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湖泊生态修复技术

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湖泊生态修复技术

湖泊生态修复技术范文第1篇

关键词:湖泊湿地;湿地保护;湿地修复;研究进展

中图分类号:S157:TV213.4文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)05-0151-08

Research Progress on Protection and Restoration of Urban Wetlands

Yan Xiong,Wei Xianliang,Wei Qianhe,Wang Chen,Peng Errui

(College of Hydraulic Engineering,Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,China)

AbstractIn this paper, we analyzed the problems faced by lake wetlands, such as water pollution, area shrinkage, biodiversity loss, serious biological invasion, single research method, ambiguous direction, lagging education, imperfect legal system and management chaos. Start from the functionality of lake wetlands, eight major principles concerning lake wetlands protection and restoration were put forward. In addition, the research progress of wetland restoration both at home and abroad was also summarized from three aspects of physical measures, chemical measures and biological measures. In the end, we raised the overall framework of lake wetlands protection and overall planning, focusing on integration with eco-hydraulics, market operation mechanism and other protective countermeasures. With the purpose to promote the research on lake wetlands, and the overall development of the subject of wetlands protection and restoration, the future was expected from ecology monitoring, system regulation, degradation diagnosis, evaluation mechanism, scientific planning, deepening research, strengthening management and other aspects.

KeywordsLake wetlands; Wetland protection; Wetland restoration; Research progress

《竦毓约》中的湿地定义:“陆地上所有的水体、湿地内水深超过6 m的水域和低潮时水深不超过6 m的海滨”[1]。照此定义,湿地应包括湖泊、沼泽、水库、池塘、水田、蓄滞洪区、湿草甸、河流河口三角洲以及低潮时水深浅于6 m的海域部位,其中湖泊湿地包括永久性淡水湖、咸水湖、内陆盐湖和季节性淡水湖、咸水湖[2]。

湖泊湿地作为一种重要的自然资源,发挥着供水、灌溉、调洪、养殖、畜牧、航运、旅游、维护生物和遗传多样性、降解污染、净化水质和控制侵蚀等多种功能,在维持区域生态平衡和促进区域社会经济发展中发挥着重要作用[3]。然而近20年来,人们在开发利用湖泊资源的过程中,忽视了对湖泊的有效保护和管理,致使出现了以下新情况:湖泊湿地的水体污染加剧、富营养化严重;生物入侵严重、多样性下降;大规模围垦种植、面积萎缩等,这些现象使湖泊湿地生态系统逐渐丧失其功能,造成了严重的环境问题。因此,采取积极有效的措施,促进湖泊湿地生态环境保护与生态功能恢复,已是当务之急。

从19世纪起国外学者就开始了对湖泊湿地的保护与修复研究工作,而我国在2006年也制定了《全国湿地保护工程规划》,明确了湿地保护工作的指导原则、任务目标、建设布局和重点工程,但湖泊湿地的保护和修复工作在上述规划中并没有被突出强调,也没有引起相关专家学者的足够重视。

1湖泊湿地面临的主要问题

通过归纳前人的一些研究成果,本研究对湖泊湿地生态系统有了相对比较全面的功能界定,其最主要的功能在于其生态功能和社会功能(见表1)。

近几十年来,人们对湖泊湿地功能缺乏了解,保护意识淡薄,在短期利益驱动下,违背自然规律,不合理开发,使湿地功能受到严重干扰和破坏。

1.1水质污染,富营养化日趋严重

虽然国家对保护环境逐年重视,环境治理力度也不断增加,但是治理速度远远跟不上水体污染的步伐。2014年我国污废水排放总量达716.2亿吨[8],在监测的28个重点湖泊中,满足Ⅱ类水质要求的只有1个,而其中滇池、巢湖和太湖等均处于不同程度富营养化状态[9]。陈小锋等[10]对中国典型湖泊的富营养化情况进行调研,表明近30年是我国湖泊富营养化的高速发展阶段。

1.2面积萎缩,生态功能衰退

湖泊湿地面积萎缩,导致湿地生态系统的调蓄洪水、水体净化等各项功能逐渐丧失。近30年来,我国面积大于1.0 km2的新生湖泊有60个,但原面积大于1.0 km2的湖泊却消失了243个[11]。2000―2010年全国最大面积超过1 000 km2的湖泊共有12个,但其中6个在萎缩,鄱阳湖萎缩速率最快,为54.76 km2/a[12],其中东北地区,湖泊面积由12 234.02 km2锐减至11 307.58 km2[13]。

1.3生物多样性下降,资源锐减

湖泊湿地中水陆交错的自然生态系统,是各种动植物的栖息地,然而人类对湖泊湿地的无序开发,造成生境和物种群落多样性下降、生物资源退化,尤其是造成珍稀动物资源面临濒危和灭绝的危险。例如:1998―2003年期间,洪泽湖底栖生物原有76种,减至50种,鱼类减少29种;鸟类原有194种,减至146种,其中Ⅱ类重点保护鸟类减少14种[14]。鄱阳湖由于围垦和排水开垦等原因,鱼类、越冬候鸟等生物的生境大量减少,导致生物多样性严重破坏[15]。

1.4生物入侵严重

在湖泊湿地生态系统中,盲目引进外来物种,致使本地物种濒危的现象,已成为21世纪全球性环境问题[16]。例如,在水生生态系统中,最为突出的入侵物种有凤眼莲[17]和水花生[18],目前它们已经对湿地和水生生态系统造成了极大危害,特别是滇池湿地受凤眼莲之害,治理难度大。在陆生生态系统中,紫茎泽兰[19]、豚草[20]和大米草[21]的入侵,严重影响了当地物种的生长,其中大米草在东南沿海局部地区对当地生物多样性造成破坏。薇甘菊[22]在浙江、广东大面积入侵农田,暴发成灾。另一方面,引进外来鱼类对土著鱼类也造成危害[23]。综上所述,随意引入外来物种,其后果在短期内是不可预见的。

1.5研究手段较单一,研究方向不清晰

目前大部分湿地恢复研究主要围绕局部湿地格局恢复和调整的模式,缺乏对流域尺度格局与水生态过程的系统研究[24],很难建立对湿地进行整体性水生态过程恢复和调控的机制。另一方面,N、P和COD主要源于生活污水、工业废水、农田施肥和水产养殖业及畜牧业等[25,26];而在没有做到控源截污的前提下,只是片面强调通过采用生态恢复措施来净化湖泊湿地水环境[27],竟然一度成为湖泊富营养化治理的主流方向。

