太湖湖滨带水生植被恢复技术集成与应用浅析

殷雪妍 严广寒 汪星

摘要： “水體污染控制与治理”科技重大专项（简称水专项）自“十一五”以来研发了20余项生态修复关键技术， 为解决单项技术在湖滨带生态修复过程中应用成效局限性问题， 基于提升土壤稳定性、改善湿地生境、恢复修复区水生植被、实现长效运行管理等技术需求， 选择生态修复区迎风岸坡重建与消浪挡藻技术，基底快速沉降-持久稳定-水质底质改善技术， 敞水区水生植被多层次重建技术， 水陆交错带植被优化配置与稳定化技术， 水生植被资源化利用与生态修复长效运行管理技术等， 凝练形成以“湖滨带现状调查、健康评价与诊断—生境改善—水生植被恢复—长效运行管理”为集成模式的太湖不同类型湖滨带水生植被恢复成套技术. 其中， 大堤型湖滨带植被恢复成套技术在太湖竺山湾应用成效显著， 可消减64%风浪， 植被覆盖率达到30%以上； 缓坡型湖滨带植被恢复成套技术在太湖贡湖湾应用成效显著， 水生植物覆盖度达到57%， 水体透明度 > 110 cm， 生物多样性指数大幅提高. 为太湖湖滨带水生植被恢复与水质改善工作提供了实践依据.

关键词： 湖滨带； 水生植被恢复； 太湖流域； 技术集成

中图分类号： X524 文献标志码： A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2021.04.004

Research on the integration and application of aquatic vegetation restoration technology in the lakeshore zone of Taihu Lake

YIN Xueyan1，2， YAN Guanghan1，2， WANG Xing1，2

（1. National Engineering Laboratory for Lake Pollution Control and Ecological Restoration， Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China； 2. State Environmental Protection Key Laboratory of Drinking Water Source Protection， Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China）

Abstract： Since the eleventh five-year plan， the National Major Science and Technology Program for Water Pollution Control and Treatment （referred to as the “Water Program”） has developed more than 20 key technologies to assist in restoring the lakeshore zone of Taihu Lake Basin. These solutions overcome the application limitations of a single technology in ecological restoration of the lakeshore zone. This includes technologies for： rebuilding the upwind bank slope to eliminate wave and algae in the ecological restoration area； rapid settlement of sediment for lasting improvements in water quality； multi-level reconstruction technology for aquatic vegetation in an open water area； large-scale cultivation and community construction for optimal allocation and stabilization of aquatic plants； and utilization of aquatic vegetation resources for long-term operation and management， based on the technical requirements for improving soil stability， improving the wetland habitat， and restoring the aquatic vegetation in the restoration area. Hence， a comprehensive technology solution for ecological restoration of different lakeshore zones in Taihu Lake Basin （titled “investigation and assessment of lakeshore zone status， wetland habitat improvement， wetland aquatic vegetation restoration， and long term management”） was formed. The complete technology solution for vegetation restoration in the dike-type lakeshore zone has been successfully applied in Zhushan Bay of Taihu Lake， with the wind wave reduced by 64% and the vegetation coverage rate exceeding 30%. The complete technology solution for vegetation restoration in a gentle slope lakeshore zone was also successfully applied in Gonghu Bay of Taihu Lake； the implementation resulted in coverage of aquatic plants reaching 57%， water depth transparency of more than 110 cm， and a greatly improved biodiversity index. In summary， the research results provide a practical basis for aquatic vegetation restoration and water quality improvement.

Keywords： lakeshore zones； aquatic vegetation restoration； Taihu Lake Basin； technology integration

