生態文化園項目水生態系統修復措施

楊莉，劉偉，邵艷麗，羅春雷，王利永

（1.桐柏縣農業農村局，河南 桐柏 474750；2.桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750；3.商丘市水旱災害防御事務中心，河南 商丘 476300；4.新蔡縣河塢水電站，河南 新蔡 463500；5.河南科平工程檢測咨詢有限公司，河南 封丘 453300）

1 項目概況

灌河生態文化園項目區位于大別山北麓、鄂豫皖3省交界處，地形南北狹，東西寬。地處江淮之間，氣候溫和，四季分明，山水兼備，境內植被茂密、河流縱橫，生態環境優越，自然條件良好。灌河生態治理工程建設任務主要保障城市防洪安全，提高河道生態修復能力，改善區域濱水環境。工程建設內容包括水環境治理工程、濱水生態保護與修復工程、防洪保障工程、濱河道路橋梁工程和濱河環境提升工程。水環境治理工程主要對灌河西岸及南岸坑塘進行水生生態系統修復，包含灌河生態文化園西岸4處坑塘及南岸2處坑塘，工程內容包含生境營造、沉水植物群落構建、浮游動物及微生物群落構建、底棲動物群落構建、曝氣復氧、水生態系統優化調整等，水環境治理工程總面積合計為21.10 hm2。

2 水生生態系統修復措施

2.1 設計原則

項目水生態修復工程利用水生態平衡原理，結合成熟的生態工程技術，修復水生態系統，實現水質凈化，采取相關的水生態工程措施使湖體水域生態系統趨于生態平衡，保障坑塘水質長久穩定。①因地制宜原則；②協調性原則；③自然性原則；④適應性原則；⑤經濟性原則。

2.2 基底生境營造

2.2.1 基底改良

項目底泥中含有病菌或病原體，部分病菌或病原體會抑制水生植物成長，從而影響水體水質。所以，水生態構建前需對土壤進行基底改良。基底改良是采用基底改良劑，對土壤中具有針對性的植物病原體進行消殺的過程。基底改良能消滅蟄伏的導致高等植物發生褐斑病、葉銹病、稈銹病、黑粉病等的細菌性病原體和霉菌，以提高高等植物成活率。基底改良是完整的水生態系統構建的前提，對生態系統無任何不良影響。

2.2.2 基底微量元素配比

微量元素在植物體內含量很少，但對于植物的生長具有很強的專一性，通過各種微量元素和多種營養成分的添加均衡底質中營養的分布。一方面為沉水植物的根系發育提供有利條件，增強植物對環境的抗逆性；另一方面提高沉水植物對底泥、水體中以氮、磷為主營養鹽的吸收利用率。原有的底泥中微量元素含量不合理，非常不適于高等植物的定植、生長，必須合理配比微量元素和多種營養成分含量，以促進高等植物快速定植，形成發達的根系和粗壯的植株，對病蟲害有更強的抵抗力。采用營養調節劑，進行微量元素合理配置。

2.2.3 底改微生物投加

底改微生物是以沼澤紅假單胞菌、嗜酸乳桿菌、地衣芽孢桿菌復合微生物菌群為主，結合其他功能按照一定比例配合而成。菌群進入土壤后與土壤中微生物形成相互間的共生增殖關系，抑制有害菌生長并轉化為有益菌，相互作用，相互促進，起到群體的協同作用，有益菌在生長繁殖過程中產生大量的代謝產物，促使有機物的分解轉化，能直接或間接為水生植物提供多種營養和刺激性物質，促進和調控水生植物生長。在水生態構建前在土壤中施用復合底改微生物，能夠調理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結、增加土壤空氣通透性。

2.3 沉水植物群落構建

沉水植物構建范圍為項目涉及的灌河西岸及南岸坑塘，各坑塘水體根據水深分布、基底條件等生態現狀進行沉水植物群落設計，構建品種豐富的水下森林景觀，總面積共計15.60 hm2。①西岸坑塘主要有3處坑塘，主要為鴨、鵝等畜禽養殖用，水域面積16.29萬m2。現狀駁岸以土質駁岸為主，對其進行景觀生態化改造，現狀水深0.50～1.80 m 之間，清淤完成后水深范圍為0.50～2.30 m，沉水植物群落考慮主要以亞洲苦草、刺苦草、輪葉黑藻、穗狀狐尾藻、馬來眼子菜為主構建品種豐富的水下森林景觀。②南岸坑塘主要有2處坑塘，現狀水深0.30～1.50 m之間，清淤完成后水深范圍為0.50～2 m，沉水植物群落考慮主要以亞洲苦草、刺苦草為主構建品種豐富的水下森林景觀。

