利用大型海藻修复湖水环境的可行性分析

马国玄 郑新庆 徐向伟 林雪苹

【摘要】筼筜湖是一个位于厦门市中心的半人工咸水潟湖，水体交换条件差，富营养化严重，赤潮问题十分突出，亟待开展水环境修复工作。本文根据筼筜湖水环境的特点和国内外相关研究成果，从生物修复的角度，探讨了利用大型海藻修复筼筜湖生态环境的可行性，并提出了相关建议。

【关键词】大型海藻 修复 富营养化 可行性筼筜湖

筼筜湖位于厦门岛西部的市行政与商业中心区域，与厦门西海域仅一堤之隔，是一个基本封闭的咸水潟湖，水运动的主要形式只有自西海域纳潮引发的水循环，水体交换条件较差，加之湖区周围有多处污染源，导致湖内生态环境恶劣，氮、磷营养盐和BOD、COD等指标长期超过第四类海水水质标准[1-4]。据厦门市筼筜湖管理中心的水质监测数据，水体的高度富营养化导致每年4月～10月湖内赤潮频发，微藻数量月均值高达3.00×107cell·L1，严重影响了筼筜湖的自然景观及生态功能。因此，解决筼筜湖的富营养化以及随之而来的赤潮频发问题已刻不容缓。

1问题的提出

大型海藻有净化海水水质、修复海洋环境的功能[6-16]，因此可以考虑利用大型海藻来修复筼筜湖生态环境。厦门市筼筜湖管理中心的监测结果显示，自2001年起，虽然氮、磷等营养盐指标仍然高居不下，但一些种类的大型绿藻（如石莼、浒苔等）已在湖区出现，其中石莼占绝对优势，这说明筼筜湖已经逐渐适合大型藻类的生存。但是，能否利用大型海藻修复筼筜湖生态环境仍然存在以下几个问题。

首先，在当前筼筜湖环境中，水动力不足是一个很重要的制约因素。通常，大型海藻生长在潮间带和潮下带等水动力条件好的环境，水动力不足容易导致泥沙粘附藻体。大型海藻的藻体（或藻丝）被泥沙粘附后，光合作用和呼吸作用都将受到抑制，生长困难，严重时将会窒息死亡和腐烂，这是不少种类的大型海藻难以在筼筜湖存活生长的主要原因[4、5]。因此，由于水动力不足所导致的对藻体的泥沙粘附问题，是利用大型海藻修复筼筜湖生态环境首先要面对和解决的问题。

其次，筼筜湖中原发性的大型海藻主要为绿藻门的石莼、浒苔、根枝藻和褐藻门的水云，门类比较单一[4，5]，而且这些大型藻类的生长季节主要在11月～4月水温较低的时期，进入5月后多数海藻死亡、漂浮、腐烂，形成“海藻泛湖”现象，破坏湖面景观并产生二次污染。整个夏季仅有零星的大型海藻分布，难以发挥净化水质和抑制赤潮的作用，这是高温季节筼筜湖环境质量明显下降的重要原因之一。因此，筼筜湖区适生大型海藻门类单一和生长季节短的问题，是实施利用大型海藻修复筼筜湖生态环境必须解决的关键问题之一。

第三，大型海藻生长在湖底，难以及时采收，过度生长和（或）死亡后都可能产生“泛湖”现象，影响景观和水环境质量。因此，如何解决湖底大型海藻的采收问题是合理利用大型海藻修复筼筜湖生态环境的关键环节。

2利用大型海藻修复筼筜湖生态环境的可行性

（1）受筼筜湖自身的地理和水文环境条件的制约，在无法根本改善水动力条件的情况下，降低湖水的泥沙含量是解决海藻泥沙粘附问题的重要途径。外源泥沙进入筼筜湖的主要途径有二：一是从西海域引水带入，二是由沿岸的排洪沟流入。前者对筼筜湖的常年影响最大（约占80%），后者在雨季比较突出。而这两个来源的泥沙都主要经由湖东桥下的导流渠出口端及以东的干渠（即筼筜湖的上游区域）进入筼筜湖。因此，如果采用合理的方法在筼筜湖上游区域将入湖泥沙拦截沉淀下来，就将能大大降低筼筜湖内湖和外湖广大水域中湖水的泥沙含量，并且有利于实施局部清淤，节省清淤支出。另外，筼筜湖沿岸滩涂的内源性泥沙受风浪搅拌作用产生的再悬浮也会对岸边浅水区的大型海藻生长造成影响，因此，在沿岸的滩涂区域进一步栽种红树林将有利于滩涂泥沙的固定，有效减少内源性泥沙的再悬浮。通过对外源和内源泥沙的有效控制，将能使更多种类的大型海藻在筼筜湖生长或生长得更快、更好，提高筼筜湖适生大型海藻的多样性，起到较好的环境和生态修复效果。

（2）导致筼筜湖区大型海藻门类单一和生长季节短的主要原因是5～10月水温较高，又正值雨季，泥沙入湖量大。高温时大型海藻的呼吸代谢旺盛，但藻体被泥沙裹覆，光合作用和呼吸作用受阻，代谢产物无法及时释放，极易窒息死亡和腐烂。只有降低湖水泥沙含量，解决了大型海藻泥沙粘附的问题，才能进一步解决大型海藻门类单一和生长季节短的问题。

