城市淺水湖泊沉水植物生長控制

施建耀，樓佳葉，任海，陳凱武

城市淺水湖泊沉水植物生長控制

施建耀，樓佳葉，任海，陳凱武

（禹順生態建設有限公司，浙江 寧波 315042）

探討了水生植物生長的影響因素，就水位調控、收割調控、魚類調控以及生物化學調控等常用沉水植物生長調控技術進行探討，結合實際案例探討了魚類調控在城市淺水湖泊沉水植物調控中的應用，經實踐證實，魚類調控可應用于城市淺水湖泊沉水植物的生長控制中。

淺水湖泊；沉水植物；調控技術；魚類調控

淺水湖泊具有水位淺、湖泊面積大的特點，湖底容易受到風浪的作用，也容易受到人類活動的影響，因此，淺水湖泊普遍存在富營養化問題及水生植被退化的問題。水生植被是湖泊生態系統的重要組成部分之一，其屬于初級生產者，具有提高物種多樣性、維持物種豐度、吸收重金屬、吸收水體營養鹽、改善水質的重要作用[1]。但是水生植物（特別是沉水植物）具有成活率高、繁殖能力強的特點，其生物量通常巨大，其爆發性增長造成其他物種的擴散、定居均受到阻礙，這對湖泊生物多樣性的增加以及水生植物群落結構的優化均造成不利影響。水生植物大量增長造成水體流動受到影響，影響局部溫度而進一步影響營養鹽分布以及pH；植物密度過大可造成水體溶解氧含量降低，引起水生動物生長環境惡化；水生植物腐爛后造成水體二次污染等。因此有必要開展淺水湖泊水生植物的生長調控。

1 水生植物生長的影響因素

調控水生植物生長的前提是準確把握各物種的生活史，生活史指的是物種的生長、分化、生殖、休眠以及遷移等的整體格局，其反映了植物的生長、擴張、繁殖、衰落的生物過程。通過文獻調研、實地勘察可基本掌握各種物種的生活史以及相關參數。

底泥是有根的水生植物生長的基礎，其提供了礦物質營養以供水生植物生長，水生植物的生長、群落演替受到底泥中的有機物質、營養鹽含量以及底泥的機制類型的直接影響。氨氮濃度增高可直接影響穗花狐尾藻、金魚藻等的生理代謝，營養鹽濃度增高可造成水生植物生物量降低、多樣性減少，氮磷濃度過高同樣會造成水生植物的生長受到不利 影響[2]。

水深可限制水生植物的生長，水深不斷增加，水生植物的覆蓋度、生物量都會隨之降低，而具有較強水深適應能力的物種在水深不斷增加的情況下，其競爭優勢將逐漸凸顯出來。水動力的大小也會影響水生植物的生長，流速過高則底質受到的干擾增加，降低水體透明度，水流物理脅迫水生植物引起光合作用效率降低；流速較低時底質受到干擾小，水體透明度增加，這對水生植物生長有利，水生植物大量生長而形成更大的阻流作用。

生物因素可影響水生植物的生長。浮游藻類植物個體小，周轉率及生產力高，其可吸收大量營養，因此，其與水生植物之間有競爭作用，可造成沉水植物營養限制；浮游藻類植物遮蔽光照，這也進一步限制了水生植物的生長。魚類可食用萌芽期水生植物而造成水生植物量降低，底層魚類 擾動造成沉積物懸浮，這也會對沉水植物的生長造成不利 影響。

2 沉水植物調控技術

2.1 水位調控

水位年際變動、年內變動可造成水生植物的時空分布受到影響，從而影響其正常生長、繁衍以及演替。水位波動可引起沉水植物群落出現明顯變化，水位較低時，淤積、侵蝕下植被的生長環境發生變化，此時沉水植物群落暫時受到破壞，當水位較高時，土著種自然恢復。水位降低對浮游植物以及水質造成的影響并不明顯，但是多數沉水植物及浮葉植物的覆蓋度、生物量均明顯降低，與離岸湖區相比，近岸植物受到的影響更大。

水位調控的優勢是容易操作，但是水位調控的持續時間、開展時期以及調控幅度等關鍵參數的確定難度比較大。城市大型湖泊多具有供水功能、防洪功能，其對水位管控的要求較高，因此，水位調控時存在較多限制。

2.2 收割調控

收割調控的方法包括人工收割以及機械收割。原位手工收割實驗中，竹竿收割、鐮刀收割以及推刀收割可實現精細化收割，且效率較高，但是人工成本比較高，因此不適用于大范圍的水域收割；采用釘耙湖底拖拉的方法效率同樣較高，但是這一方法會造成底棲動物的生長環境受到影響，且對底質造成的破壞比較大，這一方法只在沉水植物生長過于茂盛的湖區應用，如圖1所示。

圖1 人工收割示意圖

大型水生植物收割船應用于沉水植物的收割中，可實現切割、撿拾、傳輸、牽引一體化作用，切割刀片可調節，能精準控制收割精度。

收割調控能將區域內的目標物種、水生植物直接去除，可在短時間內降低水生植物現存量，其可操作性、針對性較強。但是收割調控會造成現有生態系統的平衡被打破，因此要合理確定收割方案。

