CN116282556B - 基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，包括：构建目标湖泊修复区域的平均水深～累积淹水时长的关系曲线，从关系曲线获得可供沉水植物生长的水深范围；获取目标湖泊的沉水植物群落组成，根据群落中各沉水植物生长的适宜水深范围筛选用于修复的沉水植物；诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子；诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子；当诊断显示既不存在抑制性因子也不存在限制性因子时，在修复区域撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体；否则，将所筛选沉水植物进行异位育苗，之后将沉水植物幼苗转移至修复区域。本发明方法有助于提高规模化的沉水植物修复效率以及降低修复成本。
Description
技术领域
本申请涉及生态修复工程技术领域，具体涉及基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法。
背景技术
沉水植物具有改善水质、美化景观和栖息地保护等多种生态功能。受水利工程建设、围网养殖及污水排放等多重因素影响，当前湖泊的水文、水质和底泥等环境要素发生了显著改变，湖泊沉水植物发生了普遍的退化。沉水植物修复作为一种常见的湖泊水体净化、水生态改善和景观构建技术，在生态修复中一直具有强烈的市场需求和广泛的工程应用。
沉水植物修复技术的核心是沉水植物群落在水体中完成定植并扩散成群，关键在于确保沉水植物种子或繁殖体在萌发和幼苗阶段的正常生长。然而，由于人类活动影响，适宜沉水植物正常萌发和幼苗生长的适宜条件经常受到以下挑战：1）受光照和透明度影响，沉水植物萌发适宜水深一般在30～50cm以内，水利工程引起的水位波动将对沉水植物的萌发适宜水深产生干扰影响；2）污水排放等引起的底泥有毒有害物质积累可能抑制沉水植物的萌发；3）围网养殖、水下施工和疏浚清淤等干扰湖泊养分，扰动后的底泥养分可能难以足沉水植物的正常生长需求。
尽管现有技术一定程度解决了湖泊水深和底泥养分等因素对沉水植物生长的不利影响，但多采用设备调控沉水植物在水体中位置以满足沉水植物萌发的水深需求，及原位大量施用化肥满足沉水植物萌发的养分需求。上述技术往往具有成本高和化肥二次污染水体的特点，并且由于缺少对底泥有毒有害物质考虑，极易造成修复失败。因此，为适应当前生态修复规模日趋变大的工程需求，在充分利用湖泊自然条件和湖区植物资源基础上，开发一种基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，有助于提高规模化的沉水植物修复效率和降低修复成本。
发明内容
鉴于现有技术的以上问题，本申请提供基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，该方法有助于提高规模化的沉水植物修复效率以及降低修复成本。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，包括：
构建目标湖泊修复区域的平均水深～累积淹水时长的关系曲线，从关系曲线获得累积淹水时长为a天时所对应的平均水深D a ，以及超过b%的累积淹水时长对应的平均水深D b ，将D b ～D a 作为修复区域可供沉水植物生长的水深范围，a、b为经验值；
获取目标湖泊的沉水植物群落组成，获取群落中各沉水植物生长的适宜水深范围Dx~Ds，并筛选出Dx≤D b 且Ds≥D a 的沉水植物；
诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子，包括：选取影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子，获取修复区域各因子的实测值以及对应的阈值，将实测值与对应的阈值进行比较，实测值超过阈值的因子即抑制性因子；
诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子，包括：选取影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子，根据修复区域各养分因子的实测值计算各养分的标准营养指数，根据各养分因子的标准营养指数与0和适宜养分标准指数的大小关系判断限制性因子；
