一種利用濾食生物恢復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保新技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種濾食生物恢復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由營(yíng)養(yǎng)鹽(主要是氮、磷）的過(guò)度輸入而引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化是世界上最廣泛關(guān)注 的水環(huán)境問(wèn)題之一。我國(guó)的滇池、太湖和巢湖等很多重要的大型湖泊也都面臨著富營(yíng)養(yǎng)化 產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題。營(yíng)養(yǎng)鹽輸入的增加，導(dǎo)致浮游藻類(lèi)的異常增加，底棲藻類(lèi)(或沉水植物)減 少，生物多樣性降低，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能?chē)?yán)重退化，也大大降低了水體生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù) 價(jià)值。因此，富營(yíng)養(yǎng)水體修復(fù)的關(guān)鍵是如何將營(yíng)養(yǎng)鹽由浮游(主要集中在浮游藻類(lèi)）轉(zhuǎn)換底 層(底棲藻類(lèi)或者沉水植物)，同時(shí)抑制沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽釋放，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。
[0003] 富營(yíng)養(yǎng)水體生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中，恢復(fù)底棲藻類(lèi)是其中重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。這是因?yàn)榈?棲藻類(lèi)是水生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)鹽的調(diào)節(jié)者，在其生長(zhǎng)過(guò)程中能大量吸收沉積物和水體中的 N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。底棲藻類(lèi)不僅與浮游藻類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽，還是沉積物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放 到水體中之前的重要吸收者。這是因?yàn)榈讞孱?lèi)所處生境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比浮游植物生境中 的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要集中得多，其代謝活性也明顯強(qiáng)于后者，如附有底棲藻類(lèi)的沉積物間隙水中 溶解性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度要比沉積物水柱中的高100-1000倍。此外，底棲藻類(lèi)還有穩(wěn)定沉積 物的作用。硅藻和絲狀藍(lán)藻能夠在砂粒和沉積物表面生長(zhǎng)，使得基質(zhì)在水體擾動(dòng)的時(shí)候而 不被移動(dòng)。底棲藻類(lèi)可以為其他生物提供重要的生存環(huán)境和棲息場(chǎng)所，維持生態(tài)系統(tǒng)的多 樣性。
[0004] 因此，如何降低水體懸浮物、改善透明度，恢復(fù)底棲藻類(lèi)是富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù) 技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用濾食生物修復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法，該模擬方法通 過(guò)精確的模擬實(shí)驗(yàn)，獲得了在富營(yíng)養(yǎng)化水體(如湖泊、池塘）中加以使用的濾食生物修復(fù)方 法。
[0006] 本發(fā)明是利用濾食生物修復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法，具體技術(shù)方案為： 一種利用濾食生物修復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法，包括沉積物準(zhǔn)備、湖水準(zhǔn)備、采集底棲藻 類(lèi)準(zhǔn)備、加入河蜆實(shí)驗(yàn)及采樣。
