恢复富营养化浅水湖泊水生植被的方法技术

本发明专利技术公开了一种恢复富营养化浅水湖泊中水生植被的方法，该方法以湿生和挺水植物辅以浮叶和漂浮植物建立生物篱笆，用来改善富营养化水体的局部环境，以利水生植物的生长，在生物篱笆内分期引进先锋保育种、后续水生植物和目标植物，逐渐形成稳定的水生植物种类的循环，恢复水体全年度均有水生植物生长。本发明专利技术可降低水体中的营养含量，减少藻类的大量发生，可改善环境景观，逐渐恢复水体水质。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用生物方法进行环境治理，尤其涉及利用水生植物治理水体环境，更具体涉及在富营养化浅水湖泊中恢复稳定的水生植被的方法。富营养化是目前我国湖泊水体环境面临的最严重的问题，我国湖泊中营养盐背景浓度异常高、营养盐来源多、湖泊富营养化进展迅速，许多城市湖泊已处于富营养状态，据统计，我国主要湖泊处于富营养化的占湖泊总数的56％左右。环保监测部门估测，我国东部地区的湖泊已经有80％处在不同程度的富营养化阶段。富营养化的不断加剧与迅速扩展导致了藻类水华的频繁与恶性发生，其带来的危害主要包括1、影响环境景观，饮用水质下降；2、危害养殖业；3、造成二次污染；4、使湖泊群落结构发生改变，物种多样性降低；5、产生生物毒素。总之，富营养化问题使水体丧失应有的功能，导致水生生态态统向不利于人类和自然的方向演变，影响环境质量，影响经济建设和社会发展。水体水质的恢复与保持在欧美发达国家受到高度的重视，在富营养化和污染的治理工作中投入了巨额资金，建立起各种各级污水处理设施。对受影响水体而言，通常采用底泥疏浚(sediment dredging)、湖泊水柱下层增氧(hypolimnetic oxygenation)以及生物操纵(biomanipulation)等手段降低水体中的营养含量，从而控制藻类的大量发生以达到水体水质恢复的目的。由于我国目前的经济发展水平以及湖泊所具有的特殊性决定了这些方法不适合我国富营养化水体水质的恢复与保持工作，一方面是由于我国富营养化湖泊所处的区域一般环境的营养背景浓度极高，要降低湖水的营养物质含量，需要投入巨额的资金，另一方面也是因为这些湖泊一般面积广大，涉及的管理部门与人员复杂，难以进行有效的治理。80年代以来，我国对富营养化的研究和治理日益重视。在水体富营养化的治理中，首先要控制外源性营养物质的输入，其次是减少内源性营养物质的负荷，通过降低水体的营养物质浓度，达到控制藻类异常繁殖的目的。近年来我国在湖泊富营养化的治理工作中投入了大量的人力、物力和财力，加大了控污、治污工程的建设力度，为水体水质的改善提供了前提，这些工程虽然在降低水体中有毒有害物质和氮磷等营养物质方面起到了十分重要的作用，但这些工程主要治理了点源的污染问题，大量的面源营养仍然排入水体，加之内源性营养依然如故，水体的富营养化程度在许多湖泊中仍不断加剧。如何在营养浓度不能大幅度降低的前提下恢复和保持水体水质是我国富营养化水体治理中必须解决的重要问题，根据我国湖泊富营养化发展的现状与原因，恢复和重建水生植被以提高湖泊自身的自净能力是解决湖泊富营养化问题、实现湖泊资源可持续利用的关键。我国的富营养化湖泊大多是由于不合理的利用从草型湖泊转变而来。从整体上看，以水生植物为主要初级生产者的湖泊水质较好，水生生物的多样性程度较高，有着比较高的渔业和旅游等景观价值，一般不存在污染和富营养化水体的最显著特征，即浮游植物尤其是蓝绿藻的大量发生。由于我国湖泊中营养盐背景浓度异常高，难以用降低水体中营养浓度的手段来达到减缓和防止富营养化的目的，若没有水生植物将大量的营养束缚在体内，这些湖泊将会迅速地向富营养化方向发展，这种现象在我国的许多湖泊中屡有发生。而以水生植物为优势初级生产者的湖泊则能够协调经济发展和生态环境两方面的需要。基于上述认识，近年来我国科学家在富营养化湖泊水生植被恢复研究方面进行了不少研究。目前主要的工作集中于水生植物能否恢复，在这一过程中的生态效应一直受到重视。研究表明水生植物能够显著提高水体的环境质量，在人为强力干预下，水生植物的恢复是可能的，然而这种水生植物往往不能形成稳定的植被，难以达到水质保持的最终目的。究其原因，一方面是由于富营养化条件下水生植物的定居非常困难，另一方面也是由于多数工作的重点仅放在单一的种类能否成活这一问题上，而对恢复稳定的水生植被所需要的环境前提考虑较少。