一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统，包括以25株/m

A water ecological symbiosis system based on the combination of aquatic plants

【技术实现步骤摘要】
一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统
本专利技术涉及城市河流、湖泊等水环境生态修复
，特别涉及一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统。
技术介绍
城市污染水体的治理与修复主要以污染源控制、水质净化和水生态修复为目标，水环境质量改善的总体思路为“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给、生态修复”。生态修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物，提高水体自身的净化能力，构建稳定的生态系统，是水质长效改善和保持不可缺少的措施，旨在使受损生态系统的结构和功能恢复到受干扰前的自然状况。植物修复作为生态修复的一类典型技术，主要是通过水生植物(包括挺水植物、浮水植物、沉水植物等)在生长代谢过程中吸收养分，以及植物根际圈微生物的协同作用而实现降解有机污染物，净化受污染水体，提升水体自净能力的目的。生态修复中水生植物的筛选原则一般包括乡土性、去污性、景观性，通过不同生活型乡土水生植物的合理搭配，提高植物的生存适应性，丰富水体的景观层次，同时实现较强净水效果。在水生植物的三种生活型中，沉水植物作为水生态系统中重要的初级生产者，因其根、茎、叶全部沉于水面以下，对环境胁迫最为敏感，且沉水植物为适应水下生长环境，其根、茎、叶均可直接从水层或底泥中吸收氮、磷等营养物质，具有较强的净化能力。然而，目前利用生态修复中水生植物的净化效率较低，还不能完全发挥出水生植物的最大净化效率，因此有必要对多种不同类型的水生植物进行优化配置，以实现优化不同生活型水的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够优化不同生活型水生植物配置，有效转化降解水体中的有机污染物，降低水中总氮、总磷含量，稳定水中溶解氧含量，实现高净水能力与强景观效应的双重目的基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统。为此，本专利技术技术方案如下：一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统，包括种植于同一水体中的挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区；其中，挺水植物区为以25株/m2的种植密度种植的千屈菜，浮水植物区为以10株/m2的种植密度种植的睡莲，沉水植物区为以50丛/m2的种植密度种植的穗花狐尾藻、苦草或轮叶黑藻；挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区的种植面积比为20％:20％:60％，且挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区内全部水生植物的水体表面覆盖率≥80％。优选，沉水植物区位于河道或湖泊中央，挺水植物区位于邻近沉水植物区的浅水区域内，浮水植物区位于邻近挺水植物区且具有足够水深的区域内。与现有技术相比，该基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统通过对具有景观性的沉水植物、浮水植物和挺水植物三者的搭配种植方案进行优化，形成具有恢复水体自净能力，提升污染承载负荷，并适用于城市河流、湖泊水环境修复的水体生态共生系统，此外，该系统还具有来源广泛、经济美观、净水效果显著、无二次污染等优点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。根据本申请的基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统的搭配方案，对水体生态共生系统进行模拟，以评价该搭配方案对水体的处理效果；具体地，模拟场地选择在采光较好的室内，试验装置主体为三个160L塑料实验箱，加水量为100L，以进行三个平行实验；其中，预栽培的水生植物均购于水产养殖基地，且在塑料实验箱中进行种植前，将预栽培的植物在清水预培养七天；另外，试验用水浓度需进行较精确的控制，且试验用水量较大，因此采用模拟污水，其中，碳源由葡萄糖提供，氮源由氯化铵(NH4Cl)、硝酸钾(KNO3)提供，磷由磷酸二氢钾(KH2PO4)提供，模拟污水采用自来水配制，无需添加微量元素。模拟污水水质参数情况如表1所示。表1：模拟污水水质参数，单位：mg·L-1水质参数CODcrTNTPDO含量50～6013.22～15.242.26～2.855.8～7.1实施例1在三个塑料实验箱内分别按照20％:20％:60％的种植面积比例种植有挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区；其中，挺水植物为千屈菜，其采用25株/m2的种植密度进行种植；浮水植物为睡莲，其采用10株/m2的种植密度进行种植；沉水植物为穗花狐尾藻，其采用50丛/m2的种植密度进行种植；同时，种植于塑料实验箱中的全部水生植物在塑料实验箱中水体表面的覆盖率为80％。实施例2在三个塑料实验箱内分别按照20％:20％:60％的种植面积比例种植有挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区；其中，挺水植物为千屈菜，其采用25株/m2的种植密度进行种植；浮水植物为睡莲，其采用10株/m2的种植密度进行种植；沉水植物为苦草，其采用50丛/m2的种植密度进行种植；同时，种植于塑料实验箱中的全部水生植物在塑料实验箱中水体表面的覆盖率为80％。实施例3在三个塑料实验箱内分别按照20％:20％:60％的种植面积比例种植有挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区；其中，挺水植物为千屈菜，其采用25株/m2的种植密度进行种植；浮水植物为睡莲，其采用10株/m2的种植密度进行种植；沉水植物为轮叶黑藻，其采用50丛/m2的种植密度进行种植；同时，种植于塑料实验箱中的全部水生植物在塑料实验箱中水体表面的覆盖率为80％。对比例取一个塑料实验箱，其内不种植任何水生植物，仅加入于实施例1～3等量的模拟污水并置于相同环境下，作为空白实验组。对实施例1～3及对比例中的塑料实验箱内的受试污水自试验开始后的第1天(1d)、第9天(9d)、第17天(17d)、第25天(25d)进行采样，测定水中CODcr、TN、TP含量，以对实施例1～3中水生植物搭配方案对污染水体的净化效果进行对比，处理结果如下表2～4所示。表2：不同水生植物搭配方案对污水中CODcr的去除率表3：不同水生植物搭配方案对污水中TN的去除率表4：不同水生植物搭配方案对污水中TP的去除率从表2～表4的测试记过可以看出，实施例1～3的基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统通过对三类水生植物进行合理种植搭配，在水体处理试验进行第25天时，其对水体中的CODcr的去除率达到82.87％～91.38％，对水质总氮含量(TN)的去除率达到65.97％～87.98％，对水质总磷含量(TP)的去除率达到78.13％～78.68％。另外，三个实施例中，实施例2提供的基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统的搭配方案效果最佳，其对水体中的CODcr的去除率能够高达91.38％，对水质总氮含量(TN)的去除率能够高达87.98％，对水质总磷含量(TP)的去除率能够高达78.68％。尽管上面对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统，包括种植于同一水体中的挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区，其特征在于，挺水植物区为以25株/m

【技术特征摘要】
1.一种基于水生植物搭配形成的水体生态共生系统，包括种植于同一水体中的挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区，其特征在于，挺水植物区为以25株/m2的种植密度种植的千屈菜，浮水植物区为以10株/m2的种植密度种植的睡莲，沉水植物区为以50丛/m2的种植密度种植的穗花狐尾藻、苦草或轮叶黑藻；挺水植物区、浮水植物区和沉水植物区的种植面...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭士涛，贾建娜，肖欢，魏燕杰，褚强，张凯磊，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12