根据筼筜湖天然海藻的种类组成与季节分布特点，要解决筼筜湖区大型海藻门类单一和生长季节短的问题，可以优先考虑引进广温性大型红藻（如细基江蓠繁枝变种、龙须菜等）的耐高温品系，采用底播增殖或设施栽培的方式进行种养，在筼筜湖区增加大型海藻的多样性，扩大分布范围，延长生长期，争取一年四季都有一定规模的大型海藻在湖区分布。

由于筼筜湖底的表层沉积物以污泥为主，由有机质含量高的粘土质粉砂和砂质粉砂组成，部分湖区的表层沉积物为含泥砾砂，比较适合固着柄细小的大型海藻固着生长，所以，根据筼筜湖的底质特点，采用底播增殖方式提高大型海藻种类多样性时，应优先考虑选用固着柄细小的丝状海藻，如江蓠属的种类。我们前期的研究证明细基江蓠繁枝变种可以通过底播增殖的方法在筼筜湖落户。如果采用设施栽培的方法，则对底质没有特别的要求。但考虑到筼筜湖污损生物和啃食性端足类生物量高，大型海藻容易因啃食而断落，所以，还是应当优先考虑采用底播增殖的方法种养大型海藻，在底质条件较差的位点，可以考虑适度加沙（粗砂）进行底质改良，为大型海藻提供固着基。

（3）就筼筜湖的现状而言，由于存在大量啃食海藻的端足类甲壳动物和杂食性鱼类，它们的啃食作用巨大，常常将生长相对较慢的大型海藻（如龙须菜和细基江蓠繁枝变种）的表观生长率控制在较低的水平，所以，只有生长较快的海藻（如石莼和浒苔），才能表现出快速的表观生长特征，导致较高的生物量积累而产生“海藻泛湖”现象。由此可见，真正需要进行及时采收的大型海藻主要还是筼筜湖的原发性种类，即石莼、浒苔、枝根藻和水云，尤其是石莼。通过对这些海藻及时的采收，一方面能够解决“海藻泛湖”问题，另一方面也能为人工底播种养的大型海藻扩大生长空间，减轻竞争压力，提高存活和在筼筜湖落户的机会。

由于至今尚无底生大型海藻的专用采收机械，近年来筼筜湖主要依靠人力打捞方法清除漂浮于水面的海藻来应对“海藻泛湖”问题。虽然，每年需要采收的海藻量并不大，但单纯依靠水面清洁船的人力打捞并不容易，尤其是原发性海藻大量死亡漂浮的4、5月份，这也是造成海藻泛湖的重要原因。因此，如果能在大型海藻生长旺期采用人工采收方法对底生大型海藻进行疏密，将有利于提高大型海藻的生长量和种养海藻的成活率，而在海藻大量死亡的时期利用水面清洁机械（如水面清洁船）及时清除泛湖海藻，则能提高清除效率，保证湖面景观的整洁。

3建议

为了能够充分发挥大型海藻在筼筜湖环境和生态修复中的作用，又能较好克服筼筜湖适生大型海藻种类单调、季节分布不平衡和容易泛湖破坏景观等局限性，使利用大型海藻修复筼筜湖生态环境的工作能够真正得以实现，建议如下：

（1）应当从流域综合管理的角度，加强对筼筜湖37km2水域的环境治理和污水（尤其是生活污水）截排工作，才能根本解决筼筜湖严重的富营养化和上游水体的黑臭问题，为进一步利用大型海藻改善筼筜湖生态环境提供基本前提。

（2）由于筼筜湖的泥沙主要来源于西海域的引水和上游排洪沟的排污，在当前还无法显著改善湖水动力条件的情况下，要解决好湖区大范围的泥沙沉积和覆盖底生大型海藻的问题，应当从湖东桥下的引水渠出口和湖东桥以东的干渠区域入手，提高筼筜湖内湖以东区域的促沉降能力，减少流入内湖和外湖区域的泥沙数量，以利于大型海藻在筼筜湖主体区域的生长和落户，并有利于减小日常化清淤的作业范围和工作量。根据国内外的研究和实践经验，采用植物浮床技术（也称生态浮床技术）可以达到既促进泥沙沉降又改善水质的效果。

（3）滩涂种植红树林植物除了能够美化环境、提高生物多样性（如吸引鸟类）和净化水质外，还能有效控制湖岸浅水区泥沙的再悬浮，减少这部分泥沙对筼筜湖大型海藻生长的影响，并有利于部分大型海藻在红树林种植区域内的落户和生长。建议在适合种植红树林的内湖和外湖滩涂区域种上红树林植物。

（4）为了能够做好海藻生长量的控制和生长期过后死亡海藻的及时清理，避免或减轻海藻泛湖现象的发生，建议筼筜湖管理中心配备湖面机械清洁船只，并开展底生海藻自动采收机械的研制，适时做好大型海藻（尤其是原发性绿藻）的采收工作。

（5）为提高对筼筜湖大型海藻泛湖现象的生物防控能力，建议对以大型海藻为食，能够有效控制大型绿藻生物量积累的啃食性动物（如篮子鱼）及其控制作用开展研究，做好技术储备。

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