2.3 魚類調控

草食性魚類可食用大量水生植物，其應用于調控大量生長的沉水植物方面效果理想。當植物組成有所差異時，草食性魚類偏好程度也所有變化，例如草魚不喜歡含有較多纖維素、硅及鐵的植物，偏好富含木質素、鈣的植物。每公頃放養草魚20～30條即可對輪葉黑藻進行控制，同時可保持其他沉水植物比例不受過大影響。放養草魚時，選用3倍體不育草魚，剛開始時放養密度降低，結合調控效果來逐漸增加放養密度。

2.4 生物化學調控

投加泥土、擾動底泥可實現調控沉水植物生長的作用。利用水下遮光物、化學顏料減少沉水植物獲得的光照，降低光照強度，也能實現調控沉水植物。這些方法可以應用于新建小型景觀湖泊中，但對于大型湖泊而言，其可操作性相對不高。

3 沉水植物過度生長的調控案例分析

某城市淺水湖泊常年蓄水不足，有大面積淺水區，底泥豐富，光照充足，有利于沉水植物生長，區域內穗花狐尾藻、川蔓藻、篦齒眼子菜等大量生長，植物死亡腐爛后造成湖泊水質降低，對湖泊生態環境造成不利影響。采用機械切割、人工切割的方法成本較高，可行性不高；采用低成本、安全性高的生物調控方法是比較好的選擇。

3.1 材料與方法

3.1.1 材料

對湖泊沉水植物進行調查，確定金魚藻、川蔓藻、穗花狐尾藻為供試沉水植物。草魚為當地常見物種，采用草魚來控制沉水植物是對現有生物資源的利用，可避免外來物種帶來的風險。

3.1.2 方法

確定控制物種及目標植物后，先通過室內模擬試驗確定不同重量草魚及不同放養密度對沉水植物的控制效果，再進行野外試驗。室內模擬試驗：①10 g草魚。采用大型水族箱作為容器，共計4個，其中均注入過濾后的湖水160 L，水族箱內分別加入鮮重50 g的金魚藻、川蔓藻、穗花狐尾藻，草魚投放密度分別為0 g/L、0.9 g/L、1.8 g/L、2.7 g/L、3.6 g/L。采用紗網將水族箱頂部封住，溶解氧由氣泵提供。持續時間2 d，結束后撈出殘余沉水植物，去除表面水分后稱重； ②50 g草魚。方法不變，將100 g的金魚藻、川蔓藻、穗花狐尾藻加入其中，按照相同密度投放體重50 g的草魚，后續同上。野外試驗，基于室內試驗的基礎，進行野外試驗。水深1.0～1.5 m，穗花狐尾藻是該地區的優勢沉水植物，選取分布均勻、長勢良好的區域，設置試驗區域共計9個，采用細紗網隔離出長、寬均為2 m的區域，細紗網高出水面50 cm，以免草魚躍出別的區域，底部采用碎石壓實。9個區域分為3組，各組平行處理，草魚的放養密度分別為0 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L。試驗時間共計30 d，試驗期間對穗花狐尾藻生長情況進行觀察，完成后撈出各區域內的穗花狐尾藻，稱重。

3.2 結果與分析

結果發現，50 g草魚的沉水植物攝食量高于10 g草魚的攝食量，提示放養密度相同的情況下，草魚體型越大則其對沉水植物的控制效果越好。試驗30 d時，草魚放養密度0.2 g/L的區塊穗花狐尾藻剩余量高于放養密度0.4 g/L的區塊，提示草魚密度增加則草魚的攝食量隨之增加，其對沉水植物的攝食量增加。

草魚放養密度0.4 g/L時，1個月后沉水植物數量極低，而草魚放養密度在0.2 g/L時，1個月可有效控制沉水植物生長，但沉水植物仍有一定剩余量，這對保持生態系統穩具有積極作用。因此希望能將穗花狐尾藻適當保留時，放養密度宜在0.2 g/L；當希望盡可能清除穗花狐尾藻時，放養密度宜在0.4 g/L。

采用體重250 g，按照每立方米1.67條的密度放養，其密度即為0.2 g/L，250 g草魚按照每立方米0.83條放養，此時其密度即為0.4 g/L，這兩個放養密度下，14 d內均難以有效對穗花狐尾藻的生長發揮抑制作用，延長時間至30 d，此時可明顯提高抑制效果。野外條件下，草魚抑制穗花狐尾藻生長效果明顯，放養密度越大、放養時間越長則控制效果越明顯。本次試驗中，體重250 g的草魚按照每立方米0.83條的方法放養，此時密度即為0.4 g/L，14 d內的抑制效果不明顯，30 d時基本可將穗花狐尾藻清除干凈。

4 結束語

城市潛水湖泊沉水植物生長控調控可維持沉水植物群落結構合理、生物量合理，其對構建良好的湖泊生態系統意義重大。本文探討了水生植物生長的影響因素，就水位調控、收割調控、魚類調控以及生物化學調控等常用沉水植物生長調控技術進行探討，結合實際案例探討了魚類調控在城市淺水湖泊沉水植物調控中的應用，經實踐證實魚類調控可應用于城市淺水湖泊沉水植物的生長控制中。

［1］黃小龍，郭艷敏，張毅敏，等.沉水植物對湖泊沉積物氮磷內源負荷的控制及應用［J］.生態與農村環境學報，2019，35（12）：1524-1530.

［2］蔡樹伯，趙輝，陳建立.北大港水庫沉水植物過度生長控制技術研究［J］.現代農業科技，2015（9）：219，227.

X524

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.22.056

2095－6835（2020）22－0130－02

施建耀（1973—），男，碩士，高級經濟師，主要從事水利水電工程研究。

〔編輯：張思楠〕