CN105776557B - 一种富营养化浅水湖泊沉水植物群落重建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富营养化浅水湖泊沉水植物群落的重建方法，所述方法包括实地调查、群落构建、群落调控和维护管理的步骤。本发明根据实地调查的水质、地形及群落组成等立地条件，采取先对待恢复湖泊按水深等地形条件进行分区，然后按各个区的环境条件情况选取合适的沉水植物种类、种植方法和种植时间，进行群落的构建，对其进行增加、补种和替换沉水植物等方式进行人为调控并管理，使其维持一定的生物量和生物多样性，最后形成一个稳定的沉水植物群落，该方法简单易操作，具有很好的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于生态修复领域，涉及一种富营养化浅水湖泊沉水植物群落重建的模式。
背景技术
沉水植物作为主要初级生产者，在水生生态系统中有着不可替代的作用。沉水植物可以吸收水体中的氮磷等营养元素，对维护湖泊生态系统，控制湖泊富营养化具有重要生态价值；沉水植物不仅影响着水中的鱼类、浮游生物、底栖动物的组成和分布，而且可以起到消浪和净化水质的作用。沉水植物恢复重建作为一种重要的生态修复措施，被认为是湖泊富营养化治理的有效途径。然而在野外实践中，沉水植物却经常难以大面积成活或形成稳定的群落。沉水植物的恢复过程很复杂，受环境因素影响较大，另一方面，人为因素也会破坏沉水植物群落的生长。以往经验表明，依靠沉水植物自身重建无法满足生态系统的构建，需要人工辅助实现生态系统的转变。沉水植物各个种类生长习性不同，要构建一个可以四季演替的稳定群落，需结合湖泊本身环境及植物特性，考虑水位及季节变化，并进行后期管理。
CN104310590A公开了一种湖泊沉水植物群落的构建方法，其通过结合沉水植物分布的环境特征和植物区系特点，选择沉水植物，依据空间和时间格局进行设计和优化。虽然考虑了沉水植物的群落构建，但是没有说明群落构建的水质和生物群落等立地条件，也没有考虑因环境变化对群落结构进行调控，群落稳定后对其进行管理。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种富营养化浅水湖泊沉水植物群落的重建方法。所述方法包括实地调查、群落构建、群落调控和维护管理。本发明根据实地调查的水质、底泥、地形及群落组成情况等立地条件，采取先对待恢复湖泊按实际地形分区，然后按各个区的环境条件情况选取合适的沉水植物种类、种植方法和种植时间，进行群落的构建，对其进行增加、补种和替换沉水植物等方式进行人为调控并管理，使其维持一定的生物量和生物多样性，最后形成一个稳定的沉水植物群落，该方法简单易操作，具有很好的应用价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种富营养化湖泊沉水植物群落的重建方法，所述方法包括以下步骤：
(1)实地调查：对待恢复湖泊进行实地调查，包括水质、底泥、地形及群落组成情况；
(2)群落构建：根据步骤(1)得到的调查结果，将待恢复湖泊按照水深划分区域，划分为浅水区、中水区和深水区，并在每个区域根据水质、底泥、地形和群落组成情况选取沉水植物种类、种植时间，种植沉水植物，进行沉水植物群落构建；
(3)群落调控：对完成沉水植物群落构建的区域进行跟踪检测，水质达到Ⅲ或Ⅳ类后，在浅水区增加伴生种沉水植物并保证浅水区的水深大于0.3m，所述伴生种选自密齿苦草、轮藻或茨藻中的任意一种或至少两种的组合；在中水区增加沉水植物，且控制耐寒种沉水植物和夏季种沉水植物的比例大于1:3，所述耐寒种选自微齿眼子菜；所述夏季种为穗花狐尾藻和马来眼子菜；在深水区替换掉原沉水植物群落面积的1/5，并保证深水区的水深小于3.5m，所述替换使用的沉水植物群落为黑藻单优群落和/或微齿眼子菜单优群落。
(4)维护管理：对沉水植物群落进行长期维护管理，当满足以下三个条件时：①夏季或秋季沉水植物群落的生物量在2000～6000g/m2，②冬季沉水植物群落的生物量大于600g/m2，且③维持沉水植物群落的生物量和生物多样性稳定在3年，完成沉水植物群落的重建。
本发明根据对待恢复湖泊的水质、底泥、地形及群落组成等立地条件的调查情况，结合水深等地形条件对待恢复湖泊进行分区，并按各区的环境特点选取种植的沉水植物的种类、种植时间和种植技术，进行沉水植物群落的构建，并依据环境变化，对群落结构进行调控，提高了湖泊沉水植物生物量及生物多样性，并在其稳定后进行管理，建立了一整套的沉水植物恢复模式。重建得到的沉水植物群落的生物量和生物多样性好，待恢复湖泊的水体透明度得到明显改善和水质级别明显提高。
以下作为本发明所述方法的优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，当所述步骤(1)中调查结果显示待恢复湖泊的水体透明度小于1m时，则步骤(2)划分区域之前，向待恢复湖泊投放滤食性鱼类和底栖动物，并去除草食性鱼类，所述草食性鱼类例如草鱼。投放滤食性鱼类和底栖动物的目的是提高水体透明度大于1m，为沉水植物群落构建提供良好的种植环境。滤食性鱼类例如鲢鱼和鳙鱼等；底栖动物例如三角帆蚌、背角无齿蚌和铜锈环棱螺等。
