מבוא ל Wetlands

רטובות בנויות הן מערכות מונדסות שמשכפלות את התהליכים הפיזיים, הכימיים והביולוגיים של רטובות טבעיות לטיפול במים מזוהמים.בחקלאות, הן משמשות כשיטת אנרגיה יעילה, נמוכה לחיסול חומרים מזינים - בעיקר חנקן ו זרחן - החל מריצה, ניקוז, פסולת וחיות.

בניגוד לרטבים טבעיים, אשר נוצרים באופן ספונטני לאורך זמן, רטובים בנויים בכוונה עם ממדים ספציפיים, מינים צמחיים, נתיבי זרימת מים, ושכבות תת-קרקעיות כדי למקסם את ההסרה המזומנת.הם יכולים להיבנות על קרקע חקלאית שולית, לאורך תעלות ניקוז, או בקצה שדה, מה שהופך אותם לתרגול ניהול גמיש (BMP) עבור שני יבולים ופעולות חיות.

הבנה: הנהג מאחורי התרגול

זיהום מתרחש כאשר גופי מים מקבלים עודף של חומרים מזינים, מה שגורם לצמיחת חומרי נפץ של אצות וצמחים מימיים.הרחבה הזו יוצרת פרח אלגאל צפופה שחוסם אור השמש, מתמוסס חמצן במהלך decomposition, ולעתים קרובות משחררים רעלים מזיקים לדגים, לבעלי חיים ובני אדם.התוצאה היא קערה של נזק אקולוגי וכלכלי: דגים, אובדן של מגוון ביולוגי, לקויי מים מופחתים, שתייה, ערך תזונתי מופחת.

תרומה חקלאית לעומס תזונתי

החקלאות היא מקור עיקרי של עודף חנקן ו זרחן להיכנס למים משטח.פרטרי, מנורה, ושחיקה אדמה לתרום חומרים מזינים כהלוליים וחלקיים כי לנסוע דרך משטח משטחים, ניקוז תת-קרקעי, ומים קרקעיים לראות דפים. באזורים רבים, זיהום מקור לא נקודתי חקלאיים הוא הגדול ביותר שנותר לחנק, במיוחד בשמיכות גדולות כגון נהר המיסיסיפי, צ'אק גבוה, מאיץ את אזורי הים (אוליקו) עם מים יעילים (אוטרופיים) עם מעבר הים) עם מים יעילים (אוליקוליום הים) ואווירה) עם מים (אוטרופיים (אוליטרופיים יעילים) עם מים).

המונחים: Unrapoff

הקנוניה האקולוגית של ההטבעה כוללת "אזורים מתים" היפקסיים שבהם רמות החמצן נופלות מתחת לסף של רוב החיים הקפואים.מפרץ מקסיקו, המונעות בעיקר על ידי היפוף החקלאי של מיד-מערבי, עולה באופן קבוע על 5,000 קילומטרים רבועים. Harmful algaleries (HAB) יכול לייצר מיקרו-cystinstins ו-cytoxins אחרים כי סגרורידים החוף ו- conminates מים זורמים, לעתים קרובות.

תפקיד של Wetlands נבנה בניהול תזונתי

רטובות לבנות לפעול ככורים ביו-גיאוכימיים שמלכודת, משנה, ומסירים חומרים מזינים מן המים החקלאיים לפני שהיא נכנסת למים טבעיים.יעילותם נובעת משילוב של תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים הפועלים בקונצרט.

חומרים מזינים חיוניים

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ו-filtrationtureFLT:1 ; מוצקים בשפע ו זרחן חלקיקים מיישבים במים איטיים של ארץ רטובה.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Microbialטרנספורמציה FLT:1) - חיידקי ניטרציה ודה-ניטציה להמיר את האמניום לניטראט ולאחר מכן גז חנקן בלתי מזיק, אשר שוחרר לאטמוספירה.
  • (FLT:0Sorption andמשקעיםFLT:1) - Phosphorus יכול להיות מחויב ברזל, אלומיניום, או סידן בתחסין, במיוחד באדמה רטובה עם תוכן חימר גבוה או אורגני.חלק מהם בנוי רטובים להשתמש מדיה מיוחדת כמו slag או אבן גיר כדי לשפר את phosphorus sorption.