0 引 言

湖滨带（Lakeshore）定义为湖泊流域中湖泊水域生态系统与陆地生态系统之间的生态过渡带[1-3]，可分为水向带（Littoral Zone）、岸线带（Shoreline Zone， 即消落带）和陆向带（Riparian Zone）[4-7]. 早期研究者们将湖滨带按照地形条件进行分类， 可分为河口型、堤防型（大堤型）、滩地型（平原型）和陡岸型（山坡型）等类型[8-10]. 进一步地， 研究者又将大堤型划分为长期露滩-大堤型、间歇露滩-大堤型及无滩地-大堤型， 将山坡型划分为有滩地-山坡型、无滩地-山坡型[11]. 通过对湖滨带的系统划分， 有助于对其进行分区恢复及管理. 湖滨带的生态功能主要包括饮用水服务功能、拦截净化功能、生境及生物多样性保护功能、护岸功能以及人文景观功能[3]. 随着社会经济迅速发展和人类活动频繁， 湖滨带退化现象凸显. 例如， 湿地水体富营养化严重； 水利工程如筑堤、建坝（如水利电站）改变了湖滨带的水文过程和浅滩环境； 点面源污染和废弃物堆积造成湖滨带水质和沉积物污染等[12-17].

太湖是我国第三大淡水湖泊， 位于长江中下游地区， 岸线长约405 km. 为了防洪， 约73.5%的湖滨带修建了环湖大堤， 大堤一方面直接侵占了湖滨带， 阻断了水陆生态系统间正常的水流路径， 改变了水流入湖方式， 将坡面漫流转化为径流通过大型河流入湖； 另一方面加剧了风浪对近岸基底的淘蚀，加速了水生植物的大面积消亡， 导致湖滨带生态系统严重退化. 湖滨带作为太湖流域“一湖四圈”生态圈层构架的重要组成部分[18]， 是河-湖水系连接的关键缓冲节点， 维持一定规模的水生植物群落有利于缓解太湖湖体的生态环境压力、维持水体健康稳态. 因此， 对太湖流域湖滨带开展生态修复是当务之急， 也符合太湖流域水污染治理的科技需求.

“十一五”以来， 通过国家“水体污染控制与治理”重大专项（以下简称水专项）及地方治理项目，研发产出了 一批生态修复的单项技术， 并在太湖等典型区域开展工程示范， 实施初期发挥了显著的环境和社会效益， 但是其集成的总体效果由于工程实施时间短， 有待生态系统恢复和稳定后才能体现，因此， 技术应用的成效还未能充分显示[19]. 与此同时， 不同技术涉及的工艺参数、经济与环境效益差异较大， 急需通过梳理分类、技术分析、验证评估等， 明确各单项技术对污染物去除的实际贡献率和适用条件， 重组凝练形成系列化、高效、适用、规范化的成套技术， 在更大面积的综合示范区开展技术集成与示范应用.

鉴于此， 本研究以太湖流域湖滨带生态修复为例， 以湖滨带存在的主要环境问题为导向， 基于已研发成功的关键技术开展成套技术的集成， 分析成套技术综合示范与推广应用成效， 以期为太湖流域水污染治理与生态修复工作提供理论依据与实践支撑.

1 太湖湖滨带特征及主要问题

1.1 太湖湖滨带特征

太湖地处长江中下游平原， 属于浅盆型湖泊. “八五”期间， 国务院基于水利安全、供水和灌溉的需要， 治理太湖、淮河流域， 建立太湖环湖大堤， 环湖岸带总长393.75 km， 共建设堤线总长度269.63 km，占湖滨带总长度的68.48%； 未建堤坝处邻近山体， 太湖环湖出入湖河道口共219处. 根据太湖湖滨带地形地貌、水文条件的不同以及与之相应的湖泊水生态系统的生态结构和湖泊使用功能的差异， 可建立针对太湖湖滨带的二级分类体系. 首先按照湖滨带地形地貌进行一级分类， 类型有大堤型、山坡型、河口型. 其次根据水文条件和露滩情况进行二级分类， 大堤型湖滨带可再次划分为长期露滩-大堤型、间歇露滩-大堤型、无滩地-大堤型； 山坡型湖滨带也可再次划分为有滩地-山坡型、无滩地-山坡型[20].根据前期实地勘察及核实， 各类型湖滨带分布情况见表1.

