水深调节控制沉水植物生长治理湖泊富营养化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种治理湖泊富营养化的方法，具体地说是一种通过水深调节控制沉 水植物生长治理湖泊富营养化的方法。
【背景技术】
[0002] 水体富营养化是水质恶化的主要水环境问题之一，湖泊富营养化是人类社会活动 对湖泊的影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩，几乎所有的湖泊都面临富营养化问题，人 类的活动更是加剧了这个进程。引起富营养化的原因主要为大气污染、城市污水排放、农田 化肥使用过量、生态环境破坏严重、水体养殖等。水体富营养化会引起藻类及其它浮游生物 的迅速繁殖，水体溶解氧下降，水质恶化，沉水植物逐渐消失，食物链变短、食物网简化、各 主要生物群落的物种多样性下降，鱼类及其它水生生物大量死亡。
[0003] 对于湖泊水体富营养化的治理，各个国家和地区采用不同的物理、化学、生物方法 对其进行预防、控制和修复，并且取得了一定的成效。现在主要的物理处理方法有底泥疏 浚、引水冲洗、机械曝气等，一方面工程量巨大、运行成本高，另一方面对污染严重的河湖进 行底泥疏浚，易导致底层的沉积物发生悬浮和扩散，促进了沉积物中的氮、磷营养盐及其所 吸附的金属离子的释放，从而使水体环境面临受沉积物中释放的重金属离子及氮、磷营养 盐二次污染的风险；化学方法有投加混凝剂和除藻剂等，虽然能在短期内取得一定效果，但 也存在着治理不彻底、成本高的问题，特别是会产生二次污染，引发新的生态问题；现流行 的生物和生态修复，通过微生物降解和水生植物的吸收、转移或生态浮床、滤床的过滤、吸 附等措施来消减水体中的氨氮。此类方法虽避免了二次污染问题，但受自然环境影响大，要 求条件苛刻，同时相对于其它处理技术而言，更有周期长、见效慢的缺点。
[0004] 沉水植被是湖泊水生生态系统重要组成部分之一，在维持水生生态系统稳定方面 具有重要的生态学意义；它不仅能为草食性动物提供食物来源，为浮游动物和鱼类提供庇 护场所，还能起到净化水质和防止沉积物再悬浮等作用。在湖泊生态修复方法中，恢复和重 建水生植被的生态修复方法已成为湖泊修复的重要途径，其重点和难点在于沉水植物的恢 复和重建。影响沉水植物恢复的因素较多，水深是其中重要的生态因子之一，一方面通过直 接影响组织结构的支撑作用和水气关系来影响湿地植物的生长，另一方面通过影响水下光 照度影响沉水植物的生长，而光照对水生高等植物的存活率和生长有重要影响。植物在光 照度低于其光合补偿点的条件下最终将不能存活，尤其是在沉水植物幼苗期，足够的光照 是影响其存活率的关键因素。此外，湖水透明度与光学衰减系数、漫射衰减系数之间存在密 切关系，能够直观反映湖泊水下光场的分布情况。太湖等富营养化湖泊，由于透明度低，水 下光照度较弱，从而限制了沉水植物的恢复和生长。
[0005] 目前对水体中沉水植物的恢复方式主要采用人工种植的方式，一般根据湖泊水生 植被自身的演替规律和水生植物的生理生态特征，选择耐污性强的优势植物作为先锋种 类，在水深固定的水域进行种植，然后逐步对水生植被的结构加以优化。采用该种方法恢复 水生植被尤其是沉水植物需要投入大量的资金和人力物力，而且由于栽种的植物初期成活 率相对较低，后期维护成本较高，且植物恢复相对较慢，如果在重度富营养化湖泊水体，在 植物的生长期恰好是藻类暴发期，藻类的大量繁殖及其环境效应往往导致沉水植物难以存 活。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种通过水深调节控制沉水植物生长 治理湖泊富营养化的方法。本发明适用于我国北方地区富营养化的水体，根据北方地区的 季节特点选取关键的时间点来调控水深，在沉水植物生长初期降低水深，并通过人工播种 的方式种植沉水植物，待其生长成株，将水深抬高控制其蔓延，该方法能有效的净化水体， 改善水质，形成结构稳定的水生生态系统。
[0007] 本发明采用以下技术方案： 水深调节控制沉水植物生长治理湖泊富营养化的方法，其特征在于，它包括以下步 骤： (1) 在第一年的10-11月份在富营养化水体中种植耐寒沉水植物，种植密度为100株/ m2;所述富营养化水体为北方地区水体，其中水深多2. 5m的区域占总水体区域面积的比例 X，0彡X彡20% ;0m彡水深彡0. 5m的区域占总水体区域面积的比例Y，0彡Y彡20% ; (2) 第二年3月初一次性下调水深0. 5m，并于4月底种植喜温沉水植物，种植密度为50 株 /m2; (3) 第二年6月份，当喜温沉水植物平均长度在0. 6m时，水深上调0. 5m ; (4) 至第三年4月底，一次性下调水深0. 5m以满足沉水植物自然生长的需求； (5) 第三年6月份上调水深0. 5m，此时沉水植物向多种群稳定交替发展，形成自然演替 规律，水质稳定。
[0008] 所述步骤（1)中耐寒沉水植物为菹草。
[0009] 所述步骤（2)中喜温沉水植物为轮叶黑藻、苦草、狐尾藻、眼子菜、大茨藻按照1 : 1 :1 :1 :1的比例混合种植。
[0010] 沉水植物菹草、轮叶黑藻和大茨藻的种植方式选用撒播的方式直接种植；苦草、狐 尾藻、眼子菜采用移栽植株幼苗的方式种植。
[0011] 由于水生植物对水深的变化能在形态上产生一系列的响应，不同的植物适应不同 的水位范围。随着水深的增加，植物可利用的光在迅速减少，植株形态出现较大变化。水越 深的植株通过产生较多的茎节数和较长的节间距以获得更多的光；光照较弱环境下，植株 为了充分获得有利的光照环境，只有通过减少分枝，将光合作用合成的物质主要用于原有 植株株高的增加，从而导致植株株高随水深增加而增加。但是，植物高和茎节数在水深达到 一定深度处达到最大后，开始明显降低。这是由于光照进一步减弱，植物获取的光能不足以 维持其增加茎节向高处发展，植物生长被进一步限制。
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