1.6宣传教育滞后,法制体系不完善,管理混乱

目前我国湿地合理利用与保护的宣传、教育工作严重滞后于现阶段资源保护形势和经济发展的要求,且其强度和辐射范围均不够,人们对湿地的保护意识和对湿地价值的全面认识尚有所欠缺[28]。此外,目前我国没有专门针对湖泊湿地规范利用与保护的法律、法规。已有的相关法律、法规中有关湖泊湿地规范利用和保护的条款较为分散、不成体系、不够全面,并且各法条间相互交叉、重复的情况并存,很难发挥其实质效能[29]。最后,湖泊湿地开发利用及保护管理牵涉面广、涉及部门多,尚未完全形成良好的内部协调机制,且管理手段和方法滞后[30]。

2湖泊湿地保护与修复的研究进展

2.1湿地修复原则

①生态效益与经济效益相统一原则。即湖泊湿地的效益是综合性的[31,32]。目前国外的生态功能―经济效益综合评价缺乏定量方法,采取描述或D形表示两种形式,我国董哲仁等[33]提出经济效益和生态功能综合评价矩阵方法,建立了一种数学表达方法,实现湖泊湿地功能和效益综合评价的定量化;②风险最小和效益最优原则[34]。在湖泊湿地修复规划中权衡方案,对被恢复湖泊湿地进行全面的综合分析、论证,在考虑生态、经济、社会效益最大化的同时,兼顾风险和投资;③整体性原则。湖泊湿地恢复不仅应促进退化湿地构成要素的原位恢复,还应重视恢复湿地所处集水区域内的横向水文联系、与所处流域上下游之间的纵向水文联系以及地下水和地表水系统的垂直方向的水文联系;④地域性原则。制定湖泊湿地修复计划前,应全面掌握湿地类型、气候条件、地理条件、经济基础等修复区的相关信息。充分分析修复计划对湖泊区域经济和生态价值的影响,突出地域性特征,最大可能维持地带性植被,减少对当地生物群落的破坏;还需尊重当地传统乡土文明,保护自然生态环境的成分,维持地域性的生态平衡[35];⑤稳定性原则。保护和修复湖泊湿地应重视系统内部各组成要素之间和系统环境之间的协调及统一程度、生物群落的组成、群落功能和结构的完整;⑥可行性原则。在湖泊湿地保护与恢复工程实施前,应考虑项目的环境可行性和经济可行性;⑦优先性和稀缺性原则。湖泊湿地保护与修复项目需突出针对性,应优先保护濒临灭绝物种的生物栖息和地稀缺湿地[36];⑧景观和美学原则。李春晖等[37]人将水质、生态和景观定为湿地修复的三大目标,阐明恢复湿地景观和添增美学效果的重要性。

2.2修复技术与进展

总结国内外湖泊湿地修复的研究成果,湖泊湿地修复技术可分为物理措施、化学措施和生物措施三大类共13种(见表2),且这些技术已在国内外湖泊湿地修复工程中得到广泛应用。

2.2.1物理措施刘华丽等[38]分别从外源污染、沉水植物、作业区域和深度3个方面,研究了对沉积物疏浚技术效果的关键影响因素;张杰等[39]基于DEM和土地利用土地覆盖的适宜性分析为湿地恢复提供了理论依据;张修峰等[40]通过使用STELLA软件,构建了三湿地水体TP变化生态模型并成功的进行了模拟研究,结果表明对底泥不同程度的疏浚,会影响对水质改善效果;万玉文[41]通过采用柱形管槽静态的模拟塘堰湿地,模拟了不同水深处理下的底泥氮磷释放对上覆水水质的影响,结果表明水流的扰动会导致底泥中磷的释放加速;夏红霞等[42]利用页岩空心砖构建自动增氧型湿地系统,增强了系统内部供氧能力和湿地系统的除氮能力;潘继征等[43]研发了人工增氧复合型湿地工艺,其对不同水力负荷和污染负荷都展现出了较强的缓冲调节能力和很高的净化效果 ;黄等[44]利用遥感技术对湿地恢复及生态调水进行实时动态监测,及时掌握宏观地表下的快速变化,也为长期的区域生态效应评价提供技术支持;董张玉等[45]结合GIS/RS,对湿地恢复潜力从地貌条件、河流及道路密度、景观结构因子、湿度指数、耕地生产力五方面进行空间分析,明确了东北地区湿地修复的优先、次优先区域,并利用景观指数、作物生产与湿地协调发展指数验证恢复效果。国外学者也做了相关研究,Kowalski等[46]通过采用便携式围堰技术,恢复了伊利湖湖滨湿地挺水植被;Tian等[47]在密西西比―俄亥俄―密苏里河盆地进行湿地水文恢复,其中的“牛轭”设计,有效降低了水体中可溶性活性磷、硝态氮、总磷和总氮的含量;Zedler[48]对有关湿地恢复理论做了全面的总结,认为湿地恢复应遵循生态位理论、岛屿生物地理学理论、种群理论和营养级理论;Malson等[49]通过田间和温室试验,利用苔藓配子体片段进行湿地恢复。

2.2.2化学措施黄洁慧等[50]提出采用“径流雨水汇集、渗流、预处理+河水造流生化预处理+主湖造流生化+构建全湖生物多样性”的全生态组合技术,应用于湖泊中;郑骏宇等[51]采用化学强化―复合人工湿地组合工艺,对湿地的大量颗粒悬浮物和水体中的COD、BOD5和TP的去除效果明显;徐轶等[52]针对海新河污染特点,采用絮凝沉淀结合人工湿地技术进行修复,效果良好;张帅等[53]探讨了生物水处理系统和加载絮凝沉淀技术相结合的研究方法;李晓威等[54]通过试验确定了最佳絮凝效果时间,并且推算出絮凝剂与泥浆绝对浓度的函数关系,以及泥浆与絮凝剂的最佳配比。按照得出的函数关系配比絮凝剂,可以缩短絮凝时间,提高脱水和施工效率。李星等[55]通过研究复合除藻剂,表明了其对藻类具有很好的去除效果;刘爱民等[56]研究了链霉菌WH63的抑藻效应,效果明显;周全等[57]研究了藻存量削减和磷营养控制两种方法,均能在水华形成的早期对小型富营养化水体蓝藻水华起到阻遏作用;李静会等[58]通过进行化学除藻剂治理蓝藻水华的试验研究,结果表明,除藻剂除抑蓝藻效果显著;王正兴等[59]利用国外新型除藻剂―去藻247,研究滇池水藻类污染的治理,并通过线性回归方程来拟合水体中叶绿素a和总磷的相关性。