2.4 水生動物群落構建

2.4.1 浮游動物群落

浮游動物群落構建在水生態系統中起著重要的作用：一方面，它是天然水域食物鏈中的一個重要營養環節，是魚類的重要天然餌料；另一方面，它在水體能量物質循環中起著承上啟下的巨大作用，可以攝食水體中的微型生物，是對物質循環、能量流動起調控作用的關鍵功能類群，具有重要的生態功能。研究還發現，浮游動物對污染水體中的藻類和有機碎屑能有效抑制水體中藻類的生長。

在灌河西岸及南岸內構建浮游動物群落，在沉水植物群落構建后，底棲動物投放前，在水體中投放一定量的浮游動物以在初期有效控制浮游藻類，浮游動物種類選用以浮游藻類（藍藻、綠藻、裸藻、甲藻等）為食的枝角類浮游動物和橈足類浮游動物為主。浮游動物投放節點應在沉水植物群落構建完成后，水位達到常水位，底棲動物投放之前投放，施工時在水中放養浮游動物，并在1-2 d后進行水質檢測，并檢測湖體的透明度。

2.4.2 底棲動物群落

大型底棲動物是生態系統的一個重要生態類群，它們既是魚類的天然食物資源，又能起到較好的水質監測作用。在嚴重富營養化的水體中，大型底棲動物群落物種多樣性的減少很大程度與底質中較高的有機質含量有關，因為有機質的分解可導致底質與水界面中溶氧量急劇下降，從而影響大型底棲動物群落物種的生存。底棲動物生活史的全部或大部分時間生活于水體底部，在攝食方法上，以懸浮物攝食和沉積物攝食居多。該種的攝食方法一方面可有效去除植物表面的有害覆膜，促進生長；另一方面可促進懸浮物絮凝沉降，減少懸浮物，提高水體透明度。該項目選擇投放的底棲動物品種主要有腹足類的環棱螺、瓣鰓類的背角無齒蚌，再輔助投放少量的青蝦。

2.5 微生物群落構建

微生物在生態系統中作為分解者，把綠色植物產生的能量通過食物鏈進行傳遞，是生態系統的重要組成之一。它們在自然界大量而廣泛的存在，能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解，將一些有害的污染物質加以吸收和轉化，成為無毒害或毒害較小的無機營養元素。因此，微生物是水體中的“清道夫”，它們為避免由水生生物帶來的水體二次污染起著關鍵性的作用。根據項目各坑塘水域特點及水質情況，在灌河西岸及南岸坑塘全水域投放復合微生物功能菌，以構建微生物群落，在水生態構建初期，通過在水域投放復合微生物功能菌，以快速、徹底降解水中有害氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質，同時高效分解水中大分子有機物和小分子有機物，改善水環境。

2.6 曝氣復氧

曝氣復氧系統是污染水體修復技術中增加水體中溶解氧非常重要的一環，也是微生物繁殖、掛靠、激活的基本生存條件。向水體中注入足夠的溶解氧，可以使斷開的生物鏈得到有效的修復，根據水體情況逐步建立更完善的生態系統。結合項目水系現狀水動力條件、河湖水體形態、水深分布情況以及現狀周邊環境景觀條件，在灌河生態文化園灌河西岸及南岸水體緩流或死水區域設置潛水推流曝氣機，共計14臺，其中西岸坑塘布置12臺，南岸坑塘布置2臺。

3 結語

水生態系統初期構建完成后，由于生態系統自身的復雜性，及外界條件對其不確定性影響，在工程建設后應進行科學、合理、精細的養護管理以保證水生態系統持續、穩定、自我運行。還應加強對水質及水生生物監測，根據水質指標監測與分析結果，通過不同品種水生植物移栽、種植、修剪及不同品種水生動物捕撈、放養等進行針對性生態系統優化調整，通過對水生植物群落、水生動物群落優化調控，使水生態系統結構合理、健康，充分發揮作用，穩定、長效運行。