优选地，所述滤食性鱼类为鲢鱼和/或鳙鱼，所述滤食性鱼类的投放量优选为40-70g/m3，例如可为40g/m3、45g/m3、50g/m3、58g/m3、62g/m3、65g/m3或70g/m3等，进一步优选为50g/m3。
优选地，所述底栖动物为三角帆蚌、背角无齿蚌和铜锈环棱螺中的任意一种或至少两种的组合，所述底栖动物的投放量优选为180-220g/m2，例如可为180g/m2、190g/m2、200g/m2、205g/m2、210g/m2、或220g/m2等，进一步优选为200g/m2。
优选地，当所述步骤(1)中调查结果显示水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类时，进行步骤(2)所述群落构建步骤；当水质为Ⅲ类或Ⅳ类时，再在步骤(1)之后直接进行步骤(3)所述群落调控步骤。
优选地，所述步骤(2)将待恢复湖泊划分为浅水区、中水区和深水区，所述浅水区的水深为0.3-1.0m，所述中水区的水深为1.0-2.0m，所述深水区的水深为2.0-3.0m。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，主要种植耐污的先锋种。
优选地，在浅水区、中水区和深水区种植沉水植物时，均采用斑块种植的方式，不同品种的斑块间间隔2-5m的空间，例如2m、3m、3.5m、4m或5m等，便于种间竞争。
本发明所述浅水区的水深为0.3-1.0m，该区域适合绝大多数沉水植物的生长，生物多样性最为丰富，四季均适宜种植沉水植物。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，浅水区的沉水植物种植时间为春季、夏季、秋季或冬季。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，浅水区沉水植物的种植技术为扦插。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，浅水区沉水植物的种类为黑藻、刺苦草、穗花狐尾藻或马来眼子菜中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述浅水区中，黑藻的种植量为10芽/丛，25丛/m2。
优选地，所述浅水区中，刺苦草的种植量为20株/m2。
优选地，所述浅水区中，穗花狐尾藻和马来眼子菜的种植量独立地为5芽/丛，30丛/m2。
优选地，所述步骤(2)群落构建后，在浅水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落，优选为黑藻单优群落和刺苦草-黑藻-穗花狐尾藻-马来眼子菜的混合群落构成的群落组。
本发明所述单优群落是指，该群落的建群种只有一个。例如只由黑藻作为建群种得到的黑藻单优群落，又如只由刺苦草作为建群种得到的刺苦草单优群落。
本发明所述混合群落又称多优种群落，是指该群落中有两个或两个以上同等重要的建群种的群落。例如由刺苦草、黑藻、穗花狐尾藻和马来眼子菜构成的刺苦草-黑藻-穗花狐尾藻-马来眼子菜混合群落。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，浅水区中还辅以种植挺水植物和/或浮叶植物。通过浅水区辅以种植挺水植物和/或浮叶植物，可以增加构建的沉水植物群落的稳定性以及与沉水植物协调改善水质。
优选地，所述浅水区中的挺水植物选自黄菖蒲、千屈菜、灯心草、茭白、慈姑、石菖蒲或泽泻中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述浅水区中，黄菖蒲、千屈菜、灯心草和泽泻的种植量独立地为25株/m2。
优选地，所述浅水区中，茭白和慈姑的种植量独立地为20株/m2。
优选地，所述浅水区中，石菖蒲的种植量为5-8芽/丛，9丛/m2。
优选地，所述浅水区中的浮叶植物优选自菱、睡莲、荇菜、萍蓬草或水鳖中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述浅水区中，菱的种植量为4株/m2。
优选地，所述浅水区中，睡莲的种植量为1盆/m2。
优选地，所述浅水区中，荇菜的种植量为1盆/m2。
优选地，所述浅水区中，萍蓬草的种植量为12株/m2。
优选地，所述浅水区中，水鳖的种植量为16株/m2。
本发明所述中水区的水深在1.0-2.0m，该区域以中上层沉水植物群落为主，群落容易占绝对优势，采用扦插或包泥球法四季均可种植。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种植时间为春季、夏季、秋季或冬季。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种植技术为扦插或包泥球。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种类为穗花狐尾藻、马来眼子菜、黑藻或菹草中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述中水区中，穗花狐尾草的种植量为3-5芽/丛，20丛/m2。
优选地，所述中水区中，马来眼子菜的种植量为5芽/丛，20-30丛/m2。
优选地，所述中水区中，黑藻的种植量为10芽/丛，25丛/m2。
优选地，所述中水区中，菹草的种植量为3-5芽/丛，10丛/m2。
