景观湖水生态系统的构建方法与流程

本发明涉及水环境污染治理领域，更具体地说，它涉及一种景观湖水生态系统的构建方法。

背景技术：

景观湖一般是人工湖，是人们有计划、有目的挖掘出来的一种湖泊，是非自然环境下产生的。景观湖为城市提供了适宜的景观气息，有利于提高城市环境品质。

但是，景观湖作为一个开放的体系，不可避免地会受到各种污染因素的挑战，主要包括以下方面：1、大气干湿沉降：大气污染日趋严重，大气中的营养物质会随着降尘和降雨进入湖中，从而将营养元素cod、氮、磷等带入水中溶解，影响景观湖的水质；2、雨水地表径流：雨水在降落过程中容易与空气中的尘埃以及污染物混合，雨水在路面、屋顶、绿地、沟坡等地方流淌冲刷的过程中融合了各种尘土、杂质、垃圾、油类等污染物，雨水汇集后沿地表径流汇入湖水，还容易将路边沉积的垃圾等污染物携带入景观湖中；3、周边环境的影响：周边环境的园林绿化农药、肥料汇入，以及周边居民、餐馆等各种活动都有可能会对水体造成污染，使得湖水水质受到影响；4、内源污染：湖水中的水生动物粪便以及动植物残尸分解后，有机物进入水体，容易对湖水水质造成影响；5、自然因素：景观湖具有水体流动性差、水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力低或缺少自身净化功能的特点，若不进行人工干预实施生态净化措施，极易造成水系中的悬浮物增多、浊度增大，一般细菌和大肠杆菌含量增高，藻类大量繁殖，最终导致水体发黑发臭等现象。因此，在景观湖中构建水生态系统以修复以增强景观湖水体的自我修复能力，使得景观湖水环境和谐并可持续发展极其重要。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种景观湖水生态系统的构建方法，具有增强景观湖的自我修复能力，维持景观湖的水质的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种景观湖水生态系统的构建方法，包括以下步骤：

s1、湖水预处理：在湖水中投入芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌以及光合细菌中的一种或多种，微生物的投入量为50kg-200kg/亩/次，微生物的投放频率为每月2-3次，投放3-6个月；同时，在湖水中投入浮游动物，浮游动物的投入量为30-60l/亩/次，浮游动物的投放频率为每月1-2次，投放1-2个月；

s2、水生植物系统构建：将湖水按水深深度划分为浅水区和深水区，待微生物以及浮游动物投入15-30天后，在浅水区中种植沉水植物以及挺水植物，在深水区种植沉水植物；

s3、水生动物系统构建：待水生植物种植完成后，向湖水中投放滤食性鱼类，待植物覆盖率达40％-50％时，再向湖水中投放肉食性鱼类，滤食性鱼类的投放量为50kg-80kg/亩，肉食性鱼类的投放量为25kg-50kg/亩；

s4、后期维护：定期收割水生植物以及捕捞水生动物。

采用上述技术方案，通过先在湖水中加入微生物以及浮游动物对湖水进行预处理，浮游动物可以为甲藻、枝角类、角甲藻、纤毛虫以及肉足虫等，微生物吸附并分解湖水中的有机物质，有利于降低水中的氨、氮、磷等营养物质，使得水体透明度提高，浮游动物有利于对湖水中的蓝绿藻进行分解，从而有利于为水生植物的生长提供更好的环境，有利于加快水生植物的生长速度，同时有利于提高水生植物的存活率。

通过在深水区种植沉水植物，在浅水区种植沉水植物以及挺水植物，一般沉水植物的去污能力比较强，挺水植物的景观效果比较强，通过沉水植物与挺水植物的互相配合，有利于提高水体净化效果的同时有利于增强景观湖的景观效果，使得城市环境品质更高。

在水生植物种植完成后，通过先向湖水中投放滤食性鱼类，滤食性鱼类以水体中的藻类和浮游动物为食，有利于除去水体中的藻类，使得藻类不容易繁殖爆发，同时，有利于抑制浮游动物的繁殖，使得浮游动物的数量维持在一定的平衡状态，不容易繁殖过快而导致生态系统失衡。

在植物覆盖率达40％-50％时，通过投入肉食性动物，有利于除去水体中的部分滤食性动物，使得滤食性动物与水生植物之间保持一定的平衡，减少滤食性动物容易以水生植物为食，从而使得水生植物的净化效果被破坏的情况。

