生態(tài)文化園項目水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)措施

楊莉，劉偉，邵艷麗，羅春雷，王利永

（1.桐柏縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南 桐柏 474750；2.桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750；3.商丘市水旱災(zāi)害防御事務(wù)中心，河南 商丘 476300；4.新蔡縣河塢水電站，河南 新蔡 463500；5.河南科平工程檢測咨詢有限公司，河南 封丘 453300）

1 項目概況

灌河生態(tài)文化園項目區(qū)位于大別山北麓、鄂豫皖3省交界處，地形南北狹，東西寬。地處江淮之間，氣候溫和，四季分明，山水兼?zhèn)?，境?nèi)植被茂密、河流縱橫，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，自然條件良好。灌河生態(tài)治理工程建設(shè)任務(wù)主要保障城市防洪安全，提高河道生態(tài)修復(fù)能力，改善區(qū)域濱水環(huán)境。工程建設(shè)內(nèi)容包括水環(huán)境治理工程、濱水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程、防洪保障工程、濱河道路橋梁工程和濱河環(huán)境提升工程。水環(huán)境治理工程主要對灌河西岸及南岸坑塘進(jìn)行水生生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，包含灌河生態(tài)文化園西岸4處坑塘及南岸2處坑塘，工程內(nèi)容包含生境營造、沉水植物群落構(gòu)建、浮游動物及微生物群落構(gòu)建、底棲動物群落構(gòu)建、曝氣復(fù)氧、水生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整等，水環(huán)境治理工程總面積合計為21.10 hm2。

2 水生生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)措施

2.1 設(shè)計原則

項目水生態(tài)修復(fù)工程利用水生態(tài)平衡原理，結(jié)合成熟的生態(tài)工程技術(shù)，修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)水質(zhì)凈化，采取相關(guān)的水生態(tài)工程措施使湖體水域生態(tài)系統(tǒng)趨于生態(tài)平衡，保障坑塘水質(zhì)長久穩(wěn)定。①因地制宜原則；②協(xié)調(diào)性原則；③自然性原則；④適應(yīng)性原則；⑤經(jīng)濟(jì)性原則。

2.2 基底生境營造

2.2.1 基底改良

項目底泥中含有病菌或病原體，部分病菌或病原體會抑制水生植物成長，從而影響水體水質(zhì)。所以，水生態(tài)構(gòu)建前需對土壤進(jìn)行基底改良?；赘牧际遣捎没赘牧紕?，對土壤中具有針對性的植物病原體進(jìn)行消殺的過程?；赘牧寄芟麥缦U伏的導(dǎo)致高等植物發(fā)生褐斑病、葉銹病、稈銹病、黑粉病等的細(xì)菌性病原體和霉菌，以提高高等植物成活率?；赘牧际峭暾乃鷳B(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的前提，對生態(tài)系統(tǒng)無任何不良影響。

2.2.2 基底微量元素配比

微量元素在植物體內(nèi)含量很少，但對于植物的生長具有很強的專一性，通過各種微量元素和多種營養(yǎng)成分的添加均衡底質(zhì)中營養(yǎng)的分布。一方面為沉水植物的根系發(fā)育提供有利條件，增強植物對環(huán)境的抗逆性；另一方面提高沉水植物對底泥、水體中以氮、磷為主營養(yǎng)鹽的吸收利用率。原有的底泥中微量元素含量不合理，非常不適于高等植物的定植、生長，必須合理配比微量元素和多種營養(yǎng)成分含量，以促進(jìn)高等植物快速定植，形成發(fā)達(dá)的根系和粗壯的植株，對病蟲害有更強的抵抗力。采用營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑，進(jìn)行微量元素合理配置。

2.2.3 底改微生物投加

底改微生物是以沼澤紅假單胞菌、嗜酸乳桿菌、地衣芽孢桿菌復(fù)合微生物菌群為主，結(jié)合其他功能按照一定比例配合而成。菌群進(jìn)入土壤后與土壤中微生物形成相互間的共生增殖關(guān)系，抑制有害菌生長并轉(zhuǎn)化為有益菌，相互作用，相互促進(jìn)，起到群體的協(xié)同作用，有益菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，促使有機物的分解轉(zhuǎn)化，能直接或間接為水生植物提供多種營養(yǎng)和刺激性物質(zhì)，促進(jìn)和調(diào)控水生植物生長。在水生態(tài)構(gòu)建前在土壤中施用復(fù)合底改微生物，能夠調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性。

2.3 沉水植物群落構(gòu)建

沉水植物構(gòu)建范圍為項目涉及的灌河西岸及南岸坑塘，各坑塘水體根據(jù)水深分布、基底條件等生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行沉水植物群落設(shè)計，構(gòu)建品種豐富的水下森林景觀，總面積共計15.60 hm2。①西岸坑塘主要有3處坑塘，主要為鴨、鵝等畜禽養(yǎng)殖用，水域面積16.29萬m2。現(xiàn)狀駁岸以土質(zhì)駁岸為主，對其進(jìn)行景觀生態(tài)化改造，現(xiàn)狀水深0.50～1.80 m 之間，清淤完成后水深范圍為0.50～2.30 m，沉水植物群落考慮主要以亞洲苦草、刺苦草、輪葉黑藻、穗狀狐尾藻、馬來眼子菜為主構(gòu)建品種豐富的水下森林景觀。②南岸坑塘主要有2處坑塘，現(xiàn)狀水深0.30～1.50 m之間，清淤完成后水深范圍為0.50～2 m，沉水植物群落考慮主要以亞洲苦草、刺苦草為主構(gòu)建品種豐富的水下森林景觀。

