CN105347496B - 一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统;湖岸区上设有岸边植被带,所述岸边植被带包括岸边乔木、种植于岸边乔木下的灌木、铺设在灌木下的草本或地被植物;所述深水区的垂直截面为具有坡度的坡面,将部分湖岸的滩涂延伸至深水区,保留裸露滩涂,并种植湿生植物、豆科植物;生态岛的岸边密植设有湿生植物或者灌草丛,在生态岛中央种植有中央乔木,生态岛上留有裸露滩涂,湖心区的湖面上移栽有水生植物。通过生物多样性提升使水中的污染物质通过藻类等浮游植物→浮游动物→滤食性鱼类→肉食性鱼类→鸟类和其他动物的食物链关系带出水体,通过提高或降低鸟类的数量和分布来改变水体中的生物群落结构,控制污染物迁移转化的效率与方向,达到改善水环境的目的。

Description

一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统
技术领域
[0001]本发明涉及到生态系统构建技术领域,特别是一种净化湖泊水质的系统及方法。
背景技术
[0002]随着近几年人口与经济的快速增长,水环境的严峻形势不容乐观,常规的物理化 学等水污染治理法己经无法满足可持续发展的需求,尤其是对区域河流及湖泊的治理,随 着污染物质(尤其是N、P等营养物质)的摄入,导致水体营养过剩,藻类等浮游植物增多,水 体DO (溶解氧)不足,水体变黑变臭,水功能退化,物质能量循环闭塞,生态系统遭受到破坏, 生物多样性降低,严重影响水体的美学与景观价值。未来几年我国仍将面临人口和经济总 量增长的巨大压力和挑战,水环境保护仍将面临很大的压力,为实现“生态文明、美丽中国” 的宏伟目标,必须在以往水污染治理、水环境保护的基础,跨上新台阶,进行水的生态修复, 而基于生物多样性的水生态修复技术也逐渐成为研究热题。
[0003] 目前常规水污染治理的物理化学生物方法,如河道清淤技术、光催化氧化技术、生 物滤膜技术、生物浮岛技术等,都是类似生化技术的改进,其不具备构建生态的系统性和自 然性,操作上方便,而且需要较高的硬件成本和人力成本,而非自然性的技术容易产生二次 污染,最终达到的效果有效,易产生生态环境的反弹。
[0004] 因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
[0005] 鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种通过生物多样性提升使水 中的污染物质通过浮游植物、浮游动物、滤食性鱼类、肉食性鱼类、鸟类和其他动物的食物 链关系带出水体达到净化湖泊水质目的的生态系统。
[0006] 本发明的技术方案如下:一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,将湖泊 的湖岸至湖心由外到内依次分为湖岸区、浅水区、深水区、湖心区;
[0007] 湖岸区上设有岸边植被带,所述岸边植被带包括岸边乔木、种植于岸边乔木下的 灌木、铺设在灌木下的草本或地被植物;
[0008] 位于浅水区的湖泊湖底坡度平缓,设有沙滩、耐水树种和湿生植物;
[0009] 所述深水区的垂直截面为具有坡度的坡面,将部分湖岸的滩涂延伸至深水区,保 留裸露滩涂,并种植湿生植物、豆科植物;
[0010] 在湖心区设置有生态岛,在生态岛的岸边密植设有湿生植物或者灌草丛,在生态 岛中央种植有中央乔木,生态岛上留有裸露滩涂,湖心区的湖面上移栽有水生植物;
[0011] 在湖泊中配置有水生动物,其包括浮游动物、底栖动物、滤食性鱼类和肉食性鱼 类;
[0012] 当所述湖泊中的水体透明度达到〇_8m以上时,在所述湖泊中配置有沉水植物。
[0013] 所述湖泊平均水深为1 • 5m;所述浅水区的位置为由湖岸区外边缘向湖心区方向延 伸10〜15m,浅水区的水深为〇 • 1〜〇. 5m,低潮位时可有大片裸露的滩涂,所述耐水树种包括 池衫、水杉、洛羽杉,所述湿生植物包括豆瓣菜、湿地卷心菜、风车草、芦苇,所述耐水树种和 湿生植物的配置密度梯度为5〜30株/m2,在浅水区、所述湿生植物、土和沙比例为丨:i: i (这 种比例可以给浅水鱼类及鹭鸟等提供最好的栖息环境);所述深水区的位置为由浅水区外 边缘向湖心区延伸10m,深水区的水深为〇.5〜l.〇m,深水区保留有部分裸露的滩涂,并在裸 露的滩涂上铺设有香蒲、芦苇、水葱、大豆及灌草丛;
[0014] 所述灌草丛包括大豆、紫云英、鸭跖草,所述中央乔木包括黄槿、小叶榕,所述水生 植物包括荷花、菱角和芡实;
[0015] 浮游动物包括水潘类浮游动物、枝角类浮游动物,配置密度梯度为300〜2000ind/ L,所述底栖动物包括蚌、贝、螺类,配置密度梯度为〇. 3〜2.8kg/m2,所述滤食性鱼类包括鲢 鱼、鳙鱼、青鱼,配置密度梯度50kg〜450kg/hm2,所述肉食性鱼类的配置密度梯度20〜 380kg/hm2。