通过后期的定期收割水生植物以及捕捞水生动物，有利于对水中的营养物质进行转移，使得水体的自我净化功能更加持久。

通过水生植物、水生动物与微生物之间的互相作用，形成稳定的生态系统，有利于提高水体的自我修复和净化能力，使得景观湖的水不容易受到污染：水生植物在吸收底泥和水体中的营养物质并分解营养物质的同时，还释放出氧气供微生物和动物通呼吸；水生植物还为微生物以及水生动物提供了更好的生存环境，具有分解有机物功能的微生物附着在水生植物上，有利于提高微生物的存活率，水生动物也可利用水生遮阳；微生物分解水生植物和水生动物的尸体及残骸，并将有害的污染物质加以吸收和转化，有利于减少由水生生物带来的水体二次污染。

本发明进一步设置为：所述沉水植物包括刺苦草、马来眼子菜、篦齿眼子菜、穗花狐尾藻、矮生耐寒苦草、大茨藻以及轮伊藻中的一种或多种，所述挺水植物包括再力花、水生美人蕉、梭鱼草、水芋、芦苇以及纸莎草中的一种或多种。

采用上述技术方案，以上水生植物在收割后均可自动生长，从而有利于减少后期维护的成本，使得水生植物定期收割后无需再重新种植，有利于水体持续保持良好的自我修复和自我净化的能力；同时，经过多次试验，采用以上品种的水生植物互相配合形成水生植物系统，有利于提高水生态系统的稳定性，有利于维持水生态系统的平衡，使得景观湖水体的自我修复能力和自我净化能力更强。

本发明进一步设置为：所述水生植物系统还包括浮叶植物。

采用上述技术方案，浮叶植物具有很好的观赏效果，通过水生植物系统包括浮叶植物，有利于增强景观湖的景观效果，使得城市环境品质更高。在本发明中，浮叶植物可以为玉莲、睡莲、蓝莲花、白仙子、海尔芙拉、萍蓬、科罗拉多等。

本发明进一步设置为：水深深度为1m-1.5m(含1.5m)的划为浅水区，水深深度为1.5m-3m(不含1.5m)的划为深水区，沿景观湖湖面的水平方向由沿岸向湖中心呈环带状依次划分为浅水区一、浅水区二、浅水区三、深水区一以及深水区二。

采用上述技术方案，通过各种植区沿景观湖湖面的水平方向由沿岸向湖中心呈环带状划分，使得种植区的形状更适于景观湖的平面形状，从而有利于提高景观湖的观赏效果，使得城市环境品质更高；同时，有利于维持水生植物之间的平衡，使得水生植物的空间分布更加合理，不容易互相拥挤，互相竞争，有利于水生植物更好地生长。

本发明进一步设置为：所述浅水区一中种植浮叶植物，所述浅水区二以及浅水区三中至少种有矮生耐寒苦草，且所述矮生耐寒苦草的种植面积不少于浅水区二以及浅水区三的总面积的80％、所述深水区一以及深水二区中至少种有刺苦草，且所述刺苦草的种植面积不少于深水区一以及深水区二的总面积的80％。

采用上述技术方案，由于浅水区一最靠近岸边，通过在浅水区一中种植浮叶植物，浮叶植物具有良好的景观效果，从而有利于增强景观湖的景观效果，使得城市环境品质更高；通过分别在浅水区二、浅水区三和深水区一、深水区二中种植不少于湖水面积的80％的矮生耐寒苦草以及刺苦草，矮生耐寒苦草以及刺苦草均需要扎根于底泥中才能生长，因而不容易过度繁殖而影响到其他植物，有利于湖水中的水生植物和谐共生，有利于维持水生态系统的平衡。

本发明进一步设置为：所述浅水区一、浅水区二、浅水区三、深水区一以及深水区二中的水生植物均至少种植两种不同的种类。

采用上述技术方案，通过在种植区中至少种植两种不同种类的水生植物，使得不同种类的水生植物互相配合，有利于弥补单一水生植物存在的缺陷，使得水生植物的净化水体的能力更强，从而有利于增强水体的自我修复和自我净化能力。

本发明进一步设置为：在水生植物系统的构建过程中，先种植沉水植物，待沉水植物的覆盖率达15％-20％后，再种植挺水植物与浮叶植物。

采用上述技术方案，由于沉水植物的抗污能力以及去污能力比较强，通过先种植沉水植物，有利于水体环境比较迅速地得到改善，使得水体的自我修复和自我净化能力更快地趋于稳定，待沉水植物的覆盖率达15％-20％后，水体环境一般已达到比较稳定的状态，再种植挺水植物与浮叶植物，有利于提高挺水植物与浮叶植物的存活率，使得挺水植物与浮叶植物生长得更好。