2.2.3生物措施吴国旭等[60]研究表明,生物接触氧化工艺可以实现降解有机物,并利用类似曝气池的曝气方法提供氧气,同时起到混合搅拌的效果;李少华等[61]采用调水补水、生物调控等技术对沧州湿地水环境修复;李静[62]提出水解酸化―人工湿地处理技术;马秋莎等[63]通过利用长链烷烃的微生物降解作用,对湿地进行研究;邓志强等[64]通过植物刈割、水生动物强化法、优势植物筛选、微生物强化技术等途径,解决了人工浮床技术净化能力差和适用范围有限的缺陷;朱鸣鹤等[65]通过研究潮滩植物中翅碱蓬对重金属累计效应,发现铜、锌、铅、镉4种重金属在不同潮滩中均有明显的累计效应;王曙光等[66]用真菌生产生物菌肥,不仅能增加农作物产量,还减少了面源污染对湿地水体的污染;吴迪等[67]在上海青浦大莲湖湿地修复示范工程中,采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术,使湿地生境结构和生物多样性组成都分得到改善;张明祥等[68]根据研究区的水文条件、土地利用现状、海拔和受威胁程度的不同,通过研究结果可知在黄河郑州段的二滩、嫩滩和部分老滩区域均可以采用溪流型、蓄水型、多塘型湿地恢复模式;董凯凯等[69]在黄河三角洲芦苇湿地,通过比较退化区与淡水恢复区的土壤pH值、盐分、全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳的含量变化,阐明了湿地恢复对土壤碳氮含量的影响;王国栋等[70]采用温室萌发法,对天然湿地、不同开垦年限湿地种子库的规模和结构进行了研究,详细地阐述了湿地种子库的特征及其在植被恢复中的潜力;中国科学院通过研究固定化增殖氮循环细菌群SBR法,对富营养化湖泊进行水质净化,实现总氮量和COD下降了75%,氨氮量下降了91.5%[71]。黄磊等[72]研究了空心菜和菖蒲等植物在净化微污染潜流人工湿地中对N、P的不同去除效果;Tuncsiper[73]对水平潜流式、自由水表流式、表面流式的人工湿地进行研究,发现此三种形式的湿地系统对NH4+-N的平均去除率为49%~52%,其中表面流式湿地系统的平均去除率为58%,水平潜流式人工湿地对TP的平均去除率为60%,效果明显。

2.3湖泊湿地保护对策研究

2.3.1制定湖泊湿地保护总体框架,明确功能定位,分类型、分层次保护根据湖泊湿地所处范围内的自然环境特点和社会经济层次,制定湖泊湿地保护目标和总体框架,确定不同区域、类型湖泊湿地保护的路径和侧重点;在此基础上,明确湖泊湿地的功能定位及其保护对象、目标和范围,继而整治与其功能定位不相符且不合理的开发行为,逐步恢复其被破坏功能,保证其生态功能的完整性和系统健康;划分重要开发利用区、缓冲区、保护区等,分层次进行有效保护,从而引导和规范湖泊湿地资源的可持续利用,并且维护和提升湖泊湿地的主导功能。

2.3.2从流域整体性角度,进行全面湿地修复规划湖泊往往与池塘、渠道、河流等部分组成复杂的湿地水生态系统,各部分间互相影响,相互制约[88]。因此,对湖泊湿地修复规划,应从流域的层面上进行整体性考量[3,89]。近10年来,国际上学者突出湿地生态系统整体恢复和调控思想,从大尺度上考虑毗邻集水区域和湖泊湿地所处整个流域的生态系统结构和功能完整性[90]。长江中游的“重建江湖联系,恢复湿地生命网络” 和鄱阳湖的“山江湖”等示范项目,即是在流域尺度上的湿地保护与修复的研究[91];“莱茵河行动计划”湿地修复项目就是以流域尺度为出发点,进行水生态过程和水环境修复,取得显著效果[92]。Hermoso等[93]研究表明湿地恢复过程中,地下水深度变化对土壤和植被类型影响很大,湿地恢复除应强调流域之间连接性的修复外,还应考虑到地下水与地表水之间的水文联系。

2.3.3湖泊湿地修护侧重与生态水工结合20世纪90年代开始,美国在南佛罗里达大沼泽区域的湿地恢复项目,应用生态水工学,将人工直线型重新恢复曲线型河道,减缓了区域内雨季水体的排泄速率,实现了大沼泽竦厣态需水补给[94]。日韩等国提出“与自然亲近工程”的修复理念,如采用新型生态材料建造人工岛,为动物提供栖息地[95]。在湖泊湿地修复工程中,结合生态水工学原理,在一定程度上保持其原有自然生态水文过程,在满足安全的条件下,改善湿地的生态功能,采用有益于湿地生态系统及生物多样性保护的施工规范和标准,作为湖泊湿地修复重要思路之一[96]。

2.3.4完善湖泊湿地修复市场运作机制美国20世纪90年代基于“无净损失”湿地恢复与保护政策发展了“湿地银行”等湿地恢复市场机制[97]。“湿地银行”商业化的市场运作模式,使土地开发与湿地保护形成一种良性互动;美国密西西比河流域湿地恢复提出一种“氮农业”的运作模式,鼓励农民恢复建立湿地以降低输入海湾的氮负荷,其中政府向个人提供补贴,用于恢复可储蓄洪水的湿地,且建立了“氮农业”交易市场,促进各方参与交易,最后评估得到去除1吨氮的湿地相当于2 500美元的补贴价值[90]。该市场机制在减轻农业从业者对政府补助依赖的同时,还减少了这些区域的农业非点源污染,及增强了防洪安全。

3研究展望

3.1加强湖泊湿地生态系统监测与调控

结合3S技术,收集其生态特征的变化指标,建立信息数据库,及时动态掌握其环境状况,针对性的采取科学的保护与修复措施,实施调控。

3.2建立湖泊湿地退化诊断与评价机制

研究湖泊湿地结构和功能的退化过程,探求其驱动因子和关键过程,辨析湖泊湿地退化机制和模式。将实体模型与数值模拟相结合,剖析水循环过程对湿地演变的作用机制,模拟湖泊湿地生态系统的结构、特征、规模对人类活动的响应,建立湖泊湿地评价机制。

3.3科学规划,恢复河湖连通性

基于河湖水系在水文和水环境等方面的复杂性,目前对河湖水系连通及其区域系统间相互影响还缺乏充分认识,迫切需要针对自然因素和人类活动因素造成的连通性削弱或中断问题以及河湖水系间连通性方面的战略需求,开展河湖水系间生态连通规划关键技术研究,在基础理论、工程体系、仿真平台及效果评估等方面创新研究,构建河湖湿地水系间生B连通规划技术体系。

