绿色渔业对景观湖生态修复自净功能的影响

崔艳玲 庞显炳 游永武 王文玲 李华 张海成 张献宇

(安阳市水产科学研究所,河南 安阳 455000)

水生态环境越来越引起人们的关注。通过治理,安阳市水生态环境明显见好,《安阳市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中期评估报告中提出，推进市区和县乡水系生态修复和景观美化,2018年安阳市改造了老旧坑塘河湖,新增多处含景观水体公园,坑塘河湖改建后,水质现状如何。2020年启动跟踪调查安阳市景观湖水生态。调查中发现,一景观湖大茨藻(Najas marina)[1,2]生长旺盛,覆盖了水面的60%以上,严重影响了景观视觉审美效果,水生态平衡被打破。湖水面积10.5km2,湖底为锅底状泥底,水深由湖岸向湖心逐渐加深,最深处有3m,集安阳市城市文化的水体绿地、市民亲水娱乐休闲活动的公共绿地、涵养水源的生态绿地等功能。湖水沿岸种植有十多种水草,水质清新良好,到了8—9月时,水生植物大茨藻开始旺盛生长,水体中呈现单一种水草生长的局面,8月份开始人工大量打捞水草,劳民伤财,收效甚微。如果沉水植物过度生长,就会对水生生态系统造成严重的危害,当沉水植物生长过多时,就会造成航道阻塞，其它水生物种栖息地退化，沉积物增多，水质恶化等一系列的恶性影响；沉水植物在水中一旦腐烂分解,还会污染水质[3-5]。湖水的生态环境适宜大茨藻单一种水生植物生长,标志整个湖泊的生态系统平衡遭到破坏,处于十分脆弱的状态之中[6]。

大茨藻(Najas marina),沉水单子叶水生植物,别名茨藻、玻璃藻,茎和叶片下面具显著皮刺,全株革质,具皮刺。生长环境为水深1.5m,软泥底质,pH为6～9,水体相对静止。6—9月为旺盛生长期,11月WT下降后处于假死状态。大茨藻是一年生沉水植物,靠种子繁殖[1]。在野外多呈单一种群分布于水体近表面,由于其多分枝习性,常呈扇面状密集分布,能抑制其它沉水植物种类的生存,在种间竞争优势明显[6]。大茨藻的泛滥使沉水植物及水生动物的多样性受到很大威胁,1978—1979年,大茨藻在武汉东湖汤林湖区沉水维管束植物中占优势地位,每到冬季,植株凋谢[1]。

1 研究方法

测量大茨藻生长最旺盛的9月份环境因子,每7d测1次,每次在上午9∶50左右,研究中添加了10月的1次测量数据,共5组。天气、气温取自中国气象,WT、DO使用随手测测水仪在水体中测出,透明度、水深使用黑白透明度板测出,pH值用pH测试纸对比获得。共采集了A、B 2个断面的数据,A断面水位较浅,水深50cm左右,透明度数值不具有代表性未采集,同时在采集数据时,水草已被清除,因此WT和DO 2组数据可作为对比。B断面水草生长茂盛且无人为干扰,因此运用B断面采集的数据来分析大茨藻生长时的水质状态,见表1。

表1 景观湖水体基本数据表

2 数据分析

根据景观湖水质调查情况表用Excel制作变化图,通过数据分析获得相关系数。由图1可知,A、B断面DO随着WT的降低而升高,DO相差较大,在10月时DO数值趋于相近；由图2可看出,WT与SD呈正相关关系,WT和SD相关系数0.7652；由图3可知,WT与DO呈负相关关系,WT和DO相关系数-0.7562；由图4可知,DO与SD呈负相关关系,DO和透明度相关系数-0.739,与韩苗苗[8]研究结果水体理化因子(WT、DO)相互有显著相关关系相同；9月水草长势未减,工人持续打捞,对水体SD和DO影响不大,进入10月,WT、SD和DO都有明显变化。水色在调查期间均为黄绿色。

图1 不同日期A、B断面水温(WT)、溶氧(DO)变化

图2 水温(WT)、透明度(SD)变化

图3 水温(WT)、溶氧(DO)变化

图4 溶氧(DO)、透明度(SD)变化

3 大茨藻单一种生长的成因

3.1 大茨藻的竞争优势

大茨藻由池边向湖中心生长,且为单一种。池边种植水生植物种群丰富,包括菹草、千屈菜、梭鱼草、睡莲、再力花、香蒲、莲藕、芦苇、长芒稗、白茅、四叶草、水杉树等,沿湖岸生长,数量较少,多数是挺水植物,不与大茨藻竟争。湖水水源来自南万金渠水,渠水水草丰富,流入湖内后大茨藻生长旺盛抑制了其它水生植物的生长,虽然大茨藻叶色青翠,似玻璃状,净化水质功能显著,但在水体内形成单一种群且泛滥成灾,一旦枯死,腐叶沉入水底败坏水质,势必破坏水生态。

