天津人工海岸生态功能构建机理研究

论文摘要

围海造田、海岸工程建设等活动形成的人工海岸对海岸带生态环境产生了严重的影响,造成海岸带生态系统退化、海洋环境污染加剧等。因此,构建具有生态功能的人工海岸可以有效减弱人工海岸产生的不良影响。基于此,本课题针对天津人工海岸的特点,对人工海岸生态功能构建机理进行了研究,为天津人工海岸生态功能构建示范工程乃至其它地区人工海的生态构建提供研究基础和技术支持。本文在确定天津人工海岸生态功能构建目标、生态系统结构和物质循环的基础上,对筛选出的三种耐盐碱植物进行了研究,确定其在天津地区生长的适宜盐度;自主设计和搭建了雨水收集模拟装置,通过装置的运行和相关实验讨论了雨水收集方案的可行性;对太阳能-风能海水淡化、雨水收集扩大和城市再生水利用三种补充淡水方案进行研究,比选出最优的补充淡水方案;最后,通过建立水循环模型和进行水平衡分析讨论了人工海岸生态功能构建方案的可靠性。结果显示,三种耐盐碱植物都能适应天津的气候且能耐一定的盐度,其中,柽柳的耐盐性最好;采用地膜和保水剂相结合的措施可明显降低植物的需水量;采用上部铺土、下部集水的雨水收集方案可以有效收集利用雨水,配合管道滴灌可实现节水灌溉;三种补充淡水方案中,雨水收集扩大方案是最优方案;仅靠雨水收集获得的淡水无法满足植物的需水要求,将200 m的示范工程扩延40 m便可满足。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状与发展动态
• 1.2.1 海岸生态恢复与构建研究进展
• 1.2.2 耐盐碱植物研究进展
• 1.2.3 雨水收集利用研究进展
• 1.2.4 太阳能-风能海水淡化研究进展
• 1.3 课题研究目的和研究内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 生态系统结构及物质循环的建立
• 2.1 天津人工海岸生态功能构建目标
• 2.2 天津人工海岸生态系统结构的构建
• 2.3 天津人工海岸生态系统物质循环的建立
• 第三章 耐盐碱植物筛选
• 3.1 实验方法和材料
• 3.1.1 植物育苗
• 3.1.2 植物培养
• 3.1.3 盐胁迫实验
• 3.2 实验结果和讨论
• 3.2.1 植物育苗及培养结果
• 3.2.2 盐胁迫实验结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 雨水收集方案研究
• 4.1 模拟装置设计
• 4.1.1 集水池高度设计
• 4.1.2 模拟装置整体设计
• 4.2 装置搭建与填土
• 4.2.1 装置搭建
• 4.2.2 装置填土
• 4.3 装置实验方法和材料
• 4.3.1 棉绳筛选及上水效率实验
• 4.3.2 植物需水及降水收集实验
• 4.4 实验结果和讨论
• 4.4.1 棉绳筛选及毛细作用实验结果分析
• 4.4.2 植物需水及降水收集实验结果分析
• 4.5 实验结果和讨论
• 第五章 补充淡水方案研究
• 5.1 太阳能-风能海水淡化方案
• 5.1.1 装置设计
• 5.1.2 装置搭建
• 5.1.3 装置搭建
• 5.2 雨水收集扩大方案
• 5.3 城市再生水利用方案
• 5.4 补充淡水方案比选
• 5.5 本章小结
• 第六章 生态功能构建方案的确定
• 6.1 水循环平衡分析
• 6.1.1 水循环模型建立
• 6.1.2 水平衡计算
• 6.2 构建方案确定
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