一种维护水文多变区域生物多样性稳定的方法与流程

本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种维护水文多变区域生物多样性稳定的方法。

背景技术：

沉水植物占据着浅水水体的关键界面，是水生态系统中重要的初级生产者，在水生生态系统中有着不可替代的作用。

沉水植物可以吸收水体中的氮磷等营养元素，对维护湖泊生态系统，控制湖泊富营养化具有重要生态价值；沉水植物不仅影响着水中的鱼类、浮游生物、底栖动物的组成和分布，而且可以起到消浪和净化水质的作用。

水文是水环境生态系统最重要的环境因素之一，对水生态系统的健康和完整至关重要。水文主要包括两个方面：水位和水流，二者都会对沉水植物产生显著影响。

水位提升会影响水下可利用光照等，进而影响沉水植物的生长和空间分布；水位降低会使沉水植物成体或繁殖体遭受干旱或极端温度；水流增大，底质受干扰较大，有利于底质再悬浮，使水体透明度下降，不利于沉水植物生长。

不同的植物在水文多变区域下，生物量和生存能力有显著差异。因此，对于选择合适的沉水植物品种是维持水文多变区域生物多样性稳定的重要前提。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种维护水文多变区域生物多样性稳定的方法，通过选择合适的沉水植物品种种植在水文多变区域从而达到维护水文条件多变区域生物多样性稳定的效果。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：一种维护水文多变区域生物多样性稳定的方法，具体步骤如下：

步骤一，水文条件多变区域沉水植物品种筛选；首先对待维护的水文多变区域进行实地调查，然后在待维护水文条件多变区域选定种植试验区，对多种沉水植物进行对比研究试验，筛选出适合在该待维护水文条件多变区域里生长的沉水植物品种；

步骤二，水文条件多变区域沉水植物种苗、种植方式和种植密度的选择；在待维护水文条件多变区域选定种植试验区，对筛选出的沉水植物品种选取不同种苗、不同种植方式和不同种植密度进行分组对比试验，确定在待维护水文条件多变区域种植的沉水植物的种苗、种植方式和种植密度；

步骤三，水文条件多变区域沉水植物群落配置；在待维护水文条件多变区域选定种植试验区，对筛选出的沉水植物品种结合步骤二中确定的沉水植物的种苗选择、种植方式和种植密度进行不同组合的对比研究试验，最终优选出最适合待维护水文条件多变区域的沉水植物群落配置。

进一步的，所述沉水植物品种包括密齿苦草、微齿眼子菜和穗花狐尾藻；微齿眼子菜和穗花狐尾藻选用大小一致、无分枝、高度为10～20cm的顶枝，密齿苦草选用10～20cm的幼苗；所述沉水植物的种植方式为弧形种植；所述沉水植物的种植密度为间距10～15cm×5～10cm的密度，2～4株/丛。

进一步的，所述的沉水植物群落配置为密齿苦草‐微齿眼子菜‐穗花狐尾。

有益效果：本发明不仅成本低，节能环保，而且通过沉水植物群落配置能非常有效的维护水文条件多变区域生物多样性的稳定。

附图说明

图1是本发明具体实施例中沉水植物品种筛选中不同沉水植物品种受水文波动的影响下各试验组总生物量对比图表。

图2是本发明具体实施例中沉水植物品种筛选中不同沉水植物品种受水流的影响下各试验组总生物量对比图表。

图3是本发明具体实施例中沉水植物品种不同群落配置下各试验组不同沉水植物成活率对比图表。

图4是本发明具体实施例中三种沉水植物弧形种植方式示意图。

具体实施方式

下面根据不同实施例具体说明本发明的具体实施方式：

实施例1，本实施例采用户外自然水体现场种植试验，试验地点为江苏省无锡市贡湖湾湿地公园水文条件多变区域。

根据贡湖湾湿地公园水文条件多变的特点，结合当地土著沉水植物品种，待筛选品种有：马来眼子菜、黑藻、密齿苦草、微齿眼子菜和穗花狐尾藻。

步骤一，贡湖湾湿地公园水文条件多变区域沉水植物品种的筛选：对待筛选的沉水植物品种进行对比研究试验

试验1)，待筛选的沉水植物品种耐水位波动干扰能力对比试验，具体操作如下：

将待筛选的沉水植物品种分别种植在高15cm，直径20cm的橡皮桶中，橡皮桶中装有12cm湖泥，选取风浪较小区域，设置4排木桩，每排木桩上方有钢管连接，将种植沉水植物的橡皮桶悬挂在钢管上，第一组木桩设置橡皮桶固定水深0.5m，第二组木桩设置2.0m，考虑到贡湖水位波动幅度，第三组木桩橡皮桶设置起始水深0.5m，以0.5m/5d的频率往下降，至2.0m后又以0.5m/5d的频率往上调，第四组木桩橡皮桶则相反，起始水深为2.0m，以0.5m/5d的频率往上调，至0.5m后，以0.5m/5d的频率往下降。每种植物分四组，0.5m固定水位，2.0m固定水位，0.5m/2.0m波动水位和2.0m/0.5m波动水位，每个桶种植10株，每组三个平行，以单株为重复。

