水深調節控制沉水植物生長治理湖泊富營養化的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種治理湖泊富營養化的方法，具體地說是一種通過水深調節控制沉 水植物生長治理湖泊富營養化的方法。
【背景技術】
[0002] 水體富營養化是水質惡化的主要水環境問題之一，湖泊富營養化是人類社會活動 對湖泊的影響導致的湖泊自然演變過程的濃縮，幾乎所有的湖泊都面臨富營養化問題，人 類的活動更是加劇了這個進程。引起富營養化的原因主要為大氣污染、城市污水排放、農田 化肥使用過量、生態環境破壞嚴重、水體養殖等。水體富營養化會引起藻類及其它浮游生物 的迅速繁殖，水體溶解氧下降，水質惡化，沉水植物逐漸消失，食物鏈變短、食物網簡化、各 主要生物群落的物種多樣性下降，魚類及其它水生生物大量死亡。
[0003] 對于湖泊水體富營養化的治理，各個國家和地區采用不同的物理、化學、生物方法 對其進行預防、控制和修復，并且取得了一定的成效。現在主要的物理處理方法有底泥疏 浚、引水沖洗、機械曝氣等，一方面工程量巨大、運行成本高，另一方面對污染嚴重的河湖進 行底泥疏浚，易導致底層的沉積物發生懸浮和擴散，促進了沉積物中的氮、磷營養鹽及其所 吸附的金屬離子的釋放，從而使水體環境面臨受沉積物中釋放的重金屬離子及氮、磷營養 鹽二次污染的風險；化學方法有投加混凝劑和除藻劑等，雖然能在短期內取得一定效果，但 也存在著治理不徹底、成本高的問題，特別是會產生二次污染，引發新的生態問題；現流行 的生物和生態修復，通過微生物降解和水生植物的吸收、轉移或生態浮床、濾床的過濾、吸 附等措施來消減水體中的氨氮。此類方法雖避免了二次污染問題，但受自然環境影響大，要 求條件苛刻，同時相對于其它處理技術而言，更有周期長、見效慢的缺點。
[0004] 沉水植被是湖泊水生生態系統重要組成部分之一，在維持水生生態系統穩定方面 具有重要的生態學意義；它不僅能為草食性動物提供食物來源，為浮游動物和魚類提供庇 護場所，還能起到凈化水質和防止沉積物再懸浮等作用。在湖泊生態修復方法中，恢復和重 建水生植被的生態修復方法已成為湖泊修復的重要途徑，其重點和難點在于沉水植物的恢 復和重建。影響沉水植物恢復的因素較多，水深是其中重要的生態因子之一，一方面通過直 接影響組織結構的支撐作用和水氣關系來影響濕地植物的生長，另一方面通過影響水下光 照度影響沉水植物的生長，而光照對水生高等植物的存活率和生長有重要影響。植物在光 照度低于其光合補償點的條件下最終將不能存活，尤其是在沉水植物幼苗期，足夠的光照 是影響其存活率的關鍵因素。此外，湖水透明度與光學衰減系數、漫射衰減系數之間存在密 切關系，能夠直觀反映湖泊水下光場的分布情況。太湖等富營養化湖泊，由于透明度低，水 下光照度較弱，從而限制了沉水植物的恢復和生長。
[0005] 目前對水體中沉水植物的恢復方式主要采用人工種植的方式，一般根據湖泊水生 植被自身的演替規律和水生植物的生理生態特征，選擇耐污性強的優勢植物作為先鋒種 類，在水深固定的水域進行種植，然后逐步對水生植被的結構加以優化。采用該種方法恢復 水生植被尤其是沉水植物需要投入大量的資金和人力物力，而且由于栽種的植物初期成活 率相對較低，后期維護成本較高，且植物恢復相對較慢，如果在重度富營養化湖泊水體，在 植物的生長期恰好是藻類暴發期，藻類的大量繁殖及其環境效應往往導致沉水植物難以存 活。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種通過水深調節控制沉水植物生長 治理湖泊富營養化的方法。本發明適用于我國北方地區富營養化的水體，根據北方地區的 季節特點選取關鍵的時間點來調控水深，在沉水植物生長初期降低水深，并通過人工播種 的方式種植沉水植物，待其生長成株，將水深抬高控制其蔓延，該方法能有效的凈化水體， 改善水質，形成結構穩定的水生生態系統。
[0007] 本發明采用以下技術方案： 水深調節控制沉水植物生長治理湖泊富營養化的方法，其特征在于，它包括以下步 驟： (1) 在第一年的10-11月份在富營養化水體中種植耐寒沉水植物，種植密度為100株/ m2;所述富營養化水體為北方地區水體，其中水深多2. 5m的區域占總水體區域面積的比例 X，0彡X彡20% ;0m彡水深彡0. 5m的區域占總水體區域面積的比例Y，0彡Y彡20% ; (2) 第二年3月初一次性下調水深0. 5m，并于4月底種植喜溫沉水植物，種植密度為50 株 /m2; (3) 第二年6月份，當喜溫沉水植物平均長度在0. 6m時，水深上調0. 5m ; (4) 至第三年4月底，一次性下調水深0. 5m以滿足沉水植物自然生長的需求； (5) 第三年6月份上調水深0. 5m，此時沉水植物向多種群穩定交替發展，形成自然演替 規律，水質穩定。
[0008] 所述步驟（1)中耐寒沉水植物為菹草。
[0009] 所述步驟（2)中喜溫沉水植物為輪葉黑藻、苦草、狐尾藻、眼子菜、大茨藻按照1 : 1 :1 :1 :1的比例混合種植。
[0010] 沉水植物菹草、輪葉黑藻和大茨藻的種植方式選用撒播的方式直接種植；苦草、狐 尾藻、眼子菜采用移栽植株幼苗的方式種植。
[0011] 由于水生植物對水深的變化能在形態上產生一系列的響應，不同的植物適應不同 的水位范圍。隨著水深的增加，植物可利用的光在迅速減少，植株形態出現較大變化。水越 深的植株通過產生較多的莖節數和較長的節間距以獲得更多的光；光照較弱環境下，植株 為了充分獲得有利的光照環境，只有通過減少分枝，將光合作用合成的物質主要用于原有 植株株高的增加，從而導致植株株高隨水深增加而增加。但是，植物高和莖節數在水深達到 一定深度處達到最大后，開始明顯降低。這是由于光照進一步減弱，植物獲取的光能不足以 維持其增加莖節向高處發展，植物生長被進一步限制。
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