淺水湖泊水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建研究

趙羿博

摘 要 隨著城市居民生活水平的提高，脆弱的淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)愈來(lái)愈需提升和改善，構(gòu)建完整且穩(wěn)定的淺水湖泊日益重要。本文通過(guò)分析各個(gè)營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)，即水生植物系統(tǒng)、水生動(dòng)物系統(tǒng)及微生物系統(tǒng)的措施的研究現(xiàn)狀，探究不同水環(huán)境構(gòu)建措施對(duì)淺水湖泊水環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建的影響，以期為淺水湖泊水環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)研究和工程實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞 淺水湖泊;水生植物;水生動(dòng)物;微生物

引言

淺水湖泊一般是指水深小于六米的湖泊，大多數(shù)城市內(nèi)景觀水體均屬于淺水湖泊，與河流相比，通常淺水湖泊水流遲緩，更新期比河流長(zhǎng)得多[1]。以上海為例，上海市90%以上的公園都有大小不同的水體分布其中，水是城市規(guī)劃中的重要景觀組成部分，構(gòu)建和保持一個(gè)良好的水環(huán)境對(duì)城市發(fā)展的重要性不言而喻，淺水湖泊水環(huán)境提升及改善成為城市建設(shè)必不可少的一部分。對(duì)城市公園等小型水體來(lái)說(shuō)，水體具有流動(dòng)性差、水環(huán)境系統(tǒng)簡(jiǎn)單、水環(huán)境容量小、自凈能力差等特點(diǎn)，極易出現(xiàn)不同程度的污染問(wèn)題。水體受污染，不僅使水體喪失觀賞功能，對(duì)周圍環(huán)境造成污染，甚至還會(huì)對(duì)湖泊綠化生態(tài)群落多樣性造成影響[2]。水環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建，是指依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進(jìn)行演化，利用水生生物食物鏈的數(shù)量金字塔和能量金字塔模型，人為的建立各個(gè)營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)并向良性循環(huán)方向發(fā)展，建立健全的穩(wěn)定水域生態(tài)系統(tǒng)[3-4]。

1水環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建

1.1 水生植物系統(tǒng)

在淺水湖泊水體生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的各種措施中，水生植物修復(fù)是一種耗能低、效果好的新技術(shù)，已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的高度重視[6]。水生植物系統(tǒng)構(gòu)建措施主要是在淺水湖泊中通過(guò)不同品種水生植物群落的構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)對(duì)湖泊水體中總氮總磷的吸收和轉(zhuǎn)換。在駁岸邊中種植挺水、浮葉植物不僅具有景觀功能，還能提供更多的棲息生境，營(yíng)造生態(tài)多樣性，水體中的沉水植物有利于封閉底泥，吸收水體中部分營(yíng)養(yǎng)鹽和有害物質(zhì)，降低景觀水體中的氮、磷濃度，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

孔優(yōu)佳等[5]學(xué)者在滆湖湖濱帶進(jìn)行生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)，研究不同水生植物群落對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽削減的效果，結(jié)果表明，以漂浮植物為主的湖濱帶湖灣濕地氨氮去除效果最好，去除率為46.15%;以沉水植物為主的湖濱帶湖灣濕地除磷效果最好，達(dá)37.06%。李振國(guó)[6]研究了冷暖季沉水植物的恢復(fù)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化淺水水質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)冷暖季節(jié)沉水植物的生長(zhǎng)能夠有效地控制富營(yíng)養(yǎng)化淺水水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，沉水植物生長(zhǎng)恢復(fù)后，水體由富營(yíng)養(yǎng)化態(tài)水體變?yōu)榱饲逅畱B(tài)水體。Ye等[7]對(duì)中國(guó)洪湖的18處水體水質(zhì)和沉水植物群落進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明沉水植物的分布主要由水中NH4+濃度和水深決定，通過(guò)沉水植被群落系統(tǒng)的構(gòu)建與恢復(fù)來(lái)改善中國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的水環(huán)境，是增強(qiáng)水環(huán)境系統(tǒng)功能性的可行方法。

