水生生态系统上.docx
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水生生态系统上
水生生态系统构建
水生生态系统是地球表面各类水域生态系统的总称。
一个完整的水生生态系统,应包含种类及数量恰当的生产者、消费者和分解者,具体包括:
水生植物(挺水植物、浮叶植物、沉水植物和自由漂浮植物)、鱼、虾、贝类等水生动物以及种类和数量众多的微生物。
各种群之间相互依存、相互制约、环环相扣、种群的类型和数量相对稳定,处于生态平衡状态,是人类赖以生存的重要环境条件之一。
水生生态系统一般可分为:
自然水生生态系统和人工生态系统,其中,自然水生生态系统通常由以下两条食物链构成:
A牧食链:
B腐食链:
水生生态系统系统结构示意图
人工水生生态系统,是根据水生生物食物链的数量金字塔和能量金字塔模型,人为的建立各个营养环节,如水草、食藻动物、底栖动物、肉食性鱼类、微生物等,人为地建立人工水域生态系统。
其中各种水生动物的比例搭配是关键,如果水生动物比例较少,则水生植物可能疯长;反之,水生动物特别是草食性鱼类比例过高,水生植物可能无法成活,不能发挥水生维管束植物的克藻效应,易产生藻类水华。
人工生态系统构建示意图
人工生态系统进行生态水处理原理人工水生生态系统的构建,主要包括水生植被构建、水生动物的放养及水体微生态系统构建:
1.水生植被构建在景观水体中种植水生植物不仅具有景观功能,还能提供更多的栖息生境,营造生态多样性;更重要的是水生植物有利于封闭底泥,吸收水体中部分营养盐和有害物质,降低景观水体中的氮、磷浓度,从而达到净化水质的目的。
同时对污染物的去除、沉降、抑制蓝绿藻水华均有一定的意义。
此外,沿岸带的挺水植物对暴雨冲刷还具有拦截作用。
水生植物要做到及时收割,收割后移出水景环境,以免影响水生态系统的景观效应。
基本设计方案:
(1)根据景观湖的设计要求,配置不同高度、不同形态、不同生态类群的水生植物。
(2)水生植物的种类设计,兼顾景观效果和净水效果。
景观效果主要由挺水植物和浮叶植物来体现。
(3)根据各生态类群水草的水质净化能力,选择沉水植物为主,以有效吸收水体中N、P等营养元素,并通过营养盐竞争控制单细胞藻类繁殖;另一方面光合作用为水体中提供溶解氧;还可为水生动物提供特殊生态环境,创造环境多样性和生物多样性。
(4)沉水植物种类选择原则,净水能力强、季节上相互衔接(如伊乐藻为冬春季生长种类)、生长易受控制;
(5)景观组织及控制:
保持沉水植物植株或叶片离水面15-20cm,否则进行人工收割维护。
(6)沉水植物的种植程序:
栽种时水深应保持30-50cm,待水草成活时再慢慢抬高水位。
1.1挺水植物种植
挺水植物指茎、叶挺出水面的植物;一般种植在景观水体岸边,主要选择如黄菖蒲、再力花、梭鱼草、千屈菜、旱伞草、水葱、香蒲及湘莲一号等挺水植物,睡莲、荇菜等浮叶植物。
岸边较深处需建设种植台以满足挺水植物生长适宜水深;对于荷花,构建种植平台以防止的恣意蔓延。
为保证岸边景观疏密相间的效果,切忌挺水植物满岸种植,特别是芦苇、旱伞草、水菖蒲等以多丛、小片状种植效果较好的挺水植物。
水生植物种植种类选择及特性
生态类型
种类名称
图片
种植水深
植株高度
备注
挺水植物
(需建设种植挡墙以防止蔓延。
种植生长水位
50cm以浅)
再力花
30-40cm
100-150cm
花紫色,观叶为主。
千屈菜
20-40cm
60-120cm
3月份发芽,花期
7-10月
梭鱼草
20-40cm
50-60cm
3月底发芽,11月份枯萎,花白色或紫色
黄菖蒲
旱伞草
花期6-8月,常绿期
30-40cm50-60cm
达11个月左右。
存活期较长,11月份
10-20cm40-60cm
