CN113754063A - 一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法及系统，步骤是:A、蟹塘系统的设计与施工：包括：(1)蟹塘；(2)溢流装置；(3)绿狐尾藻生态浮床；(4)防护装置；B、生态湿地和蟹塘植物配置；C、蟹塘中放养中华绒螯蟹；D、蟹塘管理与维护：保持生态湿地面源污染治理功能和蟹塘的正常运行，包括1)湿地植物的刈割与利用；2)生态湿地和蟹塘维护。系统包括前端不少于两级的生态湿地、进水滤网、蟹塘进水口、绿狐尾藻浮床、蟹塘、防蛙纱网、出水滤网、蟹塘出水口、防逃板。操作简便，成本低，结构简单，使用方便，适宜在长江中下游及以南雨水丰沛的丘陵地区和平原河网区应用。

Description

一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法及系统
技术领域
本发明涉及水产养殖与农业环境领域，更具体涉及一种大闸蟹的养殖和农业面源污染治理的方法，同时还涉及一种充分利用农业面源污染治理的多级生态湿地构建中华绒螯蟹养殖的系统，尤其适用于中国长江以南地区。
背景技术
中华绒螯蟹(大闸蟹)是中国传统的水产珍品，因其市场前景好、经济效益高，受到水产养殖业的特别青睐。中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)一般采用生态养殖的方法，其中水生植物的选用具有重要影响，常用的水生植物主要包括伊乐藻(Elodea canadensis)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria natans)等，其中伊乐藻最为常用。伊乐藻是一种周期性生长的沉水植物，其生长旺期为4～6月和9～11月，在6月初至7月伊乐藻会大量死亡，直至9月份初再开始缓慢生长，因此采用伊乐藻养殖中华绒螯蟹时还需与其它水草(如苦草)搭配使用才能达到较好的养殖效果。水花生的生长阶段为4～10月，到养殖后期也会面临植物衰亡、残体腐败等问题。伊乐藻等水生植物残体在衰亡腐败过程中均会向水体释放大量的氮磷，导致池塘水质恶化，而7～8月份又是中华绒螯蟹生长的关键时期，水质恶化会导致中华绒螯蟹的非正常死亡，对产量和经济效益影响巨大。因此选用适宜性好、生长期长的水生植物对于提高中华绒螯蟹养殖的经济效益具有重要意义。
另外，在南方亚热带地区开展农业面污染治理过程中生态湿地建设是其中的重要技术措施之一，需要占用一定面积的土地或池塘湿地，但是由于污染治理仅有生态效益而没有经济效益，因此群众对于农村污染治理的积极性不高。基于此研发合适的技术，能将农业面源污染治理与水产养殖有机结合起来，从而实现生态效益与经济效益二者的兼顾，不仅有利于水产养殖业的发展，也有利于农业面源污染治理技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种利用农业面源污染治理工程中的生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法，方法易行，操作简便，建设和运行成本低，且可以产生显著的经济效益，适宜在中国长江中下游及以南的广大亚热带丘陵区与平原河网区应用。
本发明的另一个目的是在于提供了一种充分利用农业面源污染治理的多级生态湿地构建中华绒螯蟹养殖的系统，实现生态治污与高效水产养殖的有机结合，每年仅需要有限次数的维护，结构简单，使用方便，运行成本低，适宜在中国长江中下游及以南雨水丰沛的广大亚热带丘陵地区和平原河网区应用。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法，其步骤是:
A、蟹塘系统的设计与施工：在地形相对开阔、排水通畅、水源丰富的南方亚热带丘陵区或平原河网区，选取以治理农田面源污染为主的生态治理工程多级(3－5级)生态湿地，将其中的第三级与第四级湿地改造成蟹塘，蟹塘的实际水深控制在80-120cm，建成一种利用绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)生态湿地养殖中华绒螯蟹的技术系统。所述的多级生态湿地是指含有不少于三级的治理农业面源污染治理为目的生态湿地系统。所述的排水通畅是指在洪涝条件下上游流入湿地系统的水不会淹没蟹塘，导致蟹苗逃逸而造成养殖户的经济损失。所述的水源丰富是指在出现干旱条件下可以采用其他形式(如山泉水或井水)补充蟹塘水源，以维持蟹塘正常的蓄水水位。多级(3-5级)生态湿地与蟹塘系统的平面布局见图1A，蟹塘系统的纵断面设计图见图1B。蟹塘系统关键部位的设计方案主要包括：
(1)蟹塘：蟹塘是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖的核心部位，蟹塘的目的在于利用生态湿地建立一个适宜于中华绒螯蟹生长的场所，蟹塘的进水是经过了前段湿地处理以后已经变得相对较好，将原来末端生态湿地改造为水深80-120cm的池塘，底部为泥质，四周护坡可以是自然泥质护坡，也可以是水泥硬化护坡。蟹塘的设计方案见图1A、图1B。