המונחים: Removal Efficiency

מחקרים שדהיים מדווחים כי ניו-רטבים מעוצבים היטב מסירים 40–90% מכלל חנקן ו-30–80% מסך זרחן הכולל, בהתאם לשיעור ההטעה ההידראולי, העונה, והריכוזים המשפיעים. Removal נוטה להיות גבוה יותר במהלך העונה הגדלה כאשר פעילות ביולוגית הגיעה לשיא, ונמוכת יותר בחודשיים הקרים או תחת סערות גבוהות.

שיקולים ותפקודיים

כדי להשיג הפחתה תזונתית עקבית, רטובות בנויות חייב להיות מתוכנן עם תשומת לב זהירה הידרולוגיה, צמחייה, ו substrate.

סוגים של Wetlands מובנה

  • (FLT:0) משטח מים חינם (FWS) רטובה (FWS) 1 , אגן אשו עם מים פתוחים וצמחייה עולה.מים זורמים מעל פני השטח התת-קרקעי.
  • (FLT:0) subsurface Flow (SSF) רטובות (SSF) 1:1 - מים נעים אופקית או אנכית דרך מדיום ⁇ (גרלה, חול) נטועים עם צמחייה.המים אינם חשופים לאוויר, צמצום בעיות יתושים וריח. SSF רטובים משמשים לעתים קרובות עבור מים מרוכזים יותר, כגון חלב שמשלב מים.
  • (FLT:0) מערכות היבריות (Hybrids) 1:1 - שילוב תאים FWS ו- SSF כדי לנצל את היתרונות של שניהם - לדוגמה, באמצעות שלב SSF עבור הסרת מוצקות ראשונית ואחריו שלב FWS עבור מלוטש תזונתי ומגוון ביולוגי.

« « « TERS AND SING TERS

המשתנה העיצובי הקריטי ביותר הוא זמן שמירת הליבידים של 5-14 ימים הם נפוצים.1 (HRT) - ממוצע של מים מבלה בארץ רטובה.עבור רצף חקלאי, HRTs של 5 עד 14 ימים הם נפוצים.גודל הרטובלנד בדרך כלל בא לידי ביטוי יחס של אזור רטוב לניקוז; המלצות נעות מ 1% עד 5% מההתרמי המים למניעה תזונתית מים קצרים (כלומר, 6.

בחירת

(המין הגדל) העדיף את העקשות, החדירה השורשית והסובלנות המזויפת (FLT:0Phragmites australisFLT:1 (המוחזר) נעשה שימוש נרחב בשל הצלעות העמוקות שלו וביומסה גבוהה. Cattails (FLT:2TyphaF3LTspp) הם גם יעילים אך יכולים להפוך ל-microbireative, אם לא ניתן לתקן את הפחתתוריד, אם כי הוא עדיין לא ניתן לתקן את הפחתת טיפול בטמפרטורות.

מצע ומדיה

עבור זרמי זרימה תת-קרקעיים, המדיום פועל הן כפילטר פיזי והן משטח לצמיחה ביו-סרטית. crshed Gravel (6-30 מ"מ קוטר) הוא סטנדרטי.עבור הסרת זרחן מוגברת, מדיה עם תוכן פחמן גבוה סידן (לימוזינה) או תחמוצות ברזל (בוץ אדום, slag) ניתן להוסיף, למרות אלה עשויים לדרוש תחליף תקופתי כמו אתרי sorption להפוך רווי.

יתרונות מעבר להפחתה

משטחים מעוצבים הם מערכות רב-תפקודיות המספקות חבילת שירותים אקולוגיים בנוסף לשיפור איכות המים.

שיטפון אטנטונציה ו- Stormwater Management

על ידי אחסון זמני של Runoff, רטובות להפחית את זרימת השיא ועיכוב הפרשות כדי לקבל מים.זה עוזר להפחית את הצפה הזרם זרם ושחיקה. בנוף החקלאי, רטובות בנויות ניתן לאתר כדי ללכוד את השטף הראשון של גשם כבד, אשר נושאת את הריכוזים המזויפים ביותר.

