CN113371833A - 一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，以先锋沉水植物种、挺水植物种和沉水植物为核心，构建水生植物群落，形成维持水生生态系统结构和功能的关键因子，采用微生物、鱼类、贝类和水生植物等生态修复技术相结合，一方面对水体中氨氮、总磷等污染指标实现深度净化，另一方面保持湖泊生态系统的平衡。同时种植的水生植物具有很好的观赏性，有效的改善了湖滨带生态景观，恢复了湖滨带鸟类、植物、水生生物等生物的多样性。

Description

一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法
技术领域
本发明属于地表水治理技术领域，特别涉及一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法。
背景技术
我国是一个多湖泊的国家，湖泊环境非常脆弱，湖泊中的营养物来源广、背景浓度异常高，湖泊富营养化进程迅速，而且许多湖泊已处于富营养状态，湖泊富营养化不仅使水体丧失其应有的功能，也使湖泊水生生态环境向不利于人类生存和发展的方向演变，严重影响着社会经济的可持续发展。因此控制湖泊富营养化进程以及进行有效治理和修复是一项利在当代，功于千秋的伟业。
早期的治理主要局限于对各种污染源的控制，如污染企业从湖滨撤出，对生活污水和工业废水进行处理后排放等。这些方法被证明是不足以使富营养化湖泊得到有效治理的，因此目前对湖泊富营养化的治理方法还包括对藻类水华的直接控制和对内源污染的控制，以及对湖泊进行的各种生态修复。主要的措施包括物理学方法、化学方法、生物学或生态学方法和微生物法。
虽然国内对湖泊富营养化的治理已经引起了有关方面的重视，而且各地也已投入或正准备投入大量人力物力开展湖泊环境的治理，但就目前情况来看，我国湖泊富营养化的治理也仍存在着一些问题。虽然湖泊生态修复被认为是控制湖泊富营养化的主要手段，但各地在实施湖泊生态修复工程时，仍由于种种原因，没有采取足够的修复措施，如所谓采用的生物浮岛技术，由于没有采取足够强度或数量的生物措施，对污染源的吸收能力及其有限，不能从根本上扭转湖泊富营养化的过程。另一方面对于湖泊富营养化控制技术研究与工程实践更多地关注于单一要素，忽视了生态系统整体性功能的发挥；技术选择失当，缺少对于各种技术的耦合和集成研究，对于工程措施的适用性，不同技术组合的集成应用以及工程技术措施对于湖泊生态系统整体性功能影响的研究尚不充分，这导致了技术应用与工程实践缺乏系统性和长期性考虑。
发明内容
针对现有浅水湖泊湖滨带治理存在的上述问题，本发明提供一种湖泊湖滨带复合生态修复的方法，有效改善湖滨带生态景观，恢复湖泊生物多样性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，包括以下步骤：
（1）选择水深1～4m，水质富营养化，底泥营养盐丰富，淤泥沉积20～40cm，受河道污水影响，水污染严重的区域作为修复区域；
（2）使用两栖式清淤机械沿岸边至湖中50～100米进行生态清淤，清淤深度为50±5cm；然后在修复区域底部由上而下设置植物种植土壤层、营养盐释放层；
（3）沿着修复区域边缘种植先锋沉水植物和挺水植物作为生物坝；在位于修复区域中部的植物种植土壤层上种植涵养沉水植物，靠近修复区域边缘的植物种植土壤层上种植挺水植物；
（4）在修复区域湖中由下而上依次投放微生物、底栖动物、贝类、鱼类、浮游生物和浮叶植物；
所述的底栖动物为红虫；
所述的鱼类为鲢鳙鱼种，用于摄食水体中的浮游生物和浮叶植物。
本发明以先锋沉水植物种、挺水植物种和沉水植物为核心，构建水生植物群落，形成维持水生生态系统结构和功能的关键因子。