3.4建立湖泊湿地生态经济的可持续管理模式

可持续管理模式具体措施如下:加强湿地旅游管理;加大宣传教育力度,普及湿地及其保护的知识、法律法规,强化民众的湿地生态忧患和保护意识;进行湿地立法,及完善地方法律法规,使湿地保护或开发利用进入有序和法制状态;制定湖泊湿地经济发展规划时,突出生态经济可持续发展。

3.5加强国际交流与合作,深化湿地科学研究

加强湿地的基础和应用技术研究,及时掌握国内外湿地修复学术动态,总结并推广开发利用及保护的成功经验;扩大合作领域,建立国际交流机制,开展多课题、多学科综合研究。

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湖泊生态修复技术范文第2篇

关键词 农药;光生物;降解;生物修复

中图分类号 X132;X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)19-0218-03

1 农药污染状况

随着农业病虫害的增多,农药的使用量也与日剧增。我国20世纪末农药的投放量如表1所示[1]。与化肥相比,农药具有毒性大、不易降解的特性,对水环境和生态系统影响更为恶劣,客观上造成我国水域环境及生态环境污染的日趋严峻。

2 光生物降解农药

2.1 光降解土壤中农药

2.1.1 有机氯类农药。太阳光曝晒可增强土壤中有机氯类农药的降解:DDT可转化为DDE。γ-BHC的光解符合一级动力学方程,其降解常数随土壤有机质含量增加而降低;当有机碳含量不变时,光解常数随铁含量增加而提高,低有机碳含量土壤中,Fe2O3对γ-BHC有明显的催化作用。

2.1.2 有机磷类农药。研究表明,土壤黏粒含量和土壤湿度是影响有机磷类农药光解的主要因素。光解速率随黏粒含量减少而增大;土壤湿度对光解速率影响随农药品种和土壤类型不同差异较大,湿土壤明显有利于氟乐灵的光解。土壤的有机质含量对光解速率影响不明显。

2.1.3 有机氮类农药。阿特拉津除草剂在粒度较小的土壤中光解速率较大,光解深度也较大;阿特拉津的光解速率在湿土壤中大于在干土壤中;土壤的pH值对其光解速率也有影响,即酸性和碱性土壤均可促进阿特拉津的光解,在中性左右的土壤中,它的光解速率会有一个最小值。另外,土壤中腐殖酸和表面活性剂的存在均会增加阿特拉津的光解速率。

2.1.4 菊酯类农药。光分解对拟除虫菊酯类农药在表土中的消解起了重要作用。在田间条件下它们能被阳光迅速降解,因此它们几乎不存在从土壤迁移转化。氯氰菊酯等3种农药在0.5~1.0 mm粒径范围的土壤中光解速率最大,在0.10~0.25 mm粒径范围内光解速率最小,说明其合适的通气孔隙有利于农药在土壤中光解。

2.2 微生物降解土壤中农药

现代农业应用的农药是根治病、虫害的最有效的方法之一,但农药能长时间地残留在环境中,并随食物链移动,产生生态毒害作用。土壤是农药在环境中的贮藏库和集散地。农药进入土壤后,可以被淋溶、蒸发、吸附和降解。土壤中农药的生物降解是农药转化和解毒的主要途径。

农药的生物降解受土壤温度、含水量、pH值、有机质等多种因素的影响。有的农药既可在厌氧条件下降解,又可在好氧条件下降解;有些农药则仅能在其中之一条件下进行降解。

现已明确参与农药降解与代谢的微生物有:一是细菌类。如极毛杆菌、黄杆菌、农杆菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、芽孢梭菌。二是真菌类。如交链孢、曲霉、芽枝霉、镰刀霉、小从壳属、青霉属。三是放线菌类。如小单孢属、诺卡氏菌和链霉属。

土壤中的农药微生物代谢不同于矿化作用,也不同于动物代谢。微生物对农药的代谢除使农药被氧化或还原而降解外,它们还将农药作为营养或获得能源的物质。如在厌氧条件下很容易分解γ-BHC和α-BHC的契形梭菌,能将BHC的这2种异构体分解为γ-4氯环乙烯和α-4氯环乙烯而获得本身生长所需能源。但不论是细菌、真菌还是放线菌,其主要代谢反应或途径都是大致相同的,即为β-氧化作用、乙醚裂解作用、环氧化作用和脱卤素作用等。此外,只有微生物才能裂解芳香环类农药。

2.2.1 有机氯农药。有机氯农药在土壤中较难降解,但还是可以缓慢降解的。这类农药虽然在厌氧和好氧条件下均能进行微生物降解,但在厌氧条件下降解速度更快。例如:DDT在厌氧条件下,微生物能使之脱氯变为DDD,或是脱氢脱氯变为DDE。DDD和DDE都可以进一步氧化为DDA。DDD、DDE的毒性虽比DDT低得多,但仍有慢性毒性。DDT在好氧条件下分解很慢。

与DDT相比,BHC(丙体666)比较容易降解。如前述,厌氧条件下,微生物很容易分解γ-BHC和α-BHC,使之成为本身的能源。胡荣桂[2]研究表明,稻田在淹水条件下,84 d后土壤中微生物对γ-BHC可降解98.4%,不淹水的稻田中微生物对γ-BHC只能降解34.5%。因此,有人提出,以加水的方法来促进微生物对旱地BHC的降解。

其他的有机氯农药,如艾氏剂、异艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹等是环境中最稳定的农药,因此其降解的速度非常缓慢。

2.2.2 有机磷农药。有机磷农药在土壤中很易降解,既能直接水解和氧化,也能被微生物分解,其降解速度随土壤温度、湿度和酸碱度增高而加快。如马拉硫磷可以水解,也可在绿色木霉和极毛杆菌属作用下分解,反应产物可彻底降解为磷酸盐、硫酸盐和碳酸盐等。

其他的有机磷农药,如对硫磷、甲基对硫磷和乙基对硫磷,能被枯草杆菌降解,所含的硝基被还原为氨基。有些微生物能使对硫磷水解为P-硝基酚,将其中的毒害成分降解为无毒物质。

2.2.3 菊酯类农药。拟除虫菊酯类杀虫剂是一类结构类似天然除虫菊的人工合成农药。这类农药急性、慢性的毒性都低,降解慢,除了氰戊菊酯等个别品种外,对人畜和环境较安全。

菊酯类农药在土壤表层,能被阳光迅速降解,在土层1 cm以下主要为生物降解。表2列出了3种菊酯类农药在不同土壤中降解的半衰期[3]。

2.3 光生物降解植物中农药

水系中在阳光辐射下藻类可引发产生H2O2、′O2、O2-等活性氧物质,经过光化学反应又可生成氢氧自由基OH和RO2、R等有机自由基。这些活性物质,对农药具有强烈地氧化、分解作用,最终可将有机污染物分解为二氧化碳和水。

