一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法技术方案

本发明专利技术公开了一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，步骤为：(1)评估待调控浅水湖泊，获取该湖泊的生态系统中的不同营养级分配、各营养级功能强弱及不同功能组生物量大小，进而分析评估该湖泊是否营养失衡及失衡因子的类别和影响；(2)多营养级生物增殖调控；(3)恢复浅水区植被并重建湿地；(4)一段时间后，重复步骤(1)、(2)和(3)的操作；(5)对待调控浅水湖泊的水质水量进行联合调控，检测湖泊所在地区的降雨量并监测湖泊的库容更替，根据水动力模型，获得水域特征、营养失衡状况及水生生物群落功能群组成，定期检测并验证水体理化指标。本发明专利技术的方法，对生态系统调控效果好，能使生态系统长时间维持动态平衡。

A method of regulation and maintenance of shallow lake ecosystem

【技术实现步骤摘要】
一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法
本专利技术属于浅水湖泊生态系统
，涉及一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法。
技术介绍
湖泊生态系统的调控包括对湖泊水利(水文及水动力等)、理化环境因子(氮、磷输入及水体溶氧等)的调控和对生态系统食物网结构(生物多样性、鱼类及各种水生生物等)的调控、功能(物质循环及能量流动路径)的调控，以及对所有这些因素不同组合或全部因素的综合调控。湖泊生态系统的稳定维持技术则是指对在开展上述各种调控的基础上，使生态系统的各种输入、输出(如水量、营养物等)更趋于平衡、生物多样性增加、食物网结构更加完善，水体的水文过程、水动力过程、理化因子的变动与生物、生态过程相协调，从而使生态系统的稳定性(stability)和回复力(resilience)达到最大化。目前国内外对湖泊生态系统的调控主要有以下几种调控技术：1)对湖泊水文和水动力过程的调控；湖泊的生态过程受水体的流态、滞留时间、湖流大小及其方向等都有关系，通常湖水的滞留时间长，流速小，有利于水生植物的生长；但在没有水生植物的湖泊，这种水动力过程的减少，反而不利于水体对污染物的净化。因此作为湖泊生态系统的调控手段，通过引入外部水流，成为一种常用的技术手段。如杭州西湖，通过引入钱塘江水后，水质出现了显著的改善，该技术，将在太湖的环境治理中即将得到应用，“引江济太”工程在近年得到建设和加强。湖泊的水动力过程的改变，也会使湖泊的各种营养物输入、输出格局发生改变，同时外部水流引入及其在湖泊中的流动路线，将对湖泊的生态过程产生重大影响。因此对湖泊水文、水动力的调控，必须要充分考虑湖泊自身的生态系统特点，从而尽可能使水动力调控与湖泊的生态调控相协调。此外，还可通过各种工程对入湖河流的流速进行调控，如通过修建引流导板等改变水流的流向、流态和最终的流速，可望改变水流在湖泊中的滞留时间等。2)对湖泊溶氧、氮-磷输入输出格局等的调控；由于富营养化湖泊普遍存在着有机质在湖泊底部积累、从而导致底层出现低氧、缺氧等状况，不但危及各种底层水生生物如底栖动物、底层鱼类、水生植物等生长，也会加快沉积于底泥中营养物的释放，因此改善水体底层溶氧条件也是生态改善的常用手段，如英国泰晤士河的治理、日本琵琶湖的治理等都曾用过对水体的曝气技术，以改善水体的溶氧条件。此外，对理化条件的调控还可能包括对水体氮、磷输入、输出的调控。如在河流入口修建各种前置库、在流域的主要入湖河流两侧修建各种生态拦污工程等等。这些工程都能起到对输入水体总氮、总磷的拦截。如在江苏天目湖的治理中，科学家们在流域中大量使用类似的拦污生态林，对削减污染物起到了非常好的效果。3)对生态系统结构的调控；生态系统结构的调控在国内外都得到了广泛的应用，这方面的技术主要有：增加初级生产者的水生植被修复技术，目前该技术在浅水湖泊中被广泛应用，尽管目前大规模修复水生植被的技术在极富营养型湖泊中的修复尚未取得全面的突破，但在一些富营养化程度较轻的湖泊中得到了大量的应用并取得了显著的成效。如上海崇明的明珠湖，通过人工种植、移栽多种沉水植物，并通过食物网结构的调控，结果使整个湖泊的水生植被覆盖率从修复前的不足20％，经两年时间达到90％以上，从而为维持明珠湖生态系统结构的稳定性和水质的改善发挥了重要的作用。除了通过修复水生植物从而对初级生产者结构作出调控外，还可通过增加初级消费者来调控初级生产者和对整个食物网结构作出调整。目前，这方面国内外都有大量的研究。如国内非常重视利用多种淡水贝类如三角帆蚌、褶缝冠蚌、背角无齿蚌等来进行水环境的治理，通过投放各种淡水贝类，可有效地增加对各种浮游植物的牧食，从而也会对生产者结构产生较大影响。虽然各种单一调控技术在国内外得到了广泛的应用，但由于生态系统的各种结构和生态过程并非如这些技术所假设的那样理想化，实际上，任何一个生态系统，无论其生物结构还是生态过程，都存在巨大的复杂性，即以往这种单一技术必然会存在这样或那样的局限。因此，开发一种整合各种调控技术对生态系统进行综合调控的方法极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术生态系统复杂、单一调控技术效果不佳的缺陷，提供一种整合各种调控技术对生态系统进行综合调控的方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，步骤如下：(1)对待调控浅水湖泊进行评估，获取该湖泊的生态系统中的不同营养级分配、各营养级功能强弱及不同功能组生物量大小，进而分析评估该湖泊是否营养失衡及失衡因子的类别和影响；(2)多营养级生物增殖调控：根据失衡因子的类别，确定各类失衡因子所处营养级的位置，采用增殖放流技术，加强湖泊的生态系统中的薄弱物质循环通路；(3)恢复浅水区植被并重建湿地：对浅水区及湿地植被组成、分布、生物量及类型进行调查，确定植物功能类群，评估植物功能群中相对薄弱功能组，选取适宜的水生植物，针对植物功能群中相对薄弱功能组的缺失及数量不足，在浅水区及湿地进行合理划分区域，针对不同地形合理种植，其，水生植物的种类及数量缺失，按照整个湖区的面积大小、草食性生物的生物量及湖泊规划面积进行选择与分配种植密度；(4)一段时间后，重复步骤(1)、(2)和(3)的操作；(5)对待调控浅水湖泊的水质水量进行联合调控：检测所述湖泊所在地区的降雨量并监测所述的湖泊的库容更替，根据水动力模型，获得水域特征、营养失衡状况及水生生物群落功能群组成，定期检测并验证水体理化指标。本专利技术的浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，一方面采用增殖放流的方法在生态系统中引入不同营养级的多种生物在水平和垂直两个方向上加强湖泊生态系统中的薄弱物质循环通路；另一方面恢复浅水区植被并重建湿地，对低营养级的植物系统进行恢复，其中，浅水区的植被和湿地的植被是湖泊中最主要的初级生产者，其是湖泊生态系统的基础，其既能为湖泊的生态系统提供生物能，还能净化湖泊的水质，增殖放流能够丰富生态系统中食物链，促进生态系统的良性循环，通过在水体中进行增殖放流，实施非经典生物操纵，也将起到对初级生产者——水体中浮游植物种类(结构)和数量的调控，两种手段的相互配合将湖泊的水质、水环境参数等控制到一定平衡范围内，而通过湖泊水文和水动力过程的调控进一步优化生态系统即通过对浅水湖泊的水质水量进行联合调控(同时能够检测前述手段是否奏效，进行动态调控)，确保浅水湖泊的生态系统能够长时间维持动态平衡。本专利技术的方法，不仅能够改善浅水湖泊的生态环境，为人们提供一个良好的环境，而且可在湖泊中养殖经济水产品，带来良好的经济效益。作为优选的技术方案：如上所述的一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，所述增殖放流技术是指增殖放流生态修复工具种并计算出增殖放流该功能组生物所占比例，进行立体放养，以多种生物联合、水平及垂直方向共同作用，加强湖泊的生态系统中的薄弱物质循环通路，对多种营养级的生物同时增殖放流能够避免单一营养级的生物增殖放流对生态系统影响过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)对待调控浅水湖泊进行评估，获取该湖泊的生态系统中的不同营养级分配、各营养级功能强弱及不同功能组生物量大小，进而分析评估该湖泊是否营养失衡及失衡因子的类别和影响；/n(2)多营养级生物增殖调控：/n根据失衡因子的类别，确定各类失衡因子所处营养级的位置，采用增殖放流技术，加强湖泊的生态系统中的薄弱物质循环通路；/n(3)恢复浅水区植被并重建湿地：/n对浅水区及湿地植被组成、分布、生物量及类型进行调查，确定植物功能类群，评估植物功能群中相对薄弱功能组，选取适宜的水生植物，针对植物功能群中相对薄弱功能组的缺失及数量不足，在浅水区及湿地进行合理划分区域，针对不同地形合理种植；/n(4)一段时间后，重复步骤(1)、(2)和(3)的操作；/n(5)对待调控浅水湖泊的水质水量进行联合调控：/n检测所述湖泊所在地区的降雨量并监测所述的湖泊的库容更替，根据水动力模型，获得水域特征、营养失衡状况及水生生物群落功能群组成，定期检测并验证水体理化指标。/n