3.2 大茨藻的化感作用

大茨藻在2019年单一种生长初步形成,水草的生长是净化水体的良药,忽视了大茨藻抑制其它水草生长的因素,大次藻的化感作用抑制其它水草的生长,以致其它水草衰退,对水草的单方面认识助长了大茨藻生长失控在2020年泛滥成灾。

3.3 大茨藻有刺不被喜食

湖水中未曾放过鱼,仅有从河水中带来的少许野鱼,从生物控制的机理来讲,无渔业的水生态无完好的生态链；大茨藻生长旺盛,向水体吸收大量的营养,水体透明度增加,又为大茨藻提供了良好的光能进行光合作用,更助其生长；大茨藻有刺不被水生动物喜食,缺少了能控制其生长的天敌；喜食牧草的大型浮游动物缠食其它水草,湖内水生植被衰退,标志湖水的生态系统平衡破坏,已处于十分脆弱的状态[6]。

3.4 湖水断裂的生态链

景观湖为人工开放式内陆湖,从万金渠带来的水草可净化水质,不曾放鱼,放养鱼类会造成水体污染,而且会招来大量的钓鱼爱好者,良好的游园秩序被打乱,影响景观湖娱乐休闲活动的公共绿地功能。正是由于湖内只有草无鱼的这种水生态环境,造成大茨藻单一种生长泛滥失控。

3.5 大茨藻滋生的水源环境

紧临景观湖的南万金渠,水质清新良好,水草丰富多样,有一定的流速,流速0.005m·s-1条件下,大茨藻的光合能力最强[8],到了9月水草迅猛生长,长满河道,严重影响水流,也影响景观。河道两旁长年有钓鱼爱好者垂钓,鱼类的减少,也是加速水草生长的诱因。

4 讨论

4.1 大茨藻生长对水环境影响

人工打捞清除是立竿见影的方法,不会破坏水质,但劳民伤财,第2年还会生长,不能根治。由数据分析来看,清除水草与未清除水草的水体DO、SD有很大差别,长满水草的断面SD、DO都不高,水生态环境并不好,当WT降低,大茨藻生长缓慢后,DO、SD均明显升高,由WT、DO、SD三者的相关系数证明大茨藻的生长影响了水质。

4.2 放养鱼类控制水体生物群落结构

水体生态链被打断,大茨藻是从渠水带入湖内的水草,因大茨藻有刺,被鱼类及螺类等水生动物厌食,其它水草被野鱼及其它水生动物捕食,因此抑制其生长生存的天敌少,呈泛滥之势。放养一定数量的底层鱼类,搅动底泥,破坏大茨藻根系；放养适量的滤食性鱼类,摄食底泥中释放的微生物,使达到生物群落的相对平衡,促进藻相平衡。草鱼不喜食大茨藻,捕食其它水草如苦草、菹草等,适量投放草鱼。

4.3 抑制大茨藻生长的方法

除草剂除草效果明显,化学物品破坏水质,不宜采用；水体加深,减少光照强度；利用湖体结构,拦截大茨藻阻止其向湖内深处生长,仅限制在湖岸边,不影响景观,又净化了水质；培养其它水草与大茨藻竟争,慎防泛滥失控。

4.4 大茨藻的疯长与净水

文献记载大茨藻泛滥成灾很少,20世纪70年代武汉东湖曾出现大茨藻的泛滥,1978年,大茨藻的分布面积占全湖的94%,20世纪80年代大茨藻和苦草占优势[6]。其它水草泛滥多是苦草或水葫芦等,解决办法首选人工打捞,其次是生态综合治理。大茨藻属偏喜光性沉水植物,主要分布在水体近表层[7],大茨藻种子即使在黑暗条件下亦可以萌发[9],净水效果可观,只要在可控范围内,可与其它水草一起种植。

5 展望

利用WT、DO、SD 3个水环境因子分析水质,不能更全面地反映出水草疯长对水体的影响,下一步将对化学需氧量(COD)、氮(N)、磷(P)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(chl a)测定,分析研究大茨藻疯长对水环境因子的影响；研究控制大茨藻的放养鱼类种类及密度,通过对比试验,获取最佳方案,同时对水草疯长环境能够预测防范。