1、会仙湿地目前概况
广西桂林会仙湿地,地处桂林市西南部,分布在会仙镇、雁山区、四塘乡一带,行政区域隶属桂林市临桂区。会仙湿地土壤主要分为两大类型:湿地土壤和岩溶土壤。根据全国第二次土壤普查分类标准,红壤、红黄壤、水稻土、沼泽土、石灰岩土等是湿地内的主要土壤类型。石灰岩土多分布在湿地岩溶石山地区,母质为碳酸盐岩,土层覆盖在石灰岩表面或岩石裂隙中,呈灰色或红色,pH 值均在 7.0 以上,有机质含量为 1.37%~5.15%,全氮、K2O 和P2O5平均含量分别为 0.143%,1.487%,0.136%[1]。据介绍,会仙湿地有白鹭、水鸭等鸟类166种,占湿地已知陆生脊椎动物物种数的70.9%,占广西鸟类种数的 30.9%[2][3]。
2、我国湿地污染现状
2.1大气污染
生态系统生产力作为与人类密切相关的生态系统功能而受到人们的关注[4]。随着工业化和城镇化的高速推进,大气污染排放日益增加,大气污染已经成为人类面临的环境问题之一。大气污染物浓度变化具有季节性特征。CO、NO2、PM2.5、PM10在冬季较高,夏季较低。O3-8h春季夏季秋季差异不显著,冬季显著较低。大气中SO2浓度夏秋季节高于春冬季节。大气污染物同时也受风向风速影响[5]。
2.2农村生活废水
城市化的发展,农业围垦、水体污染等导致了城市湖滨湿地生态环境的退化,影响了土壤养分循环及其分布特征,引起土壤生态功能发生改变[6]。垦殖过程通过耕作、施肥、施药等途径改变了植被类型、土壤性质以及土壤微生物群落结构和多样性[7]。氮污染是水体富营养化和生态毒性的主要诱发因素之一,而农村生活废水的不当排放严重威胁了水生态安全。传统的膜分离、离子交换法和吸附法的应用在处理农村废水时因投资和使用成本高而受到限制[8][9]。近年来,人工湿地生态系统因其污染物去除效果好,建设成本低、操作简单等优势而被广泛应用于农村生活废水处理。在调查典型农村地区污水处理现状的基础上,对比人工湿地中不同填料组合与植物配置后的效果,研发并优化一套中试规模的厌氧好氧工艺(AO)耦合人工湿地的组合工艺,在改善去除农村污水中COD、氮磷等常规污染物的同时,强化对三氯卡班、三氯生和磺胺嘧啶等痕量有机污染物的去除效果,并研究各污染物的协同去除效果及影响因素[10]。
2.3水产养殖污染物
我国是世界水产养殖第一大国,养殖污染物排放量不容忽视[11]。水产养殖业总磷排放量已经达到工业源的2倍。从70年代开始,不断有科研工作者开始对天然湿地进行改造或人工模拟建造湿地,对人工湿地有多种定义人工湿地。虽然是常用的水产养殖尾水处理技术,但除磷效果不高通过控制湿地内部厌氧/好氧坏境转化以及采取周期性的磷酸盐释放策略首次在人工湿地中实现了强化生物除磷技术;并研究了该系统长期去除污染物的稳定性,揭示了其氮、磷高效去除的机制;优化性提出了利用还原性硫化物减缓EBPR型人工湿地堵塞的技术手段。研究结果可为水产养殖尾水高效脱氮除磷提供科学依据与理论支撑。
2.4使用生物炭对水中抗生素进行吸附
通过制备锰改性芦苇生物炭,研究改性生物炭对磺胺类抗生素吸附行为与机制,构建锰改性芦苇生物炭强化人工湿地,研究模拟湿地中生物炭填料吸附特征及抗生素降解过程,阐明人生物炭-湿地协同去除抗生素协同作用机制。在水环境中磺胺类抗生素的去除提供了一种有效的材料和技术解决方案,而且通过对锰改性芦苇生物炭的吸附性能和机制深入研究,推动了生物炭吸附材料在污染物处理领域的应用发展[12]。
3、鱼类功能多样性
功能多样性是指群落中物种功能特征的值及其范围[13],由于考虑了群落中物种丰富度、物种多度、群落组成和物种特性等特征,因此能够提供比物种多样性更多的信息。功能多样性表示了物种在生态系统中的地位,已经成为生态系统功能研究中的一项重要指标[14]。另外,功能多样性对保持水域生态系统的功能及群落结构的稳定具有重要意义,是研究生物多样性的关键因子[15],并且对生态系统功能有着很大的决定作用。鱼类功能多样性通过借鉴植物学领域功能多样性计算方法,以鱼类物种功能性状为基础来确定鱼类群落结构对水域系统的响应[16]。鱼类功能多样性所表现的是与水域生态系统功能密切相关的功能性状的变化,作为衡量鱼类个体性能与环境适合度的生物属性[14],能更好的解释生态系统功能的潜在机制[17],以及鱼类多样性对环境干扰和压力下的响应[18]。
鱼类群落功能多样性的研究,是基于功能形状的研究,例如基于鱼类相对肠长(肠长/体长)的是性研究。植食性鱼类相对肠长最大,其次是杂食性鱼类,肉食性鱼类相对肠长最低,口宽大小与食物大小呈正相关;眼间距等与鱼类在水体中的位子密切相关,胸鳍位置、胸鳍尾鳍之比、尾柄、肌肉分布特征等对于鱼类的移动能力影响十分显著;鱼类的营养级位置与其特化的功能性形态相对应;鱼类功能与性状具有可塑性,例如在不同条件下,鱼类游泳能力,人矮瘦和代谢的差异。
目前国内外研究中,功能多样性研究集中在功能多样性概念、研究新方法等理论研究以及应用功能多样性方法解决实际生态问题等应用研究两方面。在理论研究方面,Tilman等完善了功能多样性概念,并论证了多样性-稳定性假说。Mason等[20]总结出多个指数对功能性状特征进行表征。Villéger等和Schleuter等遵循Mason等的框架,提出了3个互补指标来评估功能多样性的3个主要和独立的方面,即功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)和功能离散度指数(FDiv),它们分别表示鱼类物种占某水域生态位宽度、鱼类功能性状占某水域全部性状空间的分布情况以及群落内鱼类可利用资源的情况[17]。在应用研究方面,功能多样性的已经广泛用于植物群落、微生物群落和初级生产者群落[19,20]。鱼类功能多样性可以帮助理解鱼类群落结构和功能对环境变化以及人类活动等干扰的响应[21-24]。因鱼类作为生态系统中运动性强的消费者,且功能较为复杂,对鱼类功能多样的研究较少[17]。与国际上广泛开展的淡水鱼类功能生态学研究相比,我国对于淡水鱼类功能生态学研究尚处于起步阶段,这与我国淡水鱼类的丰富度和当前面临的巨大环境压力不相匹配[25]。
参考文献
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