当诊断显示既不存在抑制性因子也不存在限制性因子时，在修复区域撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体；否则，将所筛选沉水植物进行异位育苗，之后将沉水植物幼苗转移至修复区域。
在一些具体实施方式中，构建目标湖泊修复区域的平均水深～累积淹水时长的关系曲线，包括：
获取目标湖泊修复区域的长时间序列水深数据，所述长时间序列水深数据为长时间序列的逐日或逐旬水深数据；从长时间序列水深数据获得多年平均水深数据，并构建平均水深～累积淹水时长的关系曲线。
在一些具体实施方式中，所述从关系曲线获得累积淹水时长为a天时所对应的平均水深D a ，以及超过b%的累积淹水时长对应的平均水深D b ，包括：
构建x=a和x=b%·x 0 的两条直线，其中，x表示累积淹水时长，y表示平均水深，x 0 为关系曲线中y=0时所对应的x值；将直线x=a、x=b%·x 0 与关系曲线交点对应的Y轴坐标分别记为D a 和D b 。
在一些具体实施方式中，影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子包括底泥的pH值、有机酸浓度和贯入阻力，以及沉水植物自然萌发及幼苗生长期的最大水深。
在一些具体实施方式中，当影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子包括底泥的pH值、有机酸浓度和贯入阻力，以及沉水植物自然萌发及幼苗生长期的最大水深时，所述诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子，进一步包括：
测定修复区域各因子的实测值，包括测定底泥的pH值P、有机酸浓度A 0 和贯入阻力值B 0 ；以及根据修复区域长时间序列水深数据，确定所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长期的最大水深D 0 ；
根据各因子的实测值及对应的阈值构建所筛选沉水植物的差值矩阵R如下：
其中，D i 表示第i种沉水植物自然萌发期和幼苗生长的最大适宜水深，A i 表示达到抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的有机酸含量，B i 为抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的贯入阻力阈值，S i 和X i 分别为适宜第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的pH值的上限和下限；i依次取1，2，...n，n表示步骤（5）所筛选出沉水植物群落中种群数量；
当差值矩阵R中有任意元素小于0，该小于0的元素所对应的因子即抑制性因子；否则，不存在抑制性因子。
在一些具体实施方式中，影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子包括修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量。
在一些具体实施方式中，当影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子包括修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量时，所述诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子，进一步包括：
测定修复区域各养分因子的实测值，包括测定修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量；
根据各养分因子的实测值计算各养分因子的标准营养指数N；
根据标准营养指数N诊断限制性因子，包括：当有养分因子的标准营养指数N≤0时，该养分因子即限制性因子；当所有养分因子的标准营养指数0<N≤N s 时，最小N值对应的养分因子也为限制性因子；当所有养分因子的标准营养指数N> N s 时，则不存在限制性因子。
在一些具体实施方式中，各养分因子的标准营养指数，且所述各养分因子的适宜养分标准指数/>；其中，/>表示养分因子的实测值；C p 表示养分因子对应的极贫瘠养分标准值；C s 表示养分因子对应的适宜养分标准值。
在一些具体实施方式中，异位育苗包括：
