沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，步驟是：1)調(diào)查待恢復(fù)區(qū)水深、水流、透明度、沉積物、營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游生物及絲狀藻水環(huán)境；2)用尼龍繩圍網(wǎng)，墜網(wǎng)接觸底質(zhì)，若沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)內(nèi)多食草性魚類，人為驅(qū)逐；3）根據(jù)調(diào)查得到的恢復(fù)區(qū)水環(huán)境，選擇沉水植物種類；4）依據(jù)沉水植物在水下所處的生態(tài)位、生長(zhǎng)繁殖及水位，設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局；5）按設(shè)計(jì)的沉水植物斑塊鑲嵌格局通過以成叢的方式沉栽；6）定期監(jiān)測(cè)沉水植物長(zhǎng)勢(shì)。解決了沉水植物成活率低、水下生態(tài)位單一的問題，恢復(fù)沉水植物蓋度高達(dá)70%；有效控制了富營(yíng)養(yǎng)化湖泊低等著生絲狀藻類異常增殖，著生絲狀藻生長(zhǎng)率平均下降35%。
【專利說明】
沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度増殖的生態(tài)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于景觀水體生態(tài)修復(fù)，地表水水質(zhì)改善與提升領(lǐng)域，更具體涉及一種淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中通過構(gòu)建沉水植被斑塊鑲嵌格局控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，適用于淺水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的控制治理，以及水藻濁型水體向水草清型水體的轉(zhuǎn)化。
【背景技術(shù)】
[0002]淺水湖泊、水庫等水體的富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)和諧，因此受到社會(huì)各界越來越多的重視。尤其絲狀藻華的爆發(fā)會(huì)大量消耗水體中的溶解氧，釋放毒素物質(zhì)，造成水體污染，影響其他水生生物的生長(zhǎng)。沉水植物由于具有提高湖泊自我凈化能力、穩(wěn)定底質(zhì)、通過化感作用抑制藻類生長(zhǎng)等生態(tài)功能，被作為一種重要的控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的生態(tài)技術(shù)，廣泛用來修復(fù)和改善湖泊水生態(tài)系統(tǒng)。
[0003]隨著沉水植物的恢復(fù)與重建，適宜清水態(tài)的著生絲狀藻也會(huì)大量繁殖，過度生長(zhǎng)。水生生態(tài)系統(tǒng)中，同樣作為初級(jí)生產(chǎn)者，著生絲狀藻類會(huì)與沉水植物競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)及溶解氧等生態(tài)資源，而且生長(zhǎng)繁殖迅速，在條件適宜情況下生物量劇增，影響沉水植物的生長(zhǎng)。另一方面，腐爛的藻類可能釋放一些不利于沉水植物生長(zhǎng)的物質(zhì)。目前，對(duì)于絲狀藻的控制主要有物理、化學(xué)和生態(tài)方法，但是曝氣、打撈等物理方法成本和后期維護(hù)費(fèi)用較高，適合小型景觀水體;投放化學(xué)藥劑的方法會(huì)產(chǎn)生二次污染，具有長(zhǎng)期毒性作用。生態(tài)方法主要是利用絲狀藻類生長(zhǎng)過程和環(huán)境中的限制性生態(tài)因子來抑制其生長(zhǎng)繁殖，適用范圍廣、無二次污染、效果持續(xù)性好、具有穩(wěn)定性和特異性、易于復(fù)制和管理。
