一种菌草共生引导的水生态系统构建方法与流程

1.本发明涉及水生态系统构建技术领域，具体涉及一种菌草共生引导的水生态系统构建方法。


背景技术：

2.在地表水生态修复的过程中，水生态系统构建技术逐渐成为一种最普遍、且环保的方法。水生态系统构建是个系统工程，需要根据食物链的原理进行引导构建，但很多地表水修复项目在治理的过程中把水生态系统构建当成简单的沉水植物种植工程，没有投放微生物、水生动物，水生态系统中缺乏消费者与分解者，从而导致沉水植物繁殖蔓延至水面或者水中营养盐来不及吸收，又造成沉水植物逐渐消亡。有的在水生态系统构建中在沉水植物刚种植完就投放水生动物，造成过量的啃食植物，由于缺乏微生物这样的分解者，动物粪便又造成二次污染加速水质的恶化，有的甚至只投放微生物，微生物作为分解者短期内可实现净化水质，但由于缺乏沉水植物，没有附着繁殖的场所，没有好氧、缺氧环境供微生物转化氮磷，投放微生物仅能起到应急作用。
3.因此，水生态系统构建需要系统的安排，合理的构建。微生物与沉水植物两者形成共生关系，形成的协同净化作用在地表水生态修复中起到引导作用，在基础上在逐步投放鱼虾贝螺等水生动物，最终形成健康、稳定的水生态净化系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种菌草共生引导的水生态系统构建方法，克服了现有技术的不足，微生物投放后直接附着于沉水植物叶表面形成菌草共生体，以此引导构建水生态系统，水体水质稳定不易反复，且不会造成微生物的流失；并且根据沉水植物对不同水深的适应性构建上中下层生态位，有利于沉水植物的成活。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种菌草共生引导的水生态系统构建方法，包括以下步骤：
7.步骤s1：水下地形构建
8.根据水生动植物的生长习性构建下层生态位、中层生态位和上层生态位，以形成不同水生动植物的生长空间；
9.步骤s2：底质消毒
10.在水下地形构建后，对底质土壤进行消毒处理；
11.步骤s3：菌草共生体的构建
12.在底质消毒一周后，逐步进行补水，再进行沉水植物的种植工作，沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，进行微生物接种，使沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体；
13.步骤s4：水生动物投放
14.形成菌草共生体后，再进行水生动物投放；先投放底栖动物，再投放鱼类、虾类和
浮游动物；
15.步骤s5：水生态系统平衡调节
16.菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，向全池泼洒复合微生物菌液；以对水生态系统进行平衡调节。
17.优选地，所述步骤s1水下地形构建具体包括：
18.水生动植物的生长习性构建水下地形，其中1.5m(
±
0.2)
‑
2.0m(
±
0.2)为下层生态位，适宜耐弱光的沉水植物与微生物形成菌草共生体及肉食性鱼类生长；1.0m(
±
0.2)
‑
1.5m(
±
0.2)为中层生态位，适宜多数沉水植物与微生物形成菌草共生体、杂食性鱼类及底栖动物类生长；0.0m
‑
1.0m(
±
0.2)为上层生态位，适宜低矮型沉水植物与微生物形成菌草共生体、虑食性鱼类、底栖动物类及浮游动物类及挺水植物生长，并且沉水植物最浅种植于水深0.5
‑
1.0m，适宜沉水植物与微生物形成菌草共生体。
19.优选地，所述步骤s2底质消毒具体包括：
20.在水下地形构建后，选择晴天日，以0.1
‑
0.3kg/m2的生石灰对水底进行消毒1
‑
2次，消毒后需暴晒5
‑
7天。
21.优选地，所述步骤s3菌草共生体的构建具体包括以下两种情况：
22.(1)在补水水质较好时，在底质消毒结束后一周，逐步补水30
‑
50cm，进行下层沉水植物的种植，下层沉水植物品种为水盾草、小茨藻，种植完三天后再逐步进水30
‑
50cm，进行中层沉水植物的种植，中层沉水植物品种为刺苦草、黑藻、伊乐藻、马来眼子菜、篦齿眼子菜；种植完成后三天再次进水30
‑
50cm，进行上层沉水植物种植，上层沉水植物品种为四季常绿低矮苦草、金鱼藻；种植密度为80
‑
120株/m2；沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，并选择晴天将含量为1
×
109‑1×
10
11
个/g的固定化菌颗粒，以1.5
‑
2.0g/m2的浓度全池泼洒；或者将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1
‑
0.5l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次；半个月后，在沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体；
23.(2)补水的水质较差时，在底质消毒一周后，逐步补水30
‑
50cm，先投放含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物，以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行下层沉水植物种植；种植完三天后再逐步进水30
‑
50cm，将含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行中层沉水植物种植；种植完成后三天再次进水30