1.2 太湖湖滨带生境退化

（1）环湖大堤工程破坏了太湖湖滨带的湿地生态系统

2004年竣工的环湖大堤不仅保障了太湖流域居民生命财产的安全， 同时产生了巨大的社会经济效益. 但堤防设计方案， 如堤线裁弯取直、侵占湖滨湿地等工程行为， 使湖滨带生境空间异性程度下降， 生物栖息环境质量降低， 以至于湖滨带生态系统受到严重破坏. 湖滨带退化造成湖滨微环境恶化、生态功能缺失， 将使其丧失湖泊天然保护层的本质作用， 使湖泊的生态安全受到影响.

（2）堤内沿岸带域渔业养殖的超常规发展加剧了湖滨带生态系统的退化

太湖渔业养殖于20世纪90年代获得迅猛发展. 据调查， 全太湖环湖大堤之内的养殖面积有0.73万hm2左右. 由于草食性鱼类的捕食， 使得养殖区水草无法生长； 由于食底栖动物鱼类的捕食， 使得螺、蚌等软体类底栖動物无法生长； 而喜好有机污染环境的底栖寡毛类和一些水生昆虫幼虫则迅速增加. 因此，水专项实施初期， 湖滨带的生态系统受到渔业养殖的超常规发展的显著影响.

（3）旅游业的过度发展加速了太湖湖滨带生态的退化

太湖湖滨带具有丰富的旅游资源， 改革开放以后， 各个旅游区在开发建设的过程中没有对生态环境的保护引起重视， 致使开发区的水土流失严重， 破坏了原有的湖滨生态系统. 另外， 度假区内产生的生活污水直接排入太湖， 导致湖滨带水体受到污染， 产生富营养化， 使水生生态系统受到破坏.

2 湖滨带植被恢复技术需求与集成模式

如何监测和评估湿地生态系统健康状况， 修复和保护受损湿地生态系统， 已成为当今湿地管理的重要内容[21-25]. 基于前述太湖流域湖滨带面临的主要问题， 开展湖滨带健康评价， 对于正确地评估湿地生态健康状况和可修复性具有重要的理论指导意义[26]. 此外， 太湖湿地修复或重建要遵循“生境改善—生态修复—系统调控”三步走的思路， 逐步形成健康的湿地生态系统[27-29]. 如图1所示， 本研究的湖滨带生态修复模式主要包括基底（底质、地形、地貌）修复与生态恢复两部分. 其中， 基底修复应尽可能使原来陡峭易被侵蚀的湖岸区平缓化， 缓解风浪、水流等不利水文条件对湖滨带生态恢复的影响；清除含高营养盐的表层沉积物及其表面由营养物质形成的絮状胶体、半休眠状活体藻类和植物残骸等， 以适应水生植物及敏感型底栖动物的生长与繁殖. 生态恢复则采用演替理论， 即通过对一定生境条件下湖滨带生态系统退化原因及其机制的诊断， 运用生物、生态工程的技术与方法， 依据人为设定的目标， 选择适宜的先锋植物， 构造种群和生态系统， 实行土壤、植被与生物同步分级恢复， 以逐步使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽可能地恢复到原有的或更高的水平. 湖滨带的生态恢复程度与其所受的环境压力密切相关， 如图2所示， “橡皮筋”模式[30-32]针对那些主要受自然因素或单一人为因素的湖滨湿地， 其恢复与退化路径一致， 湖滨带基本能恢复到原有状态； “滞后”模式[31-32]针对那些受人为干扰、自然因素等多重影响的湖滨带， 其恢复与退化路径存在差异且恢复时间较长， 但最终也能恢复到原始状态. 上述两种模式适于太湖长期露滩型湖滨带， 可修复性较高. “不可逆”[31-34]与“波动恢复”[32，35-36]模式主要针对受人为干扰较重（如物种组成及种群结构遭到破坏）的湖滨带， 其恢复终点无法达到初始状态， 或恢复效果存在一定的波动. 这两种模式适于太湖间歇或无露滩型湖滨带， 修复难度较大.