[0004]沉水植物斑塊鑲嵌是指水中各種沉水植物形成大小不一的斑塊，各種植物斑塊相互鑲嵌、組合，從而構(gòu)成一種空間異質(zhì)性較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的群落。合理構(gòu)建沉水植物斑塊鑲嵌格局，通過不同生活型沉水植物生態(tài)位時(shí)空異質(zhì)，功能一致性調(diào)控原理，以及沉水植物對(duì)藻類產(chǎn)生化感作用可實(shí)現(xiàn)生態(tài)控藻。該過程涉及到群落的分布型、生態(tài)位、群落演替、生物多樣性等多個(gè)理論，最終目的是建立生物多樣性較高、穩(wěn)定性較好的健康生態(tài)系統(tǒng)，抑制著生絲狀藻的過度增殖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是在于提供了一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，采用沉水植物生態(tài)位時(shí)空異質(zhì)及功能一致性調(diào)控原理，利用沉水植物競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)資源和對(duì)藻類化感作用實(shí)現(xiàn)生態(tài)控藻。該方法操作簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，生態(tài)環(huán)保，便于廣泛推廣，快速構(gòu)建沉水植物斑塊鑲嵌格局的復(fù)合群落，形成具“上-中-下”垂直梯度的水下森林分布格局，充分占據(jù)水下生態(tài)位，與絲狀藻類競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、溶氧及生長(zhǎng)空間等生態(tài)資源，同時(shí)對(duì)著生絲狀藻類產(chǎn)生化感作用，解決了目前沉水植物恢復(fù)重建工作中存在的水下生態(tài)位單一問題，也有效抑制了水中著生絲狀藻類過度增殖。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)措施:
一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，其步驟是: 1)調(diào)查待恢復(fù)區(qū)水深、水流、透明度、沉積物、營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游生物及絲狀藻等水環(huán)境特征，設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)面積及形狀；
2)沿恢復(fù)區(qū)周邊每4一 6m釘粧子，用結(jié)實(shí)細(xì)密尼龍繩圍網(wǎng)，墜網(wǎng)接觸底質(zhì)。如果沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)內(nèi)多食草性魚類(草魚、鯽魚、鯉魚、鯰魚等)，可以人為網(wǎng)捕或驅(qū)趕出去；
3)根據(jù)步驟I)中調(diào)查得到的恢復(fù)區(qū)水環(huán)境特征，根據(jù)沉水植物株高、葉面積、根系特點(diǎn)及是否具有化感抑藻效應(yīng)，選擇合適沉水植物種類苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合；
4)依據(jù)所選沉水植物在水下所處的生態(tài)位、生長(zhǎng)繁殖特點(diǎn)及適宜水位(0.6-1.Sm左右)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局，每種種植若干(視恢復(fù)區(qū)面積而定，一般20 — 50平方米)平方米，形成一個(gè)個(gè)區(qū)塊，兩種植物區(qū)塊之間間隔2-3m。苦草型、黑藻型、冠層高大型植株既交叉又互補(bǔ)，以上苦草型、黑藻型、冠層高大型植株種植面積比例約5:3:2，以苦草為主搭配其他水草形成類似陸地“喬木-灌木-地被”垂直和水平分布。
[0007]所述的黑藻型為黑藻、金魚藻;所述的冠層高大型為狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合。
[0008]5)按設(shè)計(jì)的沉水植物斑塊鑲嵌格局通過以成叢的方式沉栽或扦插種植所選沉水植物苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合，達(dá)到所需的沉水植物密度(12-15叢/m2，10株/m2)和生長(zhǎng)狀態(tài)?？嗖菪?、黑藻型、冠層高大型三種類型沉水植物既有“高-中-低”垂直分層又有水平交叉分布，充分占據(jù)水下生態(tài)位，與水綿、剛毛藻等絲狀藻類競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、溶氧及生長(zhǎng)空間等生態(tài)資源，同時(shí)利用對(duì)著生絲狀藻類的化感作用，最終達(dá)到有效控制絲狀藻的目的。
