0～80 cm深度土层最明显;排水泥炭沼泽0～20 cm深度和100～135 cm深度土壤可溶性有机碳含量小于天然泥炭沼泽,而45～100 cm深度土壤可溶性有机碳含量含量则大于天然泥炭沼泽;土壤碳氮比、全氮含量、多酚氧化酶活性、土壤含水量是影响排水泥炭沼泽土壤有机碳及其活性组分含量的关键因素;土壤含水量、pH、全磷含量、碳氮比和多酚氧化酶活性是影响天然和排水泥炭沼泽土壤有机碳组分含量垂直变化的主要因素。
  • 漳泽湖国家城市湿地公园维管植物区系分析
    张益红, 铁军
    2021, 19(06): 702-714. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.007
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    2019年10月至2020年12月,采用线路调查与重点普查相结合的方法,对山西省长治市漳泽湖国家城市湿地公园的植物开展了调查,分析了该湿地公园中植物群落的物种组成和区系特征。研究结果表明,在该湿地公园内,共记录维管植物98科314属588种,包括野生维管植物49科133属199种和人工种植的维管植物49科181属389种;其中,有蕨类植物2科2属5种,有裸子植物4科8属15种,有被子植物92科304属568种;在98科维管植物中,5科有20种及以上物种,8科有10～19种物种,55科有2～9种物种;在314属维管植物中,3属有10种及以上物种,21属有5～9种物种,85属有2～4种物种,205属为单种属;野生维管植物科的地理分布类型为4类型和2变型,属的地理分布类型为12类型和9变型,科和属的植物都以热带分布和温带分布为主;人工种植的维管植物的原产地主要为亚洲,其次为北美洲和欧洲。
  • 种植多枝柽柳的模拟人工湿地对模拟污水中氮、磷、铅和镉的去除率研究
    廖明晶, 范敬龙, 匡代洪, 孙磊, 李雪, 王文全
    2021, 19(06): 715-725. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.008
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    2020年6月30日至9月1日,采用16种模拟污水方案、4级污染水平、5种污染指标的正交实验方法,配制模拟含盐污水,将其作为进水,注入种植多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的模拟人工湿地中,每隔16 d监测一次水样中的总溶解性固体、总氮、总磷、铅元素和镉元素的含量,研究种植多枝柽柳的模拟人工湿地对污水中总溶解性固体、总氮、总磷、铅元素和镉元素的去除率及其与总溶解性固体、总氮、总磷、铅元素和镉元素的含量的交互影响;分别于实验开始和实验结束时测量了多枝柽柳的株高和茎粗,分析了导致其变化的影响因素。研究结果表明,种植多枝柽柳的模拟人工湿地对氮中污染和重污染的污水中总氮的去除率相对较大,实验前期模拟人工湿地对污水中总氮的去除效果很好(去除率大于90%),实验后期模拟人工湿地对污水中总氮的去除效果一般(去除率为43.18%和60.70%);在实验的各个阶段,模拟人工湿地对磷中污染和重污染的污水中总磷的去除效果都非常理想,总磷的去除率都大于91%;在实验的前16 d,模拟人工湿地对铅轻污染和中污染的污水中的铅元素的去除率都达到了100%;在实验的后48 d,模拟人工湿地对铅重污染的污水中的铅元素的去除率都大于94%;在实验的前16 d,模拟人工湿地对镉轻污染的污水中的镉元素的去除率都达到了100%;在实验的后48 d,模拟人工湿地对镉重污染的污水中的镉元素的去除率都大于97%;在16种污水方案条件下,多枝柽柳株高增加量为13.40～68.54 cm,茎粗增加量为0.64～3.90 cm;污水中的总溶解性固体含量是总氮、总磷、铅元素和镉元素去除率以及多枝柽柳株高和茎粗变化的最主要影响因素。
  • 拉萨河中下游河段原生动物功能群分布和水环境质量评价
    乔楠茜, 张鹏, 达珍, 安瑞志, 巴桑
    2021, 19(06): 726-742. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.009
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    2015年5月1日至3日、8月1日至3日和2016年11月1日至3日,在拉萨河中下游干流和支流河段的17个采样点,采集了原生动物定性和定量样品以及河水样品;在实验室中,鉴定了采集到的原生动物物种,测试了水样的理化指标;根据计算出的原生动物群落的Pielou均匀度指数、地表水环境质量标准和功能群分布特征,评价了拉萨河中下游河段的水环境质量。研究结果显示,2015年5月至2016年11月,拉萨河中下游河段水体中有2门5纲24目48科75属197种原生动物物种;197种原生动物物种被划分为食藻者(45种)、食细菌-碎屑者(119种)、腐食者(7种)、光合自养者(6种)、无选择性的杂食者(3种)和捕食者(17种)共6种功能群;食细菌-碎屑者和食藻者为拉萨河中下游河段水体中原生动物的优势功能群;拉萨河中下游河段水体中原生动物功能群的结构存在明显的时空变化;拉萨河中下游河段的大部分水域总体上为清洁或轻度污染水域。