基于前述的需求分析， 本研究提出湖滨带生态修复应遵循“湖滨带生态系统健康评估—湖滨带生境改善—湖滨带水生植被恢复—长效运行管理”的集成模式开展技术集成. 针对前述两大主要湖滨带类型， 将太湖湖滨带总体分为大堤型和缓坡型湖滨带， 分别采取不同的成套技术模式. 如图3所示， 大堤型湖滨带植被恢复成套技术首先通过水质、底质、水生生物及湖岸带等指标来评估湖滨带生态健康状况， 明确湖滨带开展生态修复的必要性与恢复潜力； 然后通过生态修复区迎风岸坡重建和消浪挡藻技术完成间歇或无露滩型湖滨带生境改善； 随后通过敞水区生态调控和水生植被重建技术完成湿地植被恢复与重建； 最后通过水生植被资源化利用技术与生态修复的长效运行管理技术实现湖滨带生态修复的长效运行管理.

如图4所示， 缓坡型湖滨带植被恢复成套技术首先通过水质、底质、水生生物及湖岸带等指标来评估湖滨带生态健康状况， 明确湖滨带开展生态修复的必要性与恢复潜力； 然后通过基底快速沉降—持久稳定—水质底质改善技术完成长期露滩型湖滨带生境改善； 随后通过水陆交错带植被优化配置与稳定化技术完成湿地植被优化配置与规模化恢复； 最后通过水生植被资源化利用技术与生态修复长效运行管理技术实现湖滨带生态修复的长效运行管理.

3 湖滨带生态修复关键技术突破与工程实证

3.1 湖滨带生态健康评估方法构建技术[37]

以太湖湖滨带生态环境调查结果为数字依据， 以生态健康综合指数法（Ecological Health Comprehensive Index， EHCI）为方法基础， 构建湖滨带生态系统递阶层次结构健康评价体系， 如图5所示. 基于层次分析法， 经过无量纲化处理， 再采用专家打分法确定准则层权重， 熵值法确定指标层的权重指标， 而后求得湖滨带生态系统综合健康指数， 见式（1）， 并对评价结果进行分析， 并划分健康等级： 0 ～ 20为严重疾病， 20 ～ 40为疾病， 40 ～ 60为亚健康， 60 ～ 80为健康， 80 ～ 100为很健康. 对于评价结果属于亚健康或更差的湖滨带需进行湖滨带生态修复.

3.2 生态修复区迎风岸坡重建与消浪挡藻技术[38]

3.2.1 技术原理

针对水陆交错带水位多变、迎风岸坡淘刷、夏季蓝藻堆积等问题， 采用柔性可浮降式围隔系统，依据风场湖流启闭导流门， 通过消浪、挡藻、导藻等过程， 有效防止近岸带蓝藻的堆积及进入示范区.围隔系统能减缓水流流速和消减风浪， 有效降低生态岸坡的淘刷程度， 提高迎风岸坡护坡植被的成活率， 并使生态修复区免受蓝藻堆积的影响， 为生态修复区的稳定运行提供有效屏障.

3.2.2 核心参数

迎风岸坡构建根据地形采用石笼、木桩、植物、软围隔等进行消浪护坡， 软围隔系统由消浪围隔、挡藻围隔、导流围隔、可控导流门等构成. 生态系统恢复前期， 在迎风岸坡区域布置双层围隔， 双层围隔间距3 ～ 5 m， 内层围隔距岸脚2 m， 围隔弧度大于90°. 内层围隔内种植抗风浪能力強的挺水植物如香蒲、菖蒲、芦苇等， 外层围隔内种植沉水植物. 待生态系统稳定后， 将围隔拆除， 恢复岸堤的自然形态.

3.2.3 工程实证

在贡湖湾建立了生态修复区岸堤构建和水动力改善工程示范， 如图7所示. “十二五”期间（2013—2015年）， 通过围隔与生态迎风坡岸重建结合， 植被平均成活率提高53%， 成本降低34%， 稳定性提高；软围隔系统挡藻效果可达84%， 防止蓝藻堆积； 区内水质基本维持Ⅳ类， 透明度稳定优于100 cm.

3.3 基底快速沉降-持久稳定-水质底质改善技术[38]

3.3.1 技术原理

针对近岸土壤水土流失与养分不均、重建基底底泥再悬浮、水体透明度低等问题， 采用无机与有机高分子按一定比例混合的土壤改良剂， 有效改善土壤结构和肥力状况； 通过PAC改性的硅藻土絮凝沉淀水体中的污染物质以促沉降， 利用抛石抑制底泥的再悬浮； 利用“秸秆-PAM”土壤改良剂， 配合构建“乔-草-被”（草本-地被）缓冲带， 增强岸坡基底稳定性.