[0009]6)定期(每3天或5天或一周或10天)監(jiān)測(cè)沉水植物長(zhǎng)勢(shì)，植株最高株高不超過水面。監(jiān)測(cè)絲狀藻生長(zhǎng)率下降和生物量減少情況。沉水植物蓋度達(dá)到70%左右，著生絲狀藻類生長(zhǎng)率下降35%左右。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
采用沉水植物生態(tài)位時(shí)空異質(zhì)及功能一致性調(diào)控原理，構(gòu)建沉水植物斑塊鑲嵌格局利用沉水植物競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)資源和對(duì)藻類化感作用實(shí)現(xiàn)生態(tài)控藻。本發(fā)明的技術(shù)之處在于根據(jù)待恢復(fù)水域水環(huán)境特征和植株生活型、繁殖特性，選擇、配置適當(dāng)比例的沉水植物斑塊鑲嵌格局。本發(fā)明有效控制了富營(yíng)養(yǎng)化湖泊低等著生絲狀藻類異常增殖，著生絲狀藻生長(zhǎng)率平均下降35 %左右;解決了當(dāng)前恢復(fù)沉水植物過程中成活率低，水下生態(tài)位單一的問題，恢復(fù)沉水植物蓋度可高達(dá)70%左右。該方法設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單，生態(tài)環(huán)保，便于廣泛推廣且效果持續(xù)性好。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于抑制富營(yíng)養(yǎng)化湖泊著生絲狀藻類過度增殖，高效迅速恢復(fù)退化湖泊沉水植被群落，蓋度高達(dá)70%左右，TN、TP等營(yíng)養(yǎng)鹽含量分別下降30.8%和43.3%左右，水下生物多樣性增加50%左右，實(shí)現(xiàn)水藻濁型水體向清水(透明度1.8 m以上)草型的轉(zhuǎn)換。
【附圖說明】
[0012]
圖1為一種沉水植物斑塊鑲嵌格局結(jié)構(gòu)模式圖。
[0013]圖中標(biāo)記說明:1_水族缸或尼龍圍網(wǎng)，2-苦草型沉水植物，3-黑藻型沉水植物，4-冠層高大型沉水植物。
【具體實(shí)施方式】
[0014]
為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅僅限于實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例1:
一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，其步驟是:
I)本實(shí)施例選擇實(shí)驗(yàn)室外設(shè)置若干規(guī)格相同的水族缸1(L X W X H = 70 cm X 50cm X 80 cm)，在水族缸中鋪設(shè)15 cm左右厚的湖泥，添加水深60 cm左右，每個(gè)水族缸為一沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)。
[0016]2)根據(jù)沉水植物株高、葉面積及根系特點(diǎn)及是否具有化感抑藻效應(yīng)，選擇合適沉水植物苦草型2(苦草)、黑藻型3(黑藻、金魚藻)、冠層高大型4(狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合)。
[0017]3)依據(jù)所選沉水植物水下所處的生態(tài)位、生長(zhǎng)繁殖特點(diǎn)及適宜水位(0.6或0.8或I或1.2或1.4或1.6或1.8m左右)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局，分為12個(gè)小斑塊，按苦草型、黑藻型和冠層高大型5:3:2斑塊鑲嵌格局交叉互補(bǔ)種植。在水族缸中分別種植相同密度(150株/m2)的單一沉水植物(苦草，金魚藻，狐尾藻，黑藻，篦齒眼子菜，微齒眼子菜其中的一種)與沉水植物斑塊鑲嵌群落(苦草+黑藻+狐尾藻，苦草+金魚藻+微齒眼子菜，苦草+黑藻+篦齒眼子菜其中的一種或任意組合)，以苦草為主搭配其他水草形成類似陸地“喬木-灌木-地被”垂直和水平分布。同時(shí)分別添加相同量的著生絲狀藻類。
