一種控制富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類數(shù)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種控制富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類數(shù)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，我國湖泊呈現(xiàn)富營養(yǎng)化不斷加重的狀況。面對如此嚴峻的湖泊富營養(yǎng)狀況，湖泊治理顯得尤為重要。國內(nèi)外的湖泊治理除了控制外源和內(nèi)源負荷夕卜，在湖泊中實施的治理方法主要靠基于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整上的生態(tài)修復(fù)。通過調(diào)控湖泊內(nèi)部的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進水生植被的恢復(fù)，達到水質(zhì)改善的目的。
[0003]湖泊內(nèi)部的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)控主要是通過魚類群落結(jié)構(gòu)的控制實現(xiàn)的。隨著水體富營養(yǎng)化，湖泊中魚類群落組成以食浮游動物魚類和底層魚類為主，而肉食性魚類的數(shù)量減少。食浮游動物魚類的增加造成大型浮游動物的數(shù)量減少，從而影響大型浮游動物對藻類的控制，促進藻類水華的發(fā)生。在歐洲和北美洲等國富營養(yǎng)化淺水湖泊中，魚類調(diào)控技術(shù)主要是削減湖泊中底層魚類和食浮游動物魚類的數(shù)量，增加肉食性魚類的數(shù)量，同時恢復(fù)水生高等植物，提高大型浮游動物的數(shù)量，從而抑制藻類的生長，避免藻類水華的發(fā)生。
[0004]與國外相比，我國富營養(yǎng)化湖泊生態(tài)修復(fù)常常忽視食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)控，尤其是魚類群落結(jié)構(gòu)的調(diào)控。富營養(yǎng)化淺水湖泊的生態(tài)修復(fù)中，水生高等植物恢復(fù)由于成本較高，在我國許多富營養(yǎng)化淺水湖泊中并未得到實施，因此造成這些湖泊中藻類水華時有發(fā)生。而對于發(fā)生藻類水華的富營養(yǎng)化湖泊，國內(nèi)常用化學、物理和魚類投放方法進行治理，化學方法主要是通過播撒化學藥劑(如硫酸銅等)或絮凝劑來控制藻類水華，但后果是給水體帶來二次污染或不能長時間控制；物理方法主要通過人工打撈，耗時耗力且無法保持控制效果；魚類投放主要是用鰱鳙進行直接控藻，但投放的量較多，雖然大型藻類的數(shù)量有所下降，但大型浮游動物的數(shù)量也會降低，因此無法降低藻類總數(shù)量。
[0005]在我國的一些富營養(yǎng)化湖泊中，存在大量的食浮游動物魚類，如餐條、鰱、鳙等，這些魚類對大型浮游動物有很強的控制作用，直接削弱大型浮游動物對藻類的控制，而且現(xiàn)有的魚類控制手段也無法避免這些小型魚類的存在。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，湖泊中懸浮物的濃度與大型浮游動物數(shù)量之間存在關(guān)聯(lián)，即適當?shù)膽腋∥餄舛饶芙档褪掣∮蝿游雉~類對大型浮游動物的捕食，又不影響大型浮游動物的生存，從而提高大型浮游動物對藻類的控制?；诖耍景l(fā)明提出了一種控制富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類數(shù)量的方法，通過此方法控制藻類數(shù)量在國內(nèi)外尚無先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)目的在于設(shè)計一種控制懸浮質(zhì)減少食浮游動物魚類對浮游動物捕食的方法，在已有的魚類調(diào)控技術(shù)基礎(chǔ)上，針對富營養(yǎng)化淺水湖泊生態(tài)修復(fù)成本較高的特點，通過控制底層魚類的生物量，調(diào)節(jié)湖泊中懸浮物的濃度，增加大型浮游動物的數(shù)量，達到控制藻類數(shù)量的目的。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種控制富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類數(shù)量的方法，其特征在于:控制富營養(yǎng)化淺水湖泊底層魚類的生物量為50 — 80克/平方米且維持懸浮物濃度為25 - 40毫克/升。