优选地，所述步骤(2)群落构建后，在中水区得到的沉水植物群落为单优群落，例如穗花狐尾藻的单优群落，马来眼子菜的单优群落，黑藻的单优群落或菹草的单优群落等。
本发明所述深水区的水深为2.0-3.0m，该区域为沉水植物较难恢复的区域，以中上层沉水植物群落为主，宜在春夏季采用包泥球或土工布种植，辅以浮叶织物群落效果更佳。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种植时间为春季或夏季。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种植技术为包泥球或土工布。
优选地，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种类为穗花狐尾藻或马来眼子菜中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述深水区中，穗花狐尾草的种植量为5芽/丛，20丛/m2。
优选地，所述深水区中，马来眼子菜的种植量为5芽/丛，30丛/m2。
优选地，所述步骤(2)群落构建后，在深水区得到的沉水植物群落为单优群落。
优选地，步骤(2)群落构建时，深水区中还辅以种植浮叶植物。通过在深水区辅以种植浮叶植物，可以增加构建的沉水植物群落的稳定性以及与沉水植物协调改善水质。
优选地，所述深水区中的浮叶植物选自荇菜、菱、美人蕉、水葱或睡莲中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述深水区中，荇菜的种植量为1盆/m2。
优选地，所述深水区中，菱的种植量为4株/m2。
优选地，所述深水区中，美人蕉的种植量为25芽/m2。
优选地，所述深水区中，水葱的种植量为16盆/m2。
优选地，所述深水区中，睡莲的种植量为1盆/m2。
经过步骤(2)群落构建后，对湖泊水质进行监测，水质有所改善后，替换部分先锋物种，增加部分适合清水态的种类进行调控，以提高生物多样性，针对浅水区、中水区和深水区，由于环境条件不同，其引入的沉水植物种类及增加或削减的植物的量也不同，优选的技术方案如下：
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加伴生种沉水植物，并保证浅水区的水深大于0.3m，目的是防止水位过低使部分沉水植物不能越冬，另外，水位低于0.3m也会影响苦草种子来年萌发，影响构建的沉水植物群落的稳定性。所述伴生种选自密齿苦草、轮藻或茨藻中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，密齿苦草的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，轮藻的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，茨藻的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
优选地，步骤(3)群落调控后，在浅水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在中水区增加沉水植物，且控制耐寒种沉水植物和夏季种沉水植物的比例大于1:3，例如可为2:3或1:2等，以保证水体冬季也具备净化功能。该比例的控制可以通过控制增加的耐寒种沉水植物的量以及适量补种夏季沉水植物或者削减已经生长的夏季种沉水植物来实现。所述耐寒种优选自微齿眼子菜，所述夏季种为穗花狐尾藻和马来眼子菜。
优选地，步骤(3)群落调控后，在中水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，在深水区替换掉步骤(2)已构建的深水区沉水植物群落分布面积的1/5，并保证水深小于3.5m，水深一旦超过3.5m，整个群落的生物组成将会受到严重创伤，生物多样性急剧下降。所述“替换”使用的沉水植物群落为黑藻的单优群落，或微齿眼子菜的单优群落，或者这两个单优群落的组合。该替换步骤可以增加深水区沉水植物群落的多样性，且这几种单优群落共同竞争生长，有利于增加抗干扰能力及生态稳定性。
优选地，步骤(3)群落调控后，在深水区得到的沉水植物为单优群落。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，还包括向待恢复湖泊投放肉食性鱼类和底栖动物。投放的目的是去除杂食性鱼类和植物碎屑。所述肉食性鱼类例如鳜鱼，投放之后，要注意定时捕捞出来。所述底栖动物例如铜锈环棱螺。
优选地，所述步骤(3)群落调控时，当待恢复湖泊中有杂食性鱼类时，将杂食性鱼类去除。
优选地，所述步骤(4)维护管理时，跟踪监测，当沉水植物群落的生物量在规定标准以下时，进行补充，所述规定标准指：夏季或秋季沉水植物群落的生物量小于2000g/m2，或者，春季或冬季沉水植物群落的生物量小于600g/m2。
优选地，所述步骤(4)维护管理时，若沉水植物群落的生物量在规定标准以下是由水质长时间处于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质导致的，则重复步骤(2)进行沉水植物种植；若沉水植物群落的生物量在规定标准以下是由水质长期处于Ⅳ类或Ⅲ类水质，且因偶尔外界原因导致沉水植物群落的生物量减少，则重复步骤(3)进行调控。所述“偶尔外界原因”例如：夏季受暴雨影响导致沉水植物群落的生物量减少。