水生植物、微生物和浮游生物在水生态系统中处于初级生产者地位，它们通过光合作用将太阳能转化为有机物，同时实现碳、氮、磷等物质转化，对水体中氨氮、总磷等污染指标实现深度净化；微生物和浮游生物可以分解水中的腐生物质，以及利用植物光合作用转化水中的碳、氮、磷产生的有机物。
另一方面，种植先锋沉水植物和挺水植物作为生物坝可以保土固堤，有效防浪、隔污、防鱼。通过人工调控微生物、底栖动物群落，有效提升水体底部硝化、反硝化作用，加快氨氮物质转换，促进系统更加稳定，达到整个湖泊水质提升的目的。底栖动物构成生态系统中的第二营养级，主要为枝角类，主要食用水体中的浮游生物和浮叶植物，同时是第三营养级鱼类的饵料。
第三营养级主要为鱼类，可以食用水体中的植物、蜉蝣生物和底栖动物，控制沉水植物和底栖动物的数量。
通过上述三级营养级的构建，达成了生态涵养池中生态系统的稳态；春季泼微生物，改善水质，提高水体透明度；冬季放养鲢鳙鱼种，摄食水体中的浮游动物和浮叶植物；放养贝类摄食藻类和底层的有机杂物，改善水体富营养化状况；沉水植物季节性交替，每季都有先锋种类，改善和稳定了水环境，使水体恢复自净能力。
作为本发明的进一步改进，所述的先锋沉水植物为苦草，种植于常水位面下2.0～3.0m，种植面积为修复区域的24%～30%。
作为本发明的进一步改进，所述的挺水植物为芦竹、菖蒲中的一种，种植于常水位面下0.2～0.5m。
作为本发明的进一步改进，所述的沉水植物为黑藻和穗叶狐尾藻中的一种或一种以上组合，设置面积为修复区域的52%～68%；
作为本发明的进一步改进，所述的挺水植物为睡莲、王莲中的一种或一种以上组合。
作为本发明的进一步改进，所述的浮叶植物为浮萍、凤眼莲、莲藕或菱角中的一种或一种以上组合。
作为本发明的进一步改进，所述的低栖动物为红虫，投放量为100ml/m2水域。
作为本发明的进一步改进，所述的微生物为光合细菌，经过人工培养后加入水体中并附着在微生物附着基上，投放量为3×108cfu/cm3水域。
本发明以纳污型植物为主，主要通过维管束和机械组织发达的睡莲、王莲进行纳污吸附，使沉沙得到缓冲保持稳定；种植苦草为先锋沉水植物，是利用苦草达到对池底沉沙的截留作用；挺水植物以芦竹、菖蒲等管束植物为主，进一步吸附、净化污水中杂质，使水质得到提高，水体保持自我净化。苦草、黑藻、穗叶狐尾藻等沉水植物和浮萍、凤眼莲、魁叶萍和满江红等可漂浮的浮叶植物通过进行光合作用，加快水体中碳、氮、磷等物质的转化，使水体恢复自我净化能力。苦草具有很高的观赏价值，是植物园水景、风景区水景、庭院小水池中的良好绿化布置材料。同时具有很高的经济价值，是鱼类的饲料，同时鱼类可以控制苦草无效分蘖，提高苦草的质量，从而使水体净化效果得到提高。
红虫以浮叶植物为食，可以控制生态涵养池中浮叶植物的数量；同时红虫是鱼类的饵料，可以通过鱼类来对其数量进行控制，从而达到生态平衡。
光合细菌作为水体中的初级生产者，用于利用水体中的碳、氮、磷进行光合作用，从而达到降解水中碳、氮、磷含量的目的。
本发明的有益效果如下：
本发明形成了以先锋沉水植物种、挺水植物种和沉水植物群落相结合的错落有致的水生植物群落。采用微生物、鱼类、贝类和水生植物等生态修复综合技术措施，不产生二次污染。生态修复周期短，投资少，治理效果显著。有效的改善了湖滨带生态景观，恢复了鸟类、植物、水生生物等生物多样性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，包括以下步骤：
（1）选择水深1～4m，水质富营养化，底泥营养盐丰富，淤泥沉积20～40cm，受河道污水影响，水污染严重的区域作为修复区域；
（2）使用两栖式清淤机械沿岸边至湖中50～100米进行生态清淤，清淤深度为50±5cm；然后在修复区域底部由上而下设置植物种植土壤层、营养盐释放层；
