生物修复-第八章1课案.ppt

修复水生植被基本条件的创建 水质的改造 水质改造一方面可以提高湖水的透明度，改善水下光照条件，另一方面可以降低湖水中有机污染的含量 在需要恢复水生植被的湖区，湖水透明度必须大于水深的2/5才能保证沉水植物和浮叶植物的需求，高锰酸盐指数一般要小于3mg/L 影响湖水透明度的因素有三类 一类是由于风浪扰动引起的沉积物再悬浮，其中包含悬浮物、溶解态有机物和胶体 另一类是浮游生物（藻类）死亡分解形成的有机污染物，包括有机碎屑和溶解态有机物 第三类是外源性污染物 对于由于风浪引起的水质混浊问题可以考虑适当的消浪措施 水生植被修复的技术途径 恢复水生植被的技术途径 恢复水生植被是一个从无到有、从有到优、从优到稳定的逐步发展过程，其中包含了水生植被与环境的相互适应、相互改造和协调发展 人工恢复水生植被利用不同生态型、不同种类水生植物的适应和改造环境能力上的显著差异，设计出各种人为辅助的种类更替系列，并且在尽可能短的时间内完成这些演替过程 挺水植物的恢复 浮叶植物的恢复 沉水植物的恢复 恢复水生植被的技术途径 挺水植物的恢复 一般无须任何演替过程，在确定目标植被的空间分布和种类组成后，可以直接进行种植 大多为宿根性多年生，发芽之后进行带根移栽成活率最高 湖水较深的地段也可以移栽比较高的种苗，原则是种苗移植之后必须有1/3以上挺出水面 浮叶植物的恢复 对水质有较强的适应能力，它们的繁殖器官、营养繁殖芽体、根状茎或块根通常比较粗壮，贮存了足够的营养物质，在春季萌发时能够供给幼苗直至到达水面；它们的叶片大多漂浮于水面，对湖水水质和透明度要求不高，可以直接进行目标种的种植或栽植 种植浮叶植物可以采取营养体移栽、撒播种子或繁殖芽、扦（qiān ）插根状茎等多种方式 恢复水生植被的技术途径 沉水植物的恢复 沉水植物生长期的大部分时间都浸没于水下，对水深和水下光照条件的要求比较高，其恢复是湖泊水生植被恢复的重点和难点 沉水植物恢复时，应根据湖区沉水植被分布现状、底质、水质现状等因素，选择不同生物学、生态型特性下先锋种进行种植 沉水植物几乎绝迹、光效应差的次生裸地，应选择光补偿点低、耐污的种类建出先锋群落；同时先锋种还需能产生大量种子，植株地生能力强，有利于扩大分布 光效应较好，尚有一定沉水植物残存的地区，选择具中等耐污和较高光补偿点的种类为先锋种 湖泊底质较硬时，选择易于扎根的种类进行种植 湖区污染严重，直接种植沉水植物难以存活，可先移植漂浮植物对湖水先进行净水，待透明度提高后再种植沉水植物，建立先锋群落 沉水植物恢复时，应从水浅的岸边开始，并在低水位季节进行 水生植被的收割利用 采用水生植被修复富营养化水体时，必须及时收割水生植物 收割可以去除多余的或者不需要的水生植物，控制水生植物可能对环境产生的不利影响 一般的步骤包括收割、收集、加工贮存、运输到岸边、处置或利用等。主要利用途径包括动物饲料、鱼饵料、能量来源如产沼气、堆肥作为土壤调节剂或肥料添加剂等 收割的优点是见效迅速，且收割不同于使用灭草剂，不会对水环境产生不利影响，但收割的植物必须收集起来，避免产生腐败分解，败坏水体，对于大面积水生植物控制，设备投资可能比较大，收割可能不经济，也不易做到 收割大型水生植物有手工收割和机械收割 第三节 富营养化的生物操纵修复 生物操纵的基本概念 Shapiro最早提出生物操纵（biomanipulation）的概念，即用调整生物群落结构的方法控制水质，主要原理是调整鱼群结构，保护和发展大型牧食性浮游动物，从而控制藻类的过量生长 鱼群结构调整的方法是在湖泊中投放、发展某些鱼种，而抑制或消除另一些鱼种，使整个食物网适合于浮游动物或鱼类自身对藻类的牧食和消耗，从而改善湖泊环境质量。 这种方法不是直接减少营养盐负荷的办法改善水质，而是通过减少藻类生物量的途径达到减少营养盐负荷的效果，这个效果可以持续多年 生物操纵修复 Shapiro等总结了一个简化的水生食物链模式，即肉食性鱼吃小型滤食性鱼、小鱼吃鱼虫；另外，底层鱼类促进营养物质的再循环，促进藻类的发展 肉食性鱼类→浮游生物食性鱼类→浮游动物→ 藻类→营养物质→再循环→底食性鱼类 浮游生物食性鱼类主要捕食大型浮游动物，藻花即可能得到发展。没有浮游动物食性鱼类捕食的情况下，大型浮游动物占优势，大量滤食藻类和碎屑，可限制或减少藻花的形成。根据这一原理，提出用鱼食性鱼类取代浮游动物食性鱼类，从而保护大型浮游动物。底层鱼类的活动对底泥氮磷释放有促进作用，所以应限制底食性鱼类的发展 利用浮游植物食性鱼类（鲢鱼）直接牧食藻类，或利用草食性鱼类直接牧食水草，也是生物操纵的重要途径 生物操纵修复 近年来研究发现浮游动物的庇护（refuge）机制对于生