[0018]4)通過扦插種植所選沉水植物，達(dá)到既定沉水植物密度(150株/ m2)，苦草型、黑藻型、冠層高大型沉水植物“高-中-低”垂直分層又有水平交叉分布，充分占據(jù)水下生態(tài)位，與絲狀藻類競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、溶氧及生長(zhǎng)空間等生態(tài)資源，同時(shí)利用對(duì)著生絲狀藻類的化感作用，最終有效控制絲狀藻過度增長(zhǎng)。
[0019]5)每3天或5天或一周監(jiān)測(cè)沉水植物長(zhǎng)勢(shì)，植株最高株高不超過水面。監(jiān)測(cè)絲狀藻生長(zhǎng)率下降和生物量減少情況。2月后沉水植物生長(zhǎng)良好，蓋度均基本達(dá)到90%以上。
[0020]6)本實(shí)施例結(jié)果表明與單一沉水植物比較，種植沉水植物斑塊鑲嵌群落更加抑制著生絲狀藻的生長(zhǎng)。沉水植物斑塊鑲嵌群落水體葉綠素a含量降低更多;苦草+黑藻+狐尾藻較單獨(dú)種植三種水草時(shí)絲狀藻生長(zhǎng)率平均相對(duì)降低37%，苦草+金魚藻+微齒眼子菜較單獨(dú)種植三種水草時(shí)絲狀藻生長(zhǎng)率平均相對(duì)降低31.3%，苦草+黑藻+篦齒眼子菜較單獨(dú)種植三種水草時(shí)絲狀藻生長(zhǎng)率平均相對(duì)降低34.2%。
[0021]實(shí)施例2:
一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，其步驟是:
I)調(diào)查杭州西湖西進(jìn)水域茅家埠湖區(qū)的水深、水流、透明度、沉積物、營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游生物及絲狀藻等水環(huán)境特征，選擇位于丁家山附近的水域作為沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖中試區(qū)域，設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局面積(36m X 25m=900 m2)及形狀(矩形)，該區(qū)域水深在1.1-1.8 m范圍內(nèi)。
[0022]2)沿中試區(qū)周邊每4或5或6m釘粧子，用結(jié)實(shí)細(xì)密尼龍網(wǎng)I圍網(wǎng)，墜網(wǎng)接觸底質(zhì)。如果沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)內(nèi)多食草性魚類，可以人為網(wǎng)捕或驅(qū)趕出去。
[0023]3)根據(jù)步驟I)中調(diào)查到的恢復(fù)區(qū)水環(huán)境特征和沉水植物株高、葉面積、根系特點(diǎn)及是否具有化感抑藻效應(yīng)，選擇合適的沉水植物:苦草型2(苦草)、黑藻型3(黑藻、金魚藻)、冠層高大型4(狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合)。
[0024]4)依據(jù)所選沉水植物水下所處的生態(tài)位、生長(zhǎng)繁殖特點(diǎn)及適宜水位(0.6或0.9或1.3或1.5或1.Sm左右)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局，分為12個(gè)斑塊，每?jī)蓚€(gè)斑塊間隔2m?？嗖菪?、黑藻型、冠層高大型三種類型植株斑塊按5:3:2比例既交叉又互補(bǔ)，以苦草為主搭配其他水草形成類似陸地“喬木-灌木-地被”垂直分層和水平分布。
[0025]5)按設(shè)計(jì)的沉水植物斑塊鑲嵌格局以成叢的方式通過泥土包裹沉栽種植所選沉水植物，每種沉水植物種植50或70或95或130或150 m2，每平方米15叢左右，10株/叢，形成一個(gè)斑塊。冠層高大型4(狐尾藻、篦齒眼子菜、微齒眼子菜)能長(zhǎng)I或2 m高，占據(jù)水體上層，與藻類競(jìng)爭(zhēng)上層營(yíng)養(yǎng)鹽及陽光；中層植株黑藻型3(黑藻、金魚藻)可居于水下中間層;矮小植株苦草型2(苦草)扎根水底，占據(jù)水下低處生態(tài)位。如此它們充分占據(jù)水下生態(tài)位，與絲狀藻類競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、溶氧及生長(zhǎng)空間等生態(tài)資源，同時(shí)利用對(duì)著生絲狀藻類的化感作用，最終達(dá)到有效控制絲狀藻的目的。