处于这种水系的待降解农作物,通过吸附作用、生物富集作用、自身的呼吸作用等,将上述活性自由基物质吸收于植物体内,这些活性物质则可将植物体中的农药残留逐渐氧化、分解。例如,对BHC农药,则可使其产生脱氯反应,而逐渐降解,其降解产物在植物舒张收缩中随细胞放水排出体外。

在阳光下,藻类产生一种过氧化氢酶,这种氧化酶对苯胺类化学物质氧化速度很快;在阳光下,藻类释放出一些光敏剂,它可以敏化水系中各种反应,加速对有毒污染物的降解。

在藻类存在的水系中,藻引起的光强度减弱作用很小,不会对光化学降解产生明显影响。

光生物降解技术,可以移植到人工光生化反应器中进行,其工作原理如图1所示。此时的光源将采用人造光源,人造光源的光强在局部范围内可以比辐射于此的太阳光大许多。

3 生物修复

3.1 农田土壤的生物修复

农田污染是我国农业发展所面临的严峻问题,据不完全统计,全国受污染的耕地占其总面积的1/10以上,不仅污染面积大,而且每年由于土壤污染造成的粮食减产损失巨大,达250万t[4]。

土壤污染一方面是由于自然现象如洪涝、火山爆发和矿化作用等因素造成;另一方面是由一系列的人类活动造成的,如工业活动、石油开发、化肥农药的过度施用等,导致土壤结构被破坏,大量有害物质积累和残留。土壤的污染,使得有毒及致癌物质在动植物体内富集,通过食物链危害各类生物以至于人类。

3.1.1 农田生物修复机理。生物修复技术是利用微生物及其他生物将存在于土壤中的有毒、有害有机污染物降解成二氧化碳和水或其他无害物质的技术和方法。与物理、化学修复技术相比,生物修复技术具有安全、破坏性小、效果好、操作简单及无二次污染等优点。根据微生物的来源,可将微生物修复分为自然衰减法、生物刺激修复技术和生物强化修复技术,其中生物强化修复技术具有菌浓度高、降解能力强、降解迅速等特点,在污染土壤修复中应用日益广泛。

3.1.2 生物强化修复土壤程序。生物强化修复农田土壤,工作程序如图2所示。

(1)考察菌群。考察生物修复过程中污染物以及外源微生物对土壤微生态的影响:一方面,有助于获得更加有效、对环境适应能力更强的污染物降解菌;另一方面,是提高生物强化修复技术实际成功率的基础。

(2)菌群筛选。将具有污染物降解能力的微生物分离出来是生物强化修复技术成功的基础。例如,从微生物的微生态效应出发,利用真菌和细菌的生长条件及降解石油方面的互补性,构建了由细菌和真菌组成的混合菌剂,接种这类混合菌对石油烃的降解率高于细菌和真菌分别降解率之和。

(3)菌群固定化。利用微生物固定化技术,可以将微生物接种入土壤中,是一种保证外源微生物在陌生环境中生长并不断积累生物活性的有效途径。一方面载体(土壤)可以为微生物的生长提供附着的表面,其载体的内部孔道可为各种微生物提供良好的保护性环境;另一方面载体内包埋的营养物质可有效促进微生物的生长。微生物固定化技术已经成功地应用于石油烃、苯酚、氯代苯酚等有机污染物的生物降解。

(4)引入共底物。一些难降解的有机污染物在自然条件下不能被微生物所利用(降解),而在可供微生物所利用的优质碳源存在时,微生物可通过共代谢过程降解污染物。例如,在邻苯二甲酸、二甲酯的生物降解过程中加入无机碳源,不仅能促进微生物的生长,而且对污染物的微生物降解也有明显的促进作用,不失为提高生物强化修复效率的一条有效途径。

(5)修复技术的联用。对某地区的土壤进行某一种单一的生物修复时,有时会难以达到预期效果,因此应当考虑合理地使用多种修复技术的联用。例如,石油污染的土壤往往伴随着严重的盐污染。高浓度盐离子的存在会抑制微生物对石油污染的生物降解。如果将秸秆填埋发酵技术与生物强化修复技术结合起来会达到土壤修复目的。此时,利用秸秆及其转化产物促进土壤中微生物的生长,强化了石油烃的生物降解。

另外,将土壤生物修复过程与适宜的作物种植相结合,不仅可以提高生物修复的效率,还可以获得一定的经济效益。

3.1.3 土壤生物修复实例。土壤污染生物修复的实际应用,许多发达国家均有成功案例。据Susan报道,具有代表性的案例[5]如表3所示。

3.2 湖泊的生物修复

湖泊污染修复的关键是解决湖泊的富营养化问题。湖泊水体的富营养化实质是活性氮、磷元素不断从污染源进入水体而造成的污染。污染源主要是农业生产过程中(化肥、农药等)富含氮、磷的农田排水及人类生活污水和工业废水。此外,还有湖底淤泥中沉积的有害物质,其氮、磷的不断释放。

如何治理湖泊富营养化、恢复湖泊水体的功能是整个世界需要解决的难题。在过去几十年中,世界各国科学家已经探索尝试了包括物理、化学、生物三大类几十种方法,或工程费用昂贵,或二次污染严重,或治理速度太慢,其效果都不尽人意。目前,可供选择地生物修复湖泊技术有以下几种。

3.2.1 李召虎的“源、流、库”学说及其一体化治理技术。李召虎根据其在美国参与美国公司湖泊富营养化治理的技术与经验,导入植物生理学,提出了“源、流、库”学说,开发了适合我国特点的《湖泊富营养化(源—流—库)一体化治理技术》[6]。该技术采用生物学手段,对源—湖泊上游源头排放的污染物、流—源头至湖泊水流中的污染物、库—进入湖泊水体的污染物,进行一体化治理。通过发挥嗜养微生物对污染物的转化(惰性化)和清除养分的功能,健全湖泊生态系统食物链,彻底根除湖泊富营养化,修复湖泊生态系统,恢复水体自净功能。

李召虎利用微生物组合与其他天然生物产品对富营养水体中的有机物进行分解,在分解的基础上将活性氮、磷物质转化为惰性物质。应用该项一体化治理技术,已成功治理了富营养化湖泊水体1亿m3,治理的湖泊面积从0.3 km2到数十平方千米。