(2)溢流装置：溢流装置是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖系统设计的关键环节。溢流装置的目的在于利用自然落差(不添加人工动力)将沟渠排水导入湿地(图1A、图1B)，实现将上游生态湿地内的水导入蟹塘，并通过出水口排出蟹塘，维持蟹塘内的水体处于流动交换状态。溢流装置设计方案见图2a、图2b、图2c。
(3)绿狐尾藻生态浮床：绿狐尾藻生态浮床的构建与管理是本技术的核心环节。在蟹塘的水面种植浮水植物绿狐尾藻，自然形成浮床，其对水面的总覆盖度控制范围为60％～80％，其主要目的包括四个方面：1)为中华绒螯蟹躲避天敌、蜕壳等活动提供良好的栖息场地；2)由于绿狐尾藻生物量大，可以转化吸收水体内的氮磷养分以及中华绒鳌蟹的代谢产物，从而起到净化水质的作用；3)为中华绒螯蟹的天然食物螺蛳的生存提供附着物和食物；4)降低夏季高温阶段蟹塘水体的温度。由于绿狐尾藻浮床自然漂浮于水面，避免了太阳对水体的直射，加上植物蒸腾过程中对水体热量的耗散，从而起到降低蟹塘水体温度的作用，为中华绒螯蟹的正常生长提供良好的水体环境。
(4)防护装置：主要包括防蛙网和防逃板两个部分。所述的防蛙网是指在蟹塘周围设置围网，主要目的在于防止螃蟹的天敌青蛙、蛤蟆等肉食性两栖动物跃入蟹塘，对螃蟹的养殖构成危害。防蛙网设计方案见图2a、图2b、图2c。所述的防逃板是指在蟹塘周围防蛙网的内侧设置防表面光滑的隔板，以防止螃蟹爬出池塘以后从养殖塘逃逸。防逃板的设计方案见图2a、图2b、图2c。
B、生态湿地和蟹塘植物的配置：水生植物的合理配置是生态湿地和蟹塘设计的核心内容之一。综合考虑生态湿地不同部位的水流特征、生态功能和水生植物的生物学特性，对前端生态湿地和蟹塘的水生植物选择要求具有以下特点：多年生、生物量大、再生能力强，在湿地内不同部位栽种不同类型的水生植物，所述的水生植物为莲藕(Nelumbonucifera)、梭鱼草(Pontederia cordata)、茭白(Zizania caduciflora)、黑三棱(Sparganium stoloniferum)、睡莲(Nymphaea alba)、荇菜(Nymphoides peltatum)、绿狐尾藻的一种或二至三种的任意混合种植。前端生态湿地主要以种植挺水植物莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱其中的一种或二至四种的任意混合，其中还可以混种部分绿狐尾藻。蟹塘中除了主要种植绿狐尾藻浮床以外，还可在岸边浅水区种植少量的莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱等挺水植物其中的一种或二至四种的任意混合。
关于前段生态湿地(1～2级)与蟹塘的有关情况说明如下：
1～2级生态湿地：位于蟹塘的前端，主要承纳并处理含有氮磷污染物的农田排水和少量的生活污水，湿地水深20-100cm，湿地周围的浅水区主要配置株型在80－150cm、栽植密度较小(3-5丛/m2)的稀植、丛生型挺水植物，适宜的挺水植物主要有莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱等其中的一种或二至四种的任意混合种植，栽植密度一般为3-5丛/m2，中间的深水区以种植一般栽植浮叶植物或浮水植物，如睡莲、荇菜、绿狐尾藻等其中的一种或二至三种的任意混合种植。浮叶植物的栽植密度一般为6-8丛/m2，浮叶植物与浮水植物对水面总的郁闭度控制在40-50％。
蟹塘：面积大小根据具体情况确定，可以是一级或者是两级，水深控制为80-120cm，主要种植生物量高(年干生物量>5kg/m2)的浮水植物绿狐尾藻，栽植密度一般以水面郁闭度控制在60％-80％为宜。
C、蟹塘中放养中华绒螯蟹：在湿地系统和蟹塘建成以后，首先对蟹塘进行干塘消毒。所述的干塘消毒是指将蟹塘的水排干(或抽干)以后在塘底和护坡等处均匀撒施生石灰(每亩用量为60-80kg/亩)。然后正常进水并在生态湿地和蟹塘中栽植水生植物，正常运行5-6个月以后，即可以在蟹塘中放养中华绒螯蟹蟹苗(扣蟹)，每年投放蟹苗的时间为2月10-20号，蟹苗投放量为700-900只/亩水面，投放蟹苗的规格为200只/kg的扣蟹。由于湿地和蟹塘内不断有废水流入，加上水生植物繁茂，湿地水体中的浮游动物、底栖动物、藻类等中华绒螯蟹的天然饵料十分丰富，可为中华绒螯蟹提供一个良好的生存环境，只需定期(从3月到10月每月一次)从前端湿地或其它区域打捞螺蛳并补充到后端的蟹塘中，作为中华绒螯蟹的天然饵料，无需专门投放其它人工饵料。螺蛳的投放频率为每月一次，每次的投放量为80-100kg/亩。根据试验结果，中华绒螯蟹一般成活率为75％左右，可以收获750只/亩，按平均市场单价8元/只计，每亩的总销售收益为7500元左右，扣除相关成本1850元/亩，其中包括蟹苗费用250元/亩、工程材料等费用2000元/亩(可以多次使用，按5年平均，每年平均的费用为400元/亩)、人工费用1000元、其它支出(如石灰等药剂费用)200元/亩，因此每年每亩蟹塘平均的净收益为2950元，显著高于正常的水稻种植收益(1000-1500元)。本方法养殖的中华绒螯蟹为人放天养，完全食用天然饵料，无需人工喂食，因此其水产品的品质均较好，市场销售一般要高处市场价格的20％-30％，因此生态湿地在确保实现面源污染治理目标的同时，每亩湿地(蟹塘)还可以获得平均2000-3000元的额外经济效益，可谓是一举两得。
