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蠡湖的40万平水下长城已形成

来源:      2020/11/23 16:01:41      点击:

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以前这里水混,根本看不到水草,现在这里的水清澈见底了而且还有丰富的水草,让人看到一下子心情就舒畅了江苏省无锡市蠡湖边,一位散步的老者说。


总面积约1.08平方公里的退渔还湖”区域,蠡湖中一个面积约40万平方米的水下森林”湖底悄然而生。目前,依靠前期发明的良好生境条件,水生植物正在区域内进行着自主恢复。这个水体生态修复工程,国家“十三五”水专项“滨湖乡村湖泊草型生态系统重构技术与工程示范”课题的示范项目。


示范工程由中国科学院南京地理与湖泊研究所(以下简称中科院南京地湖所)负责科研、设计,江苏江达生态科技有限公司负责工程实施。中国科学院水生生物研究所、生态环境部南京环境科学研究所、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、中国环境科学研究院等4家单位携手提供科技支撑。项目的目的针对我国滨湖乡村湖泊目前普遍存在透明度低、流动性差、水体富营养化、水生态系统退化等共性生态环境问题,通过重构草型生态系统和健康的食物网结构,实现湖泊水环境的深度改善和生态功能的提升。


选择蠡湖,因为其具有太湖流域滨湖乡村湖泊的典型特点。水专项的课题就是要通过科技攻关,解决突出问题的同时发挥示范效应,为国内其他乡村湖泊和景观水体的治理提供技术参考和工程示范。课题负责人中科院南京地湖所高光研究员介绍。


水下森林”净化效果已经显现


蠡湖西北角,从渤公桥上向下望去,只见湖水清澈见底,条状的苦草、墨绿色的金鱼藻、簇状的狐尾藻等颜色形态各异的水草随波摇曳,与水体中的鱼虾螺贝一起,构成了蠡湖的水下森林”


向东眺望,远处有鸭子闲游、水鸟掠过。湖面被浮标隔成一个个约3000平方米的小网格,浮标下方是用以消浪的生态围隔,这些沉到湖底的生态围隔待项目稳定运行后将被拆除。


通过围隔消浪系统、水体透明度提升、鱼类生态调控、沉水植物群落配置等技术手段的运用,医用纯水设备提高了蠡湖水体的自净能力。通俗来说,就是通过人工干预水生动植物的生长,协助其形成健康的水生态系统,让‘水下森林’起到净化水质的作用。示范工程建设单位江达公司现场负责人程花介绍说,水下森林”构建可以很好地解决蠡湖存在水体透明度低、水生植被缺乏、鱼群结构不合理、生物多样性差、生态系统不稳定等生态环境问题。


水下森林”构建是一个技术活。课题组首先根据蠡湖的形态、生态定位、水深等特点及滨湖乡村湖泊的景观要求,精心选择构建水生植物群落的物种,浅水区主要配置草甸型的沉水植物群落,如:密刺苦草、微齿眼子菜等;深水区则选取株型高大、耐低光的沉水植物,如:轮叶黑藻、马来眼子菜等。同时,根据示范区内底泥的理化性质及分布特点,针对性地采用不同的种植方式,如“草坪毯”打穴种植”等。


沉水植物的季节搭配上也很有讲究。为保证所构建系统的稳定性、水体的自净功能及景观效果,示范工程在配置沉水植物的时候增加了耐寒物种,如伊乐藻,菹草,确保一年四季都可以看到水下森林”保证水体的生态功能与景观效果。


自2017年课题启动以来,示范项目通过一期和二期工程的建设,已成功恢复了约40万平方米的水下森林”水体的透明度由治理前的30cm提高至目前的50cm130cm现场技术人员李静介绍说。


而数据的监测结果也与人们感官一致。据介绍,蠡湖生态修复区水域的水质已稳定达到Ⅲ类水标准。最新的监测数据显示:蠡湖示范工程实施区域水体中的总氮、总磷和叶绿素含量均低于未实施区域,基本稳定在地表水环境质量Ⅲ标准,局部区域达到Ⅱ类标准;沉水植被的覆盖度也由原来的缺乏5%提升至40%~50%。此外,依靠前期发明的良好条件,其他区域的水生植物也逐渐开始进行自我恢复。


找准“病灶”前提


清水绿岸,鱼翔浅底。为何示范工程取得了如此明显的效果?


高光研究员介绍说,其中一个重要的基础就是课题组找准了病灶”甄别了包括蠡湖在内的滨湖乡村湖泊生态系统退化的关键驱动因素。


示范工程选在蠡湖,但课题组的科研并不止于此。


为全面了解太湖流域乡村湖泊生态系统现状,分析判断其退化的原因以及重构草型湖泊生态系统所需的环境条件,课题组采用比较湖泊学的研究思路和技术手段以及多尺度控制实验研究,对乡村湖泊生态系统退化的关键驱动因素进行了甄别,确定了影响草型湖泊生态系统弹性变化的阈值条件。


课题组首先在太湖流域内选择了15个水面面积在1平方公里以上、营养盐水平差异较大、生态系统结构迥异的乡村湖泊,开展了水环境与水生态系统的全面调查。


通过对相关湖泊现状的调查,结合“十一五”与“十二五”期间东部其他浅水湖泊及蠡湖的研究结果,并与历史资料进行对比,课题组详细分析了流域内不同乡村湖泊水环境的变化规律和发展趋势。同时,基于湖泊的物理形态、营养盐梯度、生态系统类型、关键生物类群等参数的变化,提出了太湖流域乡村湖泊生态系统退化模式、退化水平的划分方法,上海水处理设备并对历史时期湖泊营养盐状态、关键生物类群演变过程及其对环境变化的响应、乡村湖泊水生态系统的退化状态等进行了识别,为开展乡村湖泊生态修复提供了理论基础。


此外,课题组还对太湖流域典型乡村湖泊的水生植物开展了重点调查,通过对不同湖泊中水生植物种类、鲜重、干重、植株形态特征和根系分布特性等参数的分析,以了解湖泊中水生植物个体的生态特征;通过分析水生植物群落组成、种间关系以及物种多样性等特征参数的周年动态特征,并与历史调查资料进行对比,以掌握各湖泊中水生植被演替过程及影响因素,为重构滨湖乡村湖泊草型生态系统中先锋种、建群种的选择及稳定群落的构建提供数据支撑。


此基础上,课题组以其所构建的以水生植物为核心的湖泊生态系统退化水平划分方法”对不同环境因素的贡献进行甄别,筛选出引发乡村湖泊生态系统退化的关键驱动因素。


研究显示,沉水植物是维持草型湖泊生态系统稳定的关键组分,影响沉水植物分布的关键环境因素有:水下光强、水体透明度、水深、水体营养盐浓度(TNTP基底类型等,课题组对上述环境因子在草型湖泊生态系统中的弹性变化阈值范围进行了界定。


同时,依托水泥模拟池、大型原位围隔等实验设施,课题组在蠡湖开展了多种尺度的控制实验研究,个体和种群尺度上确定不同物种的生境需求以及关键环境因子阈值;群落尺度上获取不同物种组合的弹性变化范围差异以及环境阈值;生态系统尺度上揭示太湖流域中乡村湖泊草型生态系统的弹性变化阈值。