[0008]本發(fā)明所述的方法，其中，所述富營養(yǎng)化淺水湖泊平均深度小于2米。
[0009]本發(fā)明所述的方法，其中，所述控制的底層魚類為生活在淺水湖泊底層的魚類。
[0010]本發(fā)明所述的方法，其中，所述控制的底層魚類為鯉、鯽、青魚、草魚或者鳊。
[0011]在本發(fā)明中的一個實施方案中。首先，根據(jù)富營養(yǎng)化淺水湖泊懸浮物濃度，確定是否在25 — 40毫克/升之間，然后根據(jù)懸浮物濃度確定底層魚類是否需要捕獲，如果小于本發(fā)明所設(shè)范圍，則無須捕獲底層魚類，通過底層魚類的自我繁殖即可達到所設(shè)范圍；如果大于本發(fā)明所設(shè)范圍，可依據(jù)公式SS = 0.45XFB + 3.00 [SS:懸浮質(zhì)濃度(毫克/升)；FB:底層魚類生物量(克/平方米)]和湖泊面積進行相應(yīng)生物量的魚類捕獲至所設(shè)的底層魚類生物量的范圍。通過此方法的應(yīng)用，可以提高大型浮游動物的數(shù)量，抑制藻類的生長，避免藻類水華的發(fā)生。
[0012]本發(fā)明涉及一種淺水湖泊調(diào)控懸浮物濃度，降低食浮游動物魚類對大型浮游動物捕食的方法。此方法主要通過魚類的捕獲實現(xiàn)的，而化學和物理方法雖然也能控制懸浮物濃度，但由于會產(chǎn)生二次污染或無法保持控制效果，因此不在本發(fā)明的懸浮物調(diào)控措施范圍之內(nèi)。本方法主要是調(diào)控底層魚類的生物量到50 - 80克/平方米，維持水柱中懸浮物的濃度25 — 40毫克/升，以減少食浮游動物魚類對大型浮游動物的捕食，提高大型浮游動物對藻類的控制。與其它湖泊生態(tài)修復(fù)方法相比，本方法在富營養(yǎng)化淺水湖泊生態(tài)修復(fù)中，在無大量資金用于修復(fù)的前提下，可通過控制底層魚類的生物量達到大型浮游動物抑制藻類生長的目的，節(jié)約成本，避免藻類水華的發(fā)生。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明所述工藝以及材料進行詳細說明。
[0014]以下實施例僅對本發(fā)明技術(shù)方案作示例，并不限定保護范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)見，在實施例1-3技術(shù)方案基礎(chǔ)上，采用在本發(fā)明所限定的操作參數(shù)范圍內(nèi)的其他條件都可以實現(xiàn)本發(fā)明。由于化學、物理和魚類(鰱鳙)投放等措施會帶來二次污染、不能長時間控制或無法降低藻類數(shù)量，因此不在本發(fā)明技術(shù)方案示例范疇內(nèi)。
[0015]實施例1:
本實施例所述利用底層魚類鯽魚控制懸浮物濃度方法，采用以下步驟:
在中國科學院南京地理與湖泊研究所太湖生態(tài)系統(tǒng)研究站東太湖分站的三個池塘內(nèi)，每個池塘面積100平方米，水深1.5米，底泥深度20-25厘米。分別用鯽魚調(diào)控懸浮物濃度，然后添加食浮游動物的魚類一餐條。投放鯽魚前將水抽干避免其它魚類的影響。投放的鯽魚數(shù)量分別控制在50克/平方米、65克/平方米和80克/平方米，餐條的投放量相同，35克/平方米。I個月后測量水體中懸浮物濃度、大型浮游動物的數(shù)量和葉綠素a的濃度(代表藻類的數(shù)量)。投放50克/平方米的鯽魚池塘里，懸浮物濃度25.2毫克/升，無大型浮游動物，葉綠素a濃度25微克/升，大型浮游動物數(shù)量為2.5個/升，葉綠素a濃度比初始降低16.7% ;投放65克/平方米的鯽魚池塘里，懸浮物濃度33毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為10個/升，葉綠素a濃度19微克/升，葉綠素a濃度比初始降低37.0% ;投放80克/平方米的鯽魚池塘里，懸浮物濃度40.5毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為1.8個/升，葉綠素a濃度26微克/升，葉綠素a濃度比初始降低13.3%。因此，在本示例的25.2-40.5毫克/升懸浮物濃度內(nèi)，出現(xiàn)了大型浮游動物，且葉綠素a濃度降低13.3% -37.0%，達到通過控制懸浮物濃度，增加大型浮游動物的數(shù)量并降低藻類數(shù)量的目的。
[0016] 實施例2:
本實施例所述利用底層魚類鯉魚控制懸浮物濃度方法，采用以下步驟:
