沉水植物种植基质及利用沉水植物修复富营养化水体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于富营养化水体修复技术领域，具体涉及一种沉水植物种植基质以及利 用沉水植物修复富营养化水体的装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着工业化和城市化进程的加快，大量的氮、磷等污染物排入湖泊、水库 和河流，水体的富营养化受到了全世界生态学专家及环境学专家的广泛关注。我国的近岸 海域及大部分河道、湖泊富营养化越来越严重，其原有的生态自净能力在逐渐衰退，严重地 区甚至已丧失自净能力，恢复与重建水生态系统是富营养化水体生态修复的主要内容之 O
[0003] 富营养化水体生态修复的最终目就是构建良好的生态系统。而构建良好的生态系 统，首先就得使沉水植物群落能快速恢复。几乎所有的相关学者和专家都认为，沉水植物在 水体生态修复中作用极大，沉水植物不仅在生长过程中自身可吸附氮、磷等富营养成分并 能促进水中悬浮物的沉降，还可以通过光合作用来增加水中的溶解氧，净化水质，增加水中 微生物数量来降低水体富营养化程度，同时，沉水植物给水生动物提供了更加健康的生活 栖息地和隐蔽场所，从而来改善整个水生态系统。
[0004] 因此，在富营养化严重的水体中，种植沉水植物是恢复与重建其水生态系统的最 主要手段之一。然而，沉水植物的生长和分布受到多项环境因子的调控和胁迫，如光照、水 的透明度、硬底质、营养盐分以及风浪等环境因子，在众多的环境因子中，水体的透明度和 光照对沉水植物的环境胁迫最为明显。当遇到一些突发性自然灾害，如洪涝或较强的地表 径流引起湖泊水位升高，水体透明度降低，沉水植物常常因得不到充足的光照，不能进行正 常的光合和呼吸作用而逐渐死亡，最终使得沉水植物群落在水下不能定居。沉水植物生态 净化中受补偿深度条件的限制，一般通过降低水位的方法来改变水下光照条件，满足沉水 植物的光补偿条件，然后逐渐恢复原来的水位，这种方法虽然也取得了一定的效果，但是受 到实施难度的限制，如对于面积较大的湖泊，降低水位实施难度较大。利用种植有沉水植物 的网床、网箱等恢复方式对富营养化水体修复有一定的效果，但网床、网箱固定沉水植物多 采用捆绑法，这种方法容易使沉水植物捆绑基部表皮受损，受损后短时间内腐烂，最终从网 箱或网床中脱落，尤其是像苦草这种无茎草本植物，用捆绑法只能捆绑其叶片下部，这样更 容易使叶片发生折断现象，大大降低了苦草的存活率。多层次生态网床虽然可实现垂直方 位多层次的水生植物体系，能很快的净化污染水体，但这种体系违背了水生植物在水中的 垂直分布结构，各层次的水生植物生长环境难以控制。水下插粧种植可在短时间内恢复沉 水植物群落，但是在深水区域不易操作。利用沉水植物繁育毯虽然解决了沉水植物的固定 和成活率问题，但这种繁育毯在污染水体底部能否起到净化水体的作用，还是要通过调节 水位来实现，在实际水生态修复工程中应用难度大。因此，如何使新建的沉水植物群落在水 底适应各种环境灾变及环境变化，并逐步趋于稳定，是沉水植物植被恢复的关键。
[0005] 利用绳索调节育苗盘在水中的高度，并使用锚或绳索在水底或岸边固定，这种方 式，对育苗盘下调容易，上调很难，缺少可控性。中国专利申请CN1530336A公开了一种富营 养化浅水小水体的生态修复方法，该技术公开了沉水植物由在河道的两侧插上的定滑轮和 绳子固定的花盆组成的滑轮升降培种模型引种，其装置虽可调节，但是该装置稳固性差，在 环境变化和灾变频繁的条件下不适用。
[0006] 中国专利CN201369957Y公开了一种沉水植物种植床，其由种植床、固定导向杆和 升降装置组成，其中升降装置由绳索、立柱及安装其上的滑轮组成。该专利可调节种植床的 升降，但是同样的存在装置稳固性差，适用范围窄的问题。