优选地，所述步骤(4)维护管理时，若夏季或秋季沉水植物群落的生物量大于6000g/m2，则在沉水植物死亡前进行人工和机械打捞，使沉水植物群落的生物量保持在2000-6000g/m2。
上述优选技术方案中，根据对待恢复湖泊的水质、底泥和地形等立地条件的调查情况，结合水深等地形条件对待恢复湖泊进行分区，并按各区的环境特点选取种植的沉水植物的种类、种植时间和种植技术，进行沉水植物的种植，并根据植物的生长习性和各区的特点决定是否辅以种植挺水植物和浮叶植物，并适时的投放滤食性鱼类、底栖动物和肉食性鱼类等动物，来改善湖泊的水质，提高沉水植物群落的稳定性，经实地调查、群落构建、群落构建和维护管理步骤，群落的生物量及生物多样性明显提高。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明根据待恢复湖泊的水质、底泥、地形和生物群落等立地条件构建沉水植物群落，群落构成按浅水区、中水区和深水区分别进行，根据各区环境条件不同决定种植的沉水植物种类、种植时间和种植技术，并依据环境变化，引入或替换合适种类的植物和动物对群落结构进行调控，提高了湖泊沉水植物生物量及生物多样性，并在其稳定后进行管理，建立了一整套的沉水植物恢复模式。
附图说明
图1是本发明具体实施例1的流程示意图；
图中“YES”代表“是”；“NO”代表“否”。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
(1)对待恢复湖泊的环境特征进行调查，水质属于劣Ⅴ类(0.2mg/L＜TP＜0.5mg/L；2.0mg/L＜TN＜3.5mg/L；20mg/m3＜Chla＜80mg/m3)，透明度仅为30cm，投放鲢鱼(50g/m3)和三角帆蚌(200g/m2)，中水区将水体透明度提高到一米以上，深水区透明度:水深＞2:5，同时捕捞草鱼，以免其破坏沉水植物生长。浅水区采用扦插法春季种植刺苦草(20株/m2)，夏秋季种植穗花狐尾藻(5芽/丛，30丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)和黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，配以菱(4株/m2)和睡莲(1盆/m2)，水陆交错带种植黄菖蒲(25株/m2)、千屈菜(25株/m2)和灯芯草(25株/m2)等挺水植物。中水区采用扦插法春夏季种植穗花狐尾藻(5芽/丛，20丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)、黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，秋冬季包泥球种植菹草(3芽/丛，10丛/m2)。深水区在春夏季节用泥球法抛种穗花狐尾藻(5芽/丛，20丛/m2)和马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)，并配以种植荇菜(1盆/m2)和菱(4株/m2)。每个区域的沉水植物均采用斑块种植，不同品种斑块间隔5m的空间，便于种间竞争。
(2)对所种植区域水质及水位进行长期监测，一年后水质有所好转，由原先劣Ⅴ类变为Ⅲ～Ⅳ类，沉水植物经历四季演替。春夏季，在浅水区增加种植轮藻(10-15芽/丛，12丛/m2)、密齿苦草(10-15芽/丛，12丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，形成轮藻单优群落、密齿苦草单优群落、茨藻单优群落和黑藻-刺苦草-穗花-马来混合群落；中水区增加微齿眼子菜(5芽/丛，25丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，削减一部分夏季种穗花狐尾藻和马来眼子菜，且控制耐寒种:夏季种＞1:3，形成了黑藻单优群落以及微齿眼子菜群落和马来-茨藻-微齿眼子菜混合群落；深水区削减马来眼子菜和穗花狐尾藻群落原分布面积的1/5，替换为黑藻和微齿眼子菜，形成黑藻单优群落、微齿眼子菜单优群落、马来眼子菜单优群落、穗花狐尾藻单优群落。跟踪投放鳜鱼和铜锈环棱螺，发现有大量鲤鱼等杂食性鱼类破坏沉水植物生长，定时捕捞，并去除沉水植物的一些碎屑。
(3)后期对种植区域进行沉水植物生物量调查，发现夏秋季沉水植物总生物量仅为1500g/m2，春冬季仅为500g/m2，但水质维持在Ⅲ～Ⅳ类，夏季受暴雨影响，水质达到Ⅴ类，表明沉水植物生长还不够稳定，在春季按照(2)中植物补种相应沉水植物，维持一年后进行调查，发现夏秋季沉水植物生物量达到7000g/m2，需进行人工和机械打捞，使其保持在2000-6000g/m2左右。持续观察三年，夏秋季生物量均可保持在此范围，且生物多样性稳定，表明沉水植物群落重建初步完成。
实施例2
