生态庇护所式富营养化水的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种生态庇护所式富营养化水的处理方法。该方法包括如下步骤，(1)水体调查：调查水体生态系统，确定处于劣势的群落；(2)在水体中建立一个庇护空间，在庇护空间中保护或增殖处于劣势的生物群落，并在丰度提高后向外扩散，庇护空间内可投放有与庇护空间内的生物群落共生的生物。本发明可使水体中整个食物链更稳定高效地运行，使得水体中过剩的产物沿着浮游植物——浮游动物——大型动物的食物链流动浓缩到大型动物体内，从而达到净化水体的目的。
【专利说明】
生态庇护所式富营养化水的处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种富营养化水的处理方法，具体涉及一种生态庇护所式富营养化水的处理方法。该方法主要针对湖泊、水库和湿地的富营养化治理，以及基于环境友好型的集约化养殖水体的处理。
【背景技术】
[0002]1.我国内陆水资源水质恶化，主要原因是富营养化，表现为藻类大量孳生，特别是几个大型湖泊尤其令人担忧。目前的生态治理方法有3类:
[0003]I)生物操纵(b1maniputlat1n)，包括经典和非经典的两种，即通过投放肉食性鱼类抑制杂食性鱼类促进浮游动物摄食浮游植物的方法，和直接投放滤食性鱼类过滤藻类的方法。目前资料表明其有效性仅限于深度大于6米的深水湖泊、水库，以及小于60km2的小型浅水湖泊、湿地。我国几个难以治理的水体都是浅而大的湖泊，比如面积2300km2的太湖，被日本学者断言要经过100年才能修复。原因是大型浅水体，水环境异质性低，捕食者和被捕食者关系紧张，缓冲能力差，生态系统比较脆弱，尤其在水草消褪、岸线发育学指数大幅降低以后。表现在水中可以沿食物链进行的物质流动因某一营养级的缺失而断路，造成作为生物体要素的物质成为藻类或大型植物的营养物质而使之大量孳生，导致水质恶化。
[0004]2)生物浮床或生态浮岛，于水体表面种植大型植物的方法，仅吸收水中的无机营养物质，对光照依赖强，生产力较藻类低，而且管理成本高，并且遮光和阻碍了水和大气的物质交换，应用范围有限，效率低。
[0005]3)人工渔礁，为低等生物和小型鱼类提供了庇护所，但因庇护的是所有小型生物，这些生物之间是食物链的关系，生物能消耗比较大，对整个水体的大食物链影响效率较低，其次制作成本高，而且无法放入共生生物对其进行维护，所以人工维护难度大，回报效果不稳定。
[0006]2.长期以来集约化养殖行为都以投喂饲料和及时换水的养殖方式为主，没有在养殖水体中构建完整食物链的生态系统利用低等动、植物对残存饵料和粪便的消耗以及对水中游离硫化物、氨化物和亚硝酸盐的吸收净化作用，把大量养殖污水排放的天然水体。近年来人们开始重视环境友好型的养殖方式，但使用的水处理系统成本较高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了强化或重建整个水体的大食物链，提供一种生态庇护所式富营养水的处理方法，即通过保护或增殖整个水体生态系统中食物链的脆弱生物群落，强化食物链在营养物质传递并积累到大型经济动物体内的功能，达到净化水体的目的，并提高经济动物的产量;在集约化养殖的人工生态系统中，通过在庇护所内重建食物链，使水质稳定，实现极低成本的环境友好型的养殖方式。
[0008]本发明解决所述技术问题的方案是:一种生态庇护所式富营养水的处理方法，包括如下步骤，
[0009](I)水体调查:调查水体生态系统，确定处于劣势的群落；
[0010](2)在水体中建立一个庇护空间(refuge)，在庇护空间中保护或增殖处于劣势的生物群落，并在其丰度提高后向外扩散。
