[发明专利]一种湖泊生态修复所用水生植物物种的选择及配置方法

说明书

本发明提供了一种湖泊生态修复所用水生植物物种的选择及配置方法，包括采集湖泊柱状沉积物样品、样品预处理、显微镜下的鉴定、对计数结果进行统计分析、水生植物品种选取方法和水生植物群落配置的方法的步骤。本发明基于湖泊沉积物研究的古湖沼学，利用湖泊沉积物对湖泊过去的水生植物的覆盖度、群落构成进行快速重建，挑选历史时期在该湖大量出现过的水生植物物种，并根据不同属种的数量比例、生活习性的角度来对湖泊治理的水生植物物种进行挑选及群落配置；并提出按照历史水生植物退化轨迹的逆方向，逐步补充新的水生植被，直至最终达到最佳的生态状态的治理思路，为浅水湖泊生态修复提供理论支撑，具有重要意义。

技术领域

本发明属于湖泊环境保护技术领域，涉及一种湖泊生态修复所用水生植物物种的选择及配置方法，特别涉及一种基于湖泊过去百余年水生植物演替历史来确定湖泊生态修复所用水生植物物种的选取及群落配置的方法。

背景技术

近几十年来，由于人口的剧增和工农业生产的快速发展，全球范围内许多湖泊(特别是浅水湖泊)已出现多种湖泊富营养化、有机污染、重金属污染、藻华爆发等水生态退化问题，湖泊生态的修复也成为环境管理的一个重要关注点。目前，湖泊水生态修复技术种类繁多，从技术原理上主要分为物理方法、化学方法、生物方法、生态方法等。其中，生物方法和生态方法中的一种通用技术是基于水生植物重建的湖泊修复，它是一种耗能低、效果显著且能相对维持较久，并具有环保等特征(王志强等，2017)。水生植物作为浅水湖泊生态系统重要的初级生产者之一，对稳定湖泊生态系统的结构和功能起着重要作用。一方面，它为其它生物体提供食物来源及栖息地，对维持水体高生物多样性起到重要作用，并抑制浮游藻类的生长；另一方面，植株通过直接吸收、生理转化或抑制水体扰动，能有效地降低水体中的营养盐和污染物浓度。正因为如此，再造水生植被已被作为一些湖泊和河流生态系统修复治理的一个重要手段(Jeppesen et al.,1998)。

通过恢复湖泊水生植被来进行生态修复，湖泊管理者首先必须考虑包括种什么植物合适，每种水生植物应恢复多少，怎样保证成活等诸多问题。我国湖泊中常见的水生高等植物约有70种，它们中绝大多数生长在淡水湖中，根据不同的形态特征和生态习性，水生高等植物可分为挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物等4个生活型。公认地，在修复所用物种的选择过程中应遵循以下原则：①本地种优先的原则，本地种经过长期的自然选择，能较好地适应本地的环境条件，从防止物种入侵的角度说，也应优先选用本地种；②适应性原则，适应当地环境，成功定居是成功恢复生态系统的关键；③满足功能需求原则，如有的恢复区需具有一定的景观功能，有的恢复区污染非常严重，应优先考虑具有较强净化能力的物种；④最小风险和最大效益原则，所选物种应栽培容易，管理、收获方便，初始投入及维护费用低。除此以外，还需额外考虑到群落配置，即需通过人为设计，根据当地具体自然条件因地制宜、因时制宜对所选的多个水生植物物种的种植顺序、植物群落进行镶嵌优化组合，使各群落在整体上互补共生以适应季节变化和环境污染及灾变(李英杰等，2004)。

由于湖泊所处地理区系、湖盆构造及其周边区域经济方式与水平的差异，使得不同湖泊面临的环境问题存在差异、治理时湖泊自身的水环境特征迥异，这势必对湖泊生态修复所用水生植物品种选取提出了挑战，即必须针对每个湖泊的自身特征进行合适的水生植物物种的选取。特别是对上述的选种原则①和②，更强调了所选物种需本地化，所选物种才能更有可能在所治理的湖泊中大规模、持久的得以重建。目前，湖泊生态修复时水生植物恢复的物种选择主要是通过对水生植物生物学特性、耐污性、对N和P去除能力及光补偿点的研究的基础上，结合恢复区的生境条件和功能要求，筛选出几种生态耐受性强，能适应湖泊水质现状的物种作为恢复的物种(安树青，2003；王志强等，2017)。