3.2.2 EM法投放有效微生物。李雪梅等在华南植物园往重度富营养化的人工湖投加多糖EM菌剂进行试验[7]。在1 000 m2的湖中投放60个固定了高浓度EM的泥球,75 d后湖水的变化如表4所示。

湖水透明度的提高,原因在于EM抑制了水体藻类的生长,从水体叶绿素看,投菌30 d,表面就从3 780 mg/m3降到130 mg/m3,下降了96.6%。从此案例看,EM治理湖泊富营养化是有效的。

3.2.3 Clear-FLO系列菌剂。该菌剂是由美国一家公司研究开发的系列产品[7],专门用于湖泊和池塘的生物清淤、养殖水体净化、河流修复及污泥去除等[8-9]。采用此菌种修复湖泊、河流亦有不少成功案例(表5)。

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湖泊生态修复技术范文第3篇

关键词:生态水工学水环境工程理念

我国江河、湖泊和水库普遍受到污染,直接威胁着饮用水的安全和人民的健康,影响到工农业生产和农作物安全水污染也加剧了水资源短缺。究其污染原因,未经处理的工业废水排放是最重要的点污染源,工业废水造成水污染占水污染负荷50%以上。由于农田施用化肥、农药形成的农田径流,畜禽养殖业排放的废水、废物,是我国水环境的重要面污染源。湖泊、水库、河流、海湾的底部沉积物蓄积着多年来排入的大量污染物,称为内污染源,目前已是水体富营养化和赤潮形成的重要因素。水环境整治的重点是对污染源的治理与控制,特别是抓好工业和生活废水的源头治理是解决问题的关键。

近几年来,为改善流域的水环境,恢复生态系统,水利部门加强了流域的综合管理,通过统一调度,初步扭转了黄河、塔里木河及黑河持续断流的局面。使黄河三角洲地区生态系统得到明显改善,塔里木河及黑河流域下游的胡杨林复苏,鸟类及野生水禽返回,趋于恶化的生态系统得到了初步恢复。事实说明,水利工程不但在防洪、供水等方面作用巨大,而且在改善江河湖泊流域的生态系统方面也是大有作为的。生态建设已经成了水利工作的重要任务。在这样的大背景下,我们所讨论的问题是:

一个地区,一个流域生态系统的恢复与改善,反过来对于改善水质会产生什么影响?

新建的水利工程如何避免或减少对原有生态系统的负面影响?水利工程建设除了能满足人对水的多种需求的同时,如何对流域生态系统的改善作出贡献?

一、水在生态系统中的地位和作用

我们需要讨论的问题是:水质状况与生态系统的关系,水在生态系统中扮演的角色,进而讨论在一个健全的生态系统中的水质问题。

1.生态方法修复水体技术带给我们的启示

生态方法水体修复技术,是利用培育的植物、动物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解作用,从而使水体得到净化的技术。生态方法水体修复技术包括:人工湿地处理技术、生物膜法处理技术、土地处理技术及生物操纵技术等。人工湿地是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。生物膜法是指用天然材料(如卵石)、合成材料(如纤维)为载体,在其表面形成一种特殊的生物膜,可为微生物提供较大的附着表面,有利于加强对污染物的降解作用。这些微生物吞噬污染物分解为二氧化碳和水。土地处理技术是以土地为处理设施,利用土壤—植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能,达到某种程度对水的净化。一般用污水灌溉牧草或农作物。生物操纵技术的原理主要是利用营养级链状效应达到净化水的目的。比如在湖泊水库中投放经选择的鱼类,用以吞食另一类小型鱼类,借以保护某些浮游动物不被小型鱼类吞食,这些浮游动物的食物正是人们所讨厌的藻类。这些技术在国内外都已经有一些成功的工程实例。比如深圳沙田镇人口10万人有小工厂300余家。工业污水排入附近的田角河,造成水质严重恶化。为解决污染问题,建立人工湿地污水处理厂,种植芦苇、香蒲草和再力花等植物,日处理能力5000t/d,使废水达到河流排放标准。韩国的汉江支流良才川地下生物廊道,利用河卵石表面形成的生物膜,使河流的BOD、SS等有较高的处理率。研究结果表明:在适宜的条件下,挺水植物如慈菇、茭白以及沉水植物伊乐藻、菹草等对水体中的氮和磷都有较高的去除率。常用的芦苇对于磷的去除率达65%。

如果要问,生态方法处理污水的技术原理是什么呢?可以说自然界本身对于江河湖泊就具备一种很强的自我修复能力或称自净能力,这种技术不过是对自净能力的一种强化,是人们遵循生态系统自身规律达到治污目的的一种尝试。

湖泊生态修复技术范文第4篇

大规模的水坝建设使得水库对河川径流的调节能力日益加大,有些流域的水库调节库容接近或超过河川的多年平均径流量,以至造成水坝下游河流水量的减少,甚至干枯。这将造成下游河床的萎缩,对河流生态系统造成毁灭性的灾害。同时,水坝的建设造成水流连续性、河床连续性、生态连续性的破坏,并在上游造成大面积的淹没,大量移民又要造成许多新的环境问题。

河流的防洪标准不断提高,河流两岸的堤防越来越高,使得河流两岸的洪泛区域与河流的水循环分离,河流两岸的湿地消失,地下水得不到河流的补充,使得两岸广阔洪泛平原的生态状况日益恶化。

大量兴建的水资源开发工程造成流域水资源的过度开发利用,结果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎缩、植枯,生态环境恶化。在近海地区由于地下水的降低,海水入侵地下水,造成地下水的污染。

概括来说,大量水利工程的建设对流域水循环的影响最大,主要表现是:

流域水循环的短路化,流域水循环的速度加快,降雨产汇流的速度加快,流域降雨很快汇入河道,泄入大海。

流域水循环的绝缘化,洪水只在大堤的范围内流动,不再泛滥。河流两岸的广大洪泛区不再受到洪水的侵扰,但是也失去了洪水对地下水的补充和清洗。流域的水循环与河流的水循环绝缘化。

流域生态系统的孤立化,流域的水绿生态网络被切断、阻隔,流域内的生物群落被局限在某一固定区域,不能自由移动,捕食和不能正常进行,造成生物群落的退化和灭绝。

近年来,对于保护生物多样性和流域社会可持续发展的认识不断被接受,提出了对遭受破坏的生态系统进行修复的新课题,许多国家提出恢复流域的自然特征,恢复多自然特征的河流,我国的一些流域也先后提出了生态修复的目标,在这样的大潮流的推动下,出现了许多生态水力学的研究课题,比较引人注目的成果有:

湖泊水生态系统的修复。目前我国人口密集区的大多数湖泊出现了由于污染造成的湖泊富营养化现象,即由于磷、氮类营养盐大量进入湖泊造成湖泊内藻类的异常增殖,水体生产力提高,水质恶化。对湖泊的治理除了控制污染源之外,最有效而可行的措施就是修复湖泊的生态系统。在我国的洱海、滇池、太湖都在开展生态修复的试点工程。如湖滨带的生态修复、湖周湿地的生态修复等。湖流对营养盐的输送、湖流对湖泊内泥沙的输移、湖流对底泥污染物释放量的影响、以及综合各类研究成果建立的水域富营养化模型等都成为生态水力学中的热门课题。中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院率先开展了这一领域的研究,目前类似的课题已经有很多。已有三维的富营养化模型,包括流场、温度、太阳辐射、光合作用、营养盐、浮游植物、浮游动物、大型水生动植物在内的诸多物理、化学和生态参数。

恢复河流自然特征的研究。传统水力学的研究,比较注重河流输水的经济性,结果造成河流断面的均一化、河流渠道化,河流自然特征逐渐消失,河流生物多样性减少。目前,在恢复河流自然特征的研究中,创造河床的滩——潭交互结构、近岸的洄流结构、创造适合特种生物生存和繁殖的流场等方面的研究也方兴未艾。

以河流生态系统优化为目标的水利工程调度研究。以往的水利工程调度大多只考虑水资源优化、水能经济优化等目标,没有将下游的水环境和生态环境优化作为调度目标,结果往往是达到了经济优化的目标,损坏了下游的生态环境。近年来结合下游河流环境、生态需水量的研究,提出了以下游生态环境优化为目标的水库调度研究,增加了水库的生态环境调度功能,有条件的地方将水库的改善生态环境放在首位,被称为生态型水库。

洪水资源化的研究。传统水利认为洪水只是一种灾害,近来逐渐认识到洪水不仅是灾害,还是一个生态过程,通过洪水泛滥补充地下水、恢复湿地、清洗河流、改良土壤等,因此不能完全消灭洪水。这方面的研究有,有控制的人工洪水调度、与溢流堰结合的堤防设计、利用洪水的地下水回灌等。

湿地修复技术研究。湿地的恢复需要适当的水流条件,不同的湿地植物群落,需要相应的水深、流速、水温等。在湿地恢复过程中要注意流场的控制,以满足湿地生态修复的要求。

植物群落对水中营养盐降解的机理研究。水中的营养盐在进入水生植物系统后,经过沉降、微生物分解、根系吸收等环节,使水体内营养盐的浓度降低,达到净化目的。上述过程,与流场关系密切,如水深、流速、水体滞留时间等。目前多是通过现场的实地实验确定各种参数,试图建立数学模型。

湖泊生态修复技术范文第5篇

关键词 湖泊资源;保护对策;涨渡湖;湿地保护区

中图分类号 S937.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)06-0246-02

随着社会的不断发展,人类以各种方式支配着湖泊资源。武汉市湖泊星罗棋布,沟渠纵横交错,湖泊资源丰富,随着经济建设和城镇化步伐加快,湖泊资源环境不可避免发生改变,湖泊生态容量不断缩小;改革开放以来,湖泊资源环境保护工作逐渐步入了法治轨道,相继出台了《中华人民共和国水法》《渔业法》《湖北省湖泊保护条例》和《武汉市湖泊保护条例实施细则》等一批法律法规,但各地在执行实施过程中,仍然存在一些缺陷和漏洞,为此,课题小组历时4年对湖北省新洲区平原型湖泊涨渡湖进行了专题调查,并结合法律政策背景和自然资源实际,在湖泊资源保护和利用等方面进行了有益探索。

1 涨渡湖资源概况

涨渡湖位于湖北省武汉市新洲区境内,是长江北部中游地区一个平原型浅水湖泊,20世纪70年代和90年代相关管理部门在湖泊南北两岸分别建立了4座节制闸以及与长江相连的沟港,可人为调节江湖水流交换频率与湖泊蓄水量,通过机械涵闸调节与长江的联系。湖泊现有水域面积约37.00 km2,承雨面积近524 km2,湖面东西宽6.50 km,南北长6.00 km,湖底原始平均高程17.70 m,最大水深2.30 m。沿湖筑有围渍堤,堤顶高程23.00 m,常年调蓄水位在20.00 m左右,是一个兼有水产养殖和水量调蓄功能的湖泊,并吸纳承担与之相连的陶家大湖和七湖2个小型湖泊(2个湖总面积6.8 km2)的排涝御灾任务(图1)。

2003年,世界自然基金会(WWF)将涨渡湖流域列入长江中下游流域湿地保护区,涨渡湖列为核心保护区,其年平均水产品产量3 800.00 t,产值4 101.60万元。湖泊水面年承包收入241.00万元,年纯利润65.00万元。涨渡湖为国家建设和经济发展提供了丰富的水生动植物食品和资金,为新洲区抗旱御洪提供了有力支撑。

2 资源保护现状与存在的问题

从1990年起,湖泊经营管理部门秉承“摸清资源存量、合理开发利用、维护水生态平衡”原则,与中国科学院长江水产科学研究所、华中农业大学、农业部(湖北)环境监测中心等单位通力合作,对涨渡湖进行了水体生物资源调查分析、水质环境状况跟踪监测、调整湖泊放养结构等系列保护性开发工作。

2009年调查统计的湖泊水生动物有17科52种,主要水生经济动物为洄游性和半洄游性的青、草、鲢、鳙、长颌鲚、银鱼、螃蟹等,湖泊定居性品种为黄颡鱼、长春鳊、团头鲂、鲤、鲫、乌鳢、蒙古红鮊、翘嘴红鮊、鳡鱼等。此外,还有龟、鳖、鳝、虾、蚌等其他经济性水生动物。水生植物21种,其中莲、藕、菱等占水生植物生物量的35.20%。2010年涨渡湖水生动植物减少了3个种类,湖泊生态复杂性和生物多样性呈现出减少和降低态势。

涨渡湖现行管理体制和职能框架设置与湖泊保护开发利用科学规律存在一定的冲突,权属管理与经营策划、资源保护与规划执法相分离,一湖多主、一湖多头管理现象较为突出。湖泊有近30年没有进行引水疏浚冲刷和适量的水体交换,加之湖周接壤的3个街镇农田水土流失残渣和居民生活垃圾不断涌进沉积于涨渡湖,导致湖底高程不断增加。2010年实地测算,湖床平均海拔高程增加到18.75 m,湖泊蓄水量急剧下降;涨渡湖东围堤区、齐头嘴和汤湖段出现过湖区草原景观,湖泊生命和生态容量出现明显的衰老萎缩迹象。