在修复区域周围的水田或苗圃撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体，通过控制水田或苗圃的水深，以及改造水田或苗圃的基质，营造适宜沉水植物自然萌发和幼苗生长的适宜环境。
在一些具体实施方式中，改造水田或苗圃的基质包括施加相应缓释肥，来补充限制性因子所对应的养分，缓释肥施加量；其中，C p 表示养分因子对应的极贫瘠养分标准值；C s 表示养分因子对应的适宜养分标准值；BD表示修复区域底泥容重实测值；p表示缓释肥中有效养分的含量，该含量采用质量百分比表示。
与现有技术相比，本申请具有如下优点和有益效果：
（1）本申请可克服水深变化以及修复区域底泥环境对沉水植物萌发和幼苗生长关键期的影响，从而可实现大规模、高成活率、低成本的沉水植物群落修复。
（2）本申请还提出了根据限制性因子的定量诊断结果，确定水田或苗圃基质改造时的施肥类型和施肥量，可降低化肥使用对水体造成的二次污染，更具经济性和环境友好性。
附图说明
为更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请具体实施方式的流程图；
图2是菜子湖修复区域的DEM地形图；
图3是引江济淮工程菜子湖2030年多年逐旬平均水位和拟修复区域的平均水深图；
图4 是菜子湖拟修复区域平均水深~累积淹水时长的关系曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面将结合图1对本申请具体实施方式进行详细描述，本申请具体实施方式的步骤如下：
（1）获取目标湖泊的沉水植物群落组成。
可采用现场调查和/或文献调研方式获取目标湖泊的沉水植物群落组成，所获取的目标湖泊的沉水植物群落记为目标沉水植物群落，目标沉水植物群落应至少包括现状分布和历史分布中的优势种，当存在区域特有种时，目标沉水植物群落还应包括区域特有种。沉水植物优势种指整个湖区或局部湖区中盖度或数量最大的沉水植物物种。现场调查优选沉水植物生物量最高的季节进行。一般来说，采用现场调查方式获取沉水植物群落的现状分布，采用文献调研方式获取沉水植物群落的历史分布。
（2）获取修复区域长时间序列的水深数据。
首先，获取修复区域的DEM数据（数字高程数据），采集目标湖泊长时间序列的逐日或逐旬水位数据，水位数据可为实测数据和/或预测数据；然后通过水位数据与DEM数据中高程相减，确定修复区域长时间序列的逐日或逐旬水深数据。
（3）获取可供沉水植物生长的水深范围。
将修复区域长时间序列的逐日或逐旬水深数据取平均，获得修复区域多年平均水深的逐日或逐旬数据，对平均水深的逐日或逐旬数据按照从大到小排序，在此基础上绘制平均水深～累积淹水时长的关系曲线。该关系曲线中，Y轴表示平均水深，X轴表示超过对应平均水深的累积淹水时长。
基于平均水深～累积淹水时长的关系曲线获取可供沉水植物生长的水深范围，包括：取超过b%的累积淹水时长对应的水深和累积淹水时长为a天对应的水深，两平均水深构成的范围即可供沉水植物生长的水深范围，其中，a和b为根据沉水植物耐干旱程度和耐水淹程度所确定的经验值。本具体实施方式中a取30，b取85。
下面以a取30，b取85为例，来说明可供沉水植物生长的水深范围的获取方法。在平均水深～累积淹水时长的关系曲线中构建x=30d和x=0.85x 0 d两条直线，此处d表示天数，x 0 为平均水深～累积淹水时长的关系曲线中y=0对应的x值，将直线与平均水深～累积淹水时长的关系曲线交点对应的Y轴坐标分别记为D 30 和D 85 ，则D 85 ～D 30 即为修复区域可供沉水植物生长的水深范围。
（4）从目标沉水植物群落中筛选用于修复区域的沉水植物群落。
通过文献调研和/或模拟试验方式，获取目标沉水植物群落中各沉水植物生长的适宜水深的下限Dx和上限Ds，将各沉水植物生长的适宜水深与前一步所获得的水深范围D 85 ～D 30 进行比较，判断沉水植物是否可用作为湖泊修复的植物。判断标准为当Dx≤D 85 且Ds≥D 30 ，则该沉水植物物种可用作修复的沉水植物，否则不可。
（5）诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子。
本申请选取修复区域底泥的pH值、有机酸浓度和贯入阻力值，以及沉水植物自然萌发及幼苗生长期水深4个因子，来诊断沉水植物能否自然萌发以及幼苗能否正常生长。具体的，采集修复区域的底泥，测定底泥的pH值P和有机酸浓度A 0 ；采用长杆土壤贯入阻力仪原位测定底泥的贯入阻力值B 0 ；根据修复区域的逐日或逐旬水深数据，确定自然萌发期和幼苗生长期的最大水深D 0 。以抑制沉水植物自然萌发和幼苗生长的前述4个因子作为评价阈值，构建各沉水植物对应的因子的理论值与实测值的差值矩阵R，见下式（1）。
