城市景觀水體水質的生態修復效果研究

王巍煒

（天津水上公園管理處，天津 300191）

1 前言

上世紀九十年代初，我國經濟迅猛騰飛的同時未對環境多加保護，城市景觀水體具有半封閉、流動性差、循環自凈能力較差等特點[1]，被大量污染。經相關研究表明城市水體的污染主要受人為活動影響，從而造成污染源侵入，如天然降雨、生活垃圾的侵入、過量捕撈、長期積累的水底淤泥釋放有害物質等，造成水體失去自凈能力，溶解氧過低，水生動物和植物的生存環境被破壞，底泥不斷釋放磷、氮等營養鹽，導致水體富營養化，最終導致“水華”等現象。天津水上公園在上世紀九十年代水生態系統結構異常水體富營養化加劇，水體氮、磷輸入量過多，外部輸入的氮磷主要來自暴雨徑流、游人廢棄物和降雨，營養鹽輸入途徑少，營養鹽滯留悉數大[2]。本文以水上公園在治理水體污染時所采取的具體措施為例，分析了適宜該水體的生態修復技術，并對生態修復的結果進行了檢測，能夠為城市景觀水體的治理和長效維持水體生態系統平衡提出有效的建議。

2 城市景觀水體污染改善措施簡述

城市景觀水體水源主要來自自然降水、地表水、中水三個方面，絕大部分水體日常補充水量以降水匯集為主。主要污染城市景觀水體的因素有外因和內因：內因主要是水體底泥污染；外因較多，如公園周邊商業區和居民的生活污水和垃圾排入、湖內魚類被偷捕等等。

城市景觀水體污染改善措施主要包含以下幾種：

（1）外源控制。針對景觀水體周邊居住及商業情況進行詳實的分析研究，設置有效攔截措施。

（2）選擇水源。除卻天然降水外，考慮城市自來水直接用于景觀水體，或從其他水質較好的城市河道等調水。若利用再生水則用水水質必須滿足《城市污水再生利用景觀環境用水水質》（GB/T189121-2002）中的有關規定。[3]

（3）防止游人偷捕、放生、野泳等擾亂水生態平衡的行為。

（4）防止各種垃圾、枯草落葉等侵入。定期打撈漂浮物及各種垃圾，防止它們向水中釋放營養物質，影響水質。

（5）優化景觀水體設計。盡可能從設計上讓景觀水體產生流動和自然復氧，增加水體中溶解氧含量，增設暴器等可使水體流動的設備。

3 水上公園概況及富營養化成因分析

3.1 水上公園概況

水上公園始建于1950年，水域75公頃占總面積的60%。公園水體由東湖、西湖、南湖、水生植物專類園、長條湖（噴泉景觀湖）五部分組成。整個水體承擔著水上游藝、景觀、調節城市氣候等多種功能。

3.2 水上公園水體富營養化的成因

水上公園湖泊屬于靜水生態系統（靜水生態系統是指不流動或很少流動的水體生態系統，如池塘、水庫、湖泊等，因水流動小或不流動，因此底部沉積物較多，水的溫度、溶解氧、二氧化碳、營養鹽類等分層現象明顯），無外通管道，流動性極差，極易導致藻類、浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量急速下降，水質惡化。由于藻類可利用的氮遠比可利用的磷多，因此，磷常被作為富營養化限制因子[4]。英國國家環境署規定，在靜止水體中，總磷濃度0.086mg/L-1為富營養化的臨界值[5]。94年水上公園水體氮、磷積累負荷高達2.40g/m2.a和1.24g/m2.a。通過水上公園水體氮、磷輸入輸出和積累量的研究表明主要富營養化原因為：（1）園內水體氮、磷輸入過多；（2）外部輸入的氮、磷主要來自暴雨徑流、游人廢棄物和降雨；（3）營養鹽輸出途徑少，營養鹽滯留系數大。

