浅水湖泊水环境生态系统构建研究

赵羿博

摘 要 随着城市居民生活水平的提高，脆弱的浅水湖泊生态系统愈来愈需提升和改善，构建完整且稳定的浅水湖泊日益重要。本文通过分析各个营养环节，即水生植物系统、水生动物系统及微生物系统的措施的研究现状，探究不同水环境构建措施对浅水湖泊水环境系统构建的影响，以期为浅水湖泊水环境系统构建技术研究和工程实践提供参考。

关键词 浅水湖泊;水生植物;水生动物;微生物

引言

浅水湖泊一般是指水深小于六米的湖泊，大多数城市内景观水体均属于浅水湖泊，与河流相比，通常浅水湖泊水流迟缓，更新期比河流长得多[1]。以上海为例，上海市90%以上的公园都有大小不同的水体分布其中，水是城市规划中的重要景观组成部分，构建和保持一个良好的水环境对城市发展的重要性不言而喻，浅水湖泊水环境提升及改善成为城市建设必不可少的一部分。对城市公园等小型水体来说，水体具有流动性差、水环境系统简单、水环境容量小、自净能力差等特点，极易出现不同程度的污染问题。水体受污染，不仅使水体丧失观赏功能，对周围环境造成污染，甚至还会对湖泊绿化生态群落多样性造成影响[2]。水环境系统构建，是指依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，利用水生生物食物链的数量金字塔和能量金字塔模型，人为的建立各个营养环节，使遭到破坏的生态系统逐步恢复并向良性循环方向发展，建立健全的稳定水域生态系统[3-4]。

1水环境系统构建

1.1 水生植物系统

在浅水湖泊水体生态系统修复的各种措施中，水生植物修复是一种耗能低、效果好的新技术，已经引起国内外学术界的高度重视[6]。水生植物系统构建措施主要是在浅水湖泊中通过不同品种水生植物群落的构建，以实现对湖泊水体中总氮总磷的吸收和转换。在驳岸边中种植挺水、浮叶植物不仅具有景观功能，还能提供更多的栖息生境，营造生态多样性，水体中的沉水植物有利于封闭底泥，吸收水体中部分营养盐和有害物质，降低景观水体中的氮、磷浓度，达到净化水质的目的。

孔优佳等[5]学者在滆湖湖滨带进行生态修复试验，研究不同水生植物群落对营养盐削减的效果，结果表明，以漂浮植物为主的湖滨带湖湾湿地氨氮去除效果最好，去除率为46.15%;以沉水植物为主的湖滨带湖湾湿地除磷效果最好，达37.06%。李振国[6]研究了冷暖季沉水植物的恢复对富营养化浅水水质的影响，发现冷暖季节沉水植物的生长能够有效地控制富营养化浅水水体中的氮磷等营养盐，沉水植物生长恢复后，水体由富营养化态水体变为了清水态水体。Ye等[7]对中国洪湖的18处水体水质和沉水植物群落进行了调查，结果表明沉水植物的分布主要由水中NH4+浓度和水深决定，通过沉水植被群落系统的构建与恢复来改善中国富营养化湖泊的水环境，是增强水环境系统功能性的可行方法。

1.2 水生动物系统

水体中水生动物，其主要功能是结合水生植物净水功能的前提下，完善水环境系统的食物链和食物网的结构，在浅水湖泊中放养一定种类和数量的浮游动物，如食藻虫、轮虫等;滤食性鱼类，如鲢鱼、鳙鱼等;肉食性鱼类，如黑鱼等;底栖动物，如环棱螺、河蚌和青虾等，有利于提高水生生态系统的稳定性及自净能力。

在Gao等[8]的研究表明，三角帆蚌、鲢鳙鱼与沉水植物共同生长，能促进了水体清水状态的构建;且与滤食性水生动物相结合，黑藻和马来眼子菜是修复富营养化湖泊的最佳沉水植物品种。华烨等[9]通过选择食藻虫作为水环境整治工程的引导措施，在无锡的水生态工程项目中进行了实施并达到了理想效果。邹俊良等[10]通过研究发现，水生态组合构建处理水产养殖废水优于单一构建水生植物的净化效果，狐尾藻与螺蛳的组合对总氮的去除效果好，金鱼藻与螺蛳的组合对总磷的去除效果好，水生动物与水生植物的组合构建更有利于提升水生态系统的稳定性及自净能力。

