菊芋净化沿海滩涂养殖废水机制及其调控研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

我国大陆海岸线全长18400 km，岛屿海岸线长14127.8 km，海岸带面积34万km2，土地面积1129.8万hm2，其中滩涂面积为200~300万hm2，滩涂母质大都来自河流泥沙，营养元素相对丰富，且我国滩涂河口地区每年以2~3万hm2的速度在淤长（钦佩等，2002）。

滩涂是处于海洋与陆地交联处的湿地生态系统，具有丰富的生物多样性和较高生产力，是人类最早成功开发和利用的海洋地域。

目前，我国的滩涂开发以养殖业为主，适宜养殖的滩涂有260万hm2，养殖面积和养殖种类逐年增加。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标： （1）阐明滩涂养殖废水净化过程中土壤中水分、盐分和养分的运移和积聚机制； （2）明晰滩涂养殖废水净化过程中植物对水、盐、养分运动的调控机理，阐明其净化吸收动力学过程； （3）揭示在滩涂养殖废水净化过程中菊芋对养殖废水的响应耦合特征及其机制。

体系作出综合评价，将为沿海滩涂养殖业生态体系创建提供理论与实践基础，以减轻滩涂养殖废水排放对海域生态系统的压力。

研究的内容： （1）根据江苏海涂的特点以及滩涂农业－渔业生态农业体系构建的要求，研究和分析养殖废水灌溉下土壤中水分、盐分和养分的运移和积聚规律，指导确立滩涂养殖废水灌排条件水盐平衡的控制指标体系； （2）研究滩涂养殖废水灌溉的优化调控技术及其水分、盐分和养分在土壤中的运移、消长规律及其机制。

3. 研究的方法与方案

研究方法：（1）养殖废水及土壤中盐分、离子组成、碱化度和主要养分元素等的分析采用《土壤农化分析》一书介绍的方法（鲍士旦，2000）和donald l. sparks（1999）主编的《methods of soil analysis》一书。

（2）基本参数的测定：①饱和导水率的测定：采用圆盘渗透仪法②非饱和导水率的测定：用结壳法；③土壤水扩散率的测定：水平土柱法；④土壤水分特征曲线：取原状土采用压力膜法；⑤土壤含盐量在田间采用盐分传感器测定，在室内采用电导仪进行测定；⑥土壤中水分含量采用时域反射仪（tdr）原位直接测定（dalton et al.，1984）。

（3）应用地质统计学方法研究菊芋净化滩涂养殖废水过程中土壤中水、盐、养分的时空变异性。

4. 研究创新点

本项目鉴于国内外沿海滩涂养殖废水净化研究的进展和发展趋势，基于江苏沿海滩涂特点和菊芋生物学特性，在已有工作基础上，根据江苏滩涂农业－渔业生态农业体系构建的要求，研究和分析耐盐植物净化滩涂养殖废水条件下水分、盐分和养分的运移和积聚规律，确立滩涂养殖废水净化过程中水盐平衡的排水淋盐控制指标体系，建立养殖废水净化过程中土壤质量安全的盐分含量控制评价指标。

并以耐盐植物菊芋为研究对象，研究利用菊芋净化滩涂养殖废水过程中对水、盐、养分运动的调控作用，阐明其吸收动力学过程以及分配特征，明晰菊芋净化过程中糖积累分配特征，并研究菊芋生理生态指标的响应情况，确定植物－土壤体系净化效率，为沿海滩涂农业－渔业复合生态体系的创建提供可靠的理论与实践基础。

本项目采用多学科（土壤学、水力学、植物营养学、环境科学等）集成的方式，研究沿海滩涂养殖废水净化过程中系统溶质运移和积聚规律以及耐盐植物的生物学过程。

5. 研究计划与进展

第一阶段对试验区基本资料的收集，安装排水采集器，安排田间试验，定期采集典型区域养殖废水水样，进行盐含量、主要离子和养分元素（氮、磷等）的分析测定；测定土壤的基本物理参数（饱和导水率、非饱和导水率、容重）等。

采集试验区域土壤样品，分析土壤的质地、有机质含量、盐分含量、土壤ph值、土壤水分扩散率和测定土壤氮、磷等营养元素的本底值。

并对耐盐植物菊芋进行种植。