生态文化园项目水生态系统修复措施

杨莉，刘伟，邵艳丽，罗春雷，王利永

（1.桐柏县农业农村局，河南 桐柏 474750；2.桐柏县水利局，河南 桐柏 474750；3.商丘市水旱灾害防御事务中心，河南 商丘 476300；4.新蔡县河坞水电站，河南 新蔡 463500；5.河南科平工程检测咨询有限公司，河南 封丘 453300）

1 项目概况

灌河生态文化园项目区位于大别山北麓、鄂豫皖3省交界处，地形南北狭，东西宽。地处江淮之间，气候温和，四季分明，山水兼备，境内植被茂密、河流纵横，生态环境优越，自然条件良好。灌河生态治理工程建设任务主要保障城市防洪安全，提高河道生态修复能力，改善区域滨水环境。工程建设内容包括水环境治理工程、滨水生态保护与修复工程、防洪保障工程、滨河道路桥梁工程和滨河环境提升工程。水环境治理工程主要对灌河西岸及南岸坑塘进行水生生态系统修复，包含灌河生态文化园西岸4处坑塘及南岸2处坑塘，工程内容包含生境营造、沉水植物群落构建、浮游动物及微生物群落构建、底栖动物群落构建、曝气复氧、水生态系统优化调整等，水环境治理工程总面积合计为21.10 hm2。

2 水生生态系统修复措施

2.1 设计原则

项目水生态修复工程利用水生态平衡原理，结合成熟的生态工程技术，修复水生态系统，实现水质净化，采取相关的水生态工程措施使湖体水域生态系统趋于生态平衡，保障坑塘水质长久稳定。①因地制宜原则；②协调性原则；③自然性原则；④适应性原则；⑤经济性原则。

2.2 基底生境营造

2.2.1 基底改良

项目底泥中含有病菌或病原体，部分病菌或病原体会抑制水生植物成长，从而影响水体水质。所以，水生态构建前需对土壤进行基底改良。基底改良是采用基底改良剂，对土壤中具有针对性的植物病原体进行消杀的过程。基底改良能消灭蛰伏的导致高等植物发生褐斑病、叶锈病、秆锈病、黑粉病等的细菌性病原体和霉菌，以提高高等植物成活率。基底改良是完整的水生态系统构建的前提，对生态系统无任何不良影响。

2.2.2 基底微量元素配比

微量元素在植物体内含量很少，但对于植物的生长具有很强的专一性，通过各种微量元素和多种营养成分的添加均衡底质中营养的分布。一方面为沉水植物的根系发育提供有利条件，增强植物对环境的抗逆性；另一方面提高沉水植物对底泥、水体中以氮、磷为主营养盐的吸收利用率。原有的底泥中微量元素含量不合理，非常不适于高等植物的定植、生长，必须合理配比微量元素和多种营养成分含量，以促进高等植物快速定植，形成发达的根系和粗壮的植株，对病虫害有更强的抵抗力。采用营养调节剂，进行微量元素合理配置。

2.2.3 底改微生物投加

底改微生物是以沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、地衣芽孢杆菌复合微生物菌群为主，结合其他功能按照一定比例配合而成。菌群进入土壤后与土壤中微生物形成相互间的共生增殖关系，抑制有害菌生长并转化为有益菌，相互作用，相互促进，起到群体的协同作用，有益菌在生长繁殖过程中产生大量的代谢产物，促使有机物的分解转化，能直接或间接为水生植物提供多种营养和刺激性物质，促进和调控水生植物生长。在水生态构建前在土壤中施用复合底改微生物，能够调理土壤、激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性。

2.3 沉水植物群落构建

沉水植物构建范围为项目涉及的灌河西岸及南岸坑塘，各坑塘水体根据水深分布、基底条件等生态现状进行沉水植物群落设计，构建品种丰富的水下森林景观，总面积共计15.60 hm2。①西岸坑塘主要有3处坑塘，主要为鸭、鹅等畜禽养殖用，水域面积16.29万m2。现状驳岸以土质驳岸为主，对其进行景观生态化改造，现状水深0.50～1.80 m 之间，清淤完成后水深范围为0.50～2.30 m，沉水植物群落考虑主要以亚洲苦草、刺苦草、轮叶黑藻、穗状狐尾藻、马来眼子菜为主构建品种丰富的水下森林景观。②南岸坑塘主要有2处坑塘，现状水深0.30～1.50 m之间，清淤完成后水深范围为0.50～2 m，沉水植物群落考虑主要以亚洲苦草、刺苦草为主构建品种丰富的水下森林景观。