3.3.2 核心参数

①利用PAC的絮凝性能以及硅藻土的稳定性能， 改性PAC-硅藻土， 最佳配比PAC（30 mg/L）复配硅藻土（1.5 g/L）， 达到促沉降目的.

②植物联合“秸秆-PAM”快速稳定基底， 利用植物的缠结根系联合“秸秆-PAM（聚丙烯酰胺）”基底改良剂促进土壤快速稳定的复合方法， 其土壤改良剂以PAM与秸秆（过200目筛）按PAM 1 g/kg-秸秆3 g/kg复配.

3.3.3 工程实证

该技术在太湖贡湖退渔还湖2.32 km2示范区内进行了工程示范， 修复水陆交错带15 191.4 m2. 其中， 水生植物修复水域面积7 058 m2， 利用“秸秆-PAM”基底修复面积3 033 m2（缓坡等）、抛石等方式修复水域面积5 100.4 m2. “十二五”期间（2013—2015年）水专项工程示范运行结果表明， 在使用了植物联合“秸秆-PAM”改良方法后， 基底有机质含量由12.5 g/kg改善到41.8 g/kg， 提高了241%. 总磷含量由0.35 mg/kg升至0.89 mg/kg， 提高了162.86%. 总氮含量由0.72 g/kg升至1.43 g/kg， 提高了98.61%， 土壤稳定性MWD指标由0.4提高至0.8. 总体上， 退渔还湖示范区土壤环境达到土壤Ⅲ级养分分级标准， 土壤稳定性平均重量直径（MWD）指标显著提高， 示范区基底土壤养分和结构得到有效改善.

3.4 敞水区水生植被多层次重建技术[38]

3.4.1 技术原理

在高藻敞水区， 以先锋与建群植物间种方式种植高密沉水植物， 确保快速稳定建群， 在沉水植被建成区， 挂养蚌类和放养滤食鱼类协同净化水质； 在水文多变区， 以人工水草联合高密度荇菜减缓风浪.

3.4.2 核心参数

该关键技术主要包括高藻敞水区生态调控和水生植被重建技术、水文条件多变区域沉水植物生物多样性稳定维持技术.

（1） 低光照水域以种植耐低光金鱼藻为主， 伴生种苦草、黑藻、穗花狐尾藻； 底质有机质含量高区域以种植苦草为主， 伴生种金鱼藻、黑藻、穗花狐尾藻. 针对密刺苦草着重刺激其根生长， 培养基选用0.5 mg/L生长素（吲哚乙酸）； 针对篦齿眼子菜着重刺激其芽生长， 培养基中分裂素和生长素配比为10∶1； 穗花狐尾藻種植于（1 m × 1 m）聚丙乙烯圆柱形水桶中， 种植密度分别为100 g/m2、300 g/m2、800 g/m2、1 500 g/m2， 试验周期为42 d； 4种沉水植物刺苦草-黑藻-马来眼子菜-穗花狐尾藻混种， 密度为300 g/m2， 栽种后挂蚌（100 g/m3）， 3个月后投放低密度鲢鱼（20 g/m3）.

（2） 水文多变区沉水植物配置以微齿眼子菜和穗花狐尾藻为主； 栽种密度为间距10 cm × 5 cm， 2株/丛， 栽种方式为弧形种植； 将人工水草按15 cm × 15 cm的密度布置， 同时在上方种植5 m2荇菜可有效改善水文多变区的水环境.

3.4.3 工程实证

该技术在贡湖湾综合示范区得到应用. 经“十二五”期间（2013—2015年）工程实施， 实现高敞水区内水质从Ⅴ类提升至Ⅳ类， 透明度达到70 cm以上， 浊度由88.4 NTU下降到18.2 NTU， 投放低密度鲢鱼后水质可稳定维持在Ⅲ类—Ⅳ类， 篦齿眼子菜和密刺苦草现场成活率提高80%. 水文多变区水位波动剧烈区域沉水植物成活率提高70%， 生物多样性指数稳定在1.2以上； 水文多变区高流速区沉水植物成活率提高75%， 生物多样性指数稳定在1.0以上.