[0007] 利用沉水植物修复富营养化水体不仅要考虑种植装置的稳固性，还要考虑种植沉 水植物的种植基质是否适合沉水植物的生长同时又不会为水体的修复带来不良影响等问 题。沉水植物的恢复由于受到众多条件的限制，在水体修复工程中还存在许多的问题。因 此，在水体修复过程中，探寻一种能够使沉水植物在环境变化和环境灾变频繁的条件下能 够稳定存活的沉水植物可调式装置和沉水植物的栽培技术方法是非常必要的。
【发明内容】
[0008] 本发明的第一个目的在于提供一种沉水植物种植基质，该种植基质对沉水植物既 起到机械支撑的作用，同时也为沉水植物提供前期营养物质，且可从富营养化水体中吸附 更多的N、P供沉水植物的生长。
[0009] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种沉水植物种植基质，包括生土、碎石和椰糠，所述生土、碎石和椰糠按照重量比 (0. 5~1.5): (0. 5~1.5): (2~5)混合。作为本发明优选的实施方式，所述生土、碎石和椰 糠按照重量比1:1:3混合。
[0010] 进一步的，所述沉水植物种植基质还包括丝瓜瓢和泥炭土中的一种或两种；所述 丝瓜瓢与生土的重量比为（0. 1~1) :1 ;所述泥炭土与生土重量比为（0. 1~〇. 6) :1。
[0011] 在本发明技术方案中，所述的生土是从地下深层挖出来的土，没有植物根系，不含 有腐质物，营养成分较少；所述碎石的粒径不超过lcm，是由天然岩石经破碎、筛分而得；所 述椰糠是没有经过粉碎的椰子外壳纤维。
[0012] 本发明沉水植物种植基质取代传统的沉水植物土壤，解决了传统沉水植物种植方 法中单独使用营养丰富的粘土基质在水下容易结构分离的问题，是一种对沉水植物起到机 械支撑的作用以及供应前期营养物质的混合固体种植基质，由生土、碎石和椰糠按重量比 (0. 5~1. 5) : (0. 5~1. 5) : (2~5)的比例混合而成，更优的重量比为1:1:3,本发明沉水植物 种植基质配比中选择大比例的椰糠，是因为椰糠属于多孔植物纤维，使得沉水植物的根系 在多孔植物纤维中有更好的形态发展空间，另外多孔植物纤维扩大了生物膜面积，从富营 养化水体中吸附更多的N、P供沉水植物生长，不仅起到了水体修复功能，还有起到了固定 作用，同时椰糠中含有一定的营养成分；一定比例的碎石可以起到调节重力的作用并增加 了生物膜生长的表面积，一定比例的生土可以粘合碎石和椰糠形成在水下结构稳定的种植 基质，并为沉水植物根系的初期发育提供一定的营养。
[0013] 本发明沉水植物种植基质还可以包括丝瓜瓢和泥炭土一种或两种，所述丝瓜瓢为 萌芦科植物丝瓜的成熟果实的维管束，用闸刀截断成高5~10cm的圆柱体状，丝瓜瓢为多孔 植物纤维，不含营养成分，与生土、碎石和椰糠组合，更进一步的扩大了生物膜面积，且更好 地为植物提供机械支撑，其优选的配比为与生土的重量比0. 6:1 ;所述泥炭土含有丰富的 营养成分，可供植物生长前期稳定的营养需求，但是泥炭土会给水体带来额外的氮、磷，加 重水体富营养化，因此，其优选的配比为与生土的重量比〇. 2:1，既可供前期生长势较弱的 沉水植物营养，又不会加重水体富营养化。本发明沉水植物种植基质由生土、碎石、椰糠、丝 瓜瓢和泥炭土按照重量比1:1:3:0. 6:0. 2组成时，既最利于沉水植物的成活生长，应用于 本发明所述利用沉水植物修复富营养化水体的装置中修复富营养化水体的效果最佳。
[0014] 本发明沉水植物种植基质适用于沉水植物种苗、幼芽、种子等繁殖体，大大提高了 沉水植物的成活率，也尤其适合苦草的生长，也有利于轮叶黑藻、眼子菜和菹草的生长。
[0015] 本发明的另一目的在于提供一种利用沉水植物修复富营养化水体的装置，该装置 利用上述的沉水植物基质种植苦草等沉水植物，可有效解决在水体透明度低、水位变化频 繁、自然灾变多、硬地质等富营养化水体环境中进行沉水植物的种植及污染水体修复等难 题，同时本发明装置结构