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河岸缓冲带湿地修复与入河控制技术集成

项目名称:河岸缓冲带湿地修复与入河控制技术集成

项目级别:国家重大水污染治理专项子课题

起止时间:2014.01~2017.12

所属领域:生态环境

项目团队人员:曾昭文、焉志远、杨帆、韩辉、佟斌、曹宏杰和、钟海秀、朱道光、徐明怡、黄庆阳、柴春荣、刘赢男、付晓宇、王继峰、倪红伟、付晓玲、李海军和谢立红。

成果简介:通过生态调查研究了松干流域缓冲带湿地植被资源现状以及缓冲带不同类型湿地氮磷迁移规律,在此基础上开展了拟自然生态修复技术与入河安全控制技术集成研究,研发的拟自然生态修复技术包括了水质净化功能湿地植物优势种筛选技术和湿地功能性群落建植优化技术,后者为草甸、沼泽和草塘湿地提供相应的群落功能强化建植技术模式,并通过缓冲带湿地系统氮磷吸附临界潜力和缓冲带湿地退水处理能力计算,制定了退水入湿安全控制参数,形成入河安全控制方案。项目完成了河岸缓冲带湿地修复关键技术集成与示范区建设,目前运行良好,其氨氮、总磷负荷分别削减3609%和44.28%,入河退水中氨氮、总磷浓度小于1.5 mg/L、0.3mg/L。

本技术创新主要是在湿地群落构建中,突出以湿地类型精准区划为基础的各类湿地群落模拟构建技术集成,并在保证群落构建稳定性的同时,加强群落氮磷吸收功能植物的占比,突出净化功能在整个湿地系统生态功能中地位。在群落修复技术模式构建中,根据河岸带湿地植被类型构建针对杂类草湿地草甸、鼓囊苔草沼泽和草塘三种不同类型河岸带湿地的修复模式。通过恢复湿地群落功能结构,提高氮磷高固定功能区,来实现面源污染控制截留。该技术通过示范应用,群落生产力分别提高39.7%、38.37%和35.01%;同时使农田退水经湿地后,氨氮和总磷负荷削减分别为36.09%和44.28%,退水入河氨氮和总磷浓度分别为0.12-0.904 mg/L和0.06-0.22mg/L。

2)技术就绪度自评(相关标准参见附件4《技术就绪度评价标准及细则》)

技术就绪度自评表

序号

1

技术名称

河岸缓冲带湿地修复与入河控制集成技术

主要研究单位

黑龙江省科学院自然与生态研究所

相关项目(课题)及起止时间

课题名称:松干流域粮食主产区农田面源污染全过程控制技术集成与综合示范   课题编号:2014ZX07201-009

起止时间:2014年1月-2017年12月

技术应用目标与专项目标的相关性

该技术主要应用目标为松花江流域用于面源污染控制的湿地生态修复工程,主要是利用河岸带湿地水质净化功能修复来达成控制农田退水中面源污染削减截留的目标,该技术实现目标是松干流域粮食主产区农田面源污染控制的一部分,属于该控制过程的末端控制技术应用,可为流域面源污染控制削减提供技术支撑。

主要技术参数目标及当前进展

筛选出湿地构建植物优势种应用6种,每个优势种分别配置2-3种伴生种,构建了3种河岸缓冲带湿地生态修复群落建植模式,该技术已应用于流域退水生态修复与循环利用示范工程,修复工程控制退水面积3.8km2以上,群落生产力分别提高39.7%、38.37%和35.01%。农田退水经湿地后,氨氮和总磷负荷削减分别为36.09%和44.28%,退水入河氨氮和总磷浓度分别为0.12-0.904 mg/L和0.06-0.22mg/L。

国外同类技术的进展及技术参数相对情况

目前同类湿地面源污染控制功能生态修复技术在国内外湿地修复工程应用非常广泛,但是其功能植物筛选多注重吸收效率,而忽略建植群落稳定性研究,同时,在湿地生态修复工程中群落构建对原始湿地生态类型破坏较大,不能使工程持续稳定或者维护成本增加,本技术注重于原生湿地类型的拟自然修复,修复目标是原生湿地的顶级群落,这种以修复原生湿地类型的面源污染湿地生态修复技术应用的案例较少。

技术状态

关键核心技术的就绪度自评价等级

(TRL1-9)

评定的理由及依据(说明评定等级依据的标准、理由,列出相应的测试报告、试用证明等依据,必要时查看原件)

启动时的等级

2

课题启动时,相关技术人员根据以往湿地修复植物筛选案例中存在时适应性差,构建群落不稳定的问题,针对性探讨了解决方法。并查阅国内外研究现状,认为对湿地生态修复功能植物筛选技术进行创新性研发具有可操作性。

当前的等级

7

该技术应用于蚂蚁河湿地,第三方监测报告表明,入河排放氨氮和总磷浓度分别为0.120~0.904mg/L和0.06~0.22mg/L,氨氮和总磷污染负荷削减36.09%和44.28%。示范工程已通过第三方评估,该技术有效解决了当地河岸缓冲区湿地退化的问题,提高了对农田退水和季节性降水的吸纳能力,减少了流入蚂蚁河的农业面源污染。提出“松花江河岸带自然湿地面源污染削减功能生态修复技术规程”建议稿,技术成果在流域得到了推广和应用。

 

3)应用前景。

该技术可根据湿地类型特征进行生态修复功能优势植物筛选,使其符合应用环境稳定的要求。该技术中的植物建植优化模式采用的不同干扰程度的生态修复技术,能够实现群落的空间优化配置,提升湿地的生产力和多样性,提升净化截留效率,恢复湿地污染物截留控制功能,同时,入河安全控制技术运用,使农田退水排放实现了安全可控。本技术适用于各类河岸带湿地生态修复工程,易于推广,可促进河岸缓冲带湿地水质净化功能的恢复,实现流域面源污染的末端控制,改善流域水环境,可用于松花江河岸缓冲带的湿地面源污染水质净化功能生态修复。