CN102487683A - 养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生态修复技术领域，涉及一种养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法。本发明包括利用养殖迹地原网围构筑养殖迹地区域减风-消浪设施，改造养殖迹地的基底，去除养殖迹地食草性鱼类，通过先锋水生植物培育和生物量调控，营造适宜沉水植物生境条件，进行沉水植被保育，促进沉水植被覆盖度提高，改善湖泊水质。本发明通过降低湖面风速、消浪、底质改造和草食性鱼类去除等、先锋植物培育以及生物量调控，在湖泊养殖迹地构建适宜水生植被发育的生境条件，进行敞水区养殖迹地水生植被恢复。

Description

养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，涉及一种养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法。

背景技术

近年来，随着湖泊网围养蟹（鱼）的快速发展，养殖区以及临近区水环境恶化，再加上沉水植物大量打捞以满足养殖区河蟹对水草的需求，造成湖泊水生植被严重退化。特别是原有的网围拆除后，原养殖区的水动力条件因网围撤除后改变显著，养殖迹地缺乏沉水植物分布，不利于湖泊生态系统的修复。要提高迹地区水体的自净能力，改善湖泊水环境改善水质，需要人工引种大量水生植物，另一方面鉴于养殖迹地底泥有机污染较为严重，底泥营养盐含量丰富，一旦水生植物得以恢复可能出现过度生长，特别是一些易形成优势种的沉水植物，如伊乐藻等在其生长期将挤占其他水生植物的生长空间，使得夏秋季节，水域无水生植物的分布。

相关研究成果显示风浪、水位、草食性鱼类牧食和有机污染物导致的底质供氧不足是影响水生植被修复的主要因素。现有技术涉及的水生植被修复技术仅关注上述因素中的单一因素，使得即便通过现有技术的修复技术改造后，得到的水生植物也很容易受到外界的干扰而难以成活，修复效果差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的技术目的在于设计一种有效的植被修复的方法，在综合已有的湖泊生态修复相关技术基础上，针对养殖养殖迹地特点，通过对原有网围改造降低湖面风速、增加水下阻滞力、防鱼干扰、圈围水生植物等改善水生植物生境，以先锋植物种植为先导，运用水生植物生物量机械调控营造适宜沉水植物生境，开展土著水生植物引种、生物量调控，从而达到对养殖迹地水生植被进行保育、改善水质的目标。

具体技术方案为：

一种养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，包括以下步骤：

（1）在需要修复的养殖迹地/目标水域网围的基础上构筑布设具有湖面风速降低、消浪、圈定植物、防鱼进入干扰等多重功能的围网。

（2）采用清淤方法清除迹地或目标水域湖底污染底泥、播散不大于清淤量的适宜水生植物生长天然土，以适应水生植物扎根生长。

（3）进行养殖迹地/目标水域内食草性鱼类清除。

（4）在养殖迹地/目标水域的外围内侧种植先锋水生植物并进行生物量调控，营造有利于沉水植物发育的生境条件。

（5）引种土著沉水植物，利用沉水植物刈割机械控制水生植物生物量，进行水生植被保育。

本发明所述的围网包括外网和多层内网，所述的外网围在修复区域周围，所述的外网内的区域由所述的内网分割成多个小区域；所述的外网底部固定在湖底形成水下网，外网上部露出水面部分形成水上网，且水上网高度不小于该水域常年最高水位。

本发明所述的每个网围区域均留门以便船只进出。

本发明所述的内网为渔网做成；所述的外网的水下网部分为防混水纱布，水上网部分为渔网。

所述的先锋水生植物为浮叶植物和漂浮植物。

所述的浮叶植物包括荇菜、菱；所述的漂浮植物包括水花生、水葫芦。

所述的土著沉水植物包括苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、金鱼藻、小茨藻、小眼子菜或狐尾藻。

所述的利用沉水植物刈割机械控制水生植物生物量的方式是条带式交替机械刈割。

本发明的有益效果在于，依据影响沉水植物修复的主要问题，即光照、透明度、风浪、底泥环境、鱼牧食等，首先构建网围消除风浪和减少湖底底泥再悬浮，利用不同网眼的渔网，分级多层降低鱼类牧食水生植物压力，同时利用露出水面渔网空气阻力降低湖面风速，削减湖面风浪；在网围内进行底质改造，改善工程区水质和底质物理化学特征以适宜水生植物扎根生长；电捕小杂鱼，投放肉食性鳜鱼减少鱼类对水生植物的摄食。在网围区优先种植先锋植物，以浮叶植物为先导，增加水体的透明度和降低营养盐水平；通过水生植物刈割，使其密度维持在最适密度，增加水生植物生长速率，减少水生植物残体在湖泊中累积，在降低水生植物残体降解带来二次污染的同时，降低湖泊沉积速率。然后栽培土著沉水植物。通过该方法应用，达到改善水体透明度，降低水体营养盐，恢复水生植物，遏制底泥内源污染释放。

本发明通过消浪、底质改造和草食性鱼类去除等措施，在湖泊养殖迹地构建适宜水生植被生长的外在条件，进行敞水区养殖迹地水生植被恢复。投资少，易操作，见效快，尤其是先锋植物生长空间可控。