在富营养化水体中恢复水生植被是人为干扰作用下的次生演替过程，这一过程的最终结果是将水体从以藻类为第一性生产者的状态改变为以水生植物为第一性生产者的状态。在富营养化水体中要成功恢复水生植被必需从影响水生植物定居、成活与发展的物理、化学和生物因子的作用出发，创造出适于水生植被发展的环境条件，以达到水体水质恢复和保持的最终目的。综上所述，恢复富营养化水体的水质，可以用工程的方法部分地解决，其缺点在于需要长期不断地投入人力、物力和巨额财力，且效果并不理想。恢复稳定的水生植被是恢复富营养化水体水质的有效方法，但现有技术还无法实现。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案1、在水体中选择富营养化程度相对较低的区域作为植被恢复的先头区域，并将此区域划分为若干个基本恢复单元，5～10亩为一个恢复单元。2、沿恢复单元边缘建立水生植物生物篱笆，以禾本科和莎草科的湿生和挺水植物作为生物篱笆的骨架，辅以浮叶和漂浮植物。其作用是防浪、消浪，稳定水体环境，吸收水中营养，改善恢复单元内水体的营养负荷，抑制藻类的快速繁殖，改善水生植物的生长环境。3、在恢复单元中水深0.5～1.50米的浅水区域种植富营养化耐受性比较强的水生植物菹草的休眠芽和苦草的冬芽，密度为5-15枚/平方米，作为先锋保育种。主要作用是改善水生植物在恢复单元的定居与生长条件，为后续水生植物的引进创造条件。4、当先锋保育种进入衰亡期时，补充和引入后续水生植物，即当菹草开始产生休眠芽进入衰亡期时，补充苦草，同时引入金鱼藻和穗花狐尾藻，使得恢复单元终年有水生植被生长。其主要作用是在先锋保育种所创造环境的基础上，进一步改善和稳定恢复单元的水体水质，为目标植物的定居创造条件。5、当恢复单元在全年度均有水生植物生长时，在春季引入眼子菜科植物作为目标植物。其主要作用是形成稳定的种类循环，恢复稳定的水生植被。6、当恢复单元内的水生植被恢复后，扩大生物篱笆。其作用是让已恢复的水生植物在生物篱笆的保护下逐步自然扩展，直至整个水体成功恢复水生植物。7、生物篱笆按下列步骤建立(1)、在湖泊中选择水深6米以内的水生植被恢复区，将水生植被恢复区划分成若干个恢复单元，每个恢复单元的面积在5～10亩之间；(2)、沿恢复单元边缘用毛竹按1.5～2.5米的间距下桩，并用铁丝在离水面5～20厘米的水下相连； (3)、在容器中装入其体积1/2～3/4的土壤，栽种禾本科、香蒲科或莎草科的湿生和挺水植物；当水深在1米以内时，可选用芦苇属、香蒲属或藨草属的水生植物；当水深在1～6米时，选用禾本科的挺水植物菰，将容器置于阳光充沛处，保持土壤湿润，待栽种的植物成活后，在土壤表面铺3～7厘米的粗砂；(4)、用尼龙绳将容器并列悬挂于铁丝上，使栽种的植物顶部露出水面35～50厘米；(5)、随着栽种植物的生长，将容器向水下降低，使栽种植物的顶端始终露出水面15～25厘米，直至容器放置在水底；(6)、容器放置在水底后，当栽种植物的顶部露出水面35～50厘米时，在水面以上8～15厘米处割去栽种植物的顶端部分；(7)、在生物篱笆间可引入浮叶植物和漂浮植物。本专利技术具有下列优点1、本专利技术属生物治污技术，不产生二次污染；2、投资少，效果显著；3、可逐渐恢复生态平衡，具有长期的效应；4、改善环境景观，提高水体水质；5、恢复生物多样性，及水体原有的功能。3、在恢复单元中于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恢复富营养化浅水湖泊中水生植被的方法，包括下列步骤：（１）、在水体中选择植被恢复的先头区域，将此区域分为５～１０亩的恢复单元；（２）、沿恢复单元边缘建立水生植物生物篱笆，以禾本科和莎草科的湿生和挺水植物作为生物篱笆的骨架，辅以浮 叶和漂浮植物；（３）、在恢复单元中的浅水区域种植水生植物菹草和苦草，密度为５－１５枚／平方米；（４）、当菹草开始产生休眠芽进入衰亡期时，补充苦草，同时引入金鱼藻和穗花狐尾藻，使恢复单元终年有水生植被生长；（５）、在春季引入眼子菜 科植物；（６）、当恢复单元内的水生植被恢复后，扩大生物篱笆，让水生植物逐步自然扩展，直至整个水体成功恢复水生植物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，
申请(专利权)人：中国科学院武汉植物研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]