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北方净化水质的水生植物研究论文

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北方净化水质的水生植物研究论文

植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。

摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。

关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响

1水体与水生植物

1.1概念

水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。

1.2水体和水生植被的发展阶段

描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。

任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。

2水体水位对水生植物的影响

在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。

2.1植物形态的改变

以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。

2.2植物数量的增加

水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。

2.3植物物种的多样性

在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。

3波浪形态的水体对水生植物的影响

江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。

商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。

4沼泽地对水生植物的影响

沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。

5结束语

水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。

摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。

关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画

0 引言

植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。

1 植物生长三维动画的生长方式

经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。

⑴ 破土而出式

植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。

⑵ 藤蔓伸展式

不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。

⑶ 层叠上升式

层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。

⑷ 迷幻障眼式

迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。

图1 植物生长三维动画方式

2 植物生长三维动画关键技术

植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。

2.1 Ivy Generator和Guruware Ivy插件

Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。

Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。

2.2 XFrog

XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 2.3 GrowFX

GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。

2.4 Vue

Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。

2.5 T-Gen插件

T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。

2.6 SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。

3 结束语

植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。

由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。

参考文献:

[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,2006.8:177-180

[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,2008.36(08):3196-3197

[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,2009.2:127-129

[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,2010.6:27-28

[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,2009.31:64-68

[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29

[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,2011.3:94

[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,2011.5:116-117

[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,2012.3:57-58

[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,2012.6:2406-2407

1、水葫芦

多年生宿根浮水草本植物。因其在根与叶之间有一像葫芦状的大气泡又称水葫芦。茎叶悬垂于水上,蘖枝匍匐于水面。花色艳丽美观。叶色翠绿偏深。须根发达,分蘖繁殖快,管理粗放,净化水质的良好植物。

2、红树林

红树林生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。

3、芦苇

水生植物,放在水里。它的主要机能可以归纳为几个方面:水质净化;创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间;改善景观。

4、目前治污植物主要是一些水生的茭白、芦苇、美人蕉、黄花莺尾、灯心草、沙草等20余种水生植物,它们不仅能够有效地吸收水体中的氮、磷等元素,起到净化水质、美化环境的作用,而且这种植物治污技术比其他处理方式的成本要降低三成。

水质(water quality )水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。

水质为评价水体质量的状况,规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。

未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。

水生植物对水体净化的研究论文

植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。

摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。

关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响

1水体与水生植物

1.1概念

水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。

1.2水体和水生植被的发展阶段

描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。

任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。

2水体水位对水生植物的影响

在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。

2.1植物形态的改变

以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。

2.2植物数量的增加

水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。

2.3植物物种的多样性

在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。

3波浪形态的水体对水生植物的影响

江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。

商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。

4沼泽地对水生植物的影响

沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。

5结束语

水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。

摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。

关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画

0 引言

植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。

1 植物生长三维动画的生长方式

经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。

⑴ 破土而出式

植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。

⑵ 藤蔓伸展式

不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。

⑶ 层叠上升式

层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。

⑷ 迷幻障眼式

迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。

图1 植物生长三维动画方式

2 植物生长三维动画关键技术

植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。

2.1 Ivy Generator和Guruware Ivy插件

Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。

Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。

2.2 XFrog

XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 2.3 GrowFX

GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。

2.4 Vue

Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。

2.5 T-Gen插件

T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。

2.6 SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。

3 结束语

植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。

由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。

参考文献:

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[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,2008.36(08):3196-3197