[0007] 進(jìn)一步的，所述方法具體為： (1) 沉積物的準(zhǔn)備：沉積物來(lái)自太湖，過(guò)篩混勻后分裝在深藍(lán)色的聚乙烯塑料桶內(nèi)，厚 度為10cm，所述塑料桶桶高70cm，上、下底直徑分別為48cm和40cm，共16只； (2)湖水的準(zhǔn)備：所述的桶中注入70L經(jīng)過(guò)濾的太湖湖水，每桶內(nèi)放置一小型造浪 泵，其功率為3W，揚(yáng)程為0.5m，放置位置為水面下10cm;模擬期間桶內(nèi)水溫范圍維持 在12-19°C;進(jìn)一步的，太湖湖水經(jīng)500目尼龍篩網(wǎng)過(guò)濾；桶放置在室外水深50cm的15 mX20m水泥池中以實(shí)現(xiàn)維持水溫穩(wěn)定的目的； (3) 采集底棲藻類(lèi)的準(zhǔn)備：所述的各桶內(nèi)貼近沉積物處放置1塊硬塑料板，塑料板與實(shí) 驗(yàn)桶材質(zhì)一致，塑料板下方用棉線系一螺帽，利用水的浮力使塑料板保持垂直狀態(tài)，與苦草 葉片方向一致，以采集底棲藻類(lèi)；進(jìn)一步的，硬塑料板規(guī)格為8cmX10cm; (4) 加入河蜆，正式開(kāi)始模擬； (5) 采樣：模擬期間觀察河蜆生長(zhǎng)狀況，做好天氣記錄，及時(shí)補(bǔ)充湖水以保證水位不變， 采集水樣和附著生物樣于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的第〇d，2d，4d，6d，8d，10d，12d進(jìn)行，分析水體的懸浮 物和濁度，測(cè)定單位面積附著生物干重，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS19. 0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，圖 形均由Excel2007生成。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的（4)加入河蜆?lè)椒ň唧w為：河蜆密度為模擬唯一影響因子，設(shè)四 組處理，每個(gè)處理四個(gè)重復(fù)，河蜆密度的設(shè)定參考太湖河蜆的自然豐度，中密度組為太湖河 蜆平均密度設(shè)置，低密度組為中密度組的1/2,高密度組為中密度組的2倍。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的四組處理具體為：無(wú)河蜆對(duì)照組，低密度河蜆組（10只/桶， 133g/m2)，中密度河蜆組（20只/桶，261g/m2)和高密度河蜆組（40只/桶，473g/m2)。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的河蜆來(lái)自太湖，殼長(zhǎng)為20-25mm，殼高為10-20mm。
[0011] 本發(fā)明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理采用了生態(tài)學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的對(duì)濾食生物生態(tài)恢復(fù)底 棲藻類(lèi)的模擬，獲得了一種迅速降低水體懸浮物濃度，改善水體濁度，促進(jìn)底棲藻類(lèi)生長(zhǎng)， 達(dá)到修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)水體的方法，該方法具有安全、成本低等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1河蜆對(duì)水體懸浮物的影響。
[0013] 圖2河蜆對(duì)水體濁度的影響。
[0014] 圖3河蜆對(duì)底棲藻類(lèi)(底棲附著生物）干重的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 室外受控實(shí)驗(yàn)于2013年11月5日至11月17日在太湖東山實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。
[0016] 本模擬方法中，河蜆密度為模擬方法的唯一影響因子，設(shè)四組處理，分別為無(wú)河蜆 對(duì)照組，低密度河蜆組（10只/桶，133g/m2)，中密度河蜆組（20只/桶，261g/m2)和高密度 河蜆組（40只/桶，473g/m2)(簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)照組、低蜆組、中蜆組和高蜆組)，每個(gè)處理四個(gè)重復(fù)。 河蜆密度的設(shè)定參考太湖河蜆的自然豐度(蔡煒在2006年12月-2007年11月對(duì)太湖河蜆 的調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)平均密度為l〇〇g/m2-522. 9g/m2)，中密度組為太湖河蜆平均密度設(shè)置，低密度 組為中密度組的1/2,高密度組為中密度組的2倍(表1)。河蜆來(lái)自太湖，殼長(zhǎng)為20-25 _， 殼高為1〇_20mm。所用的河蜆（AsianClams(CbrAicw/a/7腫iflea))是一種雙殼類(lèi)軟體 動(dòng)物，隸屬于瓣鮑綱（Lamellibranchia)中真瓣鮑目（Eulamellibranchia)的異齒亞 目（Heterodontta)的蜆科（Corbiculidae)中的蜆屬（CbrAicw/a)，正式開(kāi)始模擬實(shí) 驗(yàn)； 表1不同處理組河蜆密度
