CN113678695A - 一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法 - Google Patents

一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用生态调控来维持草型湖泊沉水植物生物量平衡的方法，步骤是：A、待修复湖泊情况调查；B、沉水植物先锋种冠层型沉水植物与建群种莲座型沉水植物种植；C、利用显纹纵卷叶螟调控先锋种生物量：利用显纹纵卷叶螟抑制冠层型沉水植物的生长优势，促进莲座型沉水植物的生长，维持生物量稳定；D、生物操纵调控显纹纵卷叶螟数量：利用投放小型肉食性鲌鱼对显纹纵卷叶螟进行捕食减少显纹纵卷叶螟数量或对显纹纵卷叶螟进行清除，维持生态平衡。本方法费用低廉，操作简便且无毒无害，能够调控沉水植物种群结构和数量，使水体透明度维持在清水型状态，且能解决富营养化湖泊沉水植被恢复后管控成本高、景观效果差的技术难题。

Description

一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量 平衡的方法
技术领域
本发明属于水体生态修复技术领域，更具体涉及一种利用显纹纵卷叶螟调控用于富营养化湖泊治理中-沉水植物重建的先锋种冠层型沉水植物和建群种莲座型沉水植物间的竞争关系，使莲座型沉水植物在竞争中处于优势，并维持草型湖泊沉水植物生物量平衡的方法。
背景技术
近些年来，随着我国经济迅速发展，在自然和人为因素的共同干扰下，大量的营养盐输入湖泊，使得水体中的碳、氮、磷等营养要素增加，从而导致城市湖泊水体多由沉水植物主导的清水态逐渐转变成浮游植物主导的浑水态。仅依靠降低营养盐浓度还不足以使湖泊由“藻型浑水态”自发转换为“草型清水态”，只有恢复沉水植物群落，才能使得“藻型浑水态”向“草型清水态”进行生态恢复并长期维持，因此恢复水体沉水植物是修复富营养水体的必要措施。
恢复沉水植物并不是简单的种植，而是重新建设能够稳定生存的沉水植物和以沉水植物为核心的健康水生态系统。即合理引入沉水植物先锋种(冠层型沉水植物)和沉水植物建群种(莲座型沉水植物)，使水质和水下光照条件得到迅速改善，然后对沉水植物群落组合进行优化，逐步构建稳定的以莲座型沉水植物为主的系统。要想维持长期稳定的“草型清水态”，就要对湖泊生态修复后的过度生长和繁殖的沉水植物(尤其是冠层型沉水植物)进行控制，通过调控冠层型沉水植物来使莲座型沉水植物得到更好的生长，进而维持草型湖泊沉水植物生物量保持平衡。目前对过度生长的冠层型沉水植物所采用的常见控制管理方法主要包括物理(人工、机械)法、化学法以及生物法，其中物理控制，费时费力且不能达到根治效果；化学控制，虽然能够控制水生植物过度生长，但化学药剂费用较高，易对周围水环境产生污染，且对于人工构建的沉水植物群落破坏性过大，不建议长期使用；生物控制，主要包括利用鱼类、无脊椎动物(底栖动物)、水禽等生物的摄食作用进行控制，该方法成本低、效果持久，安全性较高，较为适宜于湖泊的生态恢复。
目前在水生态系统的生物控制中多采用草食性鱼类，利用草鱼吃草对沉水植物进行管控。但是放养草食性鱼类进行生物控制会产生额外的影响，由于水生植物生物量和草食性鱼类放养量之间的关系很难确定，且草食性鱼类牧食沉水植物不具有选择性，在控草过程中不易控制，会过度繁殖并大量牧食沉水植物，导致沉水植物大量减少甚至是消失，并且大量鱼类在水体中会使得水体浑浊，现实中利用草食性鱼类适度调控沉水植物种间关系和沉水植物保持平衡生长均未达到预期效果。
现阶段城市湖泊沉水植被恢复后管理过程中存在上述难点问题，急需寻求更为控制高效、成本低廉、使用方便、操作简单，且能有效优化沉水植物群落和保持生物量平衡的技术方法。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法。本方法费用低廉，操作简便且无毒无害，能够调控冠层型和莲座型沉水植物种群间竞争关系并维持生物量平衡，使水体透明度维持在清水型状态，解决了湖泊沉水植被恢复后管控成本高且景观效果差的技术难题。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其步骤是：