附图说明

图1 本发明工艺流程图。

图2 网围结构示意图。

具体实施方式

实施例1

结合附图说明本发明的具体实施方式，如图1所示的步骤：

①养殖迹地环境调查

养殖迹地环境调查在冬、春、夏、秋四季各进行一次，调查项目包括湖面风速、风向、水深、湖流，风浪波高、周期和波长，透明度、湖底沉积物氮磷含量以及氧化还原电位，水体总磷、总氮、SS、氨氮、溶解性总氮、溶解性总磷、溶解氧、COD_MN含量等以及水生植物、底栖动物、浮游植物的种类、数量和生物量，调查方法采用湖泊富营养化调查规范中方法。

②植被修复限制性因素分析

主要采用数理统计主因子分析方法，找出养殖迹地污染主因子，依据主因子的控制因子，分析植被修复的限制因子，同时结合水生植物生长的所需光照条件、温度和营养盐条件，以及风浪对其影响分析，确定植被修复限制因素。

③生境改善

水生植物能否生长除与光照、温度以及营养盐条件是否适合外，还与供水生植物生长基底的稳定性、可使植物受损的水动力和机械扰动强度等密切相关。基底不稳或植物体受水动力和机械扰动过大，水生植物均难以生长。因削减湖面风速可直接导致风作用于湖面的应力减小，可降低风浪强度，同时使湖流流速变小，从而能够抑制湖底沉积物的再悬浮以及湖底沉积物的水平搬运，保持湖泊基底的稳定，为水生植物生长提供良好的着根条件，也降低水生植物被水流带至其他区域的可能性。又由于养殖区网围一般为自湖底至高出湖面1-2米渔网和固定竹桩构成，因此网围就为良好的削减湖面风速设施，对养殖迹地原有的网围稍作改造，即可降低湖面风速，投资少，见效快。根据网围上风和下风风速测定结果，2cm网眼的有节网和无节网可使风速降低7.88%（湖面上方100cm处）～32.80%（湖面上方10cm处）。另外位于水面下渔网可增加水体运动阻力，根据相关研究成果，圆柱在水体中所受阻力约为F₀=0.5*C_DρV₀ ²A，其中C₀为阻力系数，V₀为水流速度，A为圆柱在水流垂直方向的投影面积，ρ为水的密度，在雷偌数较小时，上述阻力基本为圆柱的摩檫阻力。这种摩檫阻力将消耗水体运动的能量，抑制风浪成长，显著降低水体波浪强度以及水质点运动能量，从而达到消减风浪的作用。围网结构布置见图2，实线表示网孔为2公分鱼网，网高2.6米，网底由石龙固定；虚线表示网孔为2公分鱼网，网高2米，安装后围网浮于水面，随水位变化自动升降。每个网围区域均留门以便船只进出采样。两种鱼网都由毛竹固定在指定区域，毛竹间隔为5米。为了降低因风浪太大引起的水体悬浮质增加，在外层网围水下布设防混水纱布，水上为鱼网的组合方式，并在两根毛竹之间均匀增设一只直径28cm的浮球以增加浮力。

基于与围网同样的圆柱消浪以及降低流速原理，也可采用具根的浮叶植物，消减养殖迹地的风浪。其中菱由于其水下茎分支多，具有很多须根，种植相对较为容易，发芽后繁殖生长快，菱盘覆盖湖面可直接隔离风应力对水面作用，是极好的消浪、阻流植物材料。现场试验表明在养殖迹地四周种植浮叶植物菱可有效降低湖泊风浪，降低流速，为受其保护的区域沉水植物修复提供良好生境。

鱼类是导致沉水植物乃至浮叶植物生长基底稳定的重要因素，鱼类在觅食、繁殖等过程中会对水体造成较为强烈扰动，有时甚至会导致湖底沉积物产生再悬浮，鱼类活动还会导致植物体受损，影响植物生长和发育。在沉水植物修复初期需采用定制渔具进行修复区鱼类尤其小杂鱼清除，减少鱼类活动对沉水植物的影响。鱼类除去可通过投放肉食性鱼类鳜鱼去除，营造沉水植物良好生境。

④先锋植物种植

由于养殖迹地植被受到严重破坏，沉水植物对水体透明度要求较高，需要通过先锋植物种植引导迹地生境向有利于沉水植物生境条件转变。养殖迹地优先种植生命力较强的荇菜、菱和水花生。

⑤先锋植物生物量控制与目标植物修复

待先锋植物覆盖整个水域及水质状况稳定后，采用间隔式方法机械清除核心修复区50%先锋植物，清除和保留带宽以10m为宜。在清除区引种苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、金鱼藻、小茨藻、微齿眼子菜、狐尾藻土著植物。修复区外围先锋植物予以保留，以保护核心修复区生境。为防止先锋植物挤占目标沉水植物空间，每月进行先锋植物生物量调控一次，对目标植物生长良好的区域先锋植物全部清除，为目标植物提供良好生境条件，促进其繁殖生长。