  • 添加小龙虾壳生物炭和海绵零价铁的模拟垂直流人工湿地脱氮和除磷效果研究
    王文乐, 蔡一啸, 苏可欣, 马崇磊, 宋新山, 曹新
    2021, 19(06): 743-752. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.010
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    2020年3月至2020年7月,利用废弃小龙虾(Procambarus clarkii)壳,在热解温度为300℃和800℃下,制备小龙虾壳生物炭,并将其与海绵零价铁混合,制备成模拟垂直流人工湿地的新型填充基质材料。在小龙虾壳生物炭与海绵零价铁投入量的比例分别为2∶1、1∶1和1∶2,且二者的总投入量分别为60 g、90 g和120 g、水力停留时间分别为6 h、12 h和24 h条件下,在18个模拟垂直流人工湿地中开展实验,研究以小龙虾壳生物炭、海绵零价铁和石英砂为基质的模拟垂直流人工湿地对污水中硝态氮、总氮和磷酸根的同步去除效果。研究结果表明,在不同热解温度下都成功制备了小龙虾壳生物炭,其中,300℃下小龙虾壳生物炭的碳元素含量(43.75%)较大,而800℃下小龙虾壳生物炭的孔结构发育更加完全;当模拟垂直流人工湿地进水中的硝态氮质量浓度为30 mg/L和总磷酸根质量浓度为2.35 mg/L时,800℃小龙虾壳生物炭与海绵零价铁投加比例为1∶2为最佳填料比,两者总投入量为120 g为最佳投加量;在实验的第64天至第65天,在最佳填料比和最佳投加量条件下,当水力停留时间为6 h时,模拟垂直流人工湿地对污水中硝态氮的去除率达到最大(92.77%);在实验的第76天至第77天,在最佳填料比和最佳投加量条件下,当水力停留时间为24 h时,模拟垂直流人工湿地对污水中总氮的去除率达到最大(71.16%);在实验的第89天至第90天,在最佳填料比和最佳投加量条件下,当水力停留时间为12 h时,模拟垂直流人工湿地对污水中磷酸根去除率达到了49.71%。小龙虾壳生物炭耦合海绵零价铁强化垂直流人工湿地的推广应用,不仅实现了废弃小龙虾壳的资源化利用,而且增大了其对污水中硝态氮、总氮和磷酸根的去除率。
  • 中国亚热带山区泥炭地分布规律及其控制因素
    张明明, 黄咸雨, 陈旭
    2021, 19(06): 753-761. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.011
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    在中国,以往的泥炭普查主要围绕规模较大的泥炭资源展开,对零星分布在南方亚热带山区的泥炭地关注较少,而这些泥炭地正遭受着越来越强烈的人类活动干扰。在此背景下,有必要对分布在中国亚热带山区的泥炭地的分布规律及其控制因素开展研究。通过收集和整理具有年代学数据的亚热带山区泥炭地的文献资料,阐述了中国亚热带山区13个省(直辖市)泥炭地分布规律及其控制因素。中国亚热带山区泥炭地以造炭植物为草本植物的埋藏型泥炭地为主,主要分布在海拔较高、气候相对冷湿的山区;20处典型亚热带山区泥炭地分布区的年平均气温多为10～20℃,降水量多为1 500～2 000 mm,在气候略偏干的条件下,泥炭地全新世总有机质含量较大,泥炭的堆积速率较大。
  • 张掖市高台县黑河中游流域生态系统服务价值估算
    马超, 王宏伟, 马晓芳, 陈英, 周鑫
    2021, 19(06): 762-766. https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2021.06.012
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    利用1990年、2000年、2010年、2015年和2018年共5期的土地利用解译数据,采用修正的当量因子法,估算了张掖市高台县黑河中游流域的生态系统服务价值。研究结果表明,在5个时期,未利用地的面积都最大,其次为草地的面积,城镇用地的面积最小,2018年,草地面积大幅减小,城镇用地面积大幅增加,其它4种土地利用类型面积明显增大;5个时期间,各类型土地利用动态度波动变化;5个时期研究区的生态系统服务总价值为2.40×10~8～3.45×10~8元,2018年达到最大值,为3.45×10~8元;在各生态系统服务类型中,废物处理、气候调节和水文调节的生态系统服务价值较大,且其增幅都较大。