‑
50cm，含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行上层沉水植物种植；沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，选择晴天将含量为1
×
109‑1×
10
11
个/g的固定化菌颗粒，以1.5
‑
2.0g/m2的浓度全池泼洒；或者将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1
‑
0.5l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次；半个月后，在沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体。
24.优选地，所述步骤s4水生动物投放具体包括以下步骤：
25.步骤s41：先投放螺类、蚌类和虾类，投放比例为1:2，螺壳直径1
‑
2cm的铜锈环楞螺、田螺投放5
‑
10g/m2，蚌壳直径4
‑
5cm的三角帆蚌、褶纹冠蚌投放10
‑
20g/m2，青虾、米虾投放5g/m2；
26.步骤s42：再投放鱼类，包括50尾/亩、50
‑
150g/尾的滤食性鱼类，10尾/亩、150
‑
250g/尾的肉食性鱼类；
27.步骤s43：再投放虾体长2
‑
5cm/尾的虾类，其投放量为5g/m2；以及投放量为50
‑
100ml/m2的浮游动物。
28.优选地，所述步骤s5水生态系统平衡调节具体包括：
29.菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，并以0.05
‑
0.25l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次；以对水生态系统进行平衡调节。
30.本发明提供了一种菌草共生引导的水生态系统构建方法。具备以下有益效果：微生物投放后直接附着于沉水植物叶表面形成菌草共生体，以此引导构建水生态系统，水体水质稳定不易反复，且不会造成微生物的流失；并且根据沉水植物对不同水深的适应性构建上中下层生态位，有利于沉水植物的成活。针对不同规模的水体提出对应的水生态系统食物链与投放比例，有利于生态系统稳定净化的同时又能节约成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
32.图1本发明的步骤原理框图；
33.图2本发明中水生态系统的示意图。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
35.如图1
‑
2所示，本发明公开了一种菌草共生引导的水生态系统构建方法，包括以下步骤：
36.步骤s1：水下地形构建
37.水生动植物的生长习性构建水下地形，其中1.5m(
±
0.2)
‑
2.0m(
±
0.2)为下层生态位，适宜耐弱光的沉水植物与微生物形成菌草共生体及肉食性鱼类生长；1.0m(
±
0.2)
‑
1.5m(
±
0.2)为中层生态位，适宜多数沉水植物与微生物形成菌草共生体、杂食性鱼类及底栖动物类生长；0.0m
‑
1.0m(
±
0.2)为上层生态位，适宜低矮型沉水植物与微生物形成菌草共生体、虑食性鱼类、底栖动物类及浮游动物类及挺水植物生长，并且沉水植物最浅种植于水深0.5
‑
1.0m，适宜沉水植物与微生物形成菌草共生体，从而营造不同水生动植物的生长空间；
38.步骤s2：底质消毒
39.在水下地形构建后，选择晴天日，以0.1
‑
0.3kg/m2的生石灰对水底进行消毒1
‑
2次，消毒后需暴晒5
‑
7天。
40.步骤s3：菌草共生体的构建
41.在底质消毒一周后，逐步进行补水，再进行沉水植物的种植工作，沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，进行微生物接种，使沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体；
42.在本步骤中，根据补水的水质不同，可分为以下两种情况：
43.(1)在补水水质较好时，在底质消毒结束后一周，逐步补水30
‑
50cm，进行下层沉水植物的种植，下层沉水植物品种为水盾草、小茨藻，种植完三天后再逐步进水30
‑
50cm，进行中层沉水植物的种植，中层沉水植物品种为刺苦草、黑藻、伊乐藻、马来眼子菜、篦齿眼子菜；种植完成后三天再次进水30
‑
50cm，进行上层沉水植物种植，上层沉水植物品种为四季常绿低矮苦草、金鱼藻；种植密度为80
‑
120株/m2；沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，并选择晴天将含量为1
×
109‑1×
10
11
个/g的固定化菌颗粒，以1.5
‑
2.0g/m2的浓度全池泼洒；或者将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1
‑
0.5l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次；半个月后，在沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体；
44.(2)补水的水质较差时，在底质消毒一周后，逐步补水30
‑
