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我为“双碳”献一策①丨水质变化“藻”知道、“海绵校园”如何建设.....沪上学子为“生态环境与生物多样性”出谋划策

上海市教委政务微信“上海教育”     2024-02-08 13:26:55

2023年,市教委、市发展改革委等11部门共同组织开展了2023年第二届上海市青少年“双碳”方案提案大赛。本届大赛围绕“走向碳中和之路,始于足下”主题,鼓励同学们结合自身的学科特长和兴趣爱好,发掘、研究身边的“绿色”议题,围绕垃圾分类、生态环境、双碳、循环经济等领域,提出相应的解决方案。经过层层筛选,在来自107所学校的187份作品中,共评选出特等奖6个、一等奖6个、二等奖8个、三等奖14个、优胜奖16个。

这些优秀作品,生动展现了上海学校生态文明建设和青少年积极参与生态环境保护的丰硕成果。即日起,我们推出“我为‘双碳’献一策第二季——2023年上海市青少年‘双碳’方案提案大赛优秀作品联展”,精选进入决赛的优秀作品,引领更多青少年和公众将建设美丽中国转化为自觉行动。

本期为本次案例联展的第一期,沪上学子们带来了他们的优秀作品,青少年们聚焦生物环境,关注动植物的生态变化,讨论“双碳”问题,让我们来深入了解一下本期优秀案例吧!

高度城市化地区河道水鸟群落分布特征、影响因素及保护对策研究

选送单位:上海市南洋模范中学

近年来,随着城市化进程的加快,鸟类的保护与栖息地建设成为亟待解决的生态问题。本课题开展了关于高度城市化地区河道水鸟群落及其影响因素的研究,以期为城市水鸟保护与栖息地建设提供合理化建议。

基于此构想,小组成员展开了调查与研究,选取龙华港的两个河段作为研究区域,采用样线法,于2022年11月末至2023年5月中开展水鸟调查。

调查中,组员们共记录到水鸟7种,其中夜鹭和白鹭为优势种,对城市化的适应性较好。

接着,小组成员们绘制了龙华港水鸟空间分布热力图。

结合水鸟空间分布与周边环境考察情况,沿样线选取了6个长100m的典型区域,划分热点等级,选取植被、浮床、人为干扰等9项指标,以分析影响水鸟分布的因素,得出以下结论:

浮床为城市河道水鸟提供了重要栖息空间,但其数量并不决定水鸟多少;

设置浅滩、缓坡、高坡岸或滨岸植被带有利于缓解人类的干扰,为水鸟营巢、觅食营造安静环境;

浮床与栏杆为水鸟最偏好的栖息空间。其中,由于觅食习惯的差异,夜鹭最偏爱的位置依次为栏杆、树木、距水面有一定高度的河堤;白鹭最偏爱的停留位置依次为浮床、贴近水面的河堤。

因此,小组成员们建议:

增加河道的浮床设置,定期修剪、更换水生植物;

设置缓坡或浅滩,为水鸟活动提供更自然且亲水的空间;

河道旁的居民小区在绿化建设上,应多在近河岸处设置乔木混交林带;

采用“岸段功能分区”的空间规划,在满足居民亲水活动、观景的需求与建设适宜水鸟栖息的生态河道之间作出平衡。


海绵校园的建设与规划——以青浦高级中学为例

选送单位:上海市青浦高级中学

“海绵城市”即城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。借用海绵城市的概念,小组成员提出了“海绵校园”的设想。他们先对“海绵校园”相关的六项技术——渗透技术、调蓄技术、传输技术、净化技术、雨水利用技术以及人工排水技术进行对比研究,然后对青浦高级中学进行实地调查,设计出青中的“海绵校园”,最终建构出“海绵校园”模型,用粘土完成实物模型。

目前,该小组提出的方案得到了学校后勤部门的认可,“海绵校园”有望在青浦高级中学新一轮的校园改建项目中逐步变成现实。


上海市海岸带盐沼植被多样性及其固碳能力

选送单位:华东师范大学闵行永德实验小学

盐沼湿地是一个神奇的“蓝碳生态系统”,它位于陆地和海洋的交错带,具备了极大的固碳能力。

该小组成员们以上海奉贤盐沼湿地作为研究对象,探究它是如何吸收大气中的二氧化碳的。奉贤盐沼湿地里有芦苇、互花米草、海三棱藨草等,形成了一个绚烂的“湿地植物大舞台”!