（1）
式（1）中，D i 表示第i种沉水植物自然萌发期和幼苗生长的最大适宜水深，A i 表示达到抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的有机酸含量，B i 为抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的贯入阻力阈值，S i 和X i 分别为适宜第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的pH值的上限和下限；i依次取1，2，...n，n表示步骤（5）所筛选出沉水植物群落中种群数量；D i 、A i 、B i 、S i 、X i 均可通过文献调研和/或模拟试验方式获取，为各因子的理论值。
当差值矩阵R中有任意元素小于0，则表明修复区域不具备沉水植物自然萌发和幼苗正常生长的条件，对沉水植物具有抑制性，该小于0的元素所对应的因子即为抑制性因子；否则，表明修复区域具备沉水植物自然萌发和幼苗正常生长的条件。
（6）诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子。
本具体实施方式中将底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量作为限制性因子诊断指标，通过修复区域养分状况来判断沉水植物在修复区域的自然萌发和幼苗生长是否存在限制性养分因子。具体的，采集修复区域的底泥，测定底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量；根据速效磷、碱解氮和速效钾的含量实测值，分别计算各养分因子的标准营养指数N；根据标准营养指数N与0和适宜养分标准指数N s 的大小关系，判断限制沉水植物自然恢复的限制性因素。判断准则为：当所有养分因子的标准营养指数N> N s 时，说明不存在限制性因子；当有养分因子的标准营养指数N≤0时，则该值对应的养分因子即限制性因子；当所有养分因子的标准营养指数都符合0<N≤N s 时，则以最小N值对应的养分因子为限制性因子。
本申请实施例中速效磷、碱解氮、速效钾极贫瘠养分标准值分别为3.00g/kg、30.00g/kg和30.00 g/kg；速效磷、碱解氮、速效钾的适宜养分标准值分别为5.00g/kg、50.00g/kg和50.00 g/kg；标准营养指数N计算公式如下：
（2）
适宜养分标准指数N s 的计算公式如下：
（3）
式中，表示底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量实测值，C p 表示速效磷、碱解氮、速效钾分别对应的极贫瘠养分标准值，C s 表示速效磷、碱解氮、速效钾分别对应的适宜养分标准值。
（7）诊断在修复区域所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的适宜性。
根据步骤（5）和步骤（6）可诊断所筛选沉水植物，其在修复区域是否存在自然萌发和幼苗生长的抑制性因子和限制性因子，若均不存在，则所筛选沉水植物在修复区域具备适宜性，直接在修复区域撒播种子或繁殖体；否则，表明所筛选沉水植物在修复区域不具备适宜性，按步骤（8）进行异位育苗。
（8）异位育苗
在修复区域周围水田或苗圃撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体，进行异位育苗。通过控制水田或苗圃的水深，以及对水田基质改造，来营造沉水植物自然萌发和幼苗生长的适宜环境。具体的，水深控制可通过水泵或闸门，水深控制为30cm。水田基质改造包括：针对步骤（6）所诊断的限制性因子对应地补充养分，补充方法为施加相应缓释肥，补充量为使底泥10 cm厚度的基质中速效磷、碱解氮、速效钾均达到的适宜养分标准值。
缓释肥施加量F的计算如下：
（4）
式（4）中，F表示缓释肥施加量，单位：kg/m 2；C p 表示养分因子对应的极贫瘠养分标准值；C s 表示养分因子对应的适宜养分标准值；BD表示修复区域底泥容重实测值，单位：kg/m 3，具体可采用环刀法进行测量；p表示缓释肥中有效养分的含量，该含量采用质量百分比表示。
（9）幼苗转移
待沉水植物生长到体长10 cm~20 cm，排空水田或苗圃内水分，将沉水植物连带根部10 cm深度土壤移除。移除后沉水植物以2~3株为单位，将根部土壤裹成球状后放入可降解纸杯。将放入纸杯的沉水植物批量运输至修复区域，采用抛投法恢复目标区域沉水植物。