[0026]6)每5天或一周或10天監(jiān)測(cè)沉水植物長(zhǎng)勢(shì)，最高株高不超過水面。監(jiān)測(cè)絲狀藻生長(zhǎng)率下降和生物量減少情況。2個(gè)月后沉水植被恢復(fù)蓋度達(dá)到67.5 %，形成了以苦草為主的斑塊鑲嵌格局的沉水植物群落，著生絲狀藻生長(zhǎng)受到良好控制。
[0027]7)該發(fā)明已在“十二五”國(guó)家水專項(xiàng)西湖低等藻類異常增殖生態(tài)綜合控制中試工程中得到應(yīng)用并取得良好效果。監(jiān)測(cè)結(jié)果證明中試區(qū)域內(nèi)著生絲狀藻生長(zhǎng)受到明顯控制，水質(zhì)得到改善，水體透明度和生物多樣性明顯提高。中試研究區(qū)域內(nèi)著生絲狀藻類含量顯著降低，由初始量93.2 0￥/1112減少到51.8 Dff/m2，生長(zhǎng)率下降32.7%。浮游植物豐度明顯減少，由5月份2.688 X 15 ind/L降到10月份的1.158 X 15 ind/L;種類數(shù)先增加后下降，最高達(dá)到48種，多數(shù)月份其Margalef多樣性指數(shù)中試研究區(qū)較對(duì)照區(qū)大;水體葉綠素a含量最多降低 12.393 mg/Lo
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沉水植物斑塊鑲嵌控制著生絲狀藻過度增殖的生態(tài)方法，其步驟是: .1)調(diào)查待恢復(fù)區(qū)水深、水流、透明度、沉積物、營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游生物及絲狀藻水環(huán)境，設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)面積及形狀； .2)沿恢復(fù)區(qū)周邊每4一6m釘粧子，用尼龍繩圍網(wǎng)，墜網(wǎng)接觸底質(zhì)，沉水植物斑塊鑲嵌格局恢復(fù)區(qū)內(nèi)多食草性魚類，人為網(wǎng)捕或驅(qū)趕出去； .3)根據(jù)步驟1)中調(diào)查得到的恢復(fù)區(qū)水環(huán)境，根據(jù)沉水植物株高、葉面積、根系及具有化感抑藻效應(yīng)，選擇沉水植物種類苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合； .4)依據(jù)所選沉水植物在水下所處的生態(tài)位、生長(zhǎng)繁殖特點(diǎn)及水位，設(shè)計(jì)沉水植物斑塊鑲嵌格局，每種種植20 — 50 m2，形成一個(gè)個(gè)區(qū)塊，兩種植物區(qū)塊之間間隔2-3m，苦草型、黑藻型、冠層高大型植株既交叉又互補(bǔ)，苦草型、黑藻型、冠層高大型植株種植面積比例5: 3:.2，以苦草搭配其他水草形成類似陸地喬木-灌木-地被垂直和水平分布； 所述的黑藻型為黑藻、金魚藻;所述的冠層高大型為狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合； .5)按設(shè)計(jì)的沉水植物斑塊鑲嵌格局通過以成叢的方式沉栽或扦插種植所選沉水植物苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、篦齒眼子菜和微齒眼子菜其中的一種或任意組合，達(dá)到沉水植物密度:12-15叢/m2，10株/m2和生長(zhǎng)狀態(tài):苦草型、黑藻型、冠層高大型沉水植物既有高-中-低垂直分層又有水平交叉分布，占據(jù)水下生態(tài)位，與水綿、剛毛藻絲狀藻類競(jìng)爭(zhēng)光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、溶氧及生長(zhǎng)空間等生態(tài)資源，同時(shí)利用對(duì)著生絲狀藻類的化感作用控制絲狀藻過度生長(zhǎng)； .6)定期監(jiān)測(cè)沉水植物長(zhǎng)勢(shì)，每3天或5天或一周或10天，植株最高株不超過水面，監(jiān)測(cè)絲狀藻生長(zhǎng)率下降和生物量減少。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK105830711SQ201610208770
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】吳振斌, 藺慶偉, 劉碧云, 馬劍敏, 張義, 周巧紅, 代志剛, 曾磊, 譚談, 賀鋒, 徐棟
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所