一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法技术

本发明专利技术提供一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法，所述方法包括目标湖泊选择、参考湖泊的沉水植物受力估算、目标湖泊水环境与沉积物调查分析及其分区、目标湖泊的沉水植物恢复种类获取。本发明专利技术是根据城市湖泊中存在风浪等因素造成的沉水植物恢复困难的问题，通过对沉水植物受力估算、目标湖泊科学分区等措施，实现了城市湖泊沉水植物恢复的目的，本方法具有安全、简易可行、成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法
本专利技术涉及环保
，具体涉及一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法。
技术介绍
沉水植被恢复是生态系统恢复的核心环节，也是实现浊水态向清水态转变的关键。目前，国内小型城市景观湖泊生态修复成功的案例较多，在沉水植物占优势后，湖泊从浊水态转变为大家所喜爱的清水态，水质清澈，生机盎然。但对风浪较大的城市湖泊却很少有生态修复成功的报道。小型湖泊较浅，受风力影响较小，具有浅层和避风的形态特征，由风浪引起再悬浮而导致浊度增加的现象在小型湖泊中很少出现。这就意味着在有利的条件下，沉水植物和浮叶植物很可能会覆盖大部分甚至整个湖泊区域。所以，尽管小型湖泊中沉水植物的丰度较大型湖泊相对低，但是覆盖率却很高。而对于大型浅水湖泊，受风浪和沉积物再悬浮的影响会阻碍沉水植物的生长。小型湖泊水流相对停滞，有利于某些动植物群落生长繁殖，并且通常是更为异构型的环境，因此在小型湖泊和池塘中单位面积测量的整体生物多样性也较高。另外，小型湖泊由于鱼类缺乏以及受风力影响较小，即使在高营养盐浓度下，也比大型湖泊更有可能处于以水生植被为主导的清水状态。这种状态有利于食物和栖息地结构的增加，因此鸟类、无脊椎动物和两栖动物的生物多样性更高。关于湖泊风浪的削减有很多方法，比如水泥排桩、丁字坝建设、独立岛屿建设，这些工程投资太大，而且在湖泊中形成的建筑物，在生态修复成功生态系统稳定后的拆除工作极为繁琐与经费浪费，还有利用围隔与浮床来消浪的，但有关太湖梅梁湾国家攻关计划表明，围隔与浮床消浪的效果很弱，很难达到恢复沉水植物的目的。风浪较大城市湖泊生态系统修复，将浊水态转变为清水态，最大的限制因素是风浪较大、沉水植物恢复困难。对于风浪较大的城市湖泊，如何控制风浪强度，风浪控制到多少程度？才能顺利恢复哪些沉水植物种类？这是城市湖泊生态修复成功的技术关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法，其特征在于，包括：(1)对目标湖泊进行清淤、鱼类去除；(2)采用分隔网膜将目标湖泊分割成5-10万平方米的子水域；(3)选择与目标湖泊同流域，并且沉水植被覆盖率高的大型浅水湖泊作为参考湖泊，基于公式(1)估算每种沉水植物受力指标范围；F＝(A*B*V)/R(1)其中，F为植物受力指标，A为物种阻力系数；B为植株鲜重；V为水体流速；R为底泥含水率；(4)测定目标湖泊子水域的水体流速、底泥含水率，对比参考湖泊中每种沉水植物受力指标范围，选取每个子水域的沉水植物种类。通过设置多重网膜来将水面分隔成很多小水体，从而达到削减风浪约40-70％的目的。除了显著消浪外，大量网膜也能起到类似生物膜的作用，可以改善水质、提高透明度。另外，沉水植物恢复成功、生态系统稳定后，这些网膜还可以轻松回收利用。通过网膜削减风浪、提高透明度后，调查分析目标湖泊各个小水体中的湖流特征与沉积物的理化特征，同时选择同流域内有沉水植被覆盖的参考湖泊的水体湖流指标与沉积物指标，以及沉水植物生物量指标，来估算每种沉水植物受力指标范围。最后，根据参考湖泊中沉水植物受力指标范围，比对目标湖泊中每个子水域的水体湖流指标与沉积物含水率指标，最终得出每个子水域需要恢复的沉水植物种类。本专利技术的方法，所述步骤(2)中，分隔网膜选用聚乙烯网膜。聚乙烯网膜成本低廉、材料获取容易，且经久耐用。选取分隔网膜的网目为1-3cm；每个子水域使用3-10道网膜隔开，每道网膜之间相隔100-500cm。所述步骤(4)中，子水域种植的沉水植物选自狐尾藻，马来眼子菜、微齿眼子菜、苦草和黑藻。进一步的，种植的沉水植物在目标湖泊中覆盖度在60％以上。本专利技术的方法采用网膜将湖泊划分为子水域进行风浪控制，并基于不同子水域的水体湖流指标与沉积物含水率指标选择需要恢复的沉水植物种类，为风浪较大城市湖泊的沉水植物种植选择提供了明确的理论指导，选取的沉水植物在耐受风浪的同时，针对子水域不同的指标选择多种沉水植物，修复生态的同时满足沉水植物多样性和景观需求，能够实现风浪较大城市湖泊的生态系统修复。