CN104445628A - 一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法及应用 - Google Patents

一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法及应用。该生态学方法是在种植了沉水植物的湖泊中放养罗非鱼，控制罗非鱼的数量，使罗非鱼对沉水植物的影响达到最小并且能有效的控制水绵。本发明提供的生态学方法不仅可以避免水绵化学方法控制所带来的化学毒性，降低人工捕捞海绵造成的人力财物浪费，而且收获的罗非鱼还能带来一定得经济效益；另外，该生态学方法还能有效控制福寿螺的数量。可见，本发明能应用于维护湖泊生态，而且环保。

Description

一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法及应用
技术领域
本发明属于水生生态系统危害防治的技术领域，特别涉及一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法及应用。
背景技术
我国湖泊等水体的富营养化问题日益凸现。最近几十年相关研究与实践表明：恢复水生植被、优化湖泊生态系统结构、改善水生生态系统功能，并保持其进行良性循环是是修复城市湖泊富营养水体的有效措施。而在很多湖泊修复过程中发现，由于湖区透明度增加，营养盐降低，使得水绵等附着藻的竞争力大大提高。这导致极易滋生大量的以水绵为主的丝状藻，它们的存在会严重影响高等水生植物的生长，从而加大湖泊治理及治理后维护的难度。
水绵(Spirogyra)，是一种常见的真核生物，属绿藻门、接合藻纲、双星藻目、双星藻科、水绵属植物。水绵全为淡水产，广布于池塘、沟渠、河流、湖泊和稻田，繁盛时大片生于水底，或成大团块漂浮水面。其繁殖能力强，生长非常迅速。水绵对沉水植物的主要干扰作用包括：营养竞争、遮光作用、物理破坏、化感作用等。
水绵和沉水植物都是水生生态系统内的初级生产者，二者生态位高度重叠，大量水绵的存在势必和水生植物竞争水体中有限的营养盐，影响其生长；另外漂浮在水面的大团块水绵会产生遮光效应，影响太阳光在水体的透射率，从而影响其它水生植物特别是沉水植物对光的获取；大量附着在沉水植物上的水绵则会机械损伤影响植物的生长；当水绵死亡腐烂之后会向水体释放有害物质影响水质，通过化感作用影响沉水植物的生长，同时大量的死亡藻体会影响水体的观赏价值。而水绵死亡腐烂的同时，将会消耗大量溶解氧，导致水体短时缺氧，并最终使得底栖动物和鱼类的死亡，造成整个生态系统的破坏。
常见的水绵控制方法包括：(1)化学方法，加入吡嘧磺隆或者硫酸铜粉等化学试剂来抑制水绵的生长，缺点是毒性高、生物毒害大、环境影响大；(2)物理方法，进行机械打捞，缺点是费时费力、代价高；(3)生物方法，提取陆生或水生植物的浸出液，通过化感作用来抑制水绵的生长，缺点同样是花费大、具有一定毒性，同时效果不佳。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法。
本发明的另一目的在于提供所述控制湖泊中水绵生物量的生态学方法的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，包括如下步骤：在种植了沉水植物的湖泊中放养罗非鱼，控制罗非鱼的数量，使罗非鱼对沉水植物的影响达到最小并且能有效的控制水绵；
所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，优选包括如下步骤：
(1)在种植了沉水植物的湖泊中放养罗非鱼，罗非鱼的放养量为：每亩投放罗非鱼的量为20～40公斤；
(2)当湖泊中沉水植物的顶部离水面不到30cm，对罗非鱼进行捕捞；捞出规格大于500g/尾的罗非鱼，并控制大于200克/尾～500克/尾的鱼的数量低于500尾/亩。
所述的种植了沉水植物的湖泊指的是进行生态修复后清水态的草型湖泊，即清澈见底且拥有丰富沉水植被的草型清水状态的湖泊；
步骤(1)中所述的罗非鱼的规格为不超过500克/尾，超过500克/尾的罗非鱼对沉水植物的摄入量增大，增加了对沉水植物的伤害；所述的罗非鱼的规格优选为10克/尾～200克/尾；
步骤(1)中所述的罗非鱼的放养量优选为：每亩投放罗非鱼的量为40公斤；