左右枯萎
水菖蒲
湘莲一号
15-20cm
30-50cm
抑藻,3月份发青,
粉色花,观花为主
20-50cm100-150cm
花期6-8月
香蒲
10-80cm
100-200cm
常见植物
水葱
净化水质为主,易折
20-40cm100-120cm断,易倒伏
矮蒲苇
0-10cm50-100cm根系发达,花絮漂亮
睡莲
浮叶植物
100-200cm
观花,花期长。
5-11浮于水面
月,花色丰富
荇菜
100-200cm
花黄色,3月份发芽,浮于水面
3月底开花
挺水植物实景:
1.2沉水植物种植沉水植物是指植珠全部或大部分沉没于水下的植物,是水体生物多样性赖以维持的基础,它的恢复是水生态修复的关键,其所产生的环境效应是生态系统稳定和水环境质量改善的重要依据。
作为景观水处理的沉水植物,种植时必须首先满足三个条件:
一是净水能力强,二是景观效果好,三是能够有效控制、不会恣意泛滥生长的种类。
种类主要以苦草、轮叶黑藻、金鱼藻、伊乐藻等为主,栽植方式以群落形式。
水生植物种植种类选择及特性
生态类型
种类名称
图片
种植水深
植株高度
备注
沉水植物
(主要净水为主,水深
1.5-1.8米以内均可种植。
)
轮叶黑藻
60-150cm
水下生活
净水,4月发芽生长,
10月死亡
苦草
60-150cm
水下生活
净水,草食性鱼类喜食。
4月底发芽,11月份死亡
梅花藻
60-150cm
水下生活
净水效果好,鱼不喜
食。
生长同上。
马来眼子菜
60-150cm
水下生活
净水,5-11月生活。
伊乐藻
60-150cm
水下生活
净水,3-9月生活。
冷水性,外来种
夏季实景图(呈现水清见鱼游的水下森林景观)
2.水生动物放养
水生动物的主要功能,就是在结合保护水生植物净水功能的前提下,完善人工生态系统食物链和食物网的结构,在景观河道中放养一定种类和数量的浮游动物(食藻虫)、滤食性鱼类、肉食性鱼类和底栖动物,提高水生生态系统的稳定性。
绿色植物所提供的食物能通过生物的摄食和被摄食而相继传递的特定路线称之为食物链,每一条食物链由一定数量的食物环节组成。
食物链越短,生物利用的能量就越多。
食物链相互交联成为一种网状形态成为食物网。
食物网越复杂,生态系统越稳定。
水生动物的放养将充分考虑水生动物物种的配置结构(时空结构和营养结构),科学合理地设计水生动物的放养模式(种类、数量、雌雄比、个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等)。
2.1鱼类选择滤食性的水生鱼类(白鲢、花鲢)和杂食性的鱼类为主,待水生植物长好后投放少量的草食性鱼类如草鱼,适当放养少量的肉食性鱼类。
通过水体中上层鱼类对藻类的摄食以及水底水生植物对营养物质的吸收、水生动物对营养物质的转移及富集达到水质净化的目的。
鱼类最适宜的放养时间在当年11月至次年3月底。
控制蓝藻水华的滤食性鱼类的有效密度在30-40g/m3。
景观水体也要考虑适当放养刮食性或碎屑食性底层鱼类。
另外,还可放养锦鲤等观赏鱼类。
2.2滤食性浮游动物投放轮虫、枝角类等滤食性浮游动物同样能起到滤食藻类的作用。
2.3软体动物可在水体中放养能摄食底栖藻类的环棱螺等底栖动物。
底栖动物密度以20-40g/m2为宜。
2.4虾类湖岸落叶、湖中水草等形成的有机碎屑以及水生动物的粪便、尸体等形成的有机物质易污染景观水体,在湖中放养一定数量和性比的青虾以摄食有机碎屑,起到净化水质的作用。
另外,在人为活动少的地方投放青蛙,能增添田园氛围。
放养水生动物的种类和特性
水生动物
种类
图片
特性
白鲢
鱼类
30-40g/m3
草鱼
细鳞斜颌鲴
上层鱼类,滤食性,营养级联作用控制
藻类大量繁殖。
底层鱼类,杂食性鱼类,能摄食底层丝