מגוון ביולוגי וחיות חיות

משטחים מעוצבים יוצרים בתי גידול חדשים של ארץ רטובה עבור אמפיביאנים, מים, חרקים וצמחים מימיים.אפילו רטבים קטנים יחסית (0.1-1 דונם) יכולים לתמוך בקהילות מגוונות, במיוחד באזורים שבהם נרוקנים טבע לחקלאות.הם משמשים גם כמסדרונות המקשרים בתי גידול מפורשים.

פחמן משקעים ואקלים מייג

אדמות Wetland מצטברות חומר אורגני כי decomposition איטי בתנאים אנירוביים.לאורך זמן, רטובות בנויות יכול להפוך כיור פחמן, במיוחד אם הצמחייה נשארת במקום.חלק מהמחקר מצביע על כך שמאזן גז חממה נטו תלוי בתכנון וניהול; לדוגמה, צמצום ייצור מתאן על ידי הימנעות מאזורים עמוקים, ממריצים יכול לשפר את טביעת הרגל.

ערך חינוכי ואסתטי

Wetlands מציעים הזדמנויות לחינוך על אופניים תזונתיות וחילוני מים.הם יכולים גם להשתלב בפסי שימור, מתן מגוון חזותי ותחושה של ניהול אקולוגי.חקלאים עשויים להיות זכאים לתוכניות שיתוף בעלות באמצעות שירות שימור משאבי טבע USDA (NRCS) או סוכנויות חקלאיות המדינה התומכים בבנייה רטובה.

אתגרים ושיקולים מעשיים

למרות היתרונות הרבים שלהם, רטובות בנויות אינן פתרון אוניברסלי.היישום המוצלח שלהם תלוי בגורמים ספציפיים לאתר וציפיות מציאותיות.

דרישות קרקע

גודל רטובה בגובה 2% של אזור הניקוז פירושו שדה 50 דונם דורש דונם אחד של רטובה.עבור פעולות גדולות יותר, אזור הקרקע הזה עשוי להיות לא זמין או יקר מדי כדי לקחת את הייצור.עם זאת, אזורים שוליים או נמוכים (למשל, דיכאון רטוב, מדרונות מרודנים) הם לעתים קרובות מתאימים.

Clogging ותחזוקת לטווח ארוך

Subsurface flow wetlands can become clogged with accumulated solids and microbial biomass, reducing hydraulic conductivity. Regular maintenance is needed: removing accumulated sediments from inlet zones, controlling weeds, and occasionally harvesting vegetation to prevent nutrient re-release. In FWS wetlands, invasive plant species such as purple loosestrife or common reed can outcompete desired species and require management.

מגבלות עונתיות וקלימטיות

טמפרטורות קרות מאטות את הדה-התחננות המיקרוביאלית ורכיבות את העליה. באזורים הצפוניים, יעילות הטיפול יורדת באופן משמעותי בחורף, וכיסוי הקרח יכול להפחית את העברת החמצן.חלק מהעיצובים משלבים אזורים עמוקים יותר כדי לאפשר זרימת מים מתחת לקרח, או שהם נושבבים עם BMPs אחרים (למשל, כיסויי אחסון של חורף) לפצות על ביצועים מופחתים.

פוטנציאל ל- Methane ו- Nitrous Oxide Emissions

תנאים אנאירוביים ברטבים יכולים לייצר מתאן, גז חממה חזק, ו denitrification יכול לייצר תחמוצת גז nitrous.ההשפעה נטו תלויה בתכנון ובניתוח. Shallow, רטובות עם רמות מים מתפתלות נוטה להיות פליטות גזי חממה נמוכות בהשוואה למערכות עמוקות, ממריצים.

שילוב עם שיטות ניהול תזונתיות אחרות

רטובות לבנות לעבוד הכי טוב כחלק מאסטרטגיה ניהול תזונתי רחב יותר.הם צריכים להשלים שיטות כגון דיפרציה, כיסוי יבול, buffer פסים, ושימור עד גיל.לדוגמה, רטובות יעילות יותר להסרת חנקן מאשר זרחן בטווח הארוך כי הסרת זרחן על ידי sorption היא סופית.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

פרויקטים רבים ברחבי העולם מפגינים את הערך של רטובות בנויות עבור ניהול תזונתי חקלאי.