附图说明图1是实施例1不同处理组中苦草的相对生长率；图2是实施例1不同处理组中苦草的株高；图3是实施例1不同处理组中苦草的底下生物量。具体实施方式实施例1风浪与沉积物对苦草生长影响实验于2013年7月29日至8月26日在东太湖附近的室外池塘中进行。实验因素有两种，因素一：模拟太湖风浪扰动强度，3W造浪泵(流速0.4m/s)，6W造浪泵(流速0.8m/s)。因素二：清淤后的沉积物(底泥含水率低)；未清淤沉积物(底泥含水率高)。实验设计4个处理：低风浪扰动+清淤沉积物，低风浪扰动+未清淤沉积物，高风浪扰动+清淤沉积物，高风浪扰动+未清淤沉积物，每个处理4个平行，计16个桶。实验选用的2种沉积物(基质)来自太湖梅梁湾，一种为清淤底泥、一种为未清淤底泥。沉积物经过100目的筛绢网过筛混匀后使用。实验选用的苦草来自太湖梅梁湾，苦草的株高为24cm，株质量为23.87g，每株苦草的叶片数与根须数大致相同。实验结束后，从桶中拔出苦草，测定苦草的株高、株重、分株数、块茎数等，结果如图1～图3所示。实验结果表明：风浪扰动显著降低了苦草相对生长率、株高和地下生物量(P<0.01)。未清淤底泥(含水率高)显著降低了苦草相对生长率和株高(P<0.05)，但是对地下生物量影响不显著(P>0.05)。风浪扰动和底泥性质对苦草相对生长率和株高存在显著的交互作用(P<0.05)。在清淤底泥(含水率低)处理中，高强度扰动组苦草的相对生长率和株高比低强度扰动组降低了25％和9％。而在未清淤底泥(底泥含水率高)处理中，相应苦草指标下降了48％和20％。实施例2实施例2以郑州某城市湖泊为例，说明采用本专利技术方法对风浪较大城市湖泊进行生态恢复沉水植物的效果。目标湖泊水体面积95万平方米，水深2米，透明度30cm。2014年3月开始进行生态修复，在进行清淤、鱼类去除；同年6月采用聚乙烯网膜将湖泊分割成约10万平方米的9个子水域，聚乙烯网目为1cm，每个子水域使用5道网膜隔开，每道网膜之间相隔100cm。网膜布设完成后，整体削减风浪约50％，透明度提升为75cm。7月初分析每个子水域的水质及湖流指标，以及沉积物中含水率。同时，选择与目标湖泊同流域内的沉水植物覆盖度较高的大型浅水湖泊作为参考湖泊，根据参考湖泊的水体湖流指标与沉积物含水率指标，以及沉水植物生物量，基于公式(1)估算每种沉水植物受力指标范围；F＝(A*B*V)/R(1)其中，F为植物受力指标(kgms-1)，A为物种阻力系数；B为植株鲜重(kg)；V为水体流速(ms-1)；R为底泥含水率(％)；参考湖泊沉水植物受力指标估算结果如下表1所示：表1测定目标湖泊子水域的水体流速、底泥含水率，并根据比对目标湖泊中每个子水域的水体湖流指标与沉积物含水率指标，以及所在流域沉水植物的种类分布情况，估算出每个子水域需要恢复的沉水植物种类(子水域按照受力指标范围从大到小的顺序排列)，如下表所示：表2同年8-10月，根据估算结果进行沉水植物移植；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法，其特征在于，包括：(1)对目标湖泊进行清淤、鱼类去除；(2)采用分隔网膜将目标湖泊分割成5‑10万平方米的子水域；(3)选择与目标湖泊同流域，并且沉水植被覆盖率高的浅水湖泊作为参考湖泊，基于公式(1)估算每种沉水植物受力指标范围；F＝(A*B*V)/R   (1)其中，F为植物受力指标，A为物种阻力系数；B为植株鲜重；V为水体流速；R为底泥含水率；(4)测定目标湖泊子水域的水体流速、底泥含水率，对比参考湖泊中每种沉水植物受力指标范围，选取每个子水域的沉水植物种类。

【技术特征摘要】
1.一种城市湖泊沉水植物的生态恢复方法，其特征在于，包括：(1)对目标湖泊进行清淤、鱼类去除；(2)采用分隔网膜将目标湖泊分割成5-10万平方米的子水域；(3)选择与目标湖泊同流域，并且沉水植被覆盖率高的浅水湖泊作为参考湖泊，基于公式(1)估算每种沉水植物受力指标范围；F＝(A*B*V)/R(1)其中，F为植物受力指标，A为物种阻力系数；B为植株鲜重；V为水体流速；R为底泥含水率；(4)测定目标湖泊子水域的水体流速、底泥含水率，对比参考湖泊中每种沉水植物受力指标范围，选取每个子水域的沉水植...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宽意，利翔燕，黄晓峰，钱仁勇，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32