D、蟹塘的管理与维护：为了保持生态湿地具有较好的面源污染治理效果，对生态湿地要定期维护。主要包括：
1)湿地植物的刈割与利用：生态湿地管理的关键在于将其中生长的水生植物定期进行收割，将水生植物从泥沙和水体中吸收的氮磷移出湿地，避免植物在湿地中枯死腐烂后产生二次污染。刈割的频率根据水生植物的不同而有所差异，莲藕与睡莲只在每年的秋季待植物地上部枯死后(11-12月份)收割一次；黑三棱每年可收割2次(5-6月份1次，9-10月份1次)；梭鱼草每年收割3-4次，在4-11月每2-3个月可以收割一次；而生长相对较快的绿狐尾藻每年可收割4-5次，在3-11月份每30-40d收割一次。收割的水生植物材料主要用于绿肥直接还田或覆盖到茶园、果园等，实现氮磷养分的循环利用。绿狐尾藻经收割并粉碎以后还可直接用作猪、牛、羊的青绿饲料。此外，湿地周边的杂草在每年的5月、8月和11月份要进行一次人工刈割，主要目的是防止其影响湿地周边道路的通畅及湿地内水生植物的正常生长。在生态湿地与蟹塘周边不得使用除草剂等农药，以免对中华绒螯蟹和湿地内的水生动物产生毒害。
2)生态湿地和蟹塘的维护：生态湿地和蟹塘要定期巡查和维护，主要目的在于防止水草与杂物堵塞进出水口和及时发现边坡垮塌等现象发生，以便及时修复，以保证生态湿地和蟹塘的正常运行。对于进出水口的滤网要及时检查，防止堵塞与破漏，以保障水流通畅并避免中华绒螯蟹沿着进出水口逃逸。对于防蛙网和防逃板也要定期检查，如果发现破损要及时修补，以确保其密闭性，防治青蛙进入蟹塘和中华绒螯蟹逃逸。
通过上述四个步骤的技术措施：解决了采用生态湿地处理面源污染物时土地占用面积大、无经济效益的运行难题，也为水体氮磷污染物的资源化利用提供了新的路径，从技术层面上解决了农业面源污染治理工程的可持续运行经费来源难的问题，在显著提升人工湿地系统污染治理效果的同时，也大幅度提高了湿地系统的经济效益，达到了生态效益与经济效益兼顾的效果，解决了一般生态治污与水产养殖有机结合的问题。最关键的步骤是蟹塘的设计与施工，这个步骤主要解决了将生态改造成可以养殖中华绒螯蟹的蟹塘，尤其是绿狐尾藻生态浮床的设计与施工为：中华绒螯蟹的蟹塘提供了关键的有利于其生长的栖息环境。
一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的系统，它包括前端不少于两级的生态湿地(出水水质达到接近地表水V类水质标准)、总进水口、一级生态湿地、二级生态湿地进水口、二级生态湿地、进水滤网、蟹塘进水口、绿狐尾藻浮床、蟹塘、出水滤网、防蛙纱网、蟹塘出水口、防逃板、蟹塘护坡组成，其连接关系是：一级生态湿地通过二级生态湿地进水口与二级生态湿地连接，二级生态湿地通过蟹塘进水口和进水滤网与蟹塘相连；蟹塘通过蟹塘护坡与外围安装的防逃板和防蛙纱网相连；蟹塘通过出水滤网与蟹塘出水口相连；蟹塘通过出水口与下游排水沟相连；绿狐尾藻生态浮床通过水体与蟹塘护坡相连，前段生态湿地通过蟹塘进水口与蟹塘相连；蟹塘进水口在前端装有进水滤网；在蟹塘周围分别设置防逃板和防蛙纱网与周围环境隔开，蟹塘内设置绿狐尾藻生态浮床和蟹塘护坡，在蟹塘下游设有出水口，在蟹塘出水口前端装有出水滤网。前段湿地内的水通过装有进水滤网的溢流槽流入蟹塘，出水滤网分别与蟹塘、蟹塘出水口相连，蟹塘内的水在通过装有出水滤网的蟹塘出水口流出，进入下游的排水沟。溢流装置中的上游生态湿地通过溢流槽与蟹塘连接，蟹塘通过溢流装置中的溢流槽(蟹塘出水口)与下游排水沟连接。通过相连，形成多级湿地面源污染治理与中华绒螯蟹养殖系统，可将上游污水从国标劣V类水质改善至国标IV类以上水质。
通过上述的描述可知，前段生态湿地、蟹塘、溢流装置、绿狐尾藻生态浮床这些部件是该系统的关键部件，通过相连，解决了现有生态湿地治理污染技术中不产生经济效益的缺陷，也降低了现有常规中华绒螯蟹养殖技术中部分饵料成本和土地占地成本的问题，具有显著的技术进步。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
①选用绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)比选用其他水生植物更有利于中华绒螯蟹生长。本发明选用的水生植物绿狐尾藻的生长期长，正好与中华绒螯蟹的生长阶段基本吻合：大闸蟹的养殖时间为2～11月，绿狐尾藻的旺盛生长期为3～12月；绿狐尾藻为浮水植物，长期漂浮于水面，既可以避免夏季高温阶段池塘水温过高对中华绒螯蟹的生长产生不利影响，同时茂密网状的植物结构可为中华绒螯蟹脱壳提供最佳的栖息环境，使其免遭天敌(如青蛙)的捕食危害；绿狐尾藻生物量大，对水体氮磷养分的吸收能力强，水质净化效果很骄傲，可以长期保持池塘水体水质出于良好的状态。这些均有利于中华绒螯蟹的生长和养殖效益的提高。
②本发明在将面源污染治理与中华绒螯蟹养殖有机结合方面具有一定的创新性：现有中华绒螯蟹养殖技术均是利用专门的池塘水体开展养殖，现有的面源污染治理技术也一般不包含水产养殖环节。本发明技术将二者进行了有机结合，在确保污染治理效果不降低的前提下，能实现中华绒螯蟹的生态养殖，既提高了污染治理的经济效益，也降低了水产养殖的土地占用成本，实现了生态效益与经济效益的有机结合。