本发明进一步设置为：所述水生动物系统还包括虾类、贝类以及螺类，所述虾类、贝类以及螺类的投入量均为30kg-50kg/亩。

采用上述技术方案，岸边落叶、湖中水草等形成的有机碎屑以及水生动物的粪便、尸体等形成有机物质易污染景观水体，通过加入虾类，虾类可以摄食有机碎屑，从而起到净化水质的作用；贝类以及螺类一般存活在底泥中，并以底泥中腐烂的有机物为食，从而有利于减低底泥中的营养物质含量，使得湖水的内源污染降低，进而有利于提高水体自我修复和自我净化的能力；另外，通过在水中形成藻类→浮游动物→滤食性鱼类→肉食性鱼类以及有机碎屑、腐烂有机物→虾类、螺类、贝类→肉食性鱼类等的生物链，有利于维持景观湖中的水生态系统的平衡。

本发明进一步设置为：所述滤食性鱼类包括鲢鱼、鳙鱼中的一种或多种，所述肉食性鱼类包括鲈鱼、鳜鱼、乌鳢、黄颡鱼、鲴鱼、青鱼中的一种或多种。

本发明进一步设置为：所述水生动物系统中，所述虾类包括青虾、米虾，所述贝类为扇贝，所述螺类包括梨形环棱螺、铜锈环棱螺。

采用上述技术方案，经多次实践以及试验，采用以上品种的鱼类、虾类、贝类以及螺类互相配合形成水生动物生态系统，有利于维持水生动物系统的平衡，使得水生动物系统的稳定性提高，进而有利于提高水生态系统的稳定性，使得水体的自我修复以及自我净化能力增强。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过先在湖水中加入微生物以及浮游动物对湖水进行预处理，微生物吸附并分解湖水中的有机物质，有利于降低水中的氨、氮、磷等营养物质，使得水体透明度提高，浮游动物有利于对湖水中的蓝绿藻进行分解，有利于为水生植物的生长提供更好的环境，有利于提高水生植物的存活率，使得水体的自我修复能力以及自我净化能力增强；

2.通过在深水区种植沉水植物，在浅水区种植沉水植物以及挺水植物，通过沉水植物与挺水植物的互相配合，有利于提高水体净化效果的同时有利于增强景观湖的景观效果；

3.在水生植物种植完成后，通过先向湖水中投放滤食性鱼类，滤食性鱼类以水体中的藻类和浮游动物为食，有利于除去水体中的藻类，有利于抑制浮游动物的繁殖，使得浮游动物的数量维持在一定的平衡状态，在植物覆盖率达40％-50％时，通过投入肉食性动物，有利于除去水体中的部分滤食性动物，使得滤食性动物与水生植物之间保持一定的平衡，减少滤食性动物容易以水生植物为食，使得水生植物的净化效果被破坏的情况；

4.通过后期的定期收割水生植物以及捕捞水生动物，有利于对水中的营养物质进行转移，使得水体的自我净化功能更加持久。

附图说明

图1为本发明中水生植物系统的种植区分布示意图。

图中：1、浅水区一；2、浅水区二；3、浅水区三；4、深水区一；5、深水区二。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

双岗村位于广州市白云区江高镇江村流溪河畔北面，新广花公路贯村而过。双岗村中有个大型风水塘，风水塘面积约为9亩，水深约1.3m，余泥厚度约80cm，总水量约为8000m³，在村里属于一个靓丽的风景，对村里的整个水环境有着非同一般的地位。但是由于雨水的冲刷，会将地表上的污物带入水体中，四周部分居民的排污也使得塘里污泥淤积量越来越大，并源源不断向水体中释放污染物，风水塘几乎没有流动、也没有水循环系统、增氧等设施，属于“死水”，若不进行人工干预实施生态净化措施，仅靠湖内水体的自净能力难以维持良好的水质状况。因此，以广州是双岗村风水塘为例，采用本发明的方法实现景观湖水生态系统的构建以维持其水质，具体如下：