“涨渡湖黄颡鱼”是涨渡湖区的特有品种,2008年12月被国家质检总局确认为国家地理标志保护产品,涨渡湖现建有5.5 km2的涨渡湖黄颡鱼资源原种保护区,同时建成了湖北省省级涨渡湖黄颡鱼良种场。但是2010年以来,湖泊因干旱和灌江纳苗配套工作没有落实到位,“涨渡湖黄颡鱼”产卵繁殖所依赖的生态环境和水生植被环境也因旱情严重而受到一定程度影响,“涨渡湖黄颡鱼”苗种分布密度和资源存量下降50.00%以上,湖泊由原来年产鱼苗3 700.00万尾减少到目前的1 830.00万尾。不仅“涨渡湖黄颡鱼”的品质出现下滑,同时给该品牌的产业化发展也带来了负面影响。

3 湖泊资源保护对策

依据湖泊保护的有关法律法规,按照“因湖制宜、科学修复”的原则,深入贯彻落实科学发展观,从发挥湖泊功能、修复湖泊生态环境、合理利用湖泊资源角度出发,正确处理好湖泊开发利用与修复保护、近期效益与可持续利用及各类功能间的关系,促进涨渡湖湿地保护区农业经济可持续发展[1-2]。

3.1 明确湖泊管护责任权属

政府要依据湿地保护区资源现状和科学发展规律,与时俱进,以立法形式重新界定湖泊水域权属范围、水位控制线、水资源容量、生物资源量以及相关系统监控临界点,出台配套可操作性强的实施办法。防止湖泊水面减少、湖泊污染,改善湖泊生态环境,保证湖泊保护工作所需经费。将湖泊资源保护工作作为地方政府政绩考核的重要内容之一,政绩考核应当包括湖泊执法巡查、检查和湖泊整治、责任追究等内容,严禁任何单位和个人非法侵占、围垦或改变湖泊形态面貌。

3.2 制定出台 “灌江纳苗”地方性法规

以立法的形式,统筹解决湿地保护区内高新技术项目开发建设、水利、渔业、农业等行业利益各方矛盾纠结障碍,形成“灌江纳苗”长效机制和制度化、常态化,在政策法规层面给湖泊资源保护与利用提供支撑。

3.3 建立产业经营许可制度

围绕“资源节约型、环境友好型”社会建设目标,在涨渡湖湿地保护区范围内,建立健全产业准入制度,强制性关闭淘汰高能耗、高污染、低效率的传统落后产业;推广示范循环经济农业和生态农业等“三新”技术成果,使涨渡湖成为长江中下游生态渔业的模板和长江中下游地区鱼类资源种质基因库。

4 湖泊资源保护措施

4.1 沟通江、河、湖的联系

将涨渡湖湿地保护区内呈线型分布的涨渡湖、七湖和陶家大湖3个湖泊进行贯通,南由涨渡湖与长江联通,西由陶家大湖与倒水河联通,实现三湖连江、连河,从而增强涨渡湖的抗灾和自净能力,同时建立一套较为完善的江湖联系机制,促进各水域之间水生生物物种和能量物质的科学流动,增加涨渡湖的生物多样性,恢复湿地的生态功能,达到保护湖泊湿地资源的目的。

4.2 增加湖库容量

涨渡湖兼有抗旱、排涝、养殖等多重功能,属平原型浅水性湖泊,湖滨带滩涂面积较大,便于现代水利工程机械作业,政府必须把湖泊整治项目资金列入年度预算,定期疏浚联系江河湖沟渠管道和湖底淤泥,加固提高湖堤高程,提升渔业湿地功能和湖库容量。

4.3 恢复水生植物群落

积极完善利用现有的江、河、湖联系通道,人工调节湖泊水位,按照湖泊生态系统平衡原则,培植保护湖泊原生态的水生植物,定向性培植漂浮型、沉水型和挺水型水生植物群落,人工设置围网蓄养水生植物群落;待湖泊水生植物群落恢复后,适时拆除围网,对湖泊生物资源实行动态监测和跟踪管理。

4.4 适时进行“灌江纳苗”

通江大闸的开启和关闭主要依据防洪调蓄、排涝抗旱的需求来运行。在鱼类繁殖季节(4—9月),通过灌江纳苗的方式,将长江天然江水、天然苗种和其他有益生物引入湖泊,使江湖在一定时间内得到联系,为洄游性鱼类提供必要的繁殖场、育肥场、产卵场和洄游通道,增加湖泊鱼类区系组成、复壮湖泊定居性产卵鱼类;通过适时进行灌江纳苗,不但能净化、改善湖泊水质和水域的生态环境,还可以增加渔民的收入,促进渔民增收及使湖区水产业健康可持续发展。

4.5 补充湖泊鱼类资源

以湖泊资源调查和湖泊生态系统平衡需要为依据,通过人工放流和人为干预,增殖补充与湖泊生态环境相适应的鱼类品种,调节完善湖泊水体生物种群结构,提高湖泊水生态系统的稳定性和生态容量。

4.6 实行湖泊禁渔期、禁渔区、休湖期制度

通过立法制订符合湖泊资源实际和经济发展相协调的禁渔期、禁渔区、休湖期,保证湖泊经济可持续发展;以法律手段保护修复湖泊生态系统和各种渔业资源,为涨渡湖湿地保护区农业经济持续发展提供法律保障与支持。

4.7 推进保护区经济转型发展

充分发挥通江通河湖泊的自然资源潜在优势,在涨渡湖渔业湿地缓冲带建立生态渔业示范基地,组建产业化集团,以“公司+基地+农户+市场”的运行模式,引导保护区内农民由传统单纯的种养业向“种、养、加、销、游”一体化转化,由增量型农产品向优质、高效型转化;由传统的种养业向设施农业转化;由劳动密集型向技术密集型转化,使湿地保护区经济发展最终实现生产标准化、经营产业化、产品绿色化、管理智能化、功能拓展化[3-6]。

5 参考文献

[1] 刘建康,曹文宣.长江流域的鱼类资源及其保护对策[J].长江流域资源与环境,1992,1(1):17-23.

[2] 魏青山,卢焱清.涨渡湖水生态系的结构和生产力的研究[J].华中农业大学学报,1994,13(4):390-396.

[3] 王利民,胡慧建,王丁.江湖阻隔对涨渡湖区鱼类资源的生态影响[J].长江流域资源与环境,2005,14(3):287-292.

[4] 张杰,赵振坤,李晓文.湿地恢复与生境改造的规划设计一以武汉市郊涨渡湖为例[J].资源科学,2005,27(4):134-138.