3.5 水陆交错带植被优化配置与稳定化技术[38]

3.5.1 技术原理

针对太湖湖滨带岸线较长， 水陆交错带在地形地貌、风浪强度、生物现状、水位高低、大堤位置等因素上均有空间差异性， 且岛屿、缓坡、水塘与大堤等相互交错， 加之水陆交错带范围较窄（大堤以内30 ～ 80 m区域）， 植物量和植物类型较为稀少、单一等问题， 要筛选和培育适合本地湖滨区基质固着和水质净化的湿生、挺水、浮叶和沉水植物， 且根据环境条件合理配置， 还有通过多层次规模化水生植被的重建， 构建健康稳定的水生态系统.

3.5.2 核心参数

（1） 陆生防护带. 指高程为4.1 m左右的区域范围（宽度2 ～ 3 m）. 可利用石笼与水陆交错带水向及陆向侧自然衔接. 防护带植物以爬藤（藤本）类植物为主， 根据太湖地区的实际情况， 可设计选择中华络石、扶芳藤、小叶扶芳藤3种爬藤植物， 分片种植在该高程范围内.

（2） 湿生乔灌草带. 指高程3.6 ～ 3.9 m的缓坡区域范围（宽度5 ～ 13 m）. 通过设计湿生乔草木带与防护带相衔接， 形成错落有致的植物阶梯. 可设计在3.6 ～ 3.9 m高程未种植乔木的区域种植能适应硬质黄泥的乔木种类， 如适应能力较强的河柳和池杉. 湿生乔木林下及缓坡区种植喜潮湿的地被植物， 可选择景观感较好的白茅、细叶芒和蒲苇， 耐潮的开花草被马兰、活血丹及根系发达的沿阶草进行种植.

（3） 湿生草被带. 指高程3.1 ～ 3.6 m间的区域范围（宽度2 ～ 4 m）. 此带宽度较窄， 主要起到衔接乔灌草带与挺水植物带的作用. 湿生草被以低矮、耐旱耐湿、覆盖能力强的草被为主， 可利用其发达的根系来稳定滨岸基底. 设计时花卉草被点缀其间， 低矮湿生植物如狗牙根、鱼腥草、水麦冬种植在外侧， 高秆湿生植物如旱伞草、席草、莎草种植于内侧， 分片、分带进行种植， 使之形成夏季繁花点点，冬季绿色入眼的湖滨湿地景观.

（4） 挺水植被带. 指高程2.8 ～ 3.1 m的区域范围. 挺水植被主要以太湖当地适生种类为主， 选择千屈菜、再力花配置在外侧， 水菖蒲、石菖蒲、香蒲和茭草配置在内侧， 花菖蒲点缀于其中， 不同挺水植物分片移植， 条带状种植. 挺水植物分片种植时考虑群落多样性形成、冬季常绿景观等效果.

（5） 沉水浮叶植被带. 指高程2.8 m以下的区域范围. 该区域为水淹区， 在净化进入水体营养物质中起到重要作用. 该水域主要种植沉水、浮叶植物. 浮叶植物选择荇菜和睡莲， 沉水植物选择苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻等. 以浮叶植物在外侧， 沉水植物在内侧水位较深处的层次为主.

3.5.3 工程实证

该技术在贡湖湾综合示范区进行了应用. 多生境立体植被构建工程示范区岸线长约135 m， 面积约8 758 m2， 其中， 陆生岛屿乔木2 020 m2， 湿生植物约1 210 m2， 挺水植物2 418 m2（芦苇、水葱、菖蒲、美人蕉等）， 浮叶植物1 510 m2（睡莲、荇菜等）， 沉水植物1 600 m2（狐尾藻、马来眼子菜、黑藻等）. 通过“十二五”期间（2013—2015年）水专项工程实施， 水生植物覆盖率达到54%， 生物多样性提高60%以上， 为综合示范区水陆交错带的规模化构建与快速稳定提供了支撑.