3.3 水上公園消除富營養化的關鍵問題

降低水上公園水體的氮、磷負荷；減少外部營養鹽的輸出；達到降低水體中藻類生物量、提高水體透明度的目的。

4 水上公園采用消減水體氮、磷負荷的技術途徑

4.1 機械清淤法

使用水上割草機等機械治理園內泛濫水草等。但是機械治理不僅成本高、周期長、工作強度大，而且效果差，無法從根本治理水體富營養化。

4.2 定期換水

雖然定期換水有一定效果，但是成本居高不下。

4.3 生物修復

采用投放魚類，構建湖內水生生態系統，消耗水體大量的浮游動植物，降低水體的氮、磷負荷，增加水體透明度。根據棲息習性、生活習性、食性相對地分為上層魚（鰱魚、鳙魚）；中層魚（武昌魚、草魚）；底層魚（鯉魚、鯽魚）。清道夫（梭魚）（見圖1）。

圖1 分層魚類食物鏈

4.3.1 主要投放魚類品種

鰱魚（Hypophthalmichthys Molitrix）、鳙魚（Aristichthys Nobilis又叫花鰱、胖頭魚）、草魚（Ctenopharyngodon Idell us）、武昌魚（Megalobrama Amblycephala）、鯉魚（Cyprinus Carpio）、鯽魚（Carassius Auratus）、梭魚（Sphyraenus）。

草魚為典型食草型魚類，因其能迅速清除水體各種草類而被稱為“拓荒者”，在水草、藻類剛出芽時就會被迅速地食用，有效的控制了水草。草魚、武昌魚等吃食性魚類的殘餌和糞便經過微生物分解成為肥料，可培養浮游生物作為鰱魚、鳙魚等濾食性魚類的餌料。草魚食量大，排泄物多，若單養則水質容易變肥，水質透明度將降低；若混養鰱魚、鳙魚，讓它們濾食浮游生物，就能防止水質過肥，保證草魚所需的清新水質環境；鯉魚、鯽魚、羅非魚等雜食性魚類，它們可以吃掉湖水中腐敗的有機質，也能改善水體的衛生條件；梭魚為近海魚類，又能入淡水，俗稱兩水魚，食用苔蘚類、水底泥土中的有機物、鹽類，是整個水生系統的清道夫。

以上成為穩定的湖內生態循環系統，達到生物修復的目的。

4.3.2 投放及比例

水上公園湖內原有魚類主要品種為青魚（Mylophary ngodon Piceus）、鳡魚（Elopichthys Bambusa又叫黃鉆）、鯉魚（Cyprinus Carpio）、鯽魚（Carassius Auratus）。生物修復主要投放魚品種為：草魚（經試驗，水上公園湖內草魚控制在1萬尾）、武昌魚，占投放量的40-50%；搭配40-50%的鰱魚、鳙魚和10%的鯉魚、鯽魚。作為清道夫的梭魚單獨投放，梭魚能在水溫3-35℃的水域中正常棲息覓食，最適宜的水溫范圍為12-25℃，水溫低于-0.7℃時，出現死亡。十年間投放量約為40萬尾。

由湖內浮游生物的構成比例看，鳙魚喜食的浮游動物比浮游植物少的多，加之鰱魚的搶食能力遠遠大強于鳙魚，因此，鳙魚的數量不能大于鰱魚，否則會嚴重影響到鳙魚的生長，故經長期試驗表明水上公園湖內鰱魚與鳙魚的比例為4：1。

4.3.3 日常養管

1.嚴格控制魚類的比例。如草魚，總數控制在1萬尾（4尾/畝），水上公園湖內實施生物修復十年以來，根據其自然損耗量，共補充草魚10萬尾。

2.保證湖內魚類品種的穩定。及時打撈湖內雜魚如：黃瓜魚（Cucumber Fish）、白條魚（Hemiculter Leucisculus）、麥穗魚（Pseudorasbora Parva）等。

3.魚病防治。每年投放魚藥兩次，預防魚病。

4.嚴禁私自放生破壞湖內生態系統。近年來，游客私自放生多有發生，放生品種從螃蟹、牛蛙到巴西龜、皮皮蝦等五花八門，外來物種嚴重破壞公園湖內原有的生態系統。

5 結論

2020年7月水上公園水體檢測值：總磷0.08mg/L、氨氮0.20mg/L、溶解氧9.2mg/L、CODMn6.9mg/L、化學需氧量39mg/L，整體水質良好，得益于水上公園幾十年來的持續生態修復、充分利用水體各個水層，發揮水體生產潛力，全面合理利用天然餌料（魚類糞便等）資源發揮了魚類之間的共生互利關系，極大改善了湖內生態環境、增強了水體透明度，有效控制住了富營養化。