实施例
本实施例以安徽省菜子湖一处沉水植物修复为例，对本申请方法的技术方案和技术效果做进一步说明。目标湖泊菜子湖位于安徽省长江北岸，坐标117°01′E-117°09′E，30°43′N-30°58′N，地处北亚热带季风性湿润气候区，总面积249.9 km2，水位7～8月最高，3月最低，属于长江中下游地区典型的浅水型漫滩湖泊。菜子湖历史上水生植被种类丰富且分布广泛，后由于草食性鱼类和蟹类的养殖，湖区沉水植被明显萎缩，沉水植被退化严重。
本实施例提供了一种在湖区大规模、高成活率、低成本地实施沉水植物群落修复的方法，具体步骤如下：
（1）获取菜子湖的沉水植物群落组成。
2014年12月～2016年1月采用现场调查结合文献调研方式，对菜子湖沉水植物群落进行了详尽调查，调查结果显示菜子湖沉水植物约7科9属14种，包含优势种在内的主要物种有苦草、菹草、穗状狐尾藻、竹叶眼子菜、金鱼藻、黑藻、大茨藻和小茨藻。
（2）获取修复区域长时间序列的水深数据。
本实施例中修复区域位于菜子湖南部，其面积9.69 hm 2，2020年8月实测修复区域1:1000地形图。地形测绘时，每隔100 m左右测一横断面，地形起伏变化或遇有转弯处等较特殊地形，断面适当加密。利用搭载RTk无人机航飞的高程点数据进行DEM建模，生成等高线数据，获取修复区域的地形分布情况，参见图2。由图2可得，修复区域地势较平坦，高程7.8m～8.0 m，平均高程约7.9 m。
菜子湖为安徽省引江济淮工程的主要调蓄水体，根据引江济淮调度方式，工程规划2030年多年逐旬平均水位参见图3中的实曲线，由水位减去地形高程得到修复区域多年逐旬平均水深，参见图3中的虚曲线。由图3可得，修复区域一年中五月上旬～十月下旬为淹水期，总淹水时长约6个月，平均淹水深度1.82 m，最大淹水深度3.14 m。
（3）获取可供沉水植物生长的水深范围。
将图3中修复区域的逐旬平均水深数据按照从大到小排序，绘制菜子湖修复区域平均水深~累积淹水时长的关系曲线（图4），该关系曲线中Y轴表示平均水深，X轴表示超过对应平均水深的累积淹水时长。在图4中构建x=30d的虚线，虚线与该关系曲线交点的Y轴坐标为2.98 m；计算超过85%的累积淹水时长对应的平均水深，首先构建x=190×0.85=161d的虚线，虚线与该关系曲线交点的Y轴坐标为0.50 m；则引江济淮工程运行后修复区域可供沉水植物生长的水深范围为0.50m~2.98m。
（4）筛选用于修复区域的沉水植物群落。
通过文献调研获取菜子湖沉水植物群落中各沉水植物生长的适宜水深范围，参见表1。利用步骤（3）所获取的可供沉水植物生长的水深范围0.50m~2.98 m，来筛选用于修复的沉水植物。可用于修复的沉水植物，其生长的适宜水深上限应不小于2.98 m，下限应不大于0.50m。因此筛选出本实施例可用于修复区域的沉水植物包括大茨藻和小茨藻。
大茨藻和小茨藻生长的适宜水深均为0.50m~3.00 m。在修复区域85%的淹水时长超过0.50 m，同时3.00 m以上的淹水时长不超过30d的条件下，筛选出的两种水深植物能较好适应修复区域水位变化特点：既不会因超过3.00 m水深时间太长造成大茨藻和小茨藻“淹死”，也不会因为低于0.50 m的水深时间太短造成“旱死”。
表1菜子湖主要沉水植物生长适宜水深
（5）诊断大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗生长的抑制性因子。
2022年5月对菜子湖拟修复区域及其附近底泥进行采样和原位检测，共进行6组。其中，pH值为风干底泥检测，平均值为7.1；有机酸浓度为新鲜泥状样直接检测，平均值为1.23 mmol/L；贯入阻力值采用竹竿捆绑土壤贯入阻力仪插入水下原位测量，平均值为0.21MPa；根据大茨藻和小茨藻的生长习性，其自然萌发和幼苗生长的时间为3月~6月，由步骤（2）所得图3可知，在该时段修复区域水位上涨较快，水深由五月上旬不足0.10 m快速上涨到六月下旬1.85 m。
根据文献调研，大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗生长的最大适宜水深为0.50 m，适宜的底泥pH值范围为6.0~9.0，抑制其自然萌发和幼苗生长的底泥有机酸浓度为8.00mmol/L，贯入阻力为2.00 MPa。基于实测因子值和抑制性因子理论值，构建大茨藻和小茨藻对应的抑制性因子理论值与实测因子值的差值矩阵R：