[0011 ]作为维护手段，防止其它生物入侵到庇护所内形成低级小食物链而消耗能量、降低被庇护生物的现存量和生产力，所述庇护空间内投放有与庇护空间内的生物群落共生的生物，如与浮游动物共生的鱼食性(piscivorous)鱼类，与藻类共生的杂食性(omnivorous)鱼类。
[0012]所述庇护空间由带孔的围护材料围成，围护材料为网片、筛絹、金属构件、塑料构件、混凝土构筑物中的任一一种或是任意几种的组合。达到的效果是被保护生物群落及其饵料生物可以出入庇护空间，但其捕食者无法进入其中，通过控制围护材料的孔径来实现该目的。另外，庇护空间的大小由各自水环境决定，且容易调整。
[0013]本发明为食物链中脆弱或缺失营养级的生物，通常是浮游动物或浮游植物，提供一个其摄食者不能达到而其本身可以出入的相对独立的空间一一庇护所(Refuge)，以保护并扩大其规模，并扩散出去，扩散的速度随自身丰度的提高而提高，最后繁殖速度等于扩散速度。扩散出去的生物强化食物链中该营养级的作用，使整个食物链更稳定高效地运行，使得水体中过剩的营养物质沿着浮游植物——浮游动物——大型动物的食物链，或更直接的浮游动物——大型动物的食物链流动浓缩到大型动物体内，从而达到净化水体的目的。同时，由于营养物质是通过食物链最终积累到大型经济动物体内，不仅整个过程是稳定、可控而且方向明确的，最终还会产生经济效益。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例1的庇护空间布置示意图；
[0015]图2为本发明实施例2的庇护空间布置示意图；
[0016]图3为本发明实施例5的庇护空间布置示意图。
[0017]图中:1、庇护空间；2、围护材料。
[0018]实施例1
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]本实施例在实验室试验，富营养化水和食物链由人工设置，故省略水体调查步骤。
[0021]将水族箱IX I X0.5m3用60目筛絹网隔成1:3 二部分，然后加入富营养化的水，指标如下:COD为 10.2mg/L，NH3-N为 1.2mg/L，TN为2.8mg/L，TP为0.125mg/L，Chl_aS54yg/L，透明度20cm，然后将I尾50g罗非鱼放入大空间一侧，小空间一侧放入野外捞取的混合浮游动物20g。小空间一侧为浮游动物提供了庇护空间，该庇护空间由60目筛絹网与水族箱的壁部围成，使得其中大型群体即繁殖群体得到保护，小型个体可以扩散到大空间去摄食其中的藻类同时生长并被鱼摄食，同时大空间中的藻类也扩散到小空间成为其中浮游动物的饵料，具体示意图如图1所示。
[0022]经过5天，透明度大幅度提高，结果显示⑶D为3.7mg/L，NH3-N为0.5mg/L，TN为
1.3mg/L，TP为0.075mg/L，Chl_a为8yg/L。然后又排出20 %水，加入等量的富营养化水，第二天检测结果显示水质跟上述结果相似。重复上述步骤一个月后，水质稳定而且检测罗非鱼生长15g。这是个通过重建食物链进化水质的过程，原来的富营养化的藻水，经过浮游藻类一一浮游动物一一鱼类的过程，使水质得到净化，鱼类也得到了生长。
[0023]实施例2
[0024]某湖泊，面积32ha，深度3m，COD为14.lmg/L，TN为2.2mg/L，TP为0.080mg/L，Ch1-a为28yg/L透明度为50cm，显示浮游藻类和溶解有机物含量都超标。调查显示，其主要鱼类是杂食性鱼类，浮游动物被杂食性鱼类抑制，使得浮游植物一一浮游动物一一鱼类的中间环节成为瓶颈，浮游动物群落是需要强化的。
[0025]在湖中心设置庇护空间，庇护空间四周用网片及加固木粧围成0.2ha的区域，布置形式如图2所示。首先赶走庇护空间内原来的鱼类，之后放入扑食小鱼的10g鲈鱼800尾，以防止吃浮游动物的小杂鱼的入侵，保护庇护空间内的浮游动物。第二年水质有明显改善:COD为 10.lmg/L，TN为I.9mg/L，TP为0.070mg/L，Chl_a为20yg/L，透明度为65cm；同时常规鱼产量与往年持平，并额外获得鲈鱼产量400kg ο可见改善水质又增产的双重效果。