1、待修复湖泊基本情况调查：包括水体营养盐情况，水体周边环境、常年水位变化情况、现存植被情况等。
2、沉水植物先锋种冠层型沉水植物与建群种莲座型沉水植物种植：当处于沉水植物的种植时期时，根据步骤1的调查结果，在水深在2m、透明度0.5m的前提条件下，间隔种植合适的沉水植物先锋种(冠层型沉水植物)和沉水植物建群种(莲座型沉水植物)。
3、利用显纹纵卷叶螟调控先锋种冠层型沉水植物生物量：当种植的沉水植物覆盖度达到80％以上时调查沉水植物先锋种生物量，并记录；为消除先锋种对建群物种的遮蔽效果，需要清除冠层型沉水植物，使其生物量降低到总生物量的10％以下，按此量计算需要清除的冠层型沉水植物的生物量；根据20只显纹纵卷叶螟每天清除150～300g冠层型沉水植物，计算放养显纹纵卷叶螟的数量，控制清除后的冠层型沉水植物在10％以下，减少其对莲座型沉水植物的遮蔽，让莲座型沉水植物在竞争中处于优势地位，快速生长。
4、投放鲌鱼控制显纹纵卷叶螟数量：当冠层型沉水植物被清除掉且莲座型占优势时，为了防止显纹纵卷叶螟进一步牧食莲座型沉水植物，根据此时显纹纵卷叶螟密度大小，采用投放肉食性鱼类的方法控制显纹纵卷叶螟的数量，投放50-100g小鲌鱼10-15尾/100m2来清除过量的显纹纵卷叶螟。采用该方法，要计算幼虫变成虫的周期，并在周期内投放鱼，防止幼虫变成虫飞走，该方法能够快速清除显纹纵卷叶螟，防止其过度牧食沉水植物；
所述的步骤3和步骤4可以循环重复实施1-2次。
所述的步骤2中沉水植物先锋种为黑藻、穗状狐尾藻、马来眼子菜、菹草等冠层型其中的一种或一种以上组合；步骤2中的沉水植物建群种为苦草、大茨藻等莲座型的一种或二种任意组合。
所述的步骤2中种植比例为先锋物种：建群物种＝1:2～3，间隔种植的种植间距在1米左右，种植方式可采取扦插，种植生物量密度不低于300g/m2。
所述的步骤3中的20只显纹纵卷叶螟每天取食或破坏清除150～300g的冠层型沉水植物。
所述的步骤3中的显纹纵卷叶螟是经人工用沉水植物繁育的显纹纵卷叶螟，通过人工水池种植沉水植物，投放野外补捉的显纹纵卷叶螟幼虫，并用透光透气白色纱网(50目)罩在水池上，防止成虫逃逸，每平方米水池每周可以繁育的800～1000幼虫。显纹纵卷叶螟生长约0.5cm即可投放。
所述的步骤3中的清除时间为10-15天。
所述的步骤4中的清除显纹纵卷叶螟的调控方法，当冠层型沉水植物被清除掉且莲座型占优势时，为了防止显纹纵卷叶螟进一步牧食莲座型沉水植物，根据此时显纹纵卷叶螟密度大小，采用投放肉食性鱼类的方法控制方法捕食显纹纵卷叶螟，投放50～100g小鲌鱼10-15尾/100m2来清除过量的显纹纵卷叶螟。采用该方法，要计算幼虫变成虫的周期，并在周期内投放鱼，防止幼虫变成虫飞走。该方法能够快速清除显纹纵卷叶螟，防止其过度牧食沉水植物。
通过上述的技术措施，再按照合适的配置比例和种植间距来重建湖泊的沉水植物群落，通过投放显纹纵卷叶螟来控制冠层型沉水植物先锋种的生长，促进莲座型沉水植物建群种的生长，使其稳定在最适的生长状态，维持湖泊沉水植物生物量平衡，使水体透明度维持清水型状态，能有效解决富营养化湖泊沉水植被恢复后管控成本高且景观效果差的技术难题。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