【技术特征摘要】
20191030 CN 20191104222291.一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，其特征在于，步骤如下：
(1)对待调控浅水湖泊进行评估，获取该湖泊的生态系统中的不同营养级分配、各营养级功能强弱及不同功能组生物量大小，进而分析评估该湖泊是否营养失衡及失衡因子的类别和影响；
(2)多营养级生物增殖调控：
根据失衡因子的类别，确定各类失衡因子所处营养级的位置，采用增殖放流技术，加强湖泊的生态系统中的薄弱物质循环通路；
(3)恢复浅水区植被并重建湿地：
对浅水区及湿地植被组成、分布、生物量及类型进行调查，确定植物功能类群，评估植物功能群中相对薄弱功能组，选取适宜的水生植物，针对植物功能群中相对薄弱功能组的缺失及数量不足，在浅水区及湿地进行合理划分区域，针对不同地形合理种植；
(4)一段时间后，重复步骤(1)、(2)和(3)的操作；
(5)对待调控浅水湖泊的水质水量进行联合调控：
检测所述湖泊所在地区的降雨量并监测所述的湖泊的库容更替，根据水动力模型，获得水域特征、营养失衡状况及水生生物群落功能群组成，定期检测并验证水体理化指标。


2.根据权利要求1所述的一种浅水湖泊生态系统调控与稳定维持方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡忠军，王亚坤，刘其根，孔优佳，朱勇，花少鹏，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31