3.6 长效运行管理关键技术[38]

3.6.1 水生植物资源化利用技术及应用

（1）技术原理

针对太湖流域部分原生水生植物逐渐消亡、生态修复工程运行维护过程中打捞的水生植物需要处理处置、水生植物资源化利用技术单一、附加值低、缺乏系统的技术体系等问题， 研发集成了水生植物种源库构建技术、水生植物堆肥资源化利用技术和水生植物多糖等有效成分提取技术. 其中， 水生植物种源库构建技术又包含水生植物前期种养技术、沉水植物调控技术、生态系统专业性维护技术及水生植物堆肥资源化利用技术等4项支撑技术， 组建形成了水生植物资源化利用技术， 实现了生态修复区水生植物资源化利用的多元化， 达到了保障规模化生态修复工程水生植物稳定供应、妥善处置打捞后的水生植物、提高水生植物的附加经济价值等效果， 为生态修复工程长效稳定运行的经济补偿发挥重要作用， 为同类生态修复工程水生植物资源化利用提供了借鉴和支撑.

（2）核心参数

① 水生植物前期种养技术. 密刺苦草和刺苦草推荐种植密度为20 ～ 35株/m2， 推荐种植长度分别为40 ～ 50 cm和10 ～ 20 cm. 篦齿眼子菜推荐种植长度为10 ～ 20 cm； 微齿眼子菜推荐种植长度为10 ～ 30 cm.

② 沉水植物调控技术. 利用沉水植物不同的物候期， 入冬前， 将密刺苦草和微齿眼子菜分别按3∶1和2∶1的比例与穗花狐尾藻配置种植， 让冬季存活的密刺苦草和微齿眼子菜占据穗花狐尾藻的生态位， 抑制来年穗花狐尾藻的疯长.

③ 生态系统专业性维护技术. 水面环境每日巡查1次； 挺水植物每周巡查3—4次， 夏季每月修剪1—2次； 浮叶植物每日巡查1次， 夏季每月修剪2—3次； 沉水植物每周巡查3—4次， 夏季每月修剪2—3次； 春冬季节， 沉水植物生物量小于200 g/m2， 推荐补种沉水植物. 夏秋季节， 沉水植物生物量大于6 000 g/m2， 控制性收割贴近水面的植物体.

④ 水生植物堆肥资源化利用技术. 脱水控制， 通过更换刀片和调节压力， 推荐切割后原料长度为1 ～ 5 cm， 压榨脱水至含水率70% ～ 85%； 辅料添加， 添加辅料为鸡粪和木屑， 堆肥配比為植物+鸡粪，推荐配比1∶1 ～ 2∶1； 或植物+鸡粪+木屑， 推荐配比1∶1∶1 ～ 2∶1∶1.

3.6.2 生态修复长效运行的管理技术及应用

针对生态修复工程建成后缺乏长效管理、难以长期稳定运行的问题， 研发集成规模化生态修复区水质水量调控技术、生态恢复前期水生植物种养技术、生态恢复后期生态系统维护管控技术及规模化生态修复区经济补偿模式， 形成《富营养化湖泊沉水植被生态修复模式工程技术导则（建议稿）》《生态修复长效运行的经济、政策、法规、税收等管理模式建议稿》， 将生态修复工程的管理精细化、模式化及可操作化， 突破了生态修复工程长效运行的管理“瓶颈”. 在技术管理下， 生态修复工程建成后生态系统结构稳定、生物多样性丰富、水质维持在地表水Ⅳ类水以上， 长期保持建成后的良好状态， 达到稳定运行的效果. 在经济补偿模式作用下， 生态修复区获得了部分经济收益， 一定程度上减轻了政府管理维护生态修复工程的经济压力， 促进生态修复工程长效稳定运行.