③运行成本低、操作简单。现有中华绒螯蟹养殖技术中多数需要投放饵料，而本发明技术主要充分利用面源污染治理过程中产生的中间产物(湿地底栖动物螺蛳和水生植物)作为中华绒螯蟹的天然饵料，大幅度降低了养殖的饲料成本；对于用于中华绒螯蟹养殖的生态治污湿地的日常维护也十分简单，主要是对绿狐尾藻的定期收割(每年平均2～3次)和日常巡查(每周1-2次)，操作十分简单；收割的绿狐尾藻可以加工成畜禽养殖的青绿饲料加以资源化利用，可产生一定的经济效益，这些也为生态湿地的可持续运行建立了新的模式。
附图说明
图1A为一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖系统的平面布局示意图。
图1B一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖系统的断面示意图。
图2a为一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖系统的溢流装置俯视图。
图2b为一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖系统的溢流装置A1-A2纵断面图。
图2c为一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖系统的溢流装置B1-B2纵断面图。
其中：1—总进水口、2—一级湿地；3—二级湿地进水口；4—二级湿地；5—进水滤网(防止蝌蚪等进入蟹塘，网孔为10～20目)、6—蟹塘进水口；7—绿狐尾藻浮床，盖度占水面面积的60％～80％；8—蟹塘，水深控制为80～120cm；9—出水滤网(防止中华绒螯蟹通过排水孔逃跑)、10—防蛙纱网(防止青蛙等跳入池塘、高度为60～80cm，网孔为10～20目，材质可以为尼龙网或不锈钢丝网)和防逃板(40-60cm，防止中华绒螯蟹逃跑)、11—蟹塘出水口(结构与溢流槽)、12—防逃板(防止中华绒螯蟹爬出水体，高度40-50cm，材质为玻璃钢或者光滑塑料板)、13—蟹塘护坡，为泥质或者水泥板硬化、14－溢流装置顶宽(为35-40cm)、15－溢流装置下游护坡(坡度1:0.4-0.5，混凝土结构，厚度5-8cm)、16－溢流装置防冲护坎(混凝土结构，长度40-50cm，厚度15-20cm，反坡3-5°)、17－溢流槽(砖混结构，口宽18-22cm)、18－槽间踏步(砖混结构，长30-35cm，顶部与溢流装置同宽)、19－溢流槽衬砌部分(总长度100-120cm)、20－溢流槽深度(18-22cm)；21－溢流装置高度(根据湿地深度具体确定，比两侧湿地最高水位高出20-25cm)、22－溢流装置芯体(为自然或夯实土质)、23－溢流装置上游护坡(坡度1:0.4-0.5，混凝土结构，厚度5-8cm)、24－溢流装置下游护坡(坡度1:0.4-0.5，混凝土结构，厚度5-8cm)；25－溢流装置顶宽(为35-40cm)；26－溢流装置底宽105-150cm。图中红色箭头为水流方向。
具体实施方式
实施例1：
一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法，其步骤是:
A、蟹塘系统的设计与施工：在地形相对开阔、排水通畅、水源丰富的南方亚热带丘陵区或平原河网区，选取以治理农田面源污染为主的生态治理工程多级生态湿地，将其中的第三级与第四级湿地改造成蟹塘，蟹塘的实际水深控制在80-120cm，建成一种利用绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)生态湿地养殖中华绒螯蟹的技术系统。所述的多级生态湿地是指含有不少于三级的治理农业面源污染治理为目的生态湿地系统。所述的排水通畅是指在洪涝条件下上游流入湿地系统的水不会淹没蟹塘，导致蟹苗逃逸而造成养殖户的经济损失。所述的水源丰富是指在出现干旱条件下可以采用其他形式(如山泉水或井水)补充蟹塘水源，以维持蟹塘正常的蓄水水位。多级(3-5级)生态湿地与蟹塘系统的平面布局见图1A，蟹塘系统的纵断面设计图见图1B。蟹塘系统关键部位的设计方案主要包括：
(1)溢流装置：溢流装置是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖系统设计的关键环节。溢流装置的目的在于利用自然落差(不添加人工动力)将沟渠排水导入湿地(图1A、图1B)，实现将上游生态湿地内的水导入蟹塘，并通过出水口排出蟹塘，维持蟹塘内的水体处于流动交换状态。溢流装置设计方案见图2A、图2B、图2C。
(2)绿狐尾藻生态浮床：绿狐尾藻生态浮床的构建与管理是本技术核心环节。在蟹塘的水面种植浮水植物绿狐尾藻(Myriophillum elatinoides)，自然形成浮床，其对水面的总覆盖度控制范围为60％～80％，其主要目的包括四个方面：1)为中华绒螯蟹躲避天敌、蜕壳等活动提供良好的栖息场地；2)由于绿狐尾藻生物量大，可以转化吸收水体内的氮磷养分以及中华绒鳌蟹的代谢产物，从而起到净化水质的作用；3)为中华绒螯蟹的天然食物螺蛳的生存提供附着物和食物；4)降低夏季高温阶段蟹塘水体的温度。由于绿狐尾藻浮床自然漂浮于水面，避免了太阳对水体的直射，加上植物蒸腾过程中对水体热量的耗散，从而起到降低蟹塘水体温度的作用，为中华绒螯蟹的正常生长提供良好的水体环境。