1.3 水生微生物系统

水生态系统中的微生物通过将水体中的水生动植物的残骸进行分解，对水体污染物中的有机物和污染物质进行吸收和转化，不断与周围水环境进行物质交换。常用复合微生物菌群，主要包含复合芽孢杆菌、微小杆菌、光合细菌、EM菌、铁细菌、硝化菌、溶藻菌等益生菌群。有研究表明水生微生物系统的构建与水生植物、水生动物相结合，更能实现水生态系统的净化和稳定性[11]。

白利丹等[12]通过研究鲢鳙鱼养鱼塘内添加复合芽孢杆菌后的池塘的水体水质变化，发现复合芽孢杆菌对养鱼池塘水质具有明显的净化作用，水中COD、氨氮和非离子氨水含量均比未用复合芽孢杆菌的水体中浓度低，且透明度和溶解氧均有所增加。Kundan Samal等[13]学者研究发现，在生态浮床上生长的植物根系在水体中易形成生物膜，为微生物提供了生长载体，通过微生物的降解与水体动植物的吸收，水体中的氮磷等能被迅速吸收利用。

2结束语

近两年，国家颁布各种水环境相关政策，种种政策表明我国将持续推进污染防治，特别是加强城市浅水湖泊水环境系统保护与修复，改善城市水环境生态质量。通过人工构建浅水湖泊水环境生态系统各个营养环节，人为的建立各个营养环节，如沉水水草、食藻动物、底栖动物、肉食性鱼类、微生物等，人为地建立人工水域生态系统，利用生态系统本身特性在根本上改善与提升中国城市浅水湖泊水环境的稳定性与自净能力，为工程实践提供参考依据与可行方法。

参考文献

[1] 何立羽. 湖泊型國家湿地公园保护与发展规划探讨——以云南玉溪抚仙湖国家湿地公园为例[C].中国城市规划学会、杭州市人民政府.共享与品质——2018中国城市规划年会论文集.北京：中国建筑科学研究院有限公司城乡规划院，2018：265-275.

[2] 江虹. 富营养化湖泊的生态修复技术[C].中国水利学会2007年学术年会.中国水利学会2007年学术年会论文汇编.苏州：中国水利学会，2007：61-64.

[3] 曹孟仁，白培峰，孙庆杰，等.城市湖泊水體存在的问题与对策研究[J].中国湖泊，2011（1）：24-27.

[4] 张庆费，袁峻峰. 湖泊水体的综合管理技术措施[J].上海建设科技，2001（3）：31-32.

[5] 孔优佳，徐东炯，刘其根，等.滆湖湖滨带生态修复技术初步研究[J].水生态学杂志，2017，38（2）：17-24.

[6]李振国. 富营养化水体的生态修复技术研究[D].南京：南京师范大学，2006.

[7] C D Ye，L Yao，Amei Deng，et al. Spatial and Seasonal Dynamics of Water Quality， Sediment Properties and Submerged Vegetation in a Eutrophic Lake after Ten Years of Ecological Restoration[J]. Society of Wetland Scientists，2018（38）：1147-1157.

[8] H L Gao，X Qian. Combined effects of submerged macrophytes and aquatic animals on the restoration of a eutrophic water body—A case study of Gonghu Bay， Lake Taihu[J]. Ecological Engineering，2017（102）：15-23.

[9] 华烨，许明峰.浅谈食藻虫在泰康浜水生态修复工程中的应用[J].水资源开发与管理，2019（10）：5-10.

[10] 邹俊良，杨京平，杨虎.水生植物-滤食性动物用于水产养殖废水净化的研究[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2013，39（4）：444-451.

[11] 胡琼瑶，李文星，段炼.水生生物组合对养殖水环境的修复与应用[J].农业与技术，2017，37（3）：142-143.

[12] 白利丹，王海，李景胜，等.复合芽孢杆菌对草鱼与鲢鳙混养的鱼种池水质的净化作用[J].水产学杂志，2015，28（2）：26-31.

[13] Samal K，Kar S，Trivedi S. Ecological floating bed（EFB）for decontamination of polluted water bodies：Design，mechanism and performance[J]. Journal of Environmental Management，2019（251）：109550.