[0016]所述岸边植物带的宽度为20〜30m,所述岸边乔木的株行距为3mX 3m或2mX 3m;灌 木的株行距为2mX2m、2mXlm或1.5mX1.5m。
[0017]所述岸边乔木的树种包括有樟树、棕榈、榆树、朴树、冬青、女贞;在岸边乔木形成 的树林边缘设置草地,用于种植茅草、狗尾草、脾草带有草籽的草种植物,以及种植绿肥作 物,包括紫云英、苜蓿、兰花苕子豆科植物。
[0018]所述沉水植物包括伊乐藻、苦草、狐尾藻、眼子菜等,配置密度梯度为3〜20株/m2。 [0019]_与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:本技术通过生物多样性提升使水 中的污染物质通过藻类等浮游植物—浮游动物—滤食性鱼类—肉食性鱼类—鸟类和其他 动物的食物链关系带出水体,利用这种食物链的捕食关系,通过提高或降低鸟类的数量和 分布来改变水体中的生物群落结构,控制污染物迁移转化的效率与方向,达到改善水环境 的目的;大型水生植物的配置,尤其是沉水植物的配置对于水体净化及抑制藻类迅速增殖 起到较好的效果;通过高等植物群落的构建,还可以起到很好地截留面源污染的作用;同时 辅以外源污染控制和内源污染控制手段,强化水体的净化效果及水生态的良性转化,进而 促进整个水生态系统快速稳定并良性发展的状态。
附图说明
[0020]图1为本发明具体实施例中利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统的俯视图; [0021]图2为本发明具体实施例中利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统的侧视图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。应当理解,此 处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0023]实施例:
[0024]请参阅图1和图2所示,一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,将湖泊10 的湖岸至湖心由外到内依次分为湖岸区1、浅水区2、深水区3、湖心区4,湖岸区1上设有岸边 植被带,所述岸边植被带包括岸边乔木、种植于岸边乔木下的灌木、铺设在灌木下的草本或 地被植物,此区为植被隔离带,用于阻隔外源污染物进入湖区;浅水区2设有沙滩、耐水树种 和湿生植物;深水区3的垂直截面为具有坡度的坡面,其包括以泥滩为主的裸露滩涂或软坡 (深水区3和浅水区2组成湿生植物区,是较好的鱼虾栖息地,为鸟类提供了很好的觅食场 所);在湖心区4设置有生态岛20,在生态岛20的岸边密植设有湿生植物或者灌草丛,在生态 岛20中央种植有乔木,生态岛20上留有裸露滩涂,湖心区的湖面上移栽有水生植物,生态岛 是鹭鸟等水鸟的栖息地;在湖泊中配置有水生动物,其包括浮游动物、底栖动物、滤食性鱼 类和肉食性鱼类;当湖泊中的水体透明度达到0.8m以上时,在湖泊中配置有沉水植物,用于 进一步净化湖水水质;
[0025]更具体的,为丰富湖岸区1的植物层次,以满足不同林层的鸟类需求,通过岸边乔 木、灌木和草本或者地被植物构建一个立体的生态系统。岸边植物带的宽度宜为20〜30m, 岸边乔木的株行距为3mX 3m或2mX 3m;灌木的株行距为2mX 2m、2mX lm或1.5m X 1 • 5m。种植 的岸边乔木树种有樟树、棕榈、榆树、朴树、冬青、女贞等;在树林边缘设置一些草地,种植茅 草、狗尾草、脾草等带有草籽的草种植物,还可以种植一些绿肥作物,如紫云英、苜蓿、兰花 苕子等豆科植物,以吸引林鸟;
[0026] 湖泊平均水深为1.5m,所述浅水区的位置为由湖岸区外边缘向湖心区方向延伸10 〜15m,浅水区的水深为0.1〜0.5m,耐水树种包括池衫、水杉、落羽杉,湿生植物包括豆瓣 菜、湿地卷心菜、风车草、芦苇,耐水湿树种和湿生植物的配置密度梯度为5〜30株/m2,所述 湿生植物、土和沙比例约1:1:1;以吸引鹭类、鹤类、鹆鹬类等涉禽;
[0027] 深水区的位置为由浅水区外边缘向湖心区延伸l〇m,深水区的水深为〇.5〜1.0m, 采用自然缓坡形式,在深水区上铺设有香蒲、芦苇、水葱及灌草丛,以供野鸭、雁类、鷓鷉等 游禽栖息;
[0028] 生态岛岸边密植芦苇、鸭跖草等湿生植物或者小型灌草丛,岛中央种植黄槿、小叶 榕等,并留有少量的裸露滩涂,以吸引水鸟;在开阔的水面,移栽荷花、菱角和芡实等水生植 物,起到了美化湿地景观的效果;