(3)防护装置：主要包括防蛙网和防逃板两个部分。所述的防蛙网是指在蟹塘周围设置围网，主要目的在于防止螃蟹的天敌青蛙、蛤蟆等肉食性两栖动物跃入蟹塘，对螃蟹的养殖构成危害。防蛙网设计方案见图2A、图2B、图2C。所述的防逃板是指在蟹塘周围防蛙网的内侧设置防表面光滑的隔板，以防止螃蟹爬出池塘以后从养殖塘逃逸。防逃板的设计方案见图2A、图2B、图2C。
所述的本发明步骤A：在地形相对开阔、排水通畅、水源丰富的南方亚热带丘陵区或平原河网区，选取以治理农田面源污染为主的生态治理工程多级生态湿地，将其中的第三级与第四级湿地改造成蟹塘，目的在于将普通的人工湿地等建成适宜于中华绒螯蟹生长的蟹塘，以利于在在前段湿地能够处理上游面源来源的农田排水和少量生活污水排放所携带的氮磷污染物的同时，下端的蟹塘能够开展中华绒螯蟹养殖，以便取得一定的经济效益。前段湿地系统对主要污染物化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率总体上可达60％以上，90％以下，蟹塘也对水体也具有净化作用，对主要污染物化学需氧量(COD)、TN、TP的去除率进一步提升到84％以上和99％以下。根据2002年颁布的国家地面水水质标准(GBGB3838—2002)，该生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法可明显改善小流域下游排水的水质，主要面源污染物指标COD从入口的劣V类(80-130mg/L)水质提高到III类(15-20mg/L)，TN从劣V类(20-35mg/L)提高到IV类(0.5-1.5mg/L)，氨氮从劣V类(16-26)提高到III类(0.3-0.8)水质，TP从劣V类(3.2-6.0mg/L)提高到了II类水质(0.1-0.15mg/L)，出水总体上提升到IV类水质标准(见表1)。
表1生态湿地与蟹塘对农业面源污染物的处理效果
Figure BDA0003236553290000141
*注：表中括弧内编号为出水达到的国家地表水水质标准(GBGB3838—2002)。
步骤B、生态湿地和蟹塘植物的配置：水生植物的合理配置是生态湿地和蟹塘设计的核心内容之一。综合考虑生态湿地不同部位的水流特征、生态功能和水生植物的生物学特性，对前端生态湿地和蟹塘的水生植物选择要求具有以下特点：多年生、生物量大、再生能力强，在湿地内不同部位栽种不同类型的水生植物，所述的水生植物为莲藕(Nelumbonucifera)、梭鱼草(Pontederia cordata)、茭白(Zizania caduciflora)、黑三棱(Sparganium stoloniferum)、睡莲(Nymphaea alba)、荇菜(Nymphoides peltatum)、绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)的一种或二至三种的任意混合种植。前端生态湿地主要以种植挺水植物莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱其中的一种或二至四种的任意混合，其中还可以混种部分绿狐尾藻。蟹塘中除了主要种植绿狐尾藻浮床以外，还可在岸边浅水区种植少量的莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱等挺水植物其中的一种或二至四种的任意混合。
关于前段生态湿地(1～2级)与蟹塘的有关情况说明如下：
1～2级生态湿地：位于蟹塘的前端，主要承纳并处理含有氮磷污染物的农田排水和少量的生活污水，湿地水深20-100cm，湿地周围的浅水区主要配置株型在80－150cm、栽植密度较小(3-5丛/m2)的稀植、丛生型挺水植物，适宜的挺水植物主要有莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱等其中的一种或二至四种的任意混合种植，栽植密度一般为3-5丛/m2，中间的深水区以种植一般栽植浮叶植物或浮水植物，如睡莲、荇菜、绿狐尾藻等其中的一种或二至三种的任意混合种植。浮叶植物的栽植密度一般为6-8丛/m2，浮叶植物与浮水植物对水面总的郁闭度控制在40-50％。
蟹塘：面积大小根据具体情况确定，可以是一级或者是两级，水深控制为80-120cm，主要种植生物量高(年干生物量>5kg/m2)的浮水植物绿狐尾藻，栽植密度一般以水面郁闭度控制在60％-80％为宜。
所述的本发明步骤B、在生态湿地和蟹塘中配置不同的水生植物，目的在于利用水生植物对水体的物理拦截作用(降低流速、延长流水在生态湿地内的滞留时间)以及水生植物及微生物对氮磷的直接吸收、转化和固定作用，逐渐消纳水体中各种形态的氮磷污染物，从而对水体起到净化作用。在前段生态湿地中主要配置相对高大的挺水植物，主要原因在于高大的植物可降低水流流速，延长湿地对污染物的消纳转化时间，在后段的蟹塘中配置浮水植物绿狐尾藻主要是为湿地内的中华绒螯蟹及其天然饵料螺蛳提供有利的栖息场所，同时也可促进氮磷污染物的转化。