⑥水生植物生物量调控与结构优化

水生植物密度过大将阻碍其自身生长，根据种群增长逻辑斯蒂方程，在营养盐和光照条件未受到限制时，其生长速率在其密度等于其环境容量一半时最大。由于养殖迹地湖底沉积物中营养盐较为丰富，植物生长可很快超过其最大生长速率。植物恢复过程中对r-选择的植物如伊乐藻、菹草当覆盖率超过修复区面积一半时进行间隔式机械刈割，防止其以较快的速度繁殖增长，而对k-选择的植物，在其生长空间占据整个区域时，可采用间隔机械刈割，降低其密度至环境容量的半值，促使其具有最大的生长速率。随着迹地水质提高适时引种清洁水体的沉水植物物种，维持沉水植物群落的稳定。

该技术针对影响沉水植物修复的主要问题，在湖泊养殖迹地构建适宜水生植被生长的外在条件，从而达到水生植被修复和生态保育的目的。首先构建网围消除风浪和减少湖底底泥再悬浮，在网围内进行底质改造以适宜水生植物扎根生长，电捕小杂鱼，投放肉食性鳜鱼减少鱼类对水生植物的摄食。在网围区优先种植先锋植物，增加水体的透明度和降低营养盐水平，然后栽培土著沉水植物，种类主要包括：苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、金鱼藻、小茨藻、小叶眼子菜、狐尾藻等。

实施例2

按照该实施例1的步骤和相关的设计要求，选择在东太湖敞水区养殖迹地实施，

每个网围面积大小均为437×263m，约0.115km²。

网围的外网为网孔不大于2公分渔网，网高2.6米，网底由石笼固定；内网为网孔不大于2公分渔网，即内外网网眼可以一样大，也可以不一样大。网高2米，安装后围网浮于水面，随水位变化自动升降。每个网围区域均留门以便船只进出采样。外网内的区域由内网分割成多个小区域，内网之间相隔约十米，两层网都由毛竹固定在指定区域，毛竹间隔为5米。为了降低因风浪太大引起的水体悬浮质增加，在外层网围水下布设防混水纱布，水上为鱼网的组合方式，并在两根毛竹之间均匀增设一只直径28公分的浮球以增加浮力。

在网围区内电捕食草性小杂鱼，投放肉食性鳜鱼，以减少鱼类对水生植物的摄食。

然后优先种植生命力较强的荇菜、菱和水花生等水生植物。

等浮叶植物植物或漂浮植物覆盖整个内网所围区域后去除浮叶植物，控制水生植物的量，再种植本土植物，包括：苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、金鱼藻、小茨藻、小眼子菜和狐尾藻。

考虑到不同植物生长周期及新系统的不稳定性，养殖迹地水草修复将是一项中长期工作，设计期限为3年。其中，第一年为植物栽种与系统稳定期，第二年为生态系统监控以及植物结构调整期，第三年为生物量调控期。

结果证实，经过半年至1年的实施，在排除湖流、鱼类干扰的条件下，围隔内水生植被恢复良好，覆盖度在夏秋季节接近100%，但预先种植的马来眼子菜、苦草、轮叶黑藻生物量较低，而金鱼藻、水鳖易形成优势种；围隔内水体透明度高于外围区域，氮素浓度低于外围区域。在风浪作用剧烈的湖体中，水生植被难以生存，人工种植的水生植物也在短期（两个月之内）死亡；风浪作用较弱的近岸区网围中菱长势良好，覆盖度约70%，并且在部分围隔内狐尾藻生长面积有所扩大（约10m*3m）。

Claims (8)

1.养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在需要修复的养殖迹地/目标水域网围的基础上构筑布设具有湖面风速降低、消浪、圈定植物、防鱼进入干扰等多重功能的围网；

（2）采用清淤方法清除迹地或目标水域湖底污染底泥、播散不大于清淤量的适宜水生植物生长天然土，以适应水生植物扎根生长；

（3）进行养殖迹地/目标水域内食草性鱼类清除；

（4）在养殖迹地/目标水域的外围内侧种植先锋水生植物并进行生物量调控，营造有利于沉水植物发育的生境条件；

（5）引种土著沉水植物，利用沉水植物刈割机械控制水生植物生物量，进行水生植被保育。

2.根据权利要求1所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的围网包括外网和多层内网，所述的外网围在修复区域周围，所述的外网内的区域由所述的内网分割成多个小区域；所述的外网底部固定在湖底形成水下网，外网上部露出水面部分形成水上网，且水上网高度不小于该水域常年最高水位。

3.根据权利要求2所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，内网为渔网做成。

4.根据权利要求2所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的外网的水下网部分为防混水纱布，水上网部分为渔网。

5.根据权利要求1所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的先锋水生植物为浮叶植物和漂浮植物。

6.根据权利要求5所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的浮叶植物包括荇菜、菱；所述的漂浮植物包括水花生、水葫芦。

7.根据权利要求1所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的土著沉水植物包括苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、金鱼藻、小茨藻、小眼子菜或狐尾藻。

8.根据权利要求1所述的养殖迹地/目标水域水生植被修复与生态保育方法，其特征在于，所述的利用沉水植物刈割机械控制水生植物生物量的方式是条带式交替机械刈割。

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