[0029]在湖泊中配置的浮游动物有水潘类浮游动物、枝角类浮游动物等,底栖动物有蚌、 贝、螺类等,浮游动物配置密度梯度为300〜2000ind/L;底栖动物配置密度梯度为0.3〜 2 • 8kg/m2;滤食性鱼类有鲢鱼、鳙鱼、青鱼等及其他土著鱼类,配置密度梯度50kg〜450kg/ hm2,肉食性鱼类配置密度梯度20〜380kg/hm2;
[0030]选用的沉水植物有伊乐藻、苦草、狐尾藻、眼子菜等,配置密度梯度为3〜20株/m2。 [0031]本实施例利用生物多样性提升的技术来修复水体能将水体的生物群落进行统一 划归,尽量保留湿地的天然形态,恢复湿地的生物多样性,利用水生动植物的相互关系,构 成一张完整的食物网,从根本上实现了湿地景观的美化和可持续发展,顺应了当今生态旅 游的发展趋势,可以为我国实施生态文明和建设美丽中国打下良好的环境基础,具有重要 理论意义和工程使用价值。此外,与常规水污染治理的物理化学生物方法(河道清淤技术、 光催化氧化技术、生物滤膜技术、生物浮岛技术等)相比,具有很强的系统性和自然性,操作 方便,所需要的成本较小,不会产生二次污染,其最终达到的效果最好,不会产生反弹。
[0032]应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可 以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。

Claims (5)

1. 一种利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,其特征在于:将湖泊的湖岸至湖心 由外到内依次分为湖岸区、浅水区、深水区、湖心区; 湖岸区上设有岸边植被带,所述岸边植被带包括岸边乔木、种植于岸边乔木下的灌木、 铺设在灌木下的草本或地被植物; 位于浅水区的湖泊湖底坡度平缓,设有沙滩、耐水树种和湿生植物; 所述深水区的垂直截面为具有坡度的坡面,将部分湖岸的滩涂延伸至深水区,保留裸 露滩涂,并种植湿生植物、豆科植物; 在湖心区设置有生态岛,在生态岛的岸边密植设有湿生植物或者灌草丛,在生态岛中 央种植有中央乔木,生态岛上留有裸露滩涂,湖心区的湖面上移栽有水生植物; 在湖泊中配置有水生动物,其包括浮游动物、底栖动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类; 当所述湖泊中的水体透明度达到0.8m以上时,在所述湖泊中配置有沉水植物。
2. 如权利要求1所述的利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,其特征在于:所述湖 泊平均水深为1.5m;所述浅水区的位置为由湖岸区外边缘向湖心区方向延伸10〜15m,浅水 区的水深为0.1〜〇. 5m,低潮位时可有大片裸露的滩涂,所述耐水树种包括池衫、水杉、落羽 杉,所述湿生植物包括豆瓣菜、湿地卷心菜、风车草、芦苇,所述耐水树种和湿生植物的配置 密度梯度为5〜30株/m2,在浅水区、所述湿生植物、土和沙比例为1:1:1;所述深水区的位置 为由浅水区外边缘向湖心区延伸10m,深水区的水深为0.5〜1.0m,深水区保留有部分裸露 的滩涂,并在裸露的滩涂上铺设有香蒲、芦苇、水葱、大豆及灌草丛; 所述灌草丛包括大豆、紫云英、鸭跖草,所述中央乔木包括黄槿、小叶榕,所述水生植物 包括荷花、菱角和芡实; 浮游动物包括水潘类浮游动物、枝角类浮游动物,配置密度梯度为300〜2000ind/L,所 述底栖动物包括蚌、贝、螺类,配置密度梯度为0.3〜2.8kg/m2,所述滤食性鱼类包括鲢鱼、 鳙鱼、青鱼,配置密度梯度5〇kg〜450kg/hm2,所述肉食性鱼类的配置密度梯度20〜380kg/ hm2。
3.如权利要求1所述的利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,其特征在于:所述岸 边植物带的宽度为2〇〜3〇m,所述岸边乔木的株行距为3m X 3m或2mX 3m;灌木的株行距为2m X 2m、2mX lm或 1.5mX 1 • 5m。
4.如权利要求1所述的利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,其特征在于:所述岸 边乔木的树种包括有樟树、棕榈、榆树、朴树、冬青、女贞;在岸边乔木形成的树林边缘设置 草地,用于种植茅草、狗尾草、脾草带有草籽的草种植物,以及种植绿肥作物,包括紫云英、 苜蓿、兰花苕子豆科植物。
5.如权利要求1所述的利用生物多样性技术净化湖泊水质的系统,其特征在于:所述沉 水植物包括伊乐藻、苦草、狐尾藻、眼子菜,配置密度梯度为3〜20株/m2。
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