黑臭流域解析：沉水植物恢复的影响因素及恢复建议

查看全部 · 发表于 2021-6-16 10:50:10

1、藻类的限制

富营养化湖泊的初级生产力通常以浮游植物为主，呈现浊水态。

藻类的遮阴效应、营养盐和无机盐的竞争作用会阻碍沉水植物的生长以及在水域中的空间分布。

研究发现，在富营养湖泊(氮0.93mg/L；磷0.33 mg/L)，附着藻对沉水植物的遮阴达到86%。当水体中磷浓度大于0.05 mg/L时，藻类大量生长形成水华；藻类释放的有色溶解有机颗粒物(Particulate Organic Matter,POM)增加光散射，导致光衰减(蓝光，波长476~495nm)也随之增加，从而影响沉水植物的光吸收效率，引起水体底层缺氧及植物根系腐烂等现象发生。

水华暴发形成气泡浮渣也会增加光的衰减，对沉水植物造成影响。藻类形成的附着生物膜不仅影响沉水植物叶片表面的光吸收，还阻碍叶片对无机碳的吸收，影响碳酸盐在叶片表面的扩散。

针对藻类引起的不良影响，通常可以采用生物控制与物理通气、曝气等方法。

物理通气等方法可破坏藻类的垂直分布，增加水体CO2，增大叶片与CO2的接触面积，解除CO2限制。

浮游动物也可实现对藻类的控制。

在发生藻类水华时，可投放、接种浮游甲壳类动物如长刺溞(Daphnia longispiana)、大型溞(Daphnia magna)和方形网纹溞(Gerzoda daphnia gamaranaura)等进行控制。

2、鱼类的影响

草食性、杂食性鱼类及底层鱼类会对沉水植物造成影响。

由于草食性鱼类食量大,每天摄食沉水植物的量甚至超过鱼自身的重量，当摄食强度超过沉水植物的再生能力时，会导致沉水植物大规模减少甚至消失。

而控制草食性鱼类的生长，会促进沉水植物的生长。

去除武汉东湖草食性鱼类之后，微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)自行恢复至6 000 g(WW)/m2的生物量。

鱼类对底泥的扰动及排泄作用导致底泥中营养盐释放至水体中，刺激藻类生长，反过来抑制沉水植物生长。

Wright等对英国2个湖泊进行研究，发现当去除湖泊中的鱼类(396 kg/hm2)，沉水植物覆盖度由1%上升到93%，生物量由1.0 g/m2上升到46.7 g/m2；当再度引进鱼类时，沉水植物生物量又由46.7 g/m2下降至4.8 g/m2。由此可见，鱼类是沉水植物生长的重要限制因子。
3、工程化应用建议

富营养化浅水湖泊修复过程中，控制营养盐和构建健康的生态系统是主要目标。

了解沉水植物在富营养化浅水湖泊治理中的生态机理，恢复沉水植物群落是富营养化浅水湖泊修复的重要方向。

但是作为维持湖泊清水态的关键因子，沉水植物受到诸多因素的影响。

因此，现阶段通过改善基础环境恢复沉水植物是实现富营养化浅水湖泊生态恢复的有效途径。

在采用“恢复沉水植物群落”手段进行富营养化湖泊修复时，笔者提出了以下几点建议：

(1) 针对不同地区(如不同气候带等)的修复对象，结合客观实际,优先选用土著种、化感作用强、根际固定作用强的沉水植物用于控制藻类及沉积物内源污染；

(2) 在沉水植物群落构建初期，采取相应措施减少相关因素对沉水植物生长的影响，如通过添加絮凝剂等透明度提升工程、浮游动物控藻手段等，保证沉水植物在修复初期快速生长；

(3) 为促进沉水植物群落结构的快速形成，建议在初期去除水体中草食性鱼类和底层鱼类，以减少鱼类对沉水植物的摄食及对沉积物的扰动；

(4) 当系统趋于稳定时，适当放养肉食性鱼类(如鳜鱼等),结合生物操纵原理，进行水生态系统构建，使生态系统中的上行效应和下行效应得以发挥，从而进一步加强系统的稳定性。

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