该中华绒螯蟹养殖技术及系统所选的水生植物生长量均比较大，平均生物量折干重可达26.7t/hm2，水生植物直接吸收的总氮和总磷分别平均达到氮511.9kg/hm2和磷58.1kg/hm2。这些生物质收获以后可以用于畜禽养殖的青绿饲料，也可以作为有机肥直接用于茶园、果园的覆盖，部分替代正常的施肥，不仅减少了化肥的投入，而且可明显提高茶叶等农产品品质。
表2生态湿地三种主要植物年生物量(干)与氮磷吸收量
Figure BDA0003236553290000161
Figure BDA0003236553290000171
步骤C蟹塘中放养中华绒螯蟹：在湿地系统和蟹塘建成以后，首先对蟹塘进行干塘消毒。所述的干塘消毒是指将蟹塘的水排干(或抽干)以后在塘底和护坡等处均匀撒施生石灰(每亩用量为60-80kg/亩)。然后正常进水并在生态湿地和蟹塘中栽植水生植物，正常运行5-6个月以后，即可以在蟹塘中放养中华绒螯蟹蟹苗(扣蟹)，每年投放蟹苗的时间为2月10-20号，蟹苗投放量为700-900只/亩水面，投放蟹苗的规格为200只/kg的扣蟹。由于湿地和蟹塘内不断有废水流入，加上水生植物繁茂，湿地水体中的浮游动物、底栖动物、藻类等中华绒螯蟹的天然饵料十分丰富，可为中华绒螯蟹提供一个良好的生存环境，只需定期(从3月至9月每月一次)从前端湿地或其它区域打捞螺蛳并补充到后端的蟹塘中，作为中华绒螯蟹的天然饵料，无需专门投放其它人工饵料。螺蛳的投放频率为每月一次，每次的投放量为80-100kg/亩。根据试验结果，中华绒螯蟹一般成活率为75％左右，可以收获750只/亩，按平均市场单价8元/只计，每亩的总销售收益为7500元左右，扣除相关成本1850元/亩，其中包括蟹苗费用250元/亩、工程材料等费用2000元/亩(可以多次使用，按5年平均，每年平均的费用为400元/亩)、人工费用1000元、其它支出(如石灰等药剂费用)200元/亩，因此每年每亩蟹塘平均的净收益为2950元，显著高于正常的水稻种植收益(1000-1500元)。本方法养殖的中华绒螯蟹为人放天养，完全食用天然饵料，无需人工喂食，因此其水产品的品质均较好，市场销售一般要高处市场价格的20％-30％，因此生态湿地在确保实现面源污染治理目标的同时，每亩湿地(蟹塘)还可以获得平均2000-3000元的额外经济效益，可谓是一举两得。
所述的本发明步骤C：在蟹塘内中放养中华绒螯蟹，目的在于利用生态湿地内良好的水体环境和丰富的天然饵料资源，提升生态湿地的经济效益。同时中华绒螯蟹及其天然饵料——活体底栖动物螺蛳还通过其自身的活动对底泥产生扰动，增加底泥与水体的接触，从而增加底泥对氮磷的吸附和固定量，减少了氮磷向下游的迁移。中华绒螯蟹和螺蛳的采食过程也促进了氮磷沿水生生态系统食物链的迁移转化，也起到了直接净化水体的作用。
D、蟹塘的管理与维护：为了保持生态湿地具有较好的面源污染治理效果，对生态湿地要定期维护。主要包括：
1)湿地植物的刈割与利用：生态湿地管理的关键在于将其中生长的水生植物定期进行收割，将水生植物从泥沙和水体中吸收的氮磷移出湿地，避免植物在湿地中枯死腐烂后产生二次污染。刈割的频率根据水生植物的不同而有所差异，莲藕与睡莲只在每年的秋季待植物地上部枯死后(11-12月份)收割一次；黑三棱每年可收割2次(5-6月份1次，9-10月份1次)；梭鱼草每年收割3-4次，在4-11月每2-3个月可以收割一次；而生长相对较快的绿狐尾藻每年可收割4-5次，在3-11月份每30-40d收割一次。收割的水生植物材料主要用于绿肥直接还田或覆盖到茶园、果园等，实现氮磷养分的循环利用。绿狐尾藻经收割并粉碎以后还可直接用作猪、牛、羊的青绿饲料。此外，湿地周边的杂草在每年的5月、8月和11月份要进行一次人工刈割，主要目的是防止其影响湿地周边道路的通畅及湿地内水生植物的正常生长。在生态湿地与蟹塘周边不得使用除草剂等农药，以免对中华绒螯蟹和湿地内的水生动物产生毒害。
2)生态湿地和蟹塘的维护：生态湿地和蟹塘要定期巡查和维护，主要目的在于防止水草与杂物堵塞进出水口和及时发现边坡垮塌等现象发生，以便及时修复，以保证生态湿地和蟹塘的正常运行。对于进出水口的滤网要及时检查，防止堵塞与破漏，以保障水流通畅并避免中华绒螯蟹沿着进出水口逃逸。对于防蛙网和防逃板也要定期检查，如果发现破损要及时修补，以确保其密闭性，防治青蛙进入蟹塘和中华绒螯蟹逃逸。
所述的本发明步骤D、对生态湿地和蟹塘内生长的水生植物进行定期收割以及日常检查维护等，目的在于保持生态湿地和蟹塘处于良好的运行状态，从而最大限度地保证湿地生态系统对随水迁移下来的氮磷污染物的消纳转化作用，并且保障中华绒螯蟹的良好生长，从而实现生态效益与经济效益的有机结合。
实施例2：
根据图1a、图1b可知，一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖的系统，它由总进水口1、一级生态湿地2、二级生态湿地进水口3、二级生态湿地4、进水滤网5、蟹塘进水口6、绿狐尾藻浮床7、蟹塘8、出水滤网9、防蛙纱网10、蟹塘出水口11、防逃板12组成，其连接关系是：一级湿地2通过二级湿地进水口3与二级湿地4连接，二级湿地4通过蟹塘进水口6和进水滤网5与蟹塘8相连；蟹塘8通过蟹塘护坡13与外围安装的防逃板12和防蛙纱网10相连；蟹塘8通过出水滤网9与蟹塘出水口11相连；蟹塘8通过出水口11与下游排水沟相连；绿狐尾藻生态浮床7通过水体8与蟹塘护坡13相连，前端生态湿地(不少于两级)通过蟹塘进水口6与蟹塘8相连；蟹塘进水口6在前端装有进水滤网5；在蟹塘8周围分别设置防逃板7和防蛙纱网10与周围环境隔开，蟹塘8内设置绿狐尾藻生态浮床7和蟹塘护坡13，在蟹塘8下游设有出水口11，在蟹塘出水口11前端装有出水滤网9。前段湿地内的水通过装有进水滤网5的溢流槽17流入蟹塘8，出水滤网9分别与蟹塘8、蟹塘出水口11相连，蟹塘8内的水在通过装有出水滤网9的蟹塘出水口11流出，进入下游的排水沟。通过相连，形成多级湿地面源污染治理与中华绒螯蟹养殖系统，可将上游污水从劣五类水质改善至国标IV类以上水质。