在中國科學院南京地理與湖泊研究所太湖生態(tài)系統(tǒng)研究站東太湖分站的三個池塘內(nèi)，每個池塘面積100平方米，水深1.5米，底泥深度20-25厘米。分別用鯉魚調(diào)控懸浮物濃度，然后添加食浮游動物的魚類一鰱。投放鯉魚前將水抽干避免其它魚類的影響。投放的鯉魚數(shù)量控制分別在50克/平方米、66克/平方米和80克/平方米，鰱的投放量相同，40克/平方米。I個月后測量水體中懸浮物濃度、大型浮游動物的數(shù)量和葉綠素a的濃度(代表藻類的數(shù)量)。投放50克/平方米的鯉魚池塘里，懸浮物濃度25.4毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為3.1個/升，葉綠素a濃度27微克/升，葉綠素a濃度比初始降低28.5% ;投放66克/平方米的鯉魚池塘里，懸浮物濃度34毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為14個/升，葉綠素a濃度20微克/升，葉綠素a濃度比初始降低42.9% ;投放80克/平方米的鯉魚池塘里，懸浮物濃度40.2毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為2.8個/升，葉綠素a濃度28微克/升，葉綠素a濃度比初始增加20.0 %。因此，在本示例的25.4-40.2毫克/升懸浮物濃度內(nèi)，出現(xiàn)了大型浮游動物，且葉綠素a濃度降低20.0% _42.9%，達到通過控制懸浮物濃度，增加大型浮游動物的數(shù)量并降低藻類數(shù)量的目的。實施例3:
本實施例所述利用底層魚類青魚控制懸浮物濃度方法，采用以下步驟:
在中國科學院南京地理與湖泊研究所太湖生態(tài)系統(tǒng)研究站東太湖分站的三個池塘內(nèi)，每個池塘面積100平方米，水深1.5米，底泥深度20-25厘米。分別用青魚調(diào)控懸浮物濃度，然后添加食浮游動物的魚類一鰱。投放青魚前將水抽干避免其它魚類的影響。投放的青魚數(shù)量控制分別在50克/平方米、60克/平方米和80克/平方米，鰱的投放量相同，38克/平方米。I個月后測量水體中懸浮物濃度、大型浮游動物的數(shù)量和葉綠素a的濃度(代表藻類的數(shù)量)。投放50克/平方米的青魚池塘里，懸浮物濃度25.8毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為3.0個/升，葉綠素a濃度25.5微克/升，葉綠素a濃度比初始降低18.6% ;投放60克/平方米的青魚池塘里，懸浮物濃度30.5毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為15個/升，葉綠素a濃度19微克/升，葉綠素a濃度比初始降低40.2%;投放80克/平方米的青魚池塘里，懸浮物濃度39.0毫克/升，大型浮游動物數(shù)量為2.2個/升，葉綠素a濃度26.5微克/升，葉綠素a濃度比初始降低17.2%。因此，在本示例的25.8-39.0毫克/升懸浮物濃度內(nèi)，出現(xiàn)了大型浮游動物，且葉綠素a濃度降低17.2% _40.2%，達到通過控制懸浮物濃度，增加大型浮游動物的數(shù)量并降低藻類數(shù)量的目的。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種控制小型富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類數(shù)量的方法，其特征在于:控制富營養(yǎng)化淺水湖泊底層魚類的生物量為50 — 80克/平方米且維持懸浮物濃度為25 — 40毫克/升。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于，所述富營養(yǎng)化淺水湖泊平均深度小于2米。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于，所述控制的底層魚類為生活在富營養(yǎng)化淺水湖泊底層的魚類。
4.根據(jù)權(quán)利4所述的方法，其特征在于，所述控制的底層魚類為鯉、鯽、青魚、草魚或者鳊。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種控制富營養(yǎng)化淺水湖泊藻類生長的方法，通過減少食浮游動物魚類對大型浮游動物的捕食，提高大型浮游動物對藻類的控制，從而達到治理水華的目的。
【IPC分類】C02F3-32
【公開號】CN104591394
【申請?zhí)枴緾N201510034662
【發(fā)明人】陳非洲, 關(guān)保華, 胡耀輝, 劉正文
【申請人】中國科學院南京地理與湖泊研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月23日