一种景观湖水生态系统的构建方法，包括以下步骤：

s1、湖水预处理，具体如下：

向水体中投入硝化球菌225kg、苏云金芽孢杆菌225kg以及枝角类30l，使得湖水初步透明化。

s2、水生植物生态系统构建，具体如下：

在硝化球菌、苏云金芽孢杆菌以及枝角类投入湖水中15天后，在湖水中种植水生植物。并对湖水按水深深度划分为浅水区和深水区，水深深度为1m-1.5m(含1.5m)的划为浅水区，水深深度为1.5m-3m(不含1.5m)的划为深水区。

在浅水区中混合种植矮生耐寒苦草和马来眼子菜，并在浅水区靠近岸边的位置种植睡莲以及白仙子，矮生耐寒苦草的种植面积占浅水区面积的75％,马来眼子菜的种植面积占浅水区面积的10％，矮生耐寒枯草的种植密度为200株/m²，马来眼子菜的种植密度为100株/m²，睡莲的种植密度为4株/m²，白仙子的种植密度为6株/m²，矮生耐寒苦草、马来眼子菜、睡莲以及白仙子在浅水区中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响；在深水区中混合种植篦齿眼子菜和刺苦草，刺苦草占深水区面积的75％，刺苦草与篦齿眼子菜的种植密度均为100株/m²，篦齿眼子菜与刺苦草在深水区中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响。

s3、水生动物系统构建，具体如下：

待水生植物种植完成后，向湖水中投放360kg的鲢鱼和360kg的鳙鱼。

另外再投放500kg的反硝化盐单胞菌、600kg的枯草芽孢杆菌、700kg的亚硝化单胞菌以及60l的枝角类。

此后，每月向湖水中投放2次375kg的反硝化盐单胞菌、300kg的硝化球菌以及450kg的枯草芽孢杆菌，并再坚持投放2个月。

当水生植物的覆盖率达到40％时，再向湖水中投放75kg的鲈鱼、70kg的鳜鱼以及80kg的青鱼。

s4、后期维护，具体如下：

每年收割2次湖水中的水生植物，并每年捕捞1次湖水中的鱼类，将捕捞起来的鱼类放生，再将新的鱼类重新补给到湖水中。

实施例2

麓湖公园位于广州市白云山风景区，麓湖公园主湖体景观湖的水域面积约为290亩，浅水区域的水深深度为1m，深水区域的水深深度为6m，淤泥最深处可达2m。水质发黄，能见度不足20cm。水域大、淤泥厚，且水体流动性差，若不进行人工干预实施生态净化措施，仅靠湖内水体的自净能力难以维持良好的水质状况。因此，以麓湖公园景观主湖体为例，采用本发明的方法实现景观湖水生态系统的构建以维持其水质，具体如下：

一种景观湖水生态系统的构建方法，包括以下步骤：

s1、湖水预处理，具体如下：

s11、水质现状调查：麓湖公园景观主湖中的水质为ⅳ类水质，水质目前已发黄，能见度不足20cm。广州市属于南亚热带及季风气候区，季风环流盛行，热量丰富，雨量充沛，霜雪稀少，四季分明，春夏之间多暴雨，夏秋之间多台风。年平均气温为21.8℃，7月平均气温28.4℃，极端最高气温38.1℃。1月平均气温13.3℃，极端低温为0℃。无霜期达345天，年均降雨量介于1623.6-1899.8mm之间，4月至9月雨量占82.1％。

s12、湖水处理：向湖水中投入反硝化单胞菌7500kg、枯草芽孢杆菌7000kg、苏云金芽孢杆菌7500kg、沼泽红假单胞菌7000kg以及枝角类60l，以上菌种每相隔10天重复投放一次，每月投放3次，并坚持投放6个月；枝角类每相隔15天重复投放一次，每月投放2次，并坚持投放2个月，使得湖水初步透明化。

s2、水生植物系统构建，具体如下：

在以上菌种以及枝角类投入湖水中30天后，在湖水中种植水生植物，并对湖水按水深深度划分为浅水区和深水区，水深深度为1m-1.5m(含1.5m)的划为浅水区，水深深度为1.5m-3m(不含1.5m)的划为深水区。另外，沿景观湖湖面的水平方向由沿岸向湖中心呈环带状划分种植区域：浅水区一1、浅水区二2、浅水区三3、深水区一4以及深水区二5。浅水区一1的面积为景观湖面积的10％，浅水区二2的面积为景观湖面积的20％，浅水区三3的面积为景观湖面积的25％，深水区一4的面积为景观湖面积的25％，深水区二5的面积为景观湖面积的20％。