50cm，先投放含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物，以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行下层沉水植物种植；种植完三天后再逐步进水30
‑
50cm，将含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行中层沉水植物种植；种植完成后三天再次进水30
‑
50cm，含量为3.2
×
109cfu/ml的复合微生物以0.1
‑
0.3l/m2的浓度全池泼洒，待透明度提升后在进行上层沉水植物种植；沉水植物种植完成后，逐步恢复至常水位，选择晴天将含量为1
×
109‑1×
10
11
个/g的固定化菌颗粒，以1.5
‑
2.0g/m2的浓度全池泼洒；或者将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1
‑
0.5l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次；半个月后，在沉水植物叶面形成稳定的微生物膜，从而形成菌草共生体。
45.步骤s4：水生动物投放
46.形成菌草共生体后，再进行水生动物投放；先投放底栖动物，包括螺类与蚌类，投放比例为1:2，其中螺类包括螺壳直径1
‑
2cm的铜锈环楞螺、田螺等投放5
‑
10g/m2,其中蚌类包括蚌壳直径4
‑
5cm的三角帆蚌、褶纹冠蚌等投放10
‑
20g/m2。再投放鱼类，包括滤食性鱼类、杂食性鱼类和肉食性鱼类，其中，滤食性鱼类主要为50
‑
150g/尾的鲢鱼、鳙鱼等，投放量为150尾/亩，投放比例为鲢：鳙＝3:1；杂食性鱼类主要为50
‑
150g/尾的鲫鱼、餐条、麦穗、锦鲤等，投放量为50尾/亩；肉食性鱼类主要为150
‑
250g/尾的青鱼、乌鳢等，投放量为10尾/亩；并且投放虾类和浮游动物，其中，虾类主要为虾体长2
‑
5cm/尾的青虾、米虾等，投放量为5g/m2；浮游动物以枝角类、桡足类为主，投放量为50
‑
100ml/m2。
47.步骤s5：水生态系统平衡调节
48.菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，并以0.05
‑
0.25l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次；以对水生态系统进行平衡调节。
49.通过上述步骤构建菌草共生引导的水生态系统后，被治理的地表水水质主要指标溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷等指标可达到《地表水环境质量标准》(gb3838
‑
2002)iii类水的要求。
50.而在不同规模的地表水生态修复中，水生态系统可需要根据不同体量的规模增减食物链的长短与数量。如：
51.1)面积小于2万m2的水体中，由于水体的水环境容量较小，食物链应适当缩短，沉水植物可满种水底，与微生物形成菌草共生体，减少鱼类的品种，适当投放小型杂食性鱼类，如餐条、麦穗等，可形成水清草绿的生态景观。
52.2)面积2万m2至10万m2的水体中，沉水植物可种植水体面积的70
‑
80％，与微生物形成菌草共生体后，再按比例投放虑食性鱼类(150尾/亩)、杂食性鱼类(50尾/亩)、肉食性鱼类(10尾/亩)、螺类(5
‑
10g/m2)、蚌类(10
‑
20g/m2)、虾类5g/m2及浮游动物(50
‑
100ml/m2)。
53.3)面积超过10万m2的大型水体或生态型水体中，沉水植物可种植水体面积的50
‑
60％，与微生物形成菌草共生体后，水生动物投放量可在上述比例上增加2倍
‑
5倍投放。
54.实施例1：
55.南京某地产景观湖，水体面积约3000m2，水深0.7
‑
1.0m，水生态系统构建过程为：先底质消毒，选择晴天日，以0.1kg/m2的生石灰对水底进行消毒。消毒后需暴晒5
‑
7天。底质消毒一周后，进行菌草共生体构建，先补水30cm，种植沉水植物四季常绿低矮苦草，种植面积3000m2，由于水深浅于1.0m，且水体面积较小，品种应选择低矮且单一，种植完成后，补水至常水位。选择晴天上午9点至10点左右，将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次。半个月后，形成菌草共生体。再投放100尾小型杂食性鱼类，如观赏小红鱼，由于水体环境容量较小，食物链不易复杂，鱼类数量不宜过多。菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，需要对水生态系统进行平衡调节，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.05l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次。水生态系统稳定后，水质检测结果均稳定与地表水iii类水水平。
56.溶解氧(mg/l)化学需氧量(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)7.6419.40.650.025
57.实施例2：
58.云南保山隆阳湾景观湖，水体面积约4万m2，水深0.5
‑
1.5m，水生态系统构建过程为：先底质消毒，选择晴天日，以0.2kg/m2的生石灰(氧化钙)对水底进行消毒。消毒后需暴晒5
‑
7天。底质消毒一周后，进行菌草共生体构建，补水50cm，先种植位于水深1.0
‑
1.5m的沉水植物黑藻、刺苦草，种植完成后再补水50cm，种植水深0.5