אמצע מערב ארצות הברית

ה-FLT:0[עריכת קוד מקור | עריכה]: NWITURED]: 1. in Illinois and איווה נבדקו במשך שני עשורים. Wetlands המקבלים האריזה מסיבובי תירס-סויבן להסיר 30–50% מהעומס הניטראט מדי שנה, עם הסרת גבוהה באביב ונפילתו.תוכנית ה-NRCS של Wetland Reserve ו-Ssgateship מספקת סיוע כספי לבנייתם.

אזור הים הבלטי

בשוודיה ובפינלנד, רטובות בנויות משמשות נרחבות כדי להפחית יצוא תזונתי מקרקעות ערב לים הבלטי. מחקרים מדווחים על שיעור הסרה של חנקן של 200-500 ק"ג ל דונם בשנה.

פעילות חלב ניו זילנד

נבנה רטובות ב Waikato ו Canterbury טיפול לרוץ מ חרטות חלב להאכיללוטים. הם להשיג עד 80% ירידה של זרחן הכולל ו 60% הפחתה חנקן, תוך גם מלכודות של שומן ופתוגנים. המערכות נועדו לטפל עומסים הידראוליים גבוהים מאירועי גשם נפוצים באזור.

מדיניות ומסגרות ריכוזיות

ממשלות רבות זיהו את הרטובים כפרקטיקה תשתיות ירוקות מפתח בארצות הברית, ה- .0USDA NRCS השימור Standard 65603FLT:1 (החוקה Wetland) מספקת מפרטים טכניים ושיתוף עלות.ה-EPA של EPA:2Section 319FLT 3,3, מעניקה מימון לפרויקטים רטובים בעדיפות למים.

יוזמות במגזר הפרטי, כגון תוכניות מסחר אלקטרוני תזונתי במפרץ צ'ספסאקה ואגן הנהר אוהיו, מאפשרות לחקלאים להרוויח זיכויים עבור פחתות תזונתיות שהושגו על ידי רטובות, אשר ניתן למכור כדי להסדיר מקורות נקודה.זה יוצר תמריץ פיננסי לאימוץ רטובה קרקע מעבר לסובסידיות מסורתיות.

דרישות מחקר ודרכים לעתיד

בעוד שרטבים בנויים הם טכנולוגיה בוגרת, מחקר מתמשך נועד לשפר את יעילותם ולהרחיב את אמינותם.

  • (FLT:0) phosphorus RemovetureFLT:1 - פיתוח מדיה תגובתית (למשל, פלדה slag, משלוחי ברזל) שניתן לשחזר או להחליף אותה באופן לא יעיל.
  • (ב) ,0) ביצועי האקלים הקרדיים של ה- 1 (FLT) – עיצוב מערכות מבודדות או מחוסמות לשמירה על פעילות ביולוגית במהלך החורף.
  • (FLT:0) ניטור בזמן אמת (Real-Times ניטורFLT:1) - שימוש בחיישנים ואוטומציה כדי לנהל את רמות המים ולייעל את זמני השמירה במהלך אירועי הסערה.
  • (FLT:0 Life-cycle AssessmentFLT:1) - קביעת היתרונות הסביבתיים הנקיים (כולל גזי חממה, שימוש בקרקע ואנרגיה) כדי להנחות החלטות מדיניות.

מסקנה

רטובות לבנות מציעים פתרון רחב, מבוסס טבע לצמצום עומסים חקלאיים מזינים שגורמים לזיהום אוויר.על ידי שילוב תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים בתוך מערכת אקולוגית אחת, הם למעשה להפחית ריכוזי חנקן ו זרחן תוך מתן שליטה על הצפה, חיות בר, אחסון פחמן. ההצלחה שלהם תלויה בעיצוב ספציפי לאתר, תחזוקה סדירה, ושילוב עם ניהול טוב יותר עם שיטות מחקר המשך, נשארות של עשורים של ניהול מים רטובים.

(ב) ויקרא וכתוב (ב)

  • (ב) EPA - בניית שדות עבור טיפול במים ובחיות בר
  • (ב) ◄0 (הופנה מהדף Wetland Conservation Practice Standard)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא יא"ד: ויקרא י"ד)