一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法
专利名称:一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法
一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法技术领域：
[0001]本发明涉及环境生态学领域，具体说是一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控技术。本发明通过确定不同植物搭配组合后的残体分解速率，在沼泽化较为严重的湖区设计一种新的植物镶嵌组合模式，利用该模式下的植物残体协同分解效应，遏制沼泽化趋势。
背景技术：
[0002]目前关于浅水湖泊沼泽化控制，日本、加拿大、中国等国均已有相关的专利技术， 其中机械收割、人工清淤、围隔净化等技术措施的应用较为广泛。公开号为201004818Y的新型实用专利公布了一种滚刀式的水草收割机，具有尺寸小，运行灵活，操作方便，收割效率高，无二次污染等特点。公开号为101591131A的发明专利通过向水体中投放复合菌剂对底泥中的污染物进行转移、转化及降解，促进底泥泥层底栖生物种群多元化和丰富化，使湖泊底泥污染物减少和无机化，从而起到对底泥削减的作用，具有节省人力、物力、财力，能够避免二次污染的特点。公开号为1631822A的发明专利提出了一种河道淤泥就地资源化的利用方法，这种方法在清除河道中原有植被后改种一定经济价值的水生植被类型，利用植物系统或植物-水生生物系统转化去除淤泥中的富营养化淤泥成分，通过水生生物的捕捞和水生经济作物的收获带走淤泥中的污染物成分，通过局部改变水生植物生境的方式抑制其生长，具有一定的经济价值。CN1163861A的发明专利设计一种湖泊和沼泽的净化系统， 通过将目标湖泊或沼泽隔离成一个专门的水处理区域，然后从水处理区中抽水，从水中分离并清除出污染物，最后将净化水排放到上述水处理区之外。该方法提供了一整套净化湖泊和沼泽的设备，能够更有效、更可靠地改善拥有大量水的封闭水域的水质。从目前的研究结果来看，机械化方式收割沉水植物可限制湖泊内源性营养物负荷的积累和释放，减少二次污染，抑制生物填平作用，防治沼泽化，但是，对触发沼泽化的大型挺水植物芦苇来讲，收割增加了茎密度且单独使用收割或除草剂无法达到对芦苇的长期控制。采用人工隔离水域的方式可以显著改善沼泽区域的水质，但没有从根本上解决大型水生维管束植物蔓延的问题，而且此方法经济成本较高，不利于大范围推广。本发明着眼于草型湖泊沼泽化综合治理，从设计水生植物的协同分解格局入手，具有理论和技术的创新性，对北方草型湖泊沼泽化综合治理起到一定的推动作用。
发明内容
[0003]本发明的目的在于利用各种植物的协同分解作用，按比例在一定范围的水域内栽种不同类型的挺水、浮叶以及沉水植物，使处于衰亡期的植物残体迅速、大量分解，减少淤积量，削弱其对湖底的填平作用。本发明的特征在于根据植物分解速率的差异可以确定沼泽化优势植物，从而有针对性的制定沼泽化控制方案；运用生态学中种间竞争的原理进行植物配置，采用挺水一浮叶一沉水、挺水一沉水、浮叶一沉水植物镶嵌组合模式，在生长期充分发挥不同植物种群间的竞争抑制作用，在衰亡期可以加快植物残体分解速率。[0004]本发明与已有技术相比，其益处在于该技术采用纯生态的方法和手段，所需植物均为湖泊本底植物，植物栽种后易于成活，并不影响湖泊原有的生态功能，经济成本低，易于在草型浅水湖泊中推广使用。[0005]原理和实施方式[0006]以下详细说明本发明的原理和实施方式[0007]本发明的原理水生植物残体在分解的过程当中存在协同效应。按照一定生物量比例，在沼泽化区域内进行以协同分解率最大化为目标的植物配置，可以有效抑制水生维管束植物残体的累积、遏制草型湖泊沼泽化程度的加剧。[0008]具体实施方式