(1)对待恢复湖泊的环境特征进行调查，水质属于劣Ⅴ类(0.2mg/L＜TP＜0.5mg/L；1.5mg/L＜TN＜3.5mg/L；30mg/m3＜Chla＜90mg/m3)，透明度仅为20cm，投放鲢鱼(50g/m3)和背角无齿蚌(200g/m2)，中水区将水体透明度提高到一米以上，深水区透明度:水深＞2:5，同时捕捞草鱼，以免其破坏沉水植物生长。浅水区采用扦插法春季种植刺苦草(20株/m2)，夏秋季种植穗花狐尾藻(5芽/丛，30丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)和黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，配以荇菜(1盆/m2)，水陆交错带种植茭白(20株/m2)和慈姑(20株/m2)等挺水植物。中水区采用泥球法春夏季种植穗花狐尾藻(3芽/丛，20丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，20丛/m2)、黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，秋冬季包泥球种植菹草(5芽/丛，10丛/m2)。深水区在春夏季节用泥球法抛种穗花狐尾藻(5芽/丛，20丛/m2)和马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)，并配以种植美人蕉(25芽/m2)和水葱(16盆/m2)。每个区域的沉水植物均采用斑块种植，不同品种斑块间隔4m的空间，便于种间竞争。
(2)对所种植区域水质及水位进行长期监测，一年后水质有所好转，由原先劣Ⅴ类变为Ⅲ～Ⅳ类，沉水植物经历四季演替。春夏季，在浅水区增加种植轮藻(10-15芽/丛，12丛/m2)、密齿苦草(10-15芽/丛，12丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，形成轮藻单优群落、密齿苦草单优群落、茨藻单优群落和黑藻-刺苦草-穗花-马来混合群落；中水区增加微齿眼子菜(10芽/丛，25丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，削减一部分夏季种穗花狐尾藻和马来眼子菜，且控制耐寒种:夏季种＞1:3，形成了黑藻单优群落、微齿眼子菜单优群落和马来-茨藻-微齿眼子菜混合群落；深水区削减马来眼子菜和穗花狐尾藻群落原分布面积的1/5，增加黑藻和微齿眼子菜，形成黑藻单优群落、微齿眼子菜单优群落、马来眼子菜单优群落和穗花狐尾藻单优群落等。跟踪投放鳜鱼和三角帆蚌，定时捕捞杂食性鱼类，并去除沉水植物的一些碎屑。
(3)后期对种植区域进行沉水植物生物量调查，发现夏秋季沉水植物总生物量仅为5000g/m2，春冬季仅为800g/m2，且水质维持在Ⅲ～Ⅳ类，持续观察三年，夏秋季生物量均可保持在2000-6000g/m2范围，且生物多样性稳定，表明沉水植物群落重建初步完成。
实施例3
(1)对待恢复湖泊的环境特征进行调查，水质属于劣Ⅴ类(0.2mg/L＜TP＜0.4mg/L；2.0mg/L＜TN＜3.0mg/L；10mg/m3＜Chla＜60mg/m3)，透明度仅为25cm，投放鲢鱼(50g/m3)和三角帆蚌(200g/m2)，中水区将水体透明度提高到一米以上，深水区透明度:水深＞2:5，同时捕捞草鱼，以免其破坏沉水植物生长。浅水区采用扦插法春季种植刺苦草(20株/m2)，夏秋季种植穗花狐尾藻(5芽/丛，30丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)和黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，配以萍蓬草(12株/m2)和水鳖(16株/m2)，水陆交错带种植石菖蒲(5-8芽/丛，9丛/m2)、泽泻(25株/m2)和灯芯草(25株/m2)等挺水植物。中水区采用扦插法春夏季种植穗花狐尾藻(5芽/丛，20丛/m2)、马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)、黑藻(10芽/丛，25丛/m2)，秋冬季包泥球种植菹草(5芽/丛，10丛/m2)。深水区在春夏季节用泥球法抛种穗花狐尾藻(5芽/丛，20丛/m2)和马来眼子菜(5芽/丛，30丛/m2)，并配以种植睡莲(1盆/m2)和菱(4株/m2)。每个区域的沉水植物均采用斑块种植，不同品种斑块间隔3m的空间，便于种间竞争。
(2)对所种植区域水质及水位进行长期监测，一年后水质有所好转，由原先劣Ⅴ类变为Ⅲ～Ⅳ类，沉水植物经历四季演替。春夏季，在浅水区增加种植轮藻(10-15芽/丛，12丛/m2)、密齿苦草(10-15芽/丛，12丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，形成轮藻单优群落、密齿苦草单优群落、茨藻单优群落和黑藻-刺苦草-穗花-马来混合群落；中水区增加微齿眼子菜(5芽/丛，25丛/m2)和茨藻(10-15芽/丛，12丛/m2)，削减一部分夏季种穗花狐尾藻和马来眼子菜，且控制耐寒种:夏季种＞1:3，形成了黑藻单优群落、微齿眼子菜单优群落和马来-茨藻-微齿眼子菜混合群落；深水区削减马来眼子菜和穗花狐尾藻群落原分布面积的1/5，增加黑藻和微齿眼子菜，形成黑藻单优群落、微齿眼子菜单优群落、马来眼子菜单优群落和穗花狐尾藻单优群落等。跟踪投放乌鳢和铜锈环棱螺，发现有大量鲤鱼等杂食性鱼类破坏沉水植物生长，定时捕捞，并去除沉水植物的一些碎屑。