（5）
由式（5）可知，该差值矩阵R第一行元素均小于0，说明修复区域的水深因子不具备供大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗正常生长的条件。
（6）诊断大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗生长的限制性因子。
测定底泥风干样品的速效磷、碱解氮和速效钾的含量，6组底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量平均值分别为0.05g/kg、78.67g/kg和 66.20 g/kg，分别计算上述养分因子的标准营养指数：
（6）
（7）
（8）
分别计算上述各养分因子对应的适宜养分标准指数：
（8）
（9）
（10）
经计算，、N 速效氮、N 速效钾分别为-0.98、1.62和1.21，/>、/>、均为0.67。由于N 速效磷<0且N 速效氮和N 速效钾均大于0.67，因此判断大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗生长的限制性养分因子为速效磷。
（7）诊断沉水植物自然萌发和幼苗生长的适宜性。
经步骤（5）~（6）的诊断可知，修复区域水深远远超过自然萌发和幼苗正常生长的适宜水深，且修复区域底泥的速效磷严重匮乏，难以支持大茨藻和小茨藻的正常生长，因此在修复区域沉水植物自然萌发和幼苗生长不具备适宜性。为保障修复区域大茨藻和小茨藻自然萌发和幼苗生长的正常生长，选择进行异位育苗。
（8）大茨藻和小茨藻的异位育苗。
大茨藻和小茨藻的异位育苗在拟修复区域周边水田开展，共利用水田2 hm 2。异位育苗前先对水田进行基质改造，采用有效磷含量35%的有机缓释磷肥施入稻田土壤，随后对0～10 cm深度的土壤进行翻耕。施入土壤中有机缓释磷肥的量F为（底泥容重为1300 kg/m 3）：
（7）
完成基质改造后，将大茨藻和小茨藻的种子按1:1的质量比进行撒播，撒播总密度为150g/m 2。完成种子播种后，对水田进行灌溉，并维持水位在0.30 m，直到大茨藻和小茨藻生长到体长10 cm～20 cm。
（9）大茨藻和小茨藻的幼苗转移。
待大茨藻和小茨藻沉水植物生长到体长10 cm～20 cm时，排空水田内水分，将植物连带根部10 cm深土壤移除。移除后将沉水植物以2～3株为单位，将根部土壤裹成球状后放入可降解纸杯。将放入可降解纸杯的沉水植物批量运输至修复区域，采用抛投法恢复目标区域沉水植物，抛投密度为10杯/m 2。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。
Claims (5)
1.基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，其特征是，包括：
构建目标湖泊修复区域的平均水深～累积淹水时长的关系曲线，从关系曲线获得累积淹水时长为a天时所对应的平均水深D a ，以及超过b%的累积淹水时长对应的平均水深D b ，将D b ～D a 作为修复区域可供沉水植物生长的水深范围，a、b为经验值；
获取目标湖泊的沉水植物群落组成，获取群落中各沉水植物生长的适宜水深范围Dx~Ds，并筛选出Dx≤D b 且Ds≥D a 的沉水植物；
诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子，包括：选取影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子，获取修复区域各因子的实测值以及对应的阈值，将实测值与对应的阈值进行比较，实测值超过阈值的因子即抑制性因子；
诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子，包括：选取影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子，根据修复区域各养分因子的实测值计算各养分的标准营养指数，根据各养分因子的标准营养指数与0和适宜养分标准指数的大小关系判断限制性因子；
当诊断显示既不存在抑制性因子也不存在限制性因子时，在修复区域撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体；否则，将所筛选沉水植物进行异位育苗，之后将沉水植物幼苗转移至修复区域；