‑
1.0m的沉水植物四季常绿低矮苦草、金鱼藻，总种植面积约3.6万m2，占水面面积的90％。种植完成后，选择晴天上午9点至10点左右，将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.25l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次。半个月后，形成菌草共生体。
59.在按顺序投放螺类(10g/m2)、蚌类(20g/m2)、虾类5g/m2及浮游动物(100ml/m2)，虑食性鱼类(150尾/亩)、杂食性鱼类(50尾/亩)、肉食性鱼类(10尾/亩)。菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，需要对水生态系统进行平衡调节，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.05l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次。水生态系统稳定后，水质检测结果均稳定与地表水iii类水水平。
60.溶解氧(mg/l)化学需氧量(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)6.61190.120.099
61.实施例3：
62.云南香格里拉月光城中心湖，水体面积5.1万m2，水深1.5m，水生态系统构建过程为：先底质消毒，选择晴天日，以0.1kg/m2的生石灰(氧化钙)对水底进行消毒，中心湖为新建水体，种植土为客土，可降低底质消毒的用量。消毒后需暴晒5
‑
7天。底质消毒一周后，进行菌草共生体构建，补水50cm，先种植位于水深1.0
‑
1.5m的沉水植物篦齿眼子菜、光叶眼子菜，种植完成后再补水50cm，种植水深0.5
‑
1.0m的沉水植物四季常绿低矮苦草，总种植面积
约3万m2，湖体为垂直硬质驳岸，水下有较多石块水底，沉水植物可种植面积减少，约占水面面积的59％。种植完成后，选择晴天上午9点至10点左右，将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.25l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒3
‑
4次。半个月后，形成菌草共生体。再按顺序投放水生动物，螺类(10g/m2)、蚌类(20g/m2)、虾类5g/m2及浮游动物(80ml/m2)，虑食性鱼类(100尾/亩)、杂食性鱼类(50尾/亩)、肉食性鱼类(10尾/亩)。菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，需要对水生态系统进行平衡调节，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.05l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次。
63.水生态系统稳定后，水质检测结果均稳定与地表水iii类水水平。
64.溶解氧(mg/l)化学需氧量(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)7.2160.0250.02
65.实施例4：
66.云南保山东湖，水体面积66万m2，水深0.5
‑
3.0m，平均水深1.8m。水生态系统构建过程为：先底质消毒，选择晴天日，以0.1kg/m2的生石灰(氧化钙)对水底进行消毒，消毒后需暴晒5
‑
7天。底质消毒一周后，进行菌草共生体构建，补水50cm，先种植位于水深1.5
‑
1.8m的沉水植物轮叶黑藻、伊乐藻、马来眼子菜，种植完成后再补水50cm，种植水深1.0
‑
1.5m的沉水植物刺苦草、金鱼藻，再补水50cm，种植水深0.5
‑
1.0m的沉水植物四季常绿低矮苦草，总种植面积约38万m2，约占水面面积的57.5％。种植完成后，补水至常水位。选择晴天上午9点至10点左右，将含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.1l/m2的浓度全池泼洒；每两天泼洒一次，泼洒三到四次。半个月后，形成菌草共生体。再按顺序投放水生动物，螺类(20g/m2)、蚌类(40g/m2)、虾类10g/m2及浮游动物(100ml/m2)，虑食性鱼类(300尾/亩)、杂食性鱼类(100尾/亩)、肉食性鱼类(20尾/亩)。菌草共生引导的水生态系统构建完成后的三个月内，需要对水生态系统进行平衡调节，投放含量3.2
×
109cfu/ml的复合微生物菌液，以0.08l/m2的浓度全池泼洒；每半个月泼洒一次。水生态系统稳定后，水质检测结果均稳定与地表水iii类水水平。
67.溶解氧(mg/l)化学需氧量(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)7.419.60.460.098
68.本技术在微生物投放后直接附着于沉水植物叶表面形成菌草共生体，以此引导构建水生态系统，水体水质稳定不易反复，且不会造成微生物的流失；并且根据沉水植物对不同水深的适应性构建上中下层生态位，有利于沉水植物的成活。针对不同规模的水体提出对应的水生态系统食物链与投放比例，有利于生态系统稳定净化的同时又能节约成本。
69.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。