1.2 水生動(dòng)物系統(tǒng)

水體中水生動(dòng)物，其主要功能是結(jié)合水生植物凈水功能的前提下，完善水環(huán)境系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，在淺水湖泊中放養(yǎng)一定種類和數(shù)量的浮游動(dòng)物，如食藻蟲(chóng)、輪蟲(chóng)等;濾食性魚(yú)類，如鰱魚(yú)、鳙魚(yú)等;肉食性魚(yú)類，如黑魚(yú)等;底棲動(dòng)物，如環(huán)棱螺、河蚌和青蝦等，有利于提高水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及自凈能力。

在Gao等[8]的研究表明，三角帆蚌、鰱鳙魚(yú)與沉水植物共同生長(zhǎng)，能促進(jìn)了水體清水狀態(tài)的構(gòu)建;且與濾食性水生動(dòng)物相結(jié)合，黑藻和馬來(lái)眼子菜是修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的最佳沉水植物品種。華燁等[9]通過(guò)選擇食藻蟲(chóng)作為水環(huán)境整治工程的引導(dǎo)措施，在無(wú)錫的水生態(tài)工程項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)施并達(dá)到了理想效果。鄒俊良等[10]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，水生態(tài)組合構(gòu)建處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水優(yōu)于單一構(gòu)建水生植物的凈化效果，狐尾藻與螺螄的組合對(duì)總氮的去除效果好，金魚(yú)藻與螺螄的組合對(duì)總磷的去除效果好，水生動(dòng)物與水生植物的組合構(gòu)建更有利于提升水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及自凈能力。

1.3 水生微生物系統(tǒng)

水生態(tài)系統(tǒng)中的微生物通過(guò)將水體中的水生動(dòng)植物的殘骸進(jìn)行分解，對(duì)水體污染物中的有機(jī)物和污染物質(zhì)進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化，不斷與周圍水環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。常用復(fù)合微生物菌群，主要包含復(fù)合芽孢桿菌、微小桿菌、光合細(xì)菌、EM菌、鐵細(xì)菌、硝化菌、溶藻菌等益生菌群。有研究表明水生微生物系統(tǒng)的構(gòu)建與水生植物、水生動(dòng)物相結(jié)合，更能實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的凈化和穩(wěn)定性[11]。

白利丹等[12]通過(guò)研究鰱鳙魚(yú)養(yǎng)魚(yú)塘內(nèi)添加復(fù)合芽孢桿菌后的池塘的水體水質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)復(fù)合芽孢桿菌對(duì)養(yǎng)魚(yú)池塘水質(zhì)具有明顯的凈化作用，水中COD、氨氮和非離子氨水含量均比未用復(fù)合芽孢桿菌的水體中濃度低，且透明度和溶解氧均有所增加。Kundan Samal等[13]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在生態(tài)浮床上生長(zhǎng)的植物根系在水體中易形成生物膜，為微生物提供了生長(zhǎng)載體，通過(guò)微生物的降解與水體動(dòng)植物的吸收，水體中的氮磷等能被迅速吸收利用。

2結(jié)束語(yǔ)

近兩年，國(guó)家頒布各種水環(huán)境相關(guān)政策，種種政策表明我國(guó)將持續(xù)推進(jìn)污染防治，特別是加強(qiáng)城市淺水湖泊水環(huán)境系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)，改善城市水環(huán)境生態(tài)質(zhì)量。通過(guò)人工構(gòu)建淺水湖泊水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)，人為的建立各個(gè)營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)，如沉水水草、食藻動(dòng)物、底棲動(dòng)物、肉食性魚(yú)類、微生物等，人為地建立人工水域生態(tài)系統(tǒng)，利用生態(tài)系統(tǒng)本身特性在根本上改善與提升中國(guó)城市淺水湖泊水環(huán)境的穩(wěn)定性與自凈能力，為工程實(shí)踐提供參考依據(jù)與可行方法。

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