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用濾食生物恢復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法，其特征在于，所述模擬方法包括沉積 物準(zhǔn)備、湖水準(zhǔn)備、采集底棲藻類(lèi)準(zhǔn)備、加入河蜆及采樣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法，其特征在于，所述的方法具體為： (1) 沉積物的準(zhǔn)備：沉積物取自太湖，過(guò)篩混勻后分裝在深藍(lán)色的聚乙烯塑料桶內(nèi)，厚 度為10 cm，所述塑料桶桶高70 cm，上、下底直徑分別為48 cm和40 cm，共16只； (2) 湖水的準(zhǔn)備：所述的桶中注入70 L經(jīng)過(guò)濾的太湖湖水，每只桶內(nèi)放置一小型造浪 泵，其功率為3 W，揚(yáng)程為0.5 m，放置位置為水面下10 cm;模擬期間桶內(nèi)水溫范圍維持在 12-19。。； (3) 采集底棲藻類(lèi)的準(zhǔn)備：所述的各桶內(nèi)貼近沉積物處放置1塊硬塑料板，塑料板與實(shí) 驗(yàn)桶材質(zhì)一致，塑料板下方用棉線系一螺帽，利用水的浮力使塑料板保持垂直狀態(tài)，與苦草 葉片方向一致，以采集底棲藻類(lèi)； (4) 加入河蜆，正式開(kāi)始模擬實(shí)驗(yàn)； (5) 采樣：實(shí)驗(yàn)期間觀察河蜆生長(zhǎng)狀況，做好天氣記錄，及時(shí)補(bǔ)充湖水以保證水位不變， 采集水樣和附著生物樣于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的第〇d，2d，4d，6d，8d，10d，12d進(jìn)行，分析水體的懸浮 物和濁度，測(cè)定單位面積附著生物干重，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS19. 0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，圖 形均由Excel 2007生成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬方法，其特征在于： 所述步驟（1)中沉積物經(jīng)過(guò)60目的篩絹網(wǎng)過(guò)篩； 所述步驟（2)中太湖湖水經(jīng)500目尼龍篩網(wǎng)過(guò)濾；所述的桶放置在室外水深50 cm的 15 mX20 m的水泥池中； 所述步驟（3)中硬塑料板的規(guī)格為8 cmX 10 cm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬方法，其特征在于，所述的步驟（4)的加入河蜆的方法 具體為：河蜆密度為模擬的唯一影響因子，設(shè)四組處理，每個(gè)處理四個(gè)重復(fù)，河蜆密度的設(shè) 定參考太湖河蜆的自然豐度，中密度組為太湖河蜆平均密度設(shè)置，低密度組為中密度組的 1/2,高密度組為中密度組的2倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬方法，其特征在于，所述的四組處理具體為：無(wú)河蜆對(duì)照 組，低密度河蜆組（10只/桶，133g/m 2)，中密度河蜆組（20只/桶，261 g/m2)和高密度河蜆 組（40 只 / 桶，473g/m2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的模擬方法，其特征在于，所述的河蜆來(lái)自太湖，殼長(zhǎng)為 20-25 mm，殼高為 10-20 mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種利用濾食生物恢復(fù)底棲藻類(lèi)的模擬方法，本發(fā)明包括以下技術(shù)要點(diǎn)：以河蜆密度為實(shí)驗(yàn)的影響因子，設(shè)四組處理，分別為對(duì)照組、低密度組、中密度組和高密度組，該密度設(shè)定參考太湖河蜆的自然豐度，本模擬方法包括沉積物準(zhǔn)備、湖水準(zhǔn)備、底棲藻類(lèi)采集方法準(zhǔn)備、模擬實(shí)驗(yàn)及采樣等技術(shù)設(shè)計(jì)，模擬修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)水體中的底棲藻類(lèi)。本發(fā)明可以促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)水體中底棲藻類(lèi)的生長(zhǎng)，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體的生態(tài)修復(fù)有重要意義。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)濾食生物修復(fù)底棲藻類(lèi)的精確模擬，提供了一種技術(shù)可靠、簡(jiǎn)單易行、成本低以及能有效修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體中底棲藻類(lèi)的方法，用于對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體（如湖泊、池塘）的生態(tài)修復(fù)。
【IPC分類(lèi)】C02F3-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104876336
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510228323
【發(fā)明人】李寬意, 楊宏偉, 沈睿杰, 朱小龍, 寧曉雨, 靳輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日