(3)后期对种植区域进行沉水植物生物量调查，发现夏秋季沉水植物总生物量仅为1500g/m2，春冬季仅为400g/m2，但水质维持在Ⅴ～劣Ⅴ类，表明沉水植物生长还不够稳定，在春季按照(1)中植物补种相应沉水植物，并按照(2)进行调控，维持一年后进行调查，发现夏秋季沉水植物生物量达到5000g/m2。持续观察三年，夏秋季生物量均保持在2000-6000g/m2，且生物多样性稳定，表明沉水植物群落重建初步完成。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (68)
1.一种富营养化浅水湖泊沉水植物群落的重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)实地调查：对待恢复湖泊进行实地调查，包括水质、底泥、地形及群落组成情况；
(2)群落构建：根据步骤(1)得到的调查结果，将待恢复湖泊按照水深划分区域，划分为浅水区、中水区和深水区，并在每个区域根据水质、底泥、地形和群落组成情况选取沉水植物种类、种植时间和种植技术，种植沉水植物，进行沉水植物群落构建；
(3)群落调控：对完成沉水植物群落构建的区域进行跟踪检测，水质达到Ⅲ类或Ⅳ类后，在浅水区增加伴生种沉水植物并保证浅水区的水深大于0.3m，所述伴生种选自密齿苦草、轮藻或茨藻中的任意一种或至少两种的组合；在中水区增加沉水植物，且控制耐寒种沉水植物和夏季种沉水植物的比例大于1:3，所述耐寒种为微齿眼子菜，所述夏季种为穗花狐尾藻和马来眼子菜；在深水区替换掉原沉水植物群落面积的1/5，并保证深水区的水深小于3.5m，所述替换使用的沉水植物群落为黑藻单优群落和/或微齿眼子菜单优群落；
(4)维护管理：对沉水植物群落进行维护管理，当满足以下三个条件时：①夏季或秋季沉水植物群落的生物量在2000～6000g/m2，②冬季沉水植物群落的生物量大于600g/m2，且③维持沉水植物群落的生物量和生物多样性稳定在3年，完成沉水植物群落的重建。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述步骤(1)中调查结果显示待恢复湖泊的水体透明度小于1m时，步骤(2)划分区域之前，向待恢复湖泊投放滤食性鱼类和底栖动物，并去除待恢复湖泊中的草食性鱼类。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤食性鱼类为鲢鱼和/或鳙鱼。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤食性鱼类的投放量为40-70g/m3。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述滤食性鱼类的投放量为50g/m3。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述底栖动物为三角帆蚌、背角无齿蚌或铜锈环棱螺中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述底栖动物的投放量为180-220g/m2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述底栖动物的投放量为200g/m2。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述步骤(1)中调查结果显示水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类时，进行步骤(2)所述群落构建步骤；当水质为Ⅲ类或Ⅳ类时，再在步骤(1)之后直接进行步骤(3)所述群落调控步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)将待恢复湖泊划分为浅水区、中水区和深水区，所述浅水区的水深为0.3-1.0m，所述中水区的水深为1.0-2.0m，所述深水区的水深为2.0-3.0m。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，在浅水区、中水区和深水区种植沉水植物时，均采用斑块种植的方式，不同品种的斑块间间隔2-5m的空间。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，浅水区沉水植物的种植时间为春季、夏季、秋季或冬季。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，浅水区沉水植物的种植技术为扦插。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，浅水区沉水植物的种类为黑藻、刺苦草、穗花狐尾藻或马来眼子菜中的任意一种或至少两种的组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，黑藻的种植量为10芽/丛，25丛/m2。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，刺苦草的种植量为20株/m2。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，穗花狐尾藻和马来眼子菜的种植量独立地为5芽/丛，30丛/m2。