[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,2009.2:127-129

[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,2010.6:27-28

[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,2009.31:64-68

[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29

[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,2011.3:94

[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,2011.5:116-117

[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,2012.3:57-58

[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,2012.6:2406-2407

还能有啥,水草啊

研究水生植物的论文

水葫芦等水生植物对污水净化影响的研究1 问题的提出和设想在我国华南各地水域里及长江流域,常常可以看到盖满水面的水葫芦。它是来自委内瑞拉的水生植物,学名叫做风眼莲。由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素,而且繁殖能力强,容易成活,本世纪50年代,粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦,将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。由于水葫芦蔓延的速度极快,它们覆盖了很多南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力,影响水底生物的生长,并增加水中二氧化碳的浓度,堵塞河道,在我们珠江三角洲水域特别是河涌都存在水葫芦泛滥成灾的问题。近几年来有科学家实验时意外发现,水葫芦等水生植物的根茎能吸收和分散水体中铅、镉、汞、铜、锶等重金属离子,工业废水中含有大量重金属离子,城市生活污水中含有大量氮和磷,工业废水和城市生活污水排放到河流中,增大水体重金属离子、氮磷化合物含量,使水体富营养化,造成水体污染,由此我们设想,利用水生植物吸收氮和磷、重金属离子的特性,探讨水葫芦、浮萍、金鱼藻等水生植物净化污水是否有帮助?效果如何?结合高中学生研究性学习,指导我校高一级学生张銮坤等参阅了有关资料,设计了实验和统计的方法并付诸实践。 2 实施的内容和过程2.1活动准备:2.1.1 买3个60×85×50cm 塑料水箱用于放养水生植物2.1.2到水塘采集水葫芦、浮萍和金鱼藻三种水生植物2.2活动的实施2.2.1取样:4月14日到新城区苏岗村的河涌取生活污水,用于测定数据以及放养水生生物,进行实验对比。2.2.2为取得水样中所含氮、磷及各种金属离子的准确含量,将所取水样送顺德区环境监测站进行放养水生植物前定量测定,并记录数据。2.2.3 在送检同时,将三种不同水生植物(水葫芦、浮萍和金鱼藻)分别放入1、2、3号水箱中(有等量河涌污水)进行放养,并做好放养期间的纪录工作。2.2.4 放养水生植物一段时间(5天)之后,分别从1、2、3号水箱取水样1000ml,送顺德区环境监测站进行进行放养水生植物后的定量测定,并记录数据。2.2.5 将放养水生植物前的水样与此同时放养水生植物后的水样中所含氮、磷及各种金属离子含量进行对比分析,探讨水生植物对污水净化的影响。3 结果统计与分析3.1结果统计放养水生植物前、后水样中氮、磷和重金属铜离子含量统计表 单位: mg/L放养水生植物前水样 放养水生植物后水样 水葫芦 浮萍 金鱼藻 氨氮 1.449 0.503 0.523 0.546 磷 0.175 0.076 0.097 0.119 Cu2+ 0.012 0.005 0.006 0.006注:本表所有各项目数据均由顺德区环境监测站测定3.2结果分析顺德地处珠江三角洲腹地,位于西、北江中下游的河网地区,河涌纵横交错,四通八达,水资源丰富。主要河道5条,内河涌1394条。根据2001年市(区)环境保护监测站监测的水环境数据分析,顺德境内河道和内河涌的主要污染源为生活污水,并造成水体富营养化。从我们对放养水生植物前、后污水水样中氮、磷和重金属铜离子含量测试,结果表明:3.2.1在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5天后,水样中氨氮的平均含量降低了64.98%;磷的平均含量降低了44.57%;重金属铜的平均含量降低了52.78%;3.2.2三种水生植物中,吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦(65.29%、56.52% 、 58.33%);其次是浮萍(63.91%、44.57%、50.00%);第三是金鱼藻(62.32%、32.00% 、 50.00%)3.2.3三种水生植物中,吸收重金属铜能力比吸收磷要强。从我们的实验得出:水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物,有很好的净化污水能力,特别是对富营养化水质,对改善我区河涌水质有重要的作用。科学家们总结了许多研究成果后认为,水葫芦等在生长过程中需要大量的氮、磷等营养物质,并对重金属离子、农药等有极强的富集能力。水葫芦的吸污能力在所有的水草中是最强的。在适宜条件下,一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉,水葫芦还能从污水中除去镉、铅、汞、铜、银、钴、锶等重金属元素。 4 建议尽管水葫芦等水生植物在温暖、向阳及富含有机质的水域(特别是在富营养化水体)中生长旺盛,泛滥成灾,堵塞河道,影响航运,阻碍排灌。但适量的水葫芦等水生植物生长对水质的净化是有利的,关键是科学管理和转化利用。水体富营养化的主要成因是生活污水,对其治理,必须除去生活污水中的氮、磷等营养元素。在污水处理厂净化污水除氮、磷等营养元素时,主要用硝化法即用活性污泥进行处理,速度较快,但有大量的污泥沉淀,难以处理。据此学生提出以下建议:4.1利用水生植物对水中氮、磷等营养元素和污染物的吸收及分解作用,通过选择不同的水生植物及其组合来适应不同的受污染水体,通过控制水生植物的数量来调控净化能力的大小,以修复受污染水体和保持水质。 4.2 将按照易种植、生长快、去污能力强等标准,筛选若干种水生植物,在污水处理厂和河涌将种植的水生植物群落局限在特定范围内,防止其随波逐流任意扩散。4.3 由于水葫芦等水生植物在富营养化的水体中生长旺盛,为防止其二次污染水体,要及时打捞,利用水葫芦等水生植物中含有大量氮磷钾的特点,制作有机、无机复合肥;将水葫芦的枯叶干枝掩埋,作为多种植物的绿肥等综合利用。5 收获与体会5.1 通过这次的实践活动,使学生更加清楚认识到河涌在生态环境方面所起的重要作用。净化污水,去除富营养化,改善了我区水域的生态环境,提高了我区水环境的生态效益。5.2 在这次研究活动中,使学生初步掌握了进行科学探究问题的一些基本方法;促进了学生对理论知识的掌握,提高了信息资料搜集和利用的能力、分析和解决问题的能力以及合作交流的能力。5.3 研究活动的开展,对学生在情感、态度和价值观取向方面起到了教育引导作用,并初步形成了主动参与社会决策的意识。5.4 通过这次活动,使学生认识到我区提出“青、碧、蓝”工程,是一项高瞻远瞩、造福当代、福荫后代的重要决定,它既维护了生态环境,又在环境方面支持社会经济的可持续发展。对顺德建成花园式河港城市将发挥重要的作用。