所述影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子包括底泥的pH值、有机酸浓度和贯入阻力，以及沉水植物自然萌发及幼苗生长期的最大水深；
所述影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子包括修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量；
当影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干养分因子包括修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量时，所述诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的限制性因子，进一步包括：
测定修复区域各养分因子的实测值，包括测定修复区域底泥的速效磷、碱解氮和速效钾的含量；
根据各养分因子的实测值计算各养分因子的标准营养指数N；
根据标准营养指数N诊断限制性因子，包括：当有养分因子的标准营养指数N≤0时，该养分因子即限制性因子；当所有养分因子的标准营养指数0<N≤N s 时，最小N值对应的养分因子也为限制性因子；当所有养分因子的标准营养指数N> N s 时，则不存在限制性因子；
所述各养分因子的标准营养指数，且所述各养分因子的适宜养分标准指数/>；其中，/>表示养分因子的实测值；C p 表示养分因子对应的极贫瘠养分标准值；C s 表示养分因子对应的适宜养分标准值。
2.如权利要求1所述的基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，其特征是：
所述构建目标湖泊修复区域的平均水深～累积淹水时长的关系曲线，包括：
获取目标湖泊修复区域的长时间序列水深数据，所述长时间序列水深数据为长时间序列的逐日或逐旬水深数据；从长时间序列水深数据获得多年平均水深数据，并构建平均水深～累积淹水时长的关系曲线。
3.如权利要求1所述的基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，其特征是：
所述从关系曲线获得累积淹水时长为a天时所对应的平均水深D a ，以及超过b%的累积淹水时长对应的平均水深D b ，包括：
构建x=a和x=b%·x 0 的两条直线，其中，x表示累积淹水时长，y表示平均水深，x 0 为关系曲线中y=0时所对应的x值；将直线x=a、x=b%·x 0 与关系曲线交点对应的Y轴坐标分别记为D a 和D b 。
4.如权利要求1所述的基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，其特征是：
当影响沉水植物自然萌发和幼苗生长的若干因子包括底泥的pH值、有机酸浓度和贯入阻力，以及沉水植物自然萌发及幼苗生长期的最大水深时，所述诊断所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长的抑制性因子，进一步包括：
测定修复区域各因子的实测值，包括测定底泥的pH值P、有机酸浓度A 0 和贯入阻力值B 0 ；以及根据修复区域长时间序列水深数据，确定所筛选沉水植物自然萌发和幼苗生长期的最大水深D 0 ；
根据各因子的实测值及对应的阈值构建所筛选沉水植物的差值矩阵R如下：
其中，D i 表示第i种沉水植物自然萌发期和幼苗生长的最大适宜水深，A i 表示达到抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的有机酸含量，B i 为抑制第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的贯入阻力阈值，S i 和X i 分别为适宜第i种沉水植物自然萌发和幼苗生长的pH值的上限和下限；i依次取1，2，...n，n表示筛选出沉水植物群落中种群数量；
当差值矩阵R中有任意元素小于0，该小于0的元素所对应的因子即抑制性因子；否则，不存在抑制性因子。
5.如权利要求1所述的基于自然恢复适宜性诊断的湖泊沉水植物群落修复方法，其特征是：
所述异位育苗包括：
在修复区域周围的水田或苗圃撒播所筛选沉水植物的种子或繁殖体，通过控制水田或苗圃的水深，以及改造水田或苗圃的基质，营造适宜沉水植物自然萌发和幼苗生长的适宜环境。
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