先在浅水区二2中混合种植矮生耐寒苦草、大茨藻以及篦齿眼子菜，矮生耐寒苦草的种植面积为浅水区二2的面积的85％，矮生耐寒苦草的种植密度为200株/m²，大茨藻的种植密度为40株/m²，篦齿眼子菜的种植密度为100株/m²，矮生耐寒苦草、大茨藻以及篦齿眼子菜在浅水区二2中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响；在浅水区三3中混合种植矮生耐寒苦草以及轮伊藻，矮生耐寒苦草的种植面积为浅水区三3的面积的80％，矮生耐寒苦草的种植密度为160株/m²，轮伊藻的种植密度为40株/m²，矮生耐寒苦草、大茨藻以及篦齿眼子菜在浅水区三3中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响；在深水区一4中混合种植刺苦草、马来眼子菜以及穗花狐尾藻，刺苦草的种植面积为深水区一4的面积的90％，刺苦草的种植密度为100株/m²，马来眼子菜的种植密度为100株/m²，穗花狐尾藻的种植密度为50株/m²，刺苦草、马来眼子菜以及穗花狐尾藻在深水区一4中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响；在深水区二5中混合种植刺苦草、篦齿眼子菜以及马来眼子菜，刺苦草的种植面积为深水区二5的面积的85％，刺苦草、篦齿眼子菜以及马来眼子菜的种植密度均为100株/m²，刺苦草、篦齿眼子菜以及马来眼子菜在深水区二5中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响。

待先种植的沉水植物生长至覆盖率达15％后，在浅水区一1中混合种植睡莲、萍蓬、科罗拉多，睡莲、萍蓬以及科罗拉多的种植密度均为5株/m²，睡莲、萍蓬以及卡罗拉多在浅水区一1中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响；在深水区一4种植水生美人蕉，水生美人蕉的种植密度为25株/m²；在深水区二5中混合种植水芋以及纸莎草，水芋的种植密度为15株/m²，纸莎草的种植密度为25株/m²，水芋与纸莎草的在深水区二5中的种植位置均根据需要设计，具体的设计不会对本方案产生实质性的影响。

s3、水生动物系统构建，具体如下：

待水生植物种植完成后，向湖水中投放鲢鱼11000kg、鳙鱼12200kg，同时，向湖水中投放8700kg扇贝、5000kg青虾、3700kg米虾、3500kg梨形环棱螺以及5200kg铜锈环棱螺。

待湖水中水生植物覆盖率达到50％时，再向湖水中投放2900kg鲈鱼、2500kg乌鳢、2000kg黄颡鱼、2500kg鲴鱼以及4600kg青鱼。

s4、后期维护，具体如下：

每年收割2次湖水中的水生植物，并每年捕捞1次湖水中的部分鱼类，再将新的鱼类重新补给到湖水中。

综上所述，通过水生动物、水生植物以及微生物的合理选择以配合构建形成稳定的水生态系统，通过水生动物、水生植物以及微生物之间的相互配合，互补共生，从而使得湖水具有一定的自我修复和自我净化能力，有利于维持湖水水质的稳定性。

实验1

根据gb11914-1989《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》检测景观湖治理前的水体的codcr的含量(mg/l)以及景观湖治理一年后的水体的codcr的含量(mg/l)，并计算codcr的去除率(％)。

实验2

根据gb11893-1989《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》检测景观湖治理前的水体的总磷含量(mg/l)以及景观湖治理一年后的水体的总磷含量(mg/l)，并计算总磷的去除率(％)。

实验3

根据hj535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》检测景观湖治理前的水体的氨氮含量(mg/l)以及景观湖治理一年后的水体的氨氮含量(mg/l)，并计算氨氮的去除率(％)。

实验4

根据gb7489-1987《水质溶解氧的测定碘量法》检测景观湖治理前的水体的溶解氧含量(mg/l)以及景观湖治理一年后的水体的溶解氧含量(mg/l)。

各实施例的实验数据见表1。

表1

根据表1的数据可得，通过水生植物、水生动物以及微生物的互相配合形成稳定的水生系统，水生动植物不断吸收底泥以及水体中的有机物质与营养盐，并结合微生物将有害物质转化为无害物质，最终通过人工对水生动植物进行收割和捕捞，将氨、氮、磷等营养物质移出水体，使得景观湖中的水质达到地表水质的ⅲ类水标准。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。