实施例3：
根据图1a、图1b可知，一种绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的系统，它由前端不少于两级的生态湿地(出水水质达到接近地表水V类水质标准)、前端安有进水滤网5(孔径不小于10目)的蟹塘进水口6、蟹塘水体8(水深80～120cm，蟹塘护坡13为泥质或者水泥板硬化均可)、绿狐尾藻浮床7(占池塘水面的盖度为60～70％)、前端安有出水滤网9(孔径不小于10目)的蟹塘出水口11、蟹塘周围的防逃板12(防止中华绒螯蟹爬出水体，高度40-50cm，材质为玻璃钢或者光滑塑料板)和防蛙纱网10(防止青蛙等跳入池塘；高度为60～80cm，网孔为10～20目，材质可以为尼龙网或不锈钢丝网)组成。其连接关系是：一级湿地2通过二级湿地进水口3与二级湿地4连接，二级湿地4通过蟹塘进水口6和进水滤网5与蟹塘8相连；蟹塘8通过蟹塘护坡13与外围安装的防逃板12和防蛙纱网10相连；蟹塘8通过出水滤网9与蟹塘出水口11相连；蟹塘8通过出水口11与下游排水沟相连；绿狐尾藻生态浮床7通过水体8与蟹塘护坡13相连。通过相连，形成绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的系统。
实施例4：
根据图2a、图2b、图2c可知，一种生态湿地与蟹塘进出水口的设计方式——溢流装置，它由溢流装置芯体22(土质，顶宽35-40cm，底宽105-150cm，总长度100-120cm)、溢流装置上游护坡23(坡度1:0.4-0.5，混凝土结构，厚度5-8cm)、溢流装置下游护坡24(坡度1:0.4-0.5，混凝土结构，厚度5-8cm)、溢流装置防冲护坎16(混凝土结构，长度40-50cm，厚度15-20cm，反坡3-5°)、溢流槽17(砖混结构，口宽18-22cm)、槽间踏步18(砖混结构，长30-35cm，顶部与溢流装置同宽)组成。所述的溢流装置由溢流装置芯体22、溢流装置上游护坡23、溢流装置下游护坡24、溢流装置防冲护坎16、溢流槽17以及槽间踏步18连为一体，共同构成一个整体构件溢流装置。其连接关系是：溢流槽17分别与溢流装置上游护坡23和溢流装置下游护坡24相连，溢流装置芯体22分别与溢流装置上游护坡23、下游护坡24、溢流槽17、槽间踏步18相连。溢流装置下游护坡24分别与溢流槽17、槽间踏步18以及溢流装置防冲护坎16相连。
通过上述技术措施，将上一级湿地的水通过溢流槽17与蟹塘相连，蟹塘水通过溢流槽17与下游的排水沟相连，从而实现上下游水体的连通。

Claims (6)

1.一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法，其步骤是:
A、蟹塘系统的设计与施工：在地形相对开阔、排水通畅、水源丰富的南方亚热带丘陵区或平原河网区，选取以治理农田面源污染为主的生态治理工程3－5级生态湿地，将其中的末端两级湿地改造成蟹塘系统，所述的多级生态湿地是指含有不少于3级的开展农业面源污染治理的生态湿地系统，所述的排水通畅是指在洪涝条件下上游流入湿地系统的水不淹没蟹塘，所述的水源丰富是指在出现干旱条件下采用山泉水或井水补充蟹塘水源，蟹塘系统的设计与施工方案包括：
(1)蟹塘：蟹塘是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖的核心场所，将生态湿地改为水深80-120cm的池塘，底部为泥质，四周护坡，为硬化的水泥护坡；
(2)溢流装置：溢流装置是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖系统的关键组成部分，溢流装置是利用自然落差将沟渠排水导入湿地，将上游生态湿地内的水导入蟹塘，塘水最后通过出水口排出蟹塘；
(3)绿狐尾藻生态浮床：绿狐尾藻生态浮床是利用湿地系统开展中华绒螯蟹养殖系统的关键组成部分，在蟹塘的水面种植浮水植物绿狐尾藻，自然形成浮床，其对水面的总覆盖度控制范围为60％～80％；
(4)防护装置：包括防蛙网和防逃板两个部分，所述的防蛙网是指在蟹塘周围设置围网，所述的防逃板是指在蟹塘周围防蛙网的内侧设置表面光滑的隔板；