试验结束时，分别收获各完整植株，用自来水冲洗干净，测定每种植物的总生物量干重来表征试验组植物生长状况(数据结果见图1所示)。

通过研究数据结果可以得出：

a.水位频繁波动下，沉水植物的形态特征及生物量因物种而异；

b.微齿眼子菜、穗花狐尾藻是水位波动的受益者，适当的水位波动有利于其生长；密齿苦草受水位波动影响，总生物量有所增加；马来眼子菜受水位波动影响，生长处于两稳定水深之间；

c.黑藻受水位波动影响，生长受到抑制，较适合稳定的环境生长。

最终得出：贡湖湾湿地公园水文条件多变区域各沉水植物品种耐水位波动干扰能力强弱：微齿眼子菜＞密齿苦草＞穗花狐尾藻＞黑藻＞马来眼子菜。

试验2)待筛选的沉水植物品种耐水流干扰能力对比试验，具体操作如下：

将待筛选的沉水植物品种分别种植在53.5×40×15cm的白色塑料框中，塑料框装有12cm湖泥，将种植沉水植物的塑料框放置在流速可变沉水植物种植槽中，加水至1m水深，将该装置间隔为三个区域，通过使用不同功率的连接泵，使水流动，保证水流在低、中、高三个区间(0.05m/s、0.15m/s、0.3m/s)，设为t1、t2、t3，每个区间植物种植20株，以单株为重复。

试验结束时，分别收获各完整植株，用自来水冲洗干净，测定每种植物的总生物量干重来表征试验组植物生长状况(数据结果见图2所示)。

通过研究数据结果可以得出：

a.低流速对各沉水植物品种影响较小，随着水流速的增大，各沉水植物品种生物量均有所减少；

b.在中流速水体中，微齿眼子菜和柔韧度较好，能较快地适应水流冲击，苦草、黑藻和穗花狐尾藻容易出现断枝；

c.高流速时，各沉水植物品种的生长都明显受到抑制。

最终得出：贡湖湾湿地公园水文条件多变区域各沉水植物品种耐水流干扰能力强弱：马来眼子菜＞微齿眼子菜＞穗花狐尾藻＞密齿苦草＞黑藻。

步骤二，在贡湖湾湿地公园水文条件多变区域选定种植试验区，对不同沉水植物品种选取不同种苗、不同种植方式和不同种植密度进行分组对比试验，得出贡湖湾湿地公园水文条件多变区域沉水植物种苗、种植方式和种植密度的选择具体如下：穗花狐尾藻、黑藻、微齿眼子菜和马来眼子菜选用大小一致、无分枝、高度10～20cm的顶枝，密齿苦草选用10～20cm的幼苗，栽种密度以间距10～15cm×5～10cm的密度，2～4株/丛，采用弧形种植。

综上所述，在贡湖湾湿地公园水文条件多变区域，沉水植物品种以微齿眼子菜、穗花狐尾藻和密齿苦草为主，穗花狐尾藻、微齿眼子菜选用大小一致、无分枝、高度10～20cm的顶枝，密齿苦草选用10～20cm的幼苗，种植密度以间距10～15cm×5～10cm的密度，2～4株/丛，采用弧形种植，沉水植物能保持较好生长状况，维持稳定的生物多样性。

步骤三，贡湖湾湿地公园水文条件多变区域沉水植物群落配置，针对微齿眼子菜、穗花狐尾藻和密齿苦草三种沉水植物进行不同组合对比研究试验，具体操作如下：

在贡湖湾湿地公园水文条件多变区域选定种植试验区，分别构建t1(密刺苦草)、t2(穗花狐尾藻)、t3(微齿眼子菜)单一群落，t4(密刺苦草‐穗花狐尾藻群落)、t5(密刺苦草‐微齿眼子菜群落)、t6(穗花狐尾藻‐微齿眼子菜群落)以及t7(密刺苦草‐穗花狐尾藻‐微齿眼子菜群落)，将植物种植在大塑料框中，悬挂于木桩上，每组三个平行，观察其生长，以寻找出最佳群落配置。每组中植物生物量总湿重为60g，平均分配于各植物，种苗选择、种植方式和种植密度均按上述要求进行。

根据各处理组植物总存活率，可以看出，单一群落中三种沉水植物在水文多变区耐受能力分别为密刺苦草>穗花狐尾藻>微齿眼子菜。两种植物组合群落中，以密刺苦草和穗花狐尾藻群落占优势，存活率高于其他两种组合。三种沉水植物组合，存活率均大于其他配置组合，存活率提高了17.7％～42.7％(数据结果见图3)。

综合上述，在贡湖湾湿地公园水文条件多变区域，沉水植物品种以微齿眼子菜、穗花狐尾藻和密齿苦草为主，以间距10～15cm×5～10cm的密度，2～4株/丛，弧形方式种植，穗花狐尾藻、微齿眼子菜和马来眼子菜选用大小一致、无分枝、高度10～20cm的顶枝，密齿苦草选用10～20cm的幼苗，采用密刺苦草‐微齿眼子菜‐穗花狐尾藻群落配置，能加强其抵抗水文变化能力，提高其存活率，有助于维持生态多样性的稳定。

以上所述仅为本发明的部分实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。