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建后，在浅水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建后，在浅水区得到的沉水植物群落为黑藻单优群落和刺苦草-黑藻-穗花狐尾藻-马来眼子菜的混合群落构成的群落组。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，浅水区中还辅以种植挺水植物和/或浮叶植物。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述浅水区中的挺水植物选自黄菖蒲、千屈菜、灯心草、茭白、慈姑、石菖蒲或泽泻中的任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，黄菖蒲、千屈菜、灯心草和泽泻的种植量独立地为25株/m2。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，茭白和慈姑的种植量独立地为20株/m2。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，石菖蒲的种植量为5-8芽/丛，9丛/m2。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述浅水区中的浮叶植物优选自菱、睡莲、荇菜、萍蓬草或水鳖中的任意一种或至少两种的组合。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，菱的种植量为4株/m2。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，睡莲的种植量为1盆/m2。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，荇菜的种植量为1盆/m2。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，萍蓬草的种植量为12株/m2。
30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述浅水区中，水鳖的种植量为16株/m2。
31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种植时间为春季、夏季、秋季或冬季。
32.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种植技术为扦插或包泥球。
33.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，中水区沉水植物的种类为穗花狐尾藻、马来眼子菜、黑藻或菹草中的任意一种或至少两种的组合。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述中水区中，穗花狐尾草的种植量为3-5芽/丛，20丛/m2。
35.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述中水区中，马来眼子菜的种植量为5芽/丛，20-30丛/m2。
36.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述中水区中，黑藻的种植量为10芽/丛，25丛/m2。
37.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述中水区中，菹草的种植量为3-5芽/丛，10丛/m2。
38.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建后，在中水区得到的沉水植物群落为单优群落。
39.根据权利要求1所述的方法，特征在于，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种植时间为春季或夏季。
40.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种植技术为包泥球或土工布。
41.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建时，深水区沉水植物的种类为穗花狐尾藻或马来眼子菜中的任意一种或至少两种的组合。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述深水区中，穗花狐尾草的种植量为5芽/丛，20丛/m2。
43.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述深水区中，马来眼子菜的种植量为5芽/丛，30丛/m2。
44.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)群落构建后，在深水区得到的沉水植物群落为单优群落。
45.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)群落构建时，深水区中还辅以种植浮叶植物。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，所述深水区中的浮叶植物选自荇菜、菱、美人蕉、水葱或睡莲中的任意一种或至少两种的组合。