水污染控制技术论文篇二 水污染控制生态技术研究 【摘要】水环境是人类赖以生存和健康发展最重要的基本生态环境之一。上一世纪我国经济高速发展但也付出了惨痛的代价,其根源就是水环境遭到严重破坏。本文将以水生植物净水法为例对水污染控制生态技术进行研究。 【关键词】水污染控制生态技术研究 中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号: 一、水生植物的净化机理 1、植物自身的性状和抗性能力 水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中,本身的形态解剖结构上形成特殊性状。根、茎、叶形成完整的通气组织,保证器官和组织对02的需要;叶片呈肉质,如香蒲表皮有厚角质层,栅栏组织发达,污染点处的根、茎、叶表皮细胞排列紧密等结构能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分过分蒸腾,增强了香蒲植物的耐污性和抵抗力。 2、植物的吸收、富集作用 水生植物根系发达,利于吸收水中物质。如凤眼莲长莲过程需要大量的N、P营养物,对于净化富营养化水体效果明显;香蒲植物吸收废水中的重金属时,吸收能力大小依次是根>地下茎>叶,并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素,形成新的动态平衡,但要防止对某元素吸收过多而引起毒害。植物吸收污染物后,尤其是重金属离子、农药和其他人工合成有机物等,便富集、固定在体内或土壤中,减少水体中污染物含量。研究表明,Pb、Zn进入香蒲体内,主要积聚在皮层细胞的细胞壁上,只有少量进入原生质,可见细胞壁对重金属有较高的亲和力。 3、净化塘的沉降、吸附和过滤作用 净化塘里水生植物生长旺盛,根系发达,与水体接触面积大,形成密集的过滤层。如香蒲,它的地下茎和根形成纵横交错的地下茎网,水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降,防止其随水流失。同时又在其表面进行离子交换、螫合、吸附、沉淀等,不溶性胶体为根系黏附和吸附,凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。 4、生化作用 植物净化污水过程中生化作用也起到很大作用,这方面已有大量的研究。光合作用产生的02和大气中的02直接输送到植株各处,并向水中扩散,一方面根系通过释放O2,氧化分解根系周围的沉降物:另一方面使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区,为微生物活动创造条件,进而形成“根际区”。这样,植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供了食物源;同时,大量微生物在基质表面形成灰色生物膜,增加了微生物的数量和分解代谢的面积,使植物根部的污染物(富集或沉降下来的)被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体中,也可依靠水生植物根茎上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3~N向N02一N和N03一N的转化过程,便于水生植物的吸收与利用,减少底泥向水体中的营养盐释放。 5、对浮游藻类的竞争抑制作用 富营养化严重的水体中,藻类疯长,水质恶化。栽种水生植物后,与浮游藻竞争营养物质以及所需的光热条件,同时分泌出抑藻物质,破坏藻类正常的生理代谢功能,迫使藻类死亡,以防止其带来的毒素。这样可以提高水体透明度,改善水中的Do(溶解氧)含量,促进沉水植物与共生菌的生长,进一步净化水质。 如下图所示,是各水声植物的净水能力情况详解: 二、水生植物对水污染控制的影响因素 1、植物类型和群落构成 在提高植物处理效果研究方面,一个重要的研究内容是如何选择合适的植物种类和确定不同植物的组合。漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物,就去除效果而言,凤眼莲的净化效果最好。挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。很显然,不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。 水生生态系统逐步恢复,关键取决于其自身的自净能力和环境容量,而自净能力和环境容量又取决于稳定的和优化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海优化生态系统的基础,草海历史上长期以来,沉水植物就是湖泊中最主要的生产者。 2、植物的覆盖度、污水浓度 菹草对水体和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As 等有较强的吸收、富集作用[l3]。吸收能力的大小与其生物量和群体的覆盖度有关,当菹草的保持覆盖度为50%时,生物量最大,净化效率也达到最大。有关专家研究了不同磷浓度对睡莲和菱叶片生理活性的影响,研究结果表明,随着磷营养盐水平的提高,叶内无机磷的含量也逐渐增加,而叶绿素则随磷含量的增加而降低。综合考虑磷对两种植物各指标的影响,认为菱的最适宜的浓度为0. lmmol/ L,睡莲为0.5mmOI / L,超过或低于该浓度,都会对其生理活性产生不利影响。该研究结果间接反映了不同植物对磷的吸收作用,为去磷植物的选择提供了参考。 3、环境因子 影响水生植物去除率的因素有光照、水温、溶解氧、pH、营养盐和风浪等因素有关,不同生活型的水生植物对这些因素的敏感性不同。所有水生植物都有其适合生长的季节和适宜的温度,水体的透明度则成为沉水植物的限定因子。大量的研究结果表明,在水体的一定深度存在光补偿点和补偿深度,只有在光补偿(点)深度以上,沉水植物才能进行正常的光合作用和呼吸作用,植物才能生长。 三、水污染生态修复技术 1、物种筛选及群落配置 物种筛选首先通过对污染区水生植物历史与现状分布情况进行分析研究,并根据其现有生境条件,以能满足自然环境特征,耐污能力强,净化效果好,抗逆性强及景观美化作用明显等为条件来确定水生植物物种。 2、引种方法 收集滇池及周边河流、坝塘的挺水、浮叶、沉水植物,尤其是引种受污染环境下生长健壮的植物和长期生活在水中的挺水植物,采用整株移植或扦插移植的方法,先种植于种苗基地中。相对而言,挺水植物和浮叶植物对水污染的耐受力高于沉水植物,因此在引种中挺水植物和浮叶植物遵循生物多样性的原则,沉水植物的引种遵循适应性的原则。 3、植物繁殖 植物的繁殖决定于充足、健康、适应性强的种苗供应,适宜的自然条件、丰富的营养供应和科学的管理。种苗的繁殖目前有三种措施,一是籽种收集与种植,另一是无性繁殖,此外是组织培养。由于籽种收集种植太慢,组织培养成本过高,水生植物的恢复种苗来源主要在种苗基地采用无性繁殖的方法,即利用自然分蘖和扦插繁殖获得,同时随滇池生态恢复的逐步实施,也可从先期已恢复的滇池周边天然湿地中获得更多的水生植物种苗。 4、栽培技术 (1)挺水植物栽培技术,每年3-6月下调水位(使种植区水位不超过0.2 m),种苗基地取苗去稍后连根带土移植到目标水域,待植物发芽后逐步提高水位。 2)沉水及浮叶植物栽培技术,在每年3—6月调水位,从种苗基地起苗,将带育苗载体的活苗及成苗直接种植在目标水域,水位较浅水域可采用扦插法种植。 3)浮叶植物栽培技术基本同沉水植物种植方法。 总之,该生态工程主要在以本地特有水生植物制成的基质上培育水生植物,形成水面植物浮岛,利用植物及植物根系栖息的水生动物和微生物群落的综合作用实现其净化水体、提高生物多样性及改善自然生态景观等生态功能。 【参考文献】 [1]温美丽.方国祥. 陈朝辉 .李鑫华 深圳石岩水库污染状况及综合防治对策[期刊论文]-热带地理 2009(1) [2] 帖靖玺 .蒋蒙宾 .刘海员黄河水源水中藻类的去除措施[期刊论文]-华北水利水电学院学报 2009(5) [3] 秦雁芳 水生植物滤床净化太湖入湖河水的研究[学位论文]硕士 2006 [4]李涛天 津泰达 人工生态河道水质保持生态调控技术[学位论文]硕士 2006 [5]钱大富.马静颖.洪小平水体富营养化及其防治技术研究进展[期刊论文]-青海大学学报(自然科学版)2002,20(1) [6] 李先明.王建安 城市水体富营养化的防治对策探讨[期刊论文]-河南水产2010(4) 看了“水污染控制技术论文”的人还看: 1. 关于水处理技术论文 2. 节约用水科技论文 3. 城市污水处理技术论文 4. 环境保护科技论文 5. 水污染与人类健康影响的论文(2)