2.4 水生動物群落構(gòu)建

2.4.1 浮游動物群落

浮游動物群落構(gòu)建在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用：一方面，它是天然水域食物鏈中的一個重要營養(yǎng)環(huán)節(jié)，是魚類的重要天然餌料；另一方面，它在水體能量物質(zhì)循環(huán)中起著承上啟下的巨大作用，可以攝食水體中的微型生物，是對物質(zhì)循環(huán)、能量流動起調(diào)控作用的關(guān)鍵功能類群，具有重要的生態(tài)功能。研究還發(fā)現(xiàn)，浮游動物對污染水體中的藻類和有機碎屑能有效抑制水體中藻類的生長。

在灌河西岸及南岸內(nèi)構(gòu)建浮游動物群落，在沉水植物群落構(gòu)建后，底棲動物投放前，在水體中投放一定量的浮游動物以在初期有效控制浮游藻類，浮游動物種類選用以浮游藻類（藍(lán)藻、綠藻、裸藻、甲藻等）為食的枝角類浮游動物和橈足類浮游動物為主。浮游動物投放節(jié)點應(yīng)在沉水植物群落構(gòu)建完成后，水位達(dá)到常水位，底棲動物投放之前投放，施工時在水中放養(yǎng)浮游動物，并在1-2 d后進(jìn)行水質(zhì)檢測，并檢測湖體的透明度。

2.4.2 底棲動物群落

大型底棲動物是生態(tài)系統(tǒng)的一個重要生態(tài)類群，它們既是魚類的天然食物資源，又能起到較好的水質(zhì)監(jiān)測作用。在嚴(yán)重富營養(yǎng)化的水體中，大型底棲動物群落物種多樣性的減少很大程度與底質(zhì)中較高的有機質(zhì)含量有關(guān)，因為有機質(zhì)的分解可導(dǎo)致底質(zhì)與水界面中溶氧量急劇下降，從而影響大型底棲動物群落物種的生存。底棲動物生活史的全部或大部分時間生活于水體底部，在攝食方法上，以懸浮物攝食和沉積物攝食居多。該種的攝食方法一方面可有效去除植物表面的有害覆膜，促進(jìn)生長；另一方面可促進(jìn)懸浮物絮凝沉降，減少懸浮物，提高水體透明度。該項目選擇投放的底棲動物品種主要有腹足類的環(huán)棱螺、瓣鰓類的背角無齒蚌，再輔助投放少量的青蝦。

2.5 微生物群落構(gòu)建

微生物在生態(tài)系統(tǒng)中作為分解者，把綠色植物產(chǎn)生的能量通過食物鏈進(jìn)行傳遞，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成之一。它們在自然界大量而廣泛的存在，能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解，將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化，成為無毒害或毒害較小的無機營養(yǎng)元素。因此，微生物是水體中的“清道夫”，它們?yōu)楸苊庥伤飵淼乃w二次污染起著關(guān)鍵性的作用。根據(jù)項目各坑塘水域特點及水質(zhì)情況，在灌河西岸及南岸坑塘全水域投放復(fù)合微生物功能菌，以構(gòu)建微生物群落，在水生態(tài)構(gòu)建初期，通過在水域投放復(fù)合微生物功能菌，以快速、徹底降解水中有害氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)，同時高效分解水中大分子有機物和小分子有機物，改善水環(huán)境。

2.6 曝氣復(fù)氧

曝氣復(fù)氧系統(tǒng)是污染水體修復(fù)技術(shù)中增加水體中溶解氧非常重要的一環(huán)，也是微生物繁殖、掛靠、激活的基本生存條件。向水體中注入足夠的溶解氧，可以使斷開的生物鏈得到有效的修復(fù)，根據(jù)水體情況逐步建立更完善的生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)合項目水系現(xiàn)狀水動力條件、河湖水體形態(tài)、水深分布情況以及現(xiàn)狀周邊環(huán)境景觀條件，在灌河生態(tài)文化園灌河西岸及南岸水體緩流或死水區(qū)域設(shè)置潛水推流曝氣機，共計14臺，其中西岸坑塘布置12臺，南岸坑塘布置2臺。

3 結(jié)語

水生態(tài)系統(tǒng)初期構(gòu)建完成后，由于生態(tài)系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，及外界條件對其不確定性影響，在工程建設(shè)后應(yīng)進(jìn)行科學(xué)、合理、精細(xì)的養(yǎng)護(hù)管理以保證水生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、自我運行。還應(yīng)加強對水質(zhì)及水生生物監(jiān)測，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測與分析結(jié)果，通過不同品種水生植物移栽、種植、修剪及不同品種水生動物捕撈、放養(yǎng)等進(jìn)行針對性生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，通過對水生植物群落、水生動物群落優(yōu)化調(diào)控，使水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、健康，充分發(fā)揮作用，穩(wěn)定、長效運行。