（3）沿着修复区域边缘种植先锋沉水植物和挺水植物作为生物坝；在位于修复区域中部的植物种植土壤层上种植涵养沉水植物，靠近修复区域边缘的植物种植土壤层上种植挺水植物；
（4）在修复区域湖中由下而上依次投放微生物、底栖动物、贝类、鱼类、浮游生物和浮叶植物；所述的鱼类为鲢鳙鱼种。
所述的先锋沉水植物为苦草，种植于常水位面下2.0m，种植面积为修复区域的24%。
所述的挺水植物种为芦竹，种植于常水位面下0.2m。
所述的沉水植物为穗叶狐尾藻，设置面积为修复区域的52%；
所述的挺水植物为王莲。
所述的浮叶植物为莲藕。
所述的低栖动物为红虫，投放量为100ml/m2水域。
所述的微生物为光合细菌，经过人工培养后加入水体中并附着在微生物附着基上，投放量为3×108cfu/cm3水域。
实施例2
与实施例1相比较，本实施例的不同点在于：
所述的先锋沉水植物为苦草，种植于常水位面下3.0m，种植面积为修复区域的30%。
所述的挺水植物为菖蒲，种植于常水位面下0.5m。
所述的沉水植物为黑藻，设置面积为修复区域的68%；
所述的挺水植物为睡莲。
所述的浮叶植物为浮萍和凤眼莲。
实施例3
与实施例1相比较，本实施例的不同点在于：
所述的先锋沉水植物为苦草，种植于常水位面下2.2m，种植面积为修复区域的26%。
所述的挺水植物为菖蒲，种植于常水位面下0.3m。
所述的沉水植物为黑藻和穗叶狐尾藻，设置面积为修复区域的55%；
所述的挺水植物为睡莲和王莲。
所述的浮叶植物为浮萍和菱角。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择水深1～4m，水质富营养化，底泥营养盐丰富，淤泥沉积20～40cm，受河道污水影响，水污染严重的区域作为修复区域；
(2)使用两栖式清淤机械沿岸边至湖中50～100米进行生态清淤，清淤深度为50±5cm；然后在修复区域底部由上而下设置植物种植土壤层、营养盐释放层；
(3)沿着修复区域边缘种植先锋沉水植物和挺水植物作为生物坝；在位于修复区域中部的植物种植土壤层上种植涵养沉水植物，靠近修复区域边缘的植物种植土壤层上种植挺水植物；
(4)在修复区域湖中由下而上依次投放微生物、底栖动物、贝类、鱼类、浮游生物和浮叶植物；所述的鱼类为鲢鳙鱼种。
2.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的先锋沉水植物为苦草，种植于常水位面下2.0～3.0m，种植面积为修复区域的24％～30％。
3.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的挺水植物为芦竹、菖蒲中的一种，种植于常水位面下0.2～0.5m。
4.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的沉水植物为黑藻和穗叶狐尾藻中的一种或一种以上组合，设置面积为修复区域的52％～68％。
5.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的挺水植物为睡莲、王莲中的一种或一种以上组合。
6.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的浮叶植物为浮萍、凤眼莲、莲藕或菱角中的一种或一种以上组合。
7.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的低栖动物为红虫，投放量为100ml/m2水域。
8.根据权利要求1所述的浅水湖泊湖滨带复合生态修复的方法，其特征在于：所述的微生物为光合细菌，经过人工培养后加入水体中并附着在微生物附着基上，投放量为3×108cfu/cm3水域。
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