本文主要分析研究了水生植物在不同水环境中的生长状况,并根据实际试验数据分析讨论了产生这种状况的原因,以及一些建议和解决办法.浩瀚的水域―――水的分布覆盖整个地球,从严冰覆盖的极地到烈日炎炎的赤道,从学校周围的小溪到奇妙无边的海洋,从表层水域到水的深处―――栖息着大量的生物.在表层水的光合作用下,制造出原始有机物,然后他们逐级形成食物链.水生植物与周围的水环境联系密切,他们从水中汲取生长 程中很多所需的养料.众所周知,矿质营养条件是影响水中浮游植物发育的有利因素之一.显然由于满江红所需要的矿质营养是多种多样的化学元素,所以这些元素的作用是不可能相同的.所以总结不同水体对水生植物生长影响的基本规律是很有实际意义的.我们选取原样水(采集地水样),矿泉水(现市面上有售),营养液(根据植物生长所需营养配制),蒸馏水,四种水体,对植物的生长状况进行观察,记录,分析,这可以帮助我们更好的了解满江红这种水生植物,希望可以对有关部门水生植物的培植提供一些参考.也可以为种植者对水体的选择提出依据,具有一定的现实意义.摘 要水生植物的生长离不开周围的水生环境,植物需要周围水体提供养料,支持自身的生长发育.我们以易于存活,效果明显的满江红为例,人工配置了多种水生环境,对其成长的效果做了周期性观察,并测定了满江红在不同水体中生长后所含叶绿素状况.本文从多方面对实验结果进行了系统研究,总结和归纳,希望能对这方面的专业研究工作提供一些参考本文共分三章:第一章 材料与方法.材料包括设置不同水环境所需水样,以及对满江红的基本介绍.方法主要是对整个试验过程中所用到的实验方法作一下交待,如对测定叶绿素的方法的介绍.第二章 结果与讨论. 这一部分对试验所产生的结果做了较详尽的介绍,并与预期结果做了比较,并尝试讨论产生此结果的原因.第三章 感想与体会. 我们作为高中一年级的学生,这次选题试验均为我们第一次在生物这门学科上较长时间的观察试验,这一章主要陈述通过这次试验我们获得的新知识以及整个研究过程多方面的感受与体会.一,材料与方法采集地点:北京圆明园公园水域植物介绍:满江红,学名azolla imbricata蕨类植物,属满江红科,叶状体倒卵形,椭圆形或近圆形,两面平滑,排列为两行,春季为绿色,夏季转为红褐色,根丛生,漂浮于水面,行动主要借助于水流或风的带动,在水面平静的地方(如池塘和湖湾)常有大量分布,繁殖很快,是优良的绿肥,还可入药.