[0026]实施例3
[0027]某工厂化育苗车间一水泥池，40m2、Im深，有对虾蚤状幼体260万，每天对其进行投喂人工饲料，使得大量残余饲料和粪便恶化水质，水质检测换水前后的COD为12—28mg/L，N02—-N为0.14—0.68mg/L。将2个I X I X 0.5m3的100目网箱放入其中，各投入齒虫无节幼体65万个，使之吞食里面残余饲料和粪便，结果第三天⑶D降为8—18mg/L，N02—-N为0.12—
0.52mg/L。这也是个重建食物链的过程，即通过卤虫的幼体吞食水中的残存饲料和粪便颗粒，来净化水质，得到生长的卤虫幼体，可以再成为对虾苗的优质饵料。
[0028]实施例4
[0029]某池塘0.4公顷(ha)，中间用一四目网分隔，一侧放50g鲤、鲢鱼种分别8千和2千尾，另一侧放10万尾白对虾苗。正常养殖方式，直到2个月后，好苗体长到8cm，仅对池塘进行了补水，没有换水，但水质一直正常。原因是其中一侧为鱼藻类共生，另一侧为虾和挠足类及轮虫共生，整个生态系统内各主要生物构成了一个完整的食物链:藻类从鱼区扩散到虾区同残余饲料和粪便一起被其中的浮游动物摄食，浮游动物再扩散到鱼区被鱼摄食。而常规养殖方式是鱼类吃饲料的方法，残余饲料和粪便恶化水质，需要及时换水。
[0030]实施例5
[0031 ] 一人工湖Iha，并有2个均为0.1ha的湖湾，里面大量荷花覆盖——覆盖率80%，水质春天清澈，夏天变暗，调查显示，里面基本没有鱼类，仅有一些野生的青虾，浮游动物丰富，浮游动物的摄食作用和荷花的遮荫作用，使其中藻类很少，但营养盐严重超标，是水质周年剧烈波动的原因，夏季检测指标:COD 14.7mg/L，NH3-N为I.0mg/L，TN为3.3mg/L，TP为
0.525mg/L，Chl-a为3.6yg/L，透明度为110cm。将湖湾与敞水区用网片分隔，湖湾与网片构成庇护空间，具体如图3所示。每个湾内放养10g乌鳢100尾，使之与水草共生;敞水区放养10g鲤和鲢鱼种分别1600尾和400尾。一年后，湖心荷花覆盖率30 %，湖湾覆盖率100 %，水质有所改观，主要表现为水质一年四季趋于稳定，夏季水质指标如下:COD 9.4mg/L，NH3-N为0.5mg/L，TN为1.9mg/L，TP为0.205mg/L，Chl_a为20.4yg/L。原理是鲤和鲢在中央区域减少了水草的规模，同时通过摄食浮游动物而促进了藻类的生长，而藻类又扩散到湖湾为浮游动物提供了食物，湖湾内的浮游动物又扩散出来成为鲢鱼和鲤鱼的食物，其中乌鳢是用于防止小型鱼类包括鲤鱼自行繁殖的鱼苗入侵其中破坏水草的。
【主权项】
1.一种生态庇护所式富营养化水的处理方法，其特征在于:包括如下步骤， (1)水体调查:调查水体生态系统，确定处于劣势的群落； (2)在水体中建立一个庇护空间，在庇护空间中保护或增殖处于劣势的生物群落，并在丰度提高后向外扩散。2.如权利要求1所述的生态庇护所式富营养化水的处理方法，其特征在于:所述庇护空间内投放有与庇护空间内的生物群落共生的生物。3.如权利要求1所述的生态庇护所式富营养化水的处理方法，其特征在于:所述庇护空间由带孔的围护材料围成。4.如权利要求3所述的生态庇护所式富营养化水的处理方法，其特征在于:所述围护材料为网片、筛絹、金属构件、塑料构件、混凝土构筑物中的任一一种或是任意几种的组合。
【文档编号】C02F3/32GK105923779SQ201610429504
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】王宇庭
【申请人】湖州师范学院