47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述深水区中，荇菜的种植量为1盆/m2。
48.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述深水区中，菱的种植量为4株/m2。
49.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述深水区中，美人蕉的种植量为25芽/m2。
50.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述深水区中，水葱的种植量为16盆/m2。
51.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述深水区中，睡莲的种植量为1盆/m2。
52.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加伴生种沉水植物并保证浅水区的水深大于0.3m。
53.根据权利要求52所述的方法，其特征在于，所述伴生种选自密齿苦草、轮藻或茨藻中的任意一种或至少两种的组合。
54.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，密齿苦草的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
55.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，轮藻的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
56.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在浅水区增加的伴生种中，茨藻的种植量为10-15芽/丛，12丛/m2。
57.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控后，在浅水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落。
58.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在中水区增加沉水植物，且控制耐寒种沉水植物和夏季种沉水植物的比例大于1:3。
59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，所述耐寒种为微齿眼子菜，所述夏季种为穗花狐尾藻和马来眼子菜。
60.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控后，在中水区得到的沉水植物群落为单优群落和混合群落。
61.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，在深水区替换掉原沉水植物群落面积的1/5，并保证深水区的水深小于3.5m，所述替换使用的沉水植物群落为黑藻单优群落和/或微齿眼子菜单优群落。
62.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控后，在深水区得到的沉水植物群落为单优群落。
63.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，还包括向待恢复湖泊投放肉食性鱼类和底栖动物。
64.根据权利要求63所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)群落调控时，当待恢复湖泊中有杂食性鱼类时，将杂食性鱼类去除。
65.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)维护管理时，跟踪监测，当沉水植物群落的生物量在规定标准以下时，进行补种，所述规定标注指：夏季或秋季沉水植物群落的生物量小于2000g/m2，或者，春季或冬季沉水植物群落的生物量小于600g/m2。
66.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)维护管理时，若沉水植物群落的生物量在规定标准以下是由水质处于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质导致的，则重复步骤(2)进行沉水植物种植。
67.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若沉水植物群落的生物量在规定标准以下是由水质处于Ⅳ类或Ⅲ类，且因偶尔外界原因导致沉水植物群落的生物量减少，则重复步骤(3)进行调控。
68.根据权利要求1-66任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)维护管理时，若夏季或秋季沉水植物群落的生物量大于6000g/m2，则在沉水植物死亡前进行人工和机械打捞。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |