胡浩,李燕英,杜鑒瑜
(浙江國科生態技術研究有限公司,浙江 寧波 330200)
城市河道水生態系統是一個以人工技術和社會行為為主導的復合生態系統需要采用綜合技術手段,即通過構建完整的水生態系統,充分利用生態系統自凈能力,從根本上解決城市河湖等“水清”“水美”的問題。文章以寧波東錢湖中心小學東側河道為例,在生態學相關原理指導下,恢復河道水生態系統再生、平衡和自我修復能力,提升河道水質及景觀,以期為后續城市河道生態修復提供參考。
河道生態修復是指在遵循自然規律的前提下,為了滿足河道生態需求,采用多種工程及生物輔助措施,循環利用資源,達到恢復、改善和促進河流生態系統穩定性和多樣性的目的。河道生態修復包括生境營造和水生態系統構建,通過工程措施構造適宜的生物與非生物環境,改善各類生物生長、棲息、繁殖所需環境,再通過生物技術措施修復受損生態系統結構和功能。
河道位于東錢湖中心小學東側,南與沿山干河相通,北至白石北路和后橫河相接,全長約900 m,河寬15~30 m,水域總面積19 400 m2。玉泉北路以北段中心水深1.40~1.80 m,玉泉北路以南段中心水深1.70~2.10 m,玉泉北路以南段水深總體大于玉泉北路以北段。
玉泉北路以北段為近幾年人工開挖河道,東臨天池路,西面由南往北為鄭隘新村(部分已拆)、萬科東望住宅、東錢湖中心小學,屬于東錢湖下游河網。
玉泉北路以南段水體透明度0.55~0.60 m,呈淡褐色,有輕微臭味,沿河僅有極少量菖蒲等挺水植物。河道以干砌塊石直立擋墻為主,少量自然駁岸,兩岸共有13處雨水口。
玉泉北路以北段水體透明度為0.60~0.65 m,呈淡褐色。河道以直立硬質駁岸為主,少量自然駁岸。河道兩岸總體綠化景觀效果好,但自然緩坡段有挺水植物景觀效果有待提升。此外,河道內有少量沉水植物輪葉黑藻,土著魚類豐富,底棲動物數量較少,兩岸共有3處雨水口。具體情況見圖1。

圖1 河道位置、現狀及水質采樣點位圖
根據檢測結果顯示,各點位氨氮指標均未達到寧波市“生態河道”建設Ⅳ類水要求,其中玉泉北路以南段(1、2、3號點位分別為2.28、1.91、2.23 mg/L)指標較北段(4、5、6號點位分別為1.62、1.60、1.62 mg/L)更差,南段點位甚至劣于V類標準。具體點位情況如圖1。
河道水體氨氮超標,透明度有待提升,其中玉泉北路南段氨氮及透明度指標較北段差,主要是由南段有較多雨水口及河埠頭污染造成。因此,在無外界措施輔助下,沉水植物自然擴繁難以實現,且河道挺水植物匱乏,景觀也有待豐富和優化。
在東錢湖中心小學東側河道生態修復過程中主要遵循三個原則:首先,生態優先。采用底質改良、沉水植被構建、螺類增殖放流等環境友好型技術修復水生態。其次,統籌兼顧。以玉泉北路為界分段調查,針對主要問題,通過恢復以沉水植物為核心的生態系統,實現水體自凈,并兼顧景觀效果。最后,因地制宜。尊重河道原有生態屬性和水文,做到生態優先、最小干預、自然和諧,打造可識別性強、生態可持續的景觀亮點。
根據對河道現狀、存在的問題及污染源分析,以水質數據為依據,在加大周邊拆遷力度及河埠頭管控基礎上,選擇以沉水植被為主的水生植被群落恢復,增殖放流螺類為主的生態修復措施,進一步提升水生態景觀,構建健康的河道生態系統。
文章采用以沉水植物為生態系統核心,底質改良+沉水植物+底棲動物為主體的純生態解決方案,提升透明度,并結合挺水植物選配,實現現狀植物提優和節點景觀提升。
國內外許多學者研究發現不同理化性質的底質會影響沉水植物生長狀況。因此,在種植沉水植物前進行底質改良,底質改良劑是人為添加具有特殊親和性的生物促進劑,強化土著微生物的生物活性,通過微生物的新陳代謝作用,降解底泥中有機物和營養鹽,從而控制及削減底泥向上覆水釋放污染物。
河道底質改良劑為排水后拋灑,共計840 kg,其中玉泉北路以南段使用劑量150 g/m2,共621 kg;玉泉北路以北段使用劑量200 g/m2,共219 kg。日光暴曬消毒2-3 d。
沉水植物作為初級生產者,其恢復重構對于維持水體生態環境健康穩定意義重大,已成為恢復水生生態系統的重要內容。沉水植物可以移除水體中營養,可以為浮游動物的“避難所”,助其躲避魚類取食,同時可以促進螺貝類等底棲動物生長,為大型無脊椎動物提供產卵場所;沉水植物可以顯著降低底泥顆粒再懸浮,并能抑制水體的浮游藻類的生長。
5.2.1 種類搭配
當沉水植物豐富度達到3種物種以上時,能夠顯著改善水質指標和水體透明度,因為物種豐富度越高,對資源的利用更高效,對環境抗干擾能力也越強,進而促進生態系統的穩定。因此,選擇苦草、輪葉黑藻和微齒眼子菜3 種先鋒沉水植物用于被修復河道。
5.2.2 覆蓋度及布設位置
為保障沉水植物通過光合作用進行正常生長代謝,沉水植物的實際種植水深應小于或等于光補償深度。光補償深度一般就是水體透明度的1.50 倍,或光照強度約為表面光強的1%處的水深。為保障沉水植物成活后的穩定生成,苦草選擇在沿岸2 m范圍淺水區域種植,輪葉黑藻和微齒眼子菜間隔布設于較深水區域,并減少河道中心處布設。
根據實踐調查及研究,沉水植物覆蓋度超過60%~80%時,系統才趨于清水態??紤]前期沉水植物存活率影響,為增加修復河道沉水植物生長的生態位,適當提高覆蓋度,玉泉路以南覆蓋度85%,玉泉路以北覆蓋度80%。
5.2.3 施工方法
沉水植物種植前期主要采用圍堰臨時措施與其他河道連通區域進行隔離,控制好沉水植物種植區的水位,逐步抬高水位,在沉水植物成活、養護好后再拆除臨時措施。
底棲動物是水體自凈生態系統生物鏈中重要的“消費者”,底棲動物分布廣、種類多、食性雜,從水體中大量攝取營養物質、積累污染物質,可與其他多種凈化措施加以組合形成高效的復合凈化系統,有效降低水體中有毒物質和營養元素的含量。
文章在土著魚類豐富的情況下,選擇生態修復及凈水效果好的底棲動物環棱螺、圓田螺、石螺。螺類混合投放量200 kg,規格2~5 g/個。
河道水生態修復中挺水生植物仍是不可缺少的,在植物種植上選用已在當地成功應用水生植物品種,挺水植物以花卉植物為主,增強生態色彩,豐富挺水植物品種,增強景觀的多樣性。
東錢湖中心小學東側河道從水質凈化及兼顧生態景觀效果出發,選用紅花美人蕉、黃花美人蕉、紫花鳶尾、梭魚草、香蒲、蒲葦、菰等挺水植物,點綴河道布置,共394 m2。
在對寧波東錢湖中心小學東側河道進行生態修復之后一年內,主要水質指標(CODMn、NH3-N、TP)穩定在《地表水環境質量標準》中Ⅳ類標準,透明度≥80 cm,水體生物群落豐富,生態系統穩定,河道生態景觀效果良好,符合寧波市“生態河道”建設要求。由此可見,東錢湖中心小學東側河道生態修復方案設計科學合理,實施后實現預期目標。寧波后續城市河道治理中,可借鑒此河道研究成果,因地制宜科學運用生態修復技術,以更好地實現生態修復既定目標。