步骤(2)中所述的沉水植物优选为苦草；苦草是湖泊生态修复过程中基本都会使用到的沉水植物。
所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法在湖泊生态维护中进行应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)罗非鱼原产于非洲，引进我国后在很多南方水体形成自然种群，分布较广。做为杂食性鱼类，它的食物包括浮游植物、附着藻类、有机碎屑、浮游动物等。罗非鱼虽然是重要经济鱼类，但一般来说对水质有负面影响。有研究表明，罗非鱼排泄带来的营养盐可使浮游植物生物量增加，水体透明度降低，从而加速水体富营养化的进程，恶化水质。而另一方面，罗非鱼的牧食可以抑制水绵为代表的附着藻类的发展。由于水绵的遮蔽作用往往抑制着被其附着的沉水植物的生长，甚至导致沉水植被的消失，而牧食动物可以通过控制水绵的发展促进沉水植物的发展。使得沉水植物在和水绵的生态竞争中取得优势，进而保持沉水植物为主的清水态草型生态系统。总的来说，罗非鱼可以对生态系统造成正负两个方面的影响。本发明通过控制罗非鱼的数量，达到控制水绵生物量的目的，发挥了罗非鱼的正面作用，这是本发明的主要创新之处。
(2)本发明提供的生态学方法可以避免水绵化学方法控制所带来的化学毒性，降低人工捕捞海绵造成的人力财物浪费，收获的罗非鱼还能带来一定得经济效益。
(3)福寿螺于1981年由巴西籍中国人引入广东，由于适应环境的生存能力很强，又繁殖得快，迅速扩散于河湖与田野，作为一种入侵种，食性广杂，一方面对本土螺类造成了极大的打击，另一方面对沉水植被、水生农作物造成的危害极大。本发明提供的生态学方法能有效控制福寿螺的数量，因此能进一步优化湖泊的生态系统。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例所用的检测方法如下：
附着藻分离机叶绿素含量、生物量测定方法：附着藻分离用软毛刷带水刷洗植株表面，刷洗液连同软毛刷冲洗液一并收集，将收集的样品定容备用。测定时取附着藻类备用液及水样，分为两份，分别用Whatman GF/C滤膜抽滤，去除液体，得到附着有附着藻的滤膜a和b。滤膜a用于分析附着藻类Chl a(叶绿素a)，即用载有附着藻类的滤膜在冰箱冷冻48小时后，放入研钵，加入6-8ml体积百分比90％的丙酮，研磨成糊状后转移到离心管中，再用少许体积百分比90％的丙酮冲洗2～3次，倒入上述的离心管中，于7000r/min离心20min，取上清液定容，用荧光分光光度法计测定Chl a的含量和生物量。具体测量方法、计算公式见李修岭.几种植物去除高度富营养化湖水中氮磷及抑藻效果的初步研究[J].武汉植物学研究.2005,23(1):53-57。
实施例1
(1)所选择的湖泊的情况如下：
选泽南方某浅水城市湖泊一个子湖作为实验湖泊，面积12000m2，湖水平均深度1.6m左右。湖水原为自然补给来源，主要为溪流，现主要为集水区域内的城市地表雨水和湖面降水以及部分生活污水。该湖泊存在较为严重的富营养化问题，湖水浑浊、缺乏生机和活力。
针对该湖泊状况进行了生态修复，生态修复步骤包括：湖泊原有鱼类的清除，采用抽干湖水捕鱼或使用药剂杀灭鱼类；将水位适当降低，降低到80cm，移植伊乐藻，其种植密度为50～2000克/m2以改善水体透明度；当水体透明度改善后，立即移植苦草，密度为5-50株/m2。
(2)待苦草在湖泊里处于生长相对稳定期(即生长变化不明显)时，采用本发明对湖泊水绵生物量进行了预防控制，步骤如下：
①放入罗非鱼10克/尾～200克/尾的鱼约14400尾(40kg/亩)，利用罗非鱼牧食水绵等附着藻的特性，控制水绵的生物量。
②当湖泊中的苦草的顶部离水面不到30cm，在湖中布设若干鱼簖，适时捞出罗非鱼；捞出规格大于500g/尾的罗非鱼，对一亩的水域进行打捞来估算，控制体重在200克/尾～500克/尾的鱼的数量低于500尾/亩(多的话捞出)。
(3)结果：本发明实施后，持续半年的检测表明，水体透明度由原来的20-30厘米上升到清澈见底，未见到水绵滋生的状态发生。平均附着藻叶绿素含量保持在26.6μg/L左右，没有成团或者大块的水绵形成。水绵的生物量控制在71μg/L左右。总氮、总磷和叶绿素a的变化在10％以内，系统稳定。
实施例2
(1)所选择的湖泊的情况如下：
选择南方某高校内浅水湖泊作为实验湖泊，该湖泊的平均长度为148.5m，宽度为31.2m，总面积为4633.2m2，平均深度为0.7m，四周封闭，主要湖水补给源为地表雨水以及部分生活污水。湖泊早先存在较严重的富营养化问题，并于2013年中旬进行生态修复工作：采用抽干湖水捕鱼清除湖泊原有鱼类；在湖泊中种植苦草和狐尾藻，种植密度为5-50株/m2，并引入自来水维持水位高度在0.7m。到2013年12月，湖泊在水体透明度从0cm增加至70cm。此时湖泊中并未按照本发明的内容放养罗非鱼。而在2014年3月份时，湖泊水体中发现水绵等附着藻的爆发生长，其平均附着藻叶绿素含量从刚修复时的16.95μg/L升高至231.91μg/L，附着藻生物量甚至高达586.75μg/L。同时湖泊观测到泛滥的入侵种福寿螺。
(2)采用本发明对湖泊水绵生物量进行控制，具体步骤如下：
①放入罗非鱼10克/尾～200克/尾的鱼约680尾(20kg/亩)；利用罗非鱼牧食水绵等附着藻的特性，控制水绵的生物量。
②当湖泊中的沉水植物的顶部离水面不到30cm，在湖中布设若干鱼簖，适时捞出罗非鱼；捞出规格大于500g/尾的罗非鱼，并控制200克/尾～500克/尾的鱼的数量低于500尾。
(3)结果：本发明实施后，持续半年的检测表明，水绵的生长得到良好的控制。平均附着藻叶绿素含量从231.91μg/L下降并保持在17μg/L左右，没有成团或者大块的水绵形成。水绵的生物量控制在45μg/L左右，水体透明度保持清澈见底。在人为控制下(定期捞出一些罗非鱼)，防止罗非鱼过量造成的营养盐增加以及沉水植物生物量过度减少；生态系统得到优化，总氮(碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法)、总磷(钼酸铵分光光度法)和叶绿素a(丙酮萃取分光光度法)的变化在10％以内，系统稳定。在罗非鱼的放养过程中，发现湖中泛滥的入侵种福寿螺得到很好的控制，由于罗非鱼对福寿螺卵的牧食，发明结束后福寿螺的生物量从140g/m2降低至8.9g/m2。浅水湖泊放养罗非鱼控制水绵的过程中，由于罗飞鱼对福寿螺卵的牧食，锐减了福寿螺的生物量，从另一方面优化了生态系统。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于包括如下步骤：在种植了沉水植物的湖泊中放养罗非鱼，控制罗非鱼的数量，使罗非鱼对沉水植物的影响达到最小并且能有效的控制水绵。
2.根据权利要求1所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在种植了沉水植物的湖泊中放养罗非鱼，罗非鱼的放养量为：每亩投放罗非鱼的量为20～40公斤；
(2)当湖泊中沉水植物的顶部离水面不到30cm，对罗非鱼进行捕捞；捞出规格大于500g/尾的罗非鱼，并控制大于200克/尾～500克/尾的鱼的数量低于500尾/亩。
3.根据权利要求1或2所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于：所述的种植了沉水植物的湖泊指的是进行生态修复后清水态的草型湖泊。
4.根据权利要求2所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于：步骤(1)中所述的罗非鱼的规格为不超过200克/尾。
5.根据权利要求4所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于：所述的罗非鱼的规格为10克/尾～200克/尾。
6.根据权利要求2所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于：步骤(1)中所述的罗非鱼的放养量为：每亩投放罗非鱼的量为40公斤。
7.根据权利要求2所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法，其特征在于：步骤(2)中所述的沉水植物为苦草。
8.权利要求1或2所述的控制湖泊中水绵生物量的生态学方法在湖泊生态维护中进行应用。
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