关于水质净化毕业论文

滇池污染治理工作若干问题的思考 摘要:介绍了滇池污染治理工作的现状和国外治理富营养化湖泊的 先进经验,提出了治理滇池污染的对策:只要政府重视,提高全民环保意识,措施得力,方 法对头,加大环境治理的投入,滇池治理在短期内得到根本性改观是完全可以实现的。 关键词:富营养化;污染治理;水环境 滇池位于昆明市西南,属金沙江水系,总容水量15.7×108m3,流域面积2 855 km2,接纳盘龙江、宝象河、马料河、落龙河、捞鱼河等20多条河流,年来水量约7×108m3,最大水深8 m,平均水深5m。 改革开放20年来,昆明市的国民经济、城市规模、人口数量、生活水平有了很大的提高和发展,经济的高速发展伴随着水环境质量状况不断恶化的情况也表现得十分突出。经济发展初期,人们集中力量发展生产,对经济快速发展给水环境造成的影响和破坏虽有所认识,但限于资金短缺,加之主客观因素的影响,不能集中较大的力量对污水进行及时有效的处理。1990年以前,昆明市甚至没有一座城市污水处理厂,工业废水有的没有经过任何处理 就直接排放水体,有的虽有处理设施,但运转不正常,形同虚设。 昆明市西南的滇池位于城市下游地带,整个城市地形呈南高北低态势,城市污水和雨水 排入滇池后通过海口流入普渡河,汇入金沙江。滇池在生态系统相对稳定时期,水质呈黄色、淡黄色,透明度约为1~1.5m。过去,昆明市受城市规模、工业生产、人口数量及生活水平的限制,排放的污染负荷没有超过滇池水体的自净能力,滇池得以维持生态平衡。随着生产和生活用水量的迅猛增加,城市排出的工业废水和生活污水的污染负荷大幅度增加,这种生态平衡关系已经被严重破坏,这是造成滇池水质严重污染和恶化的根本原因。 1 治理滇池污染的对策 近年来滇池水体中的氮、磷严重超标,水体富营养化严重,油绿色的湖面上水葫芦横生,汇入滇池支流的水质已经发黑变臭,滇池已达Ⅴ类水体。目前,排入水体的总污染量还没有得 到根本控制,排放量大于治理量,滇池及其水系的生态平衡没有根本好转。要使滇池水体在 短期内恢复至Ⅱ类水质标准,难度相当大。滇池已被国务院列入全国重点治理的湖泊,省、市政府高度重视滇池的治理工作,已经投入50多亿元巨额资金,采取包括打通 西园隧洞及疏挖草海底泥、投药杀藻等一系列措施根治滇池。经过多年的努力,昆明市已建 成四座城市污水处理厂,污水处理能力达到36.5×104m3/d,城市污水处理率达6 0%以上,滇池流域内的工业废水在1999年5月1日实现了达标排放,滇池综合治理工作已经取得了明显成效。 但是,滇池治理工作是一项复杂的系统工程,要使滇池水质得到根本好转,水质得以变清,还需大量的工作,任务相当艰巨。必须动员全社会的力量,标本兼治,先治本后治标, 同时采取各种处理措施和办法,加大管理监督和执法力度,各项工作多管齐下,才能够 在比较短的时间内使滇池水质得到根本性的改观,恢复滇池的生态平衡。 ①首先要截断污染滇池的根源。从滇池及其流域的生态和环境考虑,所有工业废水和生活污水必须经过处理达标后再排放。工业废水污染物质成分非常复杂,难于用单一的处理工艺进行处理,必须分门别类,有针对性地进行专门工艺处理。各种工业废水不能混合后再处理,污水应在出厂前进行达标处理后再进入城市排水系统。 ②加紧进行城市排水系统的建设。昆明市的城市污水处理厂设计规模已达全市污水量的80%,这在全国是比较高的。但城市排水管渠的总长度数量有限,城市排水设施普及率还不高,许多污水经过化粪池的简单处理后就近排入河道。目前,昆明市城市排水管渠多数为合流制,雨季污水和雨水混为一体,污水处理厂难以将混合污水全部进行处理,造成部分污水未经处理就直接排入水体,形成污染。为了保护水体,必须有计划地逐步将合流制改建为分流制,实现清污分流。因此,城市排水系统的 新建和现有排水系统的改进与扩建工作,以及污水厂的建设任务等都是极其繁重的。 ③加强现有污水处理设施的运行管理,提高污水处理效率和运行管理水平,始终保证污水厂满负荷运行,是当前做好滇池保护工作的重要措施之一。由于长期以来人们重生产、轻环保, 许多工业废水处理设施虽然已经建成投产,但多数运行不正常,废水处理设施没有得到充分利用。加强现有污水处理设施的运行管理,充分发挥现有污水处理厂的处理能力,建立考核、监督管理机制,将现在按污水厂设计规模拨付运行管理费用改为按实际处理污水量拨付经费,考核单位处理成本费用,以提高污水处理效率和处理能力。建立水质水量监测统计报告等一系列的工作制度都是保护滇池切实可行的措施办法。 ④在保证滇池水体总量平稳的前提下,应充分发挥滇池北岸截污工程和西园隧洞工程的作用,及时将排入滇池草海的污水短路排放,减少对滇池的污染。 ⑤滇池湖面的蓝藻和漂浮污染物质可采用机械方法进行表面抽吸、排出,有利于空气中的氧转移到水中,加快水体的自然净化过程,同时滇池湖面的外观也将有较大改善。 /'P ⑥为加快滇池恢复生态平衡的速度,可采用气浮工艺对滇池水进行循环处理,即将滇池水 提升到处理厂,投加混凝剂后,通过气浮工艺处理后,又排入滇池。处理厂设在滇池边,水泵 扬程短,常年运行费用较低。现阶段可利用昆明市自来水总公司三水厂现闲置的气浮设备 进行处理,只需对气浮池后的管道工艺和出水管道进行局部改造后就能运行,既现实又可行 。 g_$?:*"\`wfy*3=LO-t{b[5SToM= )5lk毕业论文范文XLZ#F]4 IZ '=N_7=yWq$C$H� ⑦在滇池北岸的局部区域设置生物防护带,利用微生物降解水中的有机物,达到净化水 的作用。在这方面,昆明市自来水总公司已做了一些有益的尝试,取得了一些经验,值得借 鉴。 ⑧认真做好滇池流域面源污染的综合治理工作。这项工作涉及面广、难度大、周期长。但 面源污染的治理工作关系到整个滇池流域环境生态的恢复,关系流域内水源地的取水卫生安全 。根据昆明市环境科研所的调查结果,滇池面源污染占入湖总污染的负荷比重较大,主要污染因子的入湖量:总氮为2 955T/A,总磷为417T/A,分别占滇池总污染负荷的33%和41%。 面源的发生过程包含三个子过程:产流、汇流过程,土壤侵蚀过程和营养盐流失过程。根据现 有的研究成果,按滇池流域的地质和水利条件,可将流域内的营养盐发生量分为三大区域 :①湖滨平坝区。这一区域一般是粮食、蔬菜、果品比较集中的农业区,其氮、磷的发生量占到全流域的6%和7%,大都弥漫性进入滇池水域。采取以控制蔬菜地和村落污水为主,用沉淀池工程和湿地工程技术,在田间排水;在有空地的村落可用新型稳定塘处理工艺,其中湿地技术去除污染物高达80%以上。②台地、岗地、丘陵区。该区域水土流失最为严重,也是面 源营养盐发生量的主要地区,氮、磷发生量分别占全流域发生量的49%和43%。解决的办法是实施小流域综合治理工程技术,如采用生物工程和土石工程相结合,除磷效果达40%至60%。 ③各入湖河上游分水岭山区。这一区域农田较少,森林覆盖较好,氮、磷发生量分别占全 流域总量的46%至52%,一般经上游水库的降解净水,剩余部分进入滇池的比例不大。水系上游山区重点在保护现有植被、大力营造水源涵养林,要特别重视滇池附近山地森林、植被的恢复工作。 论文滇池污染治理工作若干问题的思考来自免费论文网 2 国外治理富营养化湖泊经验介绍 2.1 澳大利亚新南威尔士州 1991—1993年,全州共发生162次水华(水体富营养化造成藻类大面积繁殖的现象),其中84次对水的用途造成不良影响,尤其是1991年底在达令河系发生世界上有记录以来最大规模 的蓝绿藻水体,绵延1000KM以上。 治理措施: ①减少进入水体营养物的数量,加强水污染防治和管理对策的研究。 A.控制城市和农村点源污染的工程和管理措施有:提高污水处理水平(排水系统清、污分流 ,改扩建以提高现有污水厂除氮、磷效率及扩大处理规模);鼓励使用无磷或低磷洗涤剂; 污水(经处理)灌溉;生活污水和河水的除磷处理;污水停留(氧化)池的改造等。 B.控制面源污染的对策:保护流域内植被;城区多种草植树,帮助滤去地表径流污染物;根据气候、土壤特点和作物需求,确定适宜的化肥使用时间、方法和数量;利用河边的绿化带作 为土地利用和水系间的缓冲和过滤带;改变和改善化粪池的位置、设计和作用。 C.营养物污染管理规划,确定水体营养物的环境负荷和减少营养物排放量方案。 D.建立流域污染控制示范工程。示范工程中有人工湿池、河岸绿化缓冲带和高效污水处理厂。 ②水华的控制和管理对策 A.对水量进行调节和分配。 B.其他物理措施:水库管理,采用机械搅动和曝气破坏水体分层,增加水体流动性;机械收获蓝绿藻(但效果不大)。 C.化学措施:采用杀藻剂、除藻剂仅作为应急措施,因不能有效地控制水质富营养化可能会造成新的公害。 D.生物措施:人们认为大麦杆腐烂分解过程产生的有机物质能杀灭或抑制蓝绿藻,但实验 结果表明效果不大;另外,日本科学家发现一种学名叫“水网藻”的网片状或网袋形绿藻,据说繁殖很快,大量吸收水中氮和磷,从而抑制了其他藻的生长,达到以藻治藻的目的。水网藻收获后可加工成优质饲料,深圳东深供水工程管理局与暨南大学水生生物研究所合作开展“水网藻去氮、磷实验”,并在深圳水库进行了中试,结果表明该方案对净化水质是可行的。 2.2 日本琵琶湖的水源保护和治理 琵琶湖是日本最大的湖泊,也是日本近畿地区的主要饮用水源。50、60年代日本经济高 速发展,污水排入琵琶湖,导致富营养化,严重威胁着当地人民的身体健康。当地政府经多年努力,终于使琵琶湖水质得到了改善,让当地群众喝上了放心水。他们的做法主要是通过研究、立法、宣教、规划、资金补助、改造制水设备等措施,恢复了琵琶湖的良性循环 2.2.1 污染源防治对策 工业废水 主要以1979年10月制订的《富营养化防治条例》为依据,其中“废水排放规则”一章中规定:企、事业单位向公共水域排放的废水中氮、磷的含量必须遵守,并填写责任书。若废水不 符合排放标准,可以下达禁令。这样做大幅度地削减了工厂排放的污染负荷。 生活污水 《条例》中规定:“任何人不得再使用含磷洗涤剂”,并“严禁赠送、擅自销售含磷洗涤剂”。在1990年7月制订的《滋贺县生活污水对策推行纲要》中对生活污水的治理提出三项保证措施: ①健全下水道等设施 推广粪便和生活污水合并处理的方法。这种处理方法与粪便单独处理、生活污水直接排放的 方法相比,其排放的BOD量可降低8倍。 ②着力减少生活污水中的污染物质 普通家庭在洗水池的流水口处镶进粗网滤器或使用三角过滤器皿,截留菜屑及剩菜、剩饭 ,回收后作为有效的肥料。 ③建设清洁美丽的人工小溪。 农业污水 主要依据水质污染防治及滋贺县制订的条例对畜牧业、水产业、农业施肥方式及田间管理制 定了具体的措施。 2.2.2 琵琶湖的综合开发 综合开发以“保护”、“养育”、“活用”为基础,水质保护是其中最主要的目标。 2.2.3 湖泊水质保护计划 日本政府于1984年制订了湖泊水质保护特别措施法,于1987年3月又制订并实施了《琵琶湖 的水质保护计划》,1992年3月对此计划再次修订。该计划把防污、治污同综合开发有机地 结合起来,突出水保护这个最高目标。 3 结语 应当强调指出,在发展经济的时候,必须注意环境保护,否则,生态环境遭到破坏后再来抓 环境保护,不仅人民遭受损失,而且要花费更多的财力、物力,这是一些西方工业发达国家 已经产生过的经验教训。同时也应看到,只要注意并采取强有力的措施,控制和解决环境 污染问题是不难实现的。例如,日本在1955—1970年只追求工业发展,忽视环境保护,终于造成了全国性的难以控制的“爆炸性公害”。日本政府从1970年开始决心解决环境污染问题 ,用了5~7年的时间,使环境污染基本得到治理和控制,环境状况有了显著改善,99.95%的水域已达到了保护人民健康的水质标准。从国内外环境治理的经验来看,只要政府重视,提高全民的环保意识,措施得力,方法对头,加大环境治理的投入,滇池治理在短期内得到根本性改 观是完全可以实现的。作者单位:昆明市自来水总公司。求采纳

生态城市的概念及其特点 1 生态城市的概念 生态城市是一个崭新的概念,是一个经济发展、社会进步、生态保护三者保持高度和谐、技术和自然达到充分融合、城乡环境清洁、优美、舒适,从而能最大限度地发挥人类的创造力、生产力,并促使城镇文明程度不断提高的稳定、协调与永续发展的自然和人工环境复合系统。 2 生态城市的特点 目前,生态城市理论研究已从最初的在城市中运用生态原理,发展到包括城市自然生态观、城市经济生态观、城市社会生态观和复合生态观等的综合城市生态理论,生态城市的特点也在研究和实践中日益深化。就目前的总体认识水平,概况起来说,生态城市与传统城市相比,主要有以下几大特点: (1)高效益的转换系统 在自然物质——经济物质——废气物的转换过程中,必须是自然物质投入少,经济物质产出多,废弃物排泄少。该系统的有效运行在产业结构方面的表现为第三产业大于第二产业大于第一产业的倒金字塔结构。 (2)高效率的流转系统 以现代化的城市基础设施为支撑骨架,为物流,能源流,信息流,价值流和人流的运动创造必要的条件,从而在加速各种流动的有序运动中,减少经济损耗和对城市生态的污染。 (3)整体性和前瞻性 生态城市不是单单追求环境优美,或自身的繁荣,而是在整体协调的新秩序下寻求发展。规划,建设,管理城市时,不仅兼顾社会,经济,环境三者的整体利益,协调发展,而且还要满足不同地区,社会,后代的发展需求。不仅重视经济发展与生态环境协调,更注重人类生活质量的提高,也不会因眼前利益而用“掠夺”其他地区的方式换取自身暂时的“繁荣”,或牺牲后代的利益来保持目前的发展。 (4)高质量的社会人文环境 发达的教育体系和较高的人口素质是可持续发展生态城市的基础和智力条件之一,还应该具有良好的医疗条件和相合的社区环境。 (5)环境质量指标国际化 生活环境优美,管理水平先进,城市的大气污染,水污染,噪音污染等环境质量指标达到国际水平。城市的绿化覆盖率,人均绿地面积等指标也达到国际要求。同时对城市人口控制,资源的利用,社会的服务,劳动就业,城市建设等实施高效率的管理,以保证资源的合理开发和利用。 (6)人与自然和人与人的和谐性 生态城市的和谐性,不仅反映在人与自然的关系上,自然、人共生,人回归自然、贴近自然,自然融于城市,更重要的是在人与人关系上。现在人类活动促进了经济增长,却没能实现人类自身的同步发展,生态城市是营造满足人类自身进化需求的环境,充满人情味,文化气息浓郁,拥有强有力的互帮互助的群体,富有生机与活力,生态城市不是一个用自然绿色点缀而僵死的人居环境,而是关心人、陶冶人的“爱的器官”,文化是生态城市最重要的功能,文化个性和文化魅力是生态城市的灵魂。这种和谐性是生态城市的核心内容。 (7)区域统一性 生态城市作为城乡统一体,其本身即为一区域概念,是建立区域平衡基础之上的,而且城市之间是相互联系、相互制约的,只有平衡协调的区域才有平衡协调的生态城市。生态城市是以人—自然和谐为价值取向的,就广义而言,要实现这一目标,全球必须加强合作,共享技术与资源,形成互惠共生的网络系统,建立全球生态平衡。广义的区域观念就是全球观念