状藻类。
草食性鱼类,合理的数量能保证沉水植
物的生长,又能控制恣意蔓延。
环棱螺
刮食性,水底附着生活。
分泌粘液絮凝
水中悬浮物质,增加透明度。
河蚬
底栖动物
20-40g/m2
滤食性,水底埋栖生活,滤食水体中藻
类和悬浮物质,净化水质。
河蚌
滤食性,水底埋栖生活,滤食水体中藻
类和悬浮物质,净化水质。
虾类
滤食性
浮游动物
三角帆蚌
青虾
轮虫
滤食性,水底埋栖生活,滤食水体中藻
类和悬浮物质,净化水质。
摄食有机碎屑
小生物被吸取作为食物,也吃其他轮
虫、甲壳类等较大的生物以及藻类
3.水体微生态系统构建
微生物在生态系统中作为还原者,把绿色植物产生的能量通过食物链进行传递,它们在自然界大量而广泛的存在,是生态系统的重要组成之一。
它们能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解,将一些有害的污染物质加以吸收和转化,成为无毒害或毒害较小的无机营养元素。
因此微生物是水体中的“清道夫”,它们为避免由水生生物带来的水体二次污染起着关键性的作用。
微生物污水净化的原理是:
利用微生物群体对有机物和毒性物质进行转化。
微生物具有体积小、表面积大、繁殖力惊人等特点,能不断与周围环境快速进行物质交换。
污水具备微生物生长繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化,具体过程为:
Ⅰ.有机污染物的浓度由高变低
Ⅱ.异养细菌迅速氧化分解有机污染物而大量繁殖,然后是以细菌为食料的原生动物出现数量高峰,再后是由于有机物矿化,利于藻类的生长,而出现藻类的生长高峰。
Ⅲ.溶解氧浓度随着有机物被微生物氧化分解而大量消耗,很快降到最低点,随后,由于有机物的无机化和藻类的光合作用及其他好氧微生物数量的下降,溶解氧又恢复到原来水平。
这样,在离开污染源相当的距离之后,水体中的微生物数量、有机物和无机物的含量,也都下降到最低点。
于是,水体恢复到原来的状态。
与此同时,一个新开挖的景观水体缺乏足够量的分解者微生物,因此,在水体开挖后的短时期内,应该添加一定量的微生物制剂,使分解有机物的微生物占优势群落,可以促进水中有机质的分解矿化。
微生物制剂必须含有一定量的活菌,一般要求每毫升含3亿个以上的活菌体,并且活力要强。
4.生态系统调节及维护
待水生生态系统网络形成后,强势生物种群会把弱势生物种群吞噬掉,这样将破坏水生生态平衡,应依据定期的水质检测结果,采取针对性的措施,以便景观水体水生生态系统趋于稳定。
4.1水生植物维护
水生植物的维护是针对原来为进行生物修复所栽种的水生植物。
对于水生植物的维护主要包括:
杂草清除、修剪、清理和补种。
由于水体的水热条件好且富含营养,杂草极易生长。
控制杂草,让栽种的植物在生态系统中占据,改善整体景观效果。
杂草采取春季淹水和人工拔出的方法去除。
水生植物的修剪,选择在每年7-8月份进行,此时植物的营养生长和生殖生长最为旺盛,生长对养分的需求很大,可增加对水体中N、P的吸收,收割后都能较快恢复,不影响水生植物的生物量。
清理植物残体选择在早春进行,如果腐烂的植物残体不及时清理,势必引起沉积和二次污染,对水质影响很大。
并对残梗败叶进行及时清捞,避免沉积水底形成新的水体污染源。
对枯死的水生植物实施更新、补种,以保证群落结构的稳定性。
4.2水生动物维护
主要是对水生动物的捕捞和放养工作。
水生动物的维护,应及时清捞动物残尸并视具体情况适量补充,对总量过多、单一物种优势过于明显、雌雄比失调等现象,采取捕捞或放养其他生物类型加以控制,确保生物链结构的稳定性。
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