B、生态湿地和蟹塘植物的配置：水生植物的合理配置是生态湿地和蟹塘设计的关键，综合考虑生态湿地不同部位的水流特征、生态功能和水生植物的生物学特性，在前端生态湿地和蟹塘种植多年生、生物量大、再生能力强的水生植物，在湿地内不同部位栽种不同类型的水生植物，所述的水生植物为莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱、睡莲、荇菜、绿狐尾藻的一种或二至三种的任意混合种植，前端生态湿地主要种植挺水植物莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱其中的一种或二至四种的任意混合，蟹塘中除了种植绿狐尾藻浮床以外，在岸边浅水区种植少量的莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱挺水植物其中的一种或二至四种的任意混合；
C、蟹塘中放养中华绒螯蟹：在湿地系统和蟹塘建成后，首先对蟹塘进行干塘消毒，所述的干塘消毒是指将蟹塘的水排干后在塘底和护坡等处均匀撒施生石灰：每亩用量为60-80kg/亩，然后正常进水并在生态湿地和蟹塘中栽植水生植物，正常运行5-6个月以后，在蟹塘中放养中华绒螯蟹蟹苗，每年投放蟹苗的时间为2月10-20号，蟹苗投放量为700-900只/亩水面，投放蟹苗的规格为200只/kg的扣蟹，定期从前端湿地或其它区域打捞螺蛳并补充到后端的蟹塘中，为中华绒螯蟹的天然饵料，螺蛳的投放频率为每月一次，每次的投放量为80-100kg/亩；
D、蟹塘的管理与维护：保持生态湿地和蟹塘的面源污染治理功能，对生态湿地和蟹塘定期维护，包括：
1)湿地植物的刈割与利用：生态湿地管理的在于将其中生长的水生植物定期进行收割，将水生植物从泥沙和水体中吸收的氮磷移出湿地，莲藕与睡莲只在每年的秋季待植物地上部枯死后收割一次；黑三棱每年可收割2次；梭鱼草每年收割3-4次，在4-11月每2-3个月收割一次；对绿狐尾藻每年收割4-5次，在3-11月份每30-40d收割一次，湿地周边的杂草在每年的5月、8月和11月份进行一次人工刈割；
2)生态湿地和蟹塘的维护：生态湿地和蟹塘定期巡查和维护，对于进出水口的滤网进行检查，防止堵塞与破漏，保障水流通畅并避免中华绒螯蟹沿着进出水口逃逸，对于防蛙网和防逃板也要定期检查，发现破损要及时修补，以确保其密闭性。
2.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的方法，其特征在于：所述的生态湿地，位于蟹塘的前端，湿地水深20-100cm，湿地周围的浅水区配置株型在80－150cm、栽植密度3-5丛/m2的稀植、丛生型挺水植物，挺水植物有莲藕、梭鱼草、茭白、黑三棱其中的一种或二至四种的任意混合种植，栽植密度为3-5丛/m2，中间的深水区以种植栽植浮叶植物或浮水植物，为睡莲、荇菜、绿狐尾藻其中的一种或二至三种的任意混合种植，浮叶植物的栽植密度为6-8丛/m2，浮叶植物与浮水植物对水面总的郁闭度控制在40％-50％。
3.权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹的系统，它包括前端不少于两级的生态湿地、一级生态湿地(2)、二级生态湿地进水口(3)、二级生态湿地(4)、进水滤网(5)、蟹塘进水口(6)、绿狐尾藻浮床(7)、蟹塘(8)、出水滤网(9)、防蛙纱网(10)、蟹塘出水口(11)、防逃板(12)，其特征在于：一级湿地(2)通过二级湿地进水口(3)与二级湿地(4)连接，二级湿地(4)通过蟹塘进水口(6)和进水滤网(5)与蟹塘(8)相连，蟹塘(8)通过蟹塘护坡(13)与外围安装的防逃板(12)和防蛙纱网(10)相连，蟹塘(8)通过出水滤网(9)与蟹塘出水口(11)相连，蟹塘(8)通过出水口(11)与下游排水沟相连，绿狐尾藻生态浮床(7)通过水体(8)与蟹塘护坡13相连，前段生态湿地通过蟹塘进水口(6)与蟹塘(8)相连，蟹塘进水口(6)在前端装有进水滤网(5)，在蟹塘(8)周围分别设置防逃板(12)和防蛙纱网(10)与周围环境隔开，蟹塘(8)内设置绿狐尾藻生态浮床(7)和蟹塘护坡(13)，在蟹塘(8)下游设有出水口(11)，在蟹塘出水口(11)前端装有出水滤网(9)。
4.根据权利要求3所述的一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖的系统，其特征在于：所述的前段湿地内的水通过装有进水滤网(5)的溢流槽(17)流入蟹塘(8)，出水滤网(9)分别与蟹塘(8)、蟹塘出水口(11)相连，溢流装置中的上游生态湿地通过溢流槽(17)与蟹塘(8)连接，蟹塘(8)通过溢流装置中的溢流槽(17)与下游排水沟连接。
5.据权利要求4所述的一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖的系统，其特征在于：所述的溢流装置由溢流装置芯体(22)、溢流装置上游护坡(23)、溢流装置下游护坡(24)、溢流装置防冲护坎(16)、溢流槽(17)及槽间踏步18连为一体，溢流槽(17)分别与溢流装置上游护坡(23)和溢流装置下游护坡(24)相连，溢流装置芯体(22)分别与溢流装置上游护坡(23)、下游护坡(24)、溢流槽(17)、槽间踏步(18)相连。
6.据权利要求5所述的一种利用绿狐尾藻生态湿地养殖中华绒螯蟹养殖的系统，其特征在于：所述的溢流装置下游护坡(24)分别与溢流槽(17)、槽间踏步(18)及溢流装置防冲护坎(16)相连。
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