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(一)题名(Title,Topic)题名又称题目或标题。题名是以最恰当、最简明的词语反映论文中最重要的特定内容的逻辑组合。论文题目是一篇论文给出的涉及论文范围与水平的第一个重要信息,也是必须考虑到有助于选定关键词不达意和编制题录、索引等二次文献可以提供检索的特定实用信息。论文题目十分重要,必须用心斟酌选定。有人描述其重要性,用了下面的一句话:“论文题目是文章的一半”。对论文题目的要求是:准确得体:简短精炼:外延和内涵恰如其分:醒目。(二)作者姓名和单位(Authoranddepartment)这一项属于论文署名问题。署名一是为了表明文责自负,二是记录作用的劳动成果,三是便于读者与作者的联系及文献检索(作者索引)。大致分为二种情形,即:单个作者论文和多作者论文。后者按署名顺序列为第一作者、第二作者……。重要的是坚持实事求是的态度,对研究工作与论文撰写实际贡献最大的列为第一作者,贡献次之的,列为第二作者,余类推。注明作者所在单位同样是为了便于读者与作者的联系。(三)摘要(Abstract)论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。(四)关键词(Keywords)关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外,还包含有单元词、标题词的叙词。主题词是用来描述文献资料主题和、给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇,正是由于它的出现和发展,才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。主题词是指以概念的特性关系来区分事物,用自然语言来表达,并且具有组配功能,用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。技巧—:依据学术方向进行选题。论文写作的价值,关键在于能够解决特定行业的特定问题,特别是在学术方面的论文更是如此。因此,论文选择和提炼标题的技巧之一,就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二:依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二,就是从作者的爱好和兴趣出发,只有选题符合作者兴趣和爱好,作者平日所积累的资料才能得以发挥效用,语言应用等方面也才能熟能生巧。技巧三:依据掌握的文献资料进行选题。文献资料是支撑、充实论文的基础,同时更能体现论文所研究的方向和观点,因而,作者从现有文献资料出发,进行选题和提炼标题,即成为第三大技巧。技巧四:从小从专进行选题。所谓从小从专,即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时,要从专业出发,从小处入手进行突破,切记全而不专,大而空洞。

植物对室内空气污染的治理摘要:室内环境与人体健康关系密切 ,室内空气污染种类多 ,污染源广泛 ,影响因素复杂 ,对人体健康造 成的危害也是多方面的。随着室内装修的升温和建筑物密闭程度的增加 ,室内有害物质的种类和浓度比 以往明显增加 ,室内环境污染已成为当今危害人们健康的主要因素之一 ,如何减少室内环境污染成为当 今一个重要的问题。该文主要论述了室内环境污染的主要来源及危害 ,阐述了观赏植物的净化机理和作 用,并从室内植物景观方面探讨了室内观赏植物的选择。 关键词 :观赏植物 ;室内污染 ;生态效应

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