在通过配置种植先锋种冠层型沉水植物和建群种莲座型沉水植物的方法恢复富营养化湖泊草型清水态生态系统后，利用生物操纵的方法调节沉水植物群落结构和生物量，是一种生态可行的方式。本发明应用显纹纵卷叶螟牧食控制冠层型沉水植物先锋种方式，相较于传统的草食性鱼类调控方式，具有生态扰动低，控制范围精准，成本低廉，易于操纵等优点。通过投放显纹纵卷叶螟来控制冠层型沉水植物先锋种，能够促进莲座型沉水植物建群种的生长，使其稳定在最适的生长状态，维持湖泊沉水植物生物量平衡，使水体透明度维持清水型状态，能有效解决富营养化化湖泊沉水植被恢复后管控成本高且景观效果差的技术难题。本发明降低了后期维护管理成本，还能通过出售鲌鱼增加经济收入，具有非常广阔的应用空间及技术优势。
附图说明
图1为一种利用显纹纵卷叶螟调控修复后的草型湖泊沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法的流程示意图。
其中：A－待修复湖泊基本情况调查、B－冠层型沉水植物先锋物种与莲座型沉水植物建群种种植、C－利用显纹纵卷叶螟调控先锋沉水植物生物量、D－投放鲌鱼调控显纹纵卷叶螟数量。
图2是实施例1显纹纵卷叶螟生态调控沉水植物生物量密度示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，下述实施案例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1：
一种利用显纹纵卷叶螟调控修复后的草型湖泊沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其步骤是：
1、待修复湖泊基本情况调查A：包括水体营养盐情况，水体周边环境、常年水位变化情况、现存植被情况等。
2、沉水植物先锋植物与建群植物种植B：当处于沉水植物的种植时期时，根据步骤1的调查结果，在水深在2m、透明度0.5m的前提条件下，间隔种植合适的冠层型沉水植物先锋种和莲座型沉水植物建群种。在某富营养化湖泊中，选择冠层型黑藻作为先锋沉水植物，莲座型苦草作为建群沉水植物，按照先锋植物和建群植物种植面积1:3的配比，间隔1米宽度种植黑藻和苦草，总种植面积3000m2，用围网将该区域与其它沉水植物区隔开，种植区平均水深1.5m，初始透明度0.5m，沉水植物种植密度200g/m2。先锋物种快速生长后，水体透明度达到平均1.2米，调查获知以黑藻为主的冠层型先锋沉水植物所占面积扩增到4:1，湿重生物量密度为2000g/m2；而期初种植的苦草面积仅剩一半，湿重生物量约800g/m2；
3、利用显纹纵卷叶螟调控先锋沉水植物黑藻的生物量C：当种植的沉水植物覆盖度达到80％以上时调查沉水植物先锋种黑藻的生物量，并记录；为消除先锋种黑藻对建群种苦草的遮蔽效果，需要清除黑藻的优势地位，降低其生物量至10％以下，按此量计算需要清除的黑藻的生物量；根据20只显纹纵卷叶螟每天清除150～300g黑藻，计算放养显纹纵卷叶螟的数量，控制清除后的黑藻生物量在总生物量10％以下，减少其对苦草的遮蔽，让苦草在竞争中处于优势地位，快速生长。
4、投放鲌鱼控制显纹纵卷叶螟数量D：当冠层型黑藻被清除掉且苦草占优势时，为了防止显纹纵卷叶螟进一步牧食苦草，根据此时显纹纵卷叶螟密度大小，采用投放肉食性鱼类的方法控制方法捕食显纹纵卷叶螟，投放50-100g小鲌鱼10-15尾/100m2来清除过量的显纹纵卷叶螟。采用该方法，要计算幼虫变成虫的周期，并在此周期内投放鱼，防止幼虫变成虫飞走。该方法能够快速清除显纹纵卷叶螟，防止其过度牧食沉水植物。本方案在某湖沉水植物修复区进行次2操作后，取得良好效果，在投放显纹纵卷叶螟后，沉水植物群落中冠层型黑藻迅速失去优势地位，而莲座型苦草在竞争中获得优势，达到了调控湖泊修复过程中构建的沉水植物群落的生物量的平衡和优良景观效果，使水体能长期维持“草型清水态”。
所述的步骤3和步骤4可以循环重复1或2次实施。
本发明实施后，能够快速实现对沉水植物群落结构进行调控，利用显纹纵卷叶螟牧食控制冠层型沉水植物先锋种方式，具有生态扰动低，控制范围精准等优势，实施10-15天后，即可实现沉水植物群落中冠层型沉水植物与莲座型沉水植物的生物量之比迅速大幅下降，达到了促进建群种成为优势种的目标，最终实现水体能长期维持“草型清水态”的治理目标。