芦苇和互花米草是湿地的“吸碳高手”,个头长得比人还高!它们对大气中二氧化碳的吸收能力也非常强,而较为矮小的海三棱藨草就差了一截,它的二氧化碳吸收能力只有互花米草的三分之一。

同学们通过调查研究发现:为了保护湿地的生物多样性,作为外来物种的互花米草并不适合长期在此。因此,芦苇是最适合帮助上海实现“双碳”目标的“湿地吸碳大使”。


水质变化“藻”知道——蓝藻和绿藻对小区水质PH的影响及实例研究

选送单位:中国福利会少年宫

小组成员曾在小区里拍到了的景观河中绿色藻类大量繁殖的状况,出于好奇心,开始了藻类的调查研究。

通过查阅书籍和网上论文,同学们了解到水体富营养化是当前全球面临的环境问题之一。当水体中营养盐含量过高时,藻类会大量繁殖,导致水体缺氧、PH值失衡等问题,被称之为“水华现象”,这一现象会影响水生生物生存和人类生活。

随后,小组成员前往上海交通大学实验室,用显微镜观察了蓝藻和绿藻,并进行了3个实验研究。

实验一:蓝藻和绿藻在不同环境里的生长情况

在不同的温度、光照、营养液和酸性环境分别进行水藻培养和观察。

小结:发现蓝藻和绿藻加入营养液后生长更好;蓝藻和绿藻在低温和无光照条件下,无生长或生长较慢。

实验二:酸碱梯度实验

把绿藻放到6.0-9.0的不同PH值水质中,肉眼可见藻类更适合在偏碱性的环境下生存,并且它还具有调节水质PH值的能力,经过藻类自身繁殖,水质最终会变为适宜其生存的偏碱性。

实验三:小区水样采集实验

小组成员分别在家附近进行了“水样采集”,在上海市徐汇区、闵行区三个地点采集水质情况,PH值为7.5-9.4,当温度适宜,水体失去流动度时,藻类明显增长。

通过实验,该小组得出结论,藻类在碳达峰碳中和中的作用是多方面的,它能够通过光合作用吸收大量二氧化碳,同时释放出氧气,对于减少大气中的温室气体具有重要的作用。

小组成员还制作了展板和沙盘,把研究过程和结论展示出来,让小区的居民们更加关注小区水质保护。


微生物对自然水体内抗生素的治理效果

选送单位:上海市第二中学

近年来,关于自然水体内检出超量抗生素的报道时有出现,少量长期的摄入对人体的影响不可忽略。

该小组的研究介绍了一种利用微生物中的生物活性酶去除自然水体中抗生素的方法,以减少抗生素对环境和人类健康的危害。小组成员采用了观测法和模拟自然水体的测定法两种实验方法,分别使用胶红酵母和嗜热栖热菌作为微生物,将其对磺胺嘧啶、氯霉素、甲砜霉素、氟苯尼考这四种抗生素的降解效果进行了定性和定量的分析。

该小组通过显微镜观测和液相色谱-质谱联用仪检测,发现胶红酵母对四种抗生素均有较好的去除效果,其中磺胺嘧啶在各个浓度下的去除率均达到100%。嗜热栖热菌对四种抗生素也都有明显的降解效果,但是对甲砜霉素和氟苯尼考的降解能力低于胶红酵母。综合考虑,认为胶红酵母更具有实际应用价值。


素材由各项目组提供

责任编辑: 陆芸

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