2.4 水生动物群落构建

2.4.1 浮游动物群落

浮游动物群落构建在水生态系统中起着重要的作用：一方面，它是天然水域食物链中的一个重要营养环节，是鱼类的重要天然饵料；另一方面，它在水体能量物质循环中起着承上启下的巨大作用，可以摄食水体中的微型生物，是对物质循环、能量流动起调控作用的关键功能类群，具有重要的生态功能。研究还发现，浮游动物对污染水体中的藻类和有机碎屑能有效抑制水体中藻类的生长。

在灌河西岸及南岸内构建浮游动物群落，在沉水植物群落构建后，底栖动物投放前，在水体中投放一定量的浮游动物以在初期有效控制浮游藻类，浮游动物种类选用以浮游藻类（蓝藻、绿藻、裸藻、甲藻等）为食的枝角类浮游动物和桡足类浮游动物为主。浮游动物投放节点应在沉水植物群落构建完成后，水位达到常水位，底栖动物投放之前投放，施工时在水中放养浮游动物，并在1-2 d后进行水质检测，并检测湖体的透明度。

2.4.2 底栖动物群落

大型底栖动物是生态系统的一个重要生态类群，它们既是鱼类的天然食物资源，又能起到较好的水质监测作用。在严重富营养化的水体中，大型底栖动物群落物种多样性的减少很大程度与底质中较高的有机质含量有关，因为有机质的分解可导致底质与水界面中溶氧量急剧下降，从而影响大型底栖动物群落物种的生存。底栖动物生活史的全部或大部分时间生活于水体底部，在摄食方法上，以悬浮物摄食和沉积物摄食居多。该种的摄食方法一方面可有效去除植物表面的有害覆膜，促进生长；另一方面可促进悬浮物絮凝沉降，减少悬浮物，提高水体透明度。该项目选择投放的底栖动物品种主要有腹足类的环棱螺、瓣鳃类的背角无齿蚌，再辅助投放少量的青虾。

2.5 微生物群落构建

微生物在生态系统中作为分解者，把绿色植物产生的能量通过食物链进行传递，是生态系统的重要组成之一。它们在自然界大量而广泛的存在，能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解，将一些有害的污染物质加以吸收和转化，成为无毒害或毒害较小的无机营养元素。因此，微生物是水体中的“清道夫”，它们为避免由水生生物带来的水体二次污染起着关键性的作用。根据项目各坑塘水域特点及水质情况，在灌河西岸及南岸坑塘全水域投放复合微生物功能菌，以构建微生物群落，在水生态构建初期，通过在水域投放复合微生物功能菌，以快速、彻底降解水中有害氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质，同时高效分解水中大分子有机物和小分子有机物，改善水环境。

2.6 曝气复氧

曝气复氧系统是污染水体修复技术中增加水体中溶解氧非常重要的一环，也是微生物繁殖、挂靠、激活的基本生存条件。向水体中注入足够的溶解氧，可以使断开的生物链得到有效的修复，根据水体情况逐步建立更完善的生态系统。结合项目水系现状水动力条件、河湖水体形态、水深分布情况以及现状周边环境景观条件，在灌河生态文化园灌河西岸及南岸水体缓流或死水区域设置潜水推流曝气机，共计14台，其中西岸坑塘布置12台，南岸坑塘布置2台。

3 结语

水生态系统初期构建完成后，由于生态系统自身的复杂性，及外界条件对其不确定性影响，在工程建设后应进行科学、合理、精细的养护管理以保证水生态系统持续、稳定、自我运行。还应加强对水质及水生生物监测，根据水质指标监测与分析结果，通过不同品种水生植物移栽、种植、修剪及不同品种水生动物捕捞、放养等进行针对性生态系统优化调整，通过对水生植物群落、水生动物群落优化调控，使水生态系统结构合理、健康，充分发挥作用，稳定、长效运行。