3.6.3 工程实证

无锡市贡湖湾开展了0.053 km2生态修复长效运行的环境服务业管理模式示范. 通过工程示范，建立太湖流域原生水生植物种源库0.053 km2， 种源库成功保育水生植物57种， 堆肥设备可将沉水植物脱水至需要的含水率或者控制粉碎程度， 弥补了目前沉水植物堆肥前处理的技术空缺； 2015年9月成立“无锡贡湖湾环境管理有限公司”服务实体， 业务化运行至今. 构建了“一体化建设—公司化运作—专业化维护—资源化利用—社会化服务”生态修复工程长效稳定运行的“五化”管理新模式. 规模化生态修复工程效果受到国家科技部、生态环境部和6个省级行政区领导充分肯定， 推广应用于鄂、鲁、苏34万m2生态修复工程， 为我国大型浅水湖泊的规模化生态修复提供了系统化的解决方案.

4 湖濱带植被恢复成套技术应用与推广

4.1 大堤型湖滨带植被恢复成套技术应用成效

太湖流域大堤型湖滨带植被恢复成套技术在太湖竺山湾开展工程示范， 工程示范全长3.05 km，宽60 ～ 200 m， 面积0.3 km2. 通过工程实施， 可消减64%风浪波高与67%风浪波能， 水体中氨氮可平均削减65.6%， 植被覆盖率达到30%以上. 鉴于工程示范的突出成效， 宜兴市政府投入资金将湖滨带修复长度延长至12 km， 植被恢复效果显著， 如图8所示.

4.2 缓坡型湖滨带植被恢复成套技术应用成效

太湖流域缓坡型湖滨带植被恢复成套技术在贡湖湾开展综合示范， 示范区规模2.32 km2. 水质总磷、总氮稳定在Ⅲ类—Ⅳ类湖库标准， 污染负荷削减60%以上， 水生植物覆盖度达到57%， 水体透明度大于110 cm， 水生高等植物75种， 多样性指数大幅提高； 建立太湖稀有水生植物繁殖基地， 形成水生植物种质资源库， 实现了“湖水清、生物多、景观美”的目标， 如图9所示.

4.3 成套技术推广与标准化

该成套技术支撑编制《湖滨带生态修复工程技术指南（试行）》《湖泊流域入湖河流河道生态修复技术指南（试行）》， 收录于原环境保护部发布的《关于印发江河湖泊生态环境保护系列技术指南的通知》（环办〔2014〕第111号）. 依托该成果编制完成了太湖405 km湖滨带生态修复方案， 并被2013年修编的《太湖流域水环境综合治理总体方案》采纳， 形成的《关于太湖流域规模化水生态修复与长效管理的对策建议》于2018年5月被无锡市政府采纳， 为太湖的生态修复提供有力的技术支撑. 此外， 该成套技术在“宜兴市政府大院水环境整治工程”“洪泽湖湖滨缓冲带林地建设工程”“苏州、镇江、南京江宁区湖熟镇、徐州市贾汪区农业面源污染生物修复工程”得到推广应用， 均取得良好的环境、社会和经济效益.

5 结 论

（1）本研究以太湖湖滨带生态系统退化等环境问题为导向， 结合生态修复经典理论， 以“湖滨带现状调查与评估—滨湖区生境改善—湖滨带水生植被恢复—长效运行管理”为集成模式形成了太湖流域不同类型湖滨带水生植被恢复成套技术.

（2）选择生态修复区迎风岸坡重建与消浪挡藻技术， 基底快速沉降-持久稳定-水质底质改善技术，敞水区水生植被多层次重建技术， 水陆交错带植被优化配置与稳定化技术， 水生植被资源化利用与生态修复长效运行管理技术等， 凝练形成太湖不同类型湖滨带水生植被恢复成套技术. 其中， 大堤型湖滨带植被恢复成套技术在太湖竺山湾应用成效显著， 可消减64%风浪， 植被覆盖率达到30%以上； 缓坡型湖滨带植被恢复成套技术在太湖贡湖湾应用成效显著， 水生植物覆盖度达到57%， 水体透明度大于110 cm， 生物多样性指数大幅提高.

（3）该成套技术在太湖流域外得到了广泛推广， 支撑《湖滨带生态修复工程技术指南（试行）》《湖泊流域入湖河流河道生态修复技术指南（试行）》等文件的出台， 也为太湖湖滨带水生植被恢复与水质改善工作提供了实践依据.

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（责任编辑： 张 晶）