综上所述为一种利用生物操纵调控修复后的草型湖泊沉水植物群落结构和生物量平衡的方法，所述方法主要包括显纹纵卷叶螟调控冠层型沉水植物和莲座型沉水植物种间关系和生物量平衡稳定、显纹纵卷叶螟过量控制方法。本发明通过人工培养显纹纵卷叶螟，根据实际调查所需调控的先锋种沉水植物的量，用显纹纵卷叶螟对先锋种冠层型沉水植物进行调控，促进建群种莲座型沉水植物的生长，达成城市富营养化湖泊治理和优化管理的目标。本发明有利于在城市富营养化湖泊重建沉水植物群落后，利用生物操纵的手段维持建群种的优势地位，最终形成一个稳定的沉水植物群落，使湖泊长期维持“草型清水态”功能。
综上所述，具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但本发明并不局限于上述详细方案。对本领域技术人员而言，在本发明基础上，对具体实施方案作一些修改或改进都属于要求保护的本发明内，这是很显然的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其步骤是：
(1)、待修复湖泊基本情况调查：包括水体营养盐情况，水体周边环境、常年水位变化情况、现存植被情况；
(2)、沉水植物先锋种冠层型沉水植物与建群种莲座型沉水植物种植：处于沉水植物的种植时期时，根据步骤(1)的调查结果，在水深在2m、透明度0.5m，间隔种植沉水植物先锋种和沉水植物建群种；
(3)、利用显纹纵卷叶螟调控先锋种冠层型沉水植物生物量：种植的沉水植物覆盖度达到80％以上时调查沉水植物先锋种生物量，并记录；消除先锋种对建群物种的遮蔽，清除冠层型沉水植物，使生物量降低到总生物量的10％以下，按此量计算清除的冠层型沉水植物的生物量；根据20只显纹纵卷叶螟每天清除150～300g冠层型沉水植物，计算放养显纹纵卷叶螟的数量，控制清除后的冠层型沉水植物在10％以下，减少其对莲座型沉水植物的遮蔽，让莲座型沉水植物在竞争中处于优势地位，快速生长；
(4)、投放鲌鱼控制显纹纵卷叶螟数量：冠层型沉水植物被清除掉且莲座型占优势，防止显纹纵卷叶螟进一步牧食莲座型沉水植物，根据显纹纵卷叶螟密度大小，采用投放肉食性鱼类的方法控制显纹纵卷叶螟的数量，投放50-100g小鲌鱼10-15尾/100m2来清除过量的显纹纵卷叶螟，采用该方法，计算幼虫变成虫的周期，在周期内投放鱼，防止幼虫变成虫飞走，该方法能够快速清除显纹纵卷叶螟，防止其过度牧食沉水植物；
所述的步骤(3)和步骤(4)循环重复实施1-2。
2.根据权利要求1所述的一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中沉水植物先锋种为黑藻、穗状狐尾藻、马来眼子菜、菹草4种冠层型沉水植物，莲座型沉水植物为苦草和大茨藻，选择冠层型沉水植物任一种或一种以上组合以及莲座型沉水植物任一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中种植比例为先锋物种：建群物种＝1:2～3，间隔种植的种植间距在1米，种植方式扦插，种植生物量密度不低于300g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的显纹纵卷叶螟是经人工用沉水植物繁育的显纹纵卷叶螟，通过人工水池种植沉水植物，投放野外补捉的显纹纵卷叶螟幼虫，并用透光透气白色纱网50目罩在水池上，每平方米水池每周繁育的800～1000幼虫，显纹纵卷叶螟生长0.5cm投放。
5.根据权利要求1所述的一种利用显纹纵卷叶螟调控沉水植物群落结构和维持生物量平衡的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的清除时间为10-15天。
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