如下首先对目标区域内的挺水、浮叶和沉水植物种群进行现场调查，确定触发沼泽化的优势植物；采集不同植物样品并风干，得到其干重值，在生长期和衰亡期内持续监测不同植物的分解速率，对于影响植物分解率的不同因素(如总N、总P、水位波动及水温等)进行阈值分析；按照不同的生物量比例在目标区域内栽种挺水、浮叶、沉水植物，确定各种植物分解速率最快、植物间协同分解效应最大化的生物量比例；依据上述生物量比例进行目标区域内的植物配置，使得该种模式下沼泽化区域内的优势植物能始终保持分解率较大，残体累积量较小的状态，以此来减缓湖泊的沼泽化趋势；[0009]实施例1[0010]华北平原海河流域某段，主要水生植物包括芦苇、莲、蓖齿眼子菜。该片水域水体流动慢、与外界交换能力差，水生植物死亡后残体分解速度极慢，其沼泽化程度体现为较强的生物填平作用。将目标区域划分为对照区和比例配置区，在比例配置区内按照生物量 3:1: 1的比例，在目标区域内种植莲、芦苇与蓖齿眼子菜，沼泽化调控效果如表1所示[0011]表1沼泽化调控效果对比[0012]
权利要求
1.一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法，其特征在于在沼泽化区域，利用湖泊本底植物进行镶嵌组合，形成不同植物体之间的协同分解效应，显著增加各种水生植物的分解速率，削弱植物残体的累积填平作用，维持湖泊原有生态功能，调控沼泽化。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于首先进行目标区域内大尺度的水生植被分布调查，确定每种植物对沼泽化的贡献率及分解速率，通过对不同植物组合后协同分解率的监测，得到分解效应最大化条件下的生物量之比。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于以上述生物量的比值为依据，在目标区域内进行植物的移栽，可以有效加快植物残体分解速率，减少生物量累积，遏制沼泽化趋势。
专利摘要
本发明针对草型浅水湖泊中植物残体分解速率小、生物填平作用强而导致的沼泽化，提出了一种基于水生植物残体间协同分解效应的沼泽化调控方法。首先在目标区域内确定触发草型湖泊快速沼泽化的主要优势植物及其分解淤积能力，通过小试得到协同分解效应最大化条件下的不同植物生物量比例。在目标区域内以此为依据，改变沼泽化区域内的现有植物格局，从而加快水中优势沼泽植物残体的分解，抑制其生物累积填平作用，延缓沼泽化趋势。该方法操作简便、经济可行，克服了机械收割和人工清淤等方式成本高、效率低的缺点，可以显著改善湖泊水环境和水生态现状，具有一定的推广使用价值。
文档编号A01G1/00GKCN102511257SQ201110360896
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月15日
发明者崔保山, 张永涛, 李夏, 王婷婷, 蓝艳, 韩祯 申请人:北京师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法技术领域：
[0001]本发明涉及环境生态学领域，具体说是一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控技术。本发明通过确定不同植物搭配组合后的残体分解速率，在沼泽化较为严重的湖区设计一种新的植物镶嵌组合模式，利用该模式下的植物残体协同分解效应，遏制沼泽化趋势。
背景技术：
[0002]目前关于浅水湖泊沼泽化控制，日本、加拿大、中国等国均已有相关的专利技术， 其中机械收割、人工清淤、围隔净化等技术措施的应用较为广泛。公开号为201004818Y的新型实用专利公布了一种滚刀式的水草收割机，具有尺寸小，运行灵活，操作方便，收割效率高，无二次污染等特点。公开号为101591131A的发明专利通过向水体中投放复合菌剂对底泥中的污染物进行转移、转化及降解，促进底泥泥层底栖生物种群多元化和丰富化，使湖泊底泥污染物减少和无机化，从而起到对底泥削减的作用，具有节省人力、物力、财力，能够避免二次污染的特点。公开号为1631822A的发明专利提出了一种河道淤泥就地资源化的利用方法，这种方法在清除河道中原有植被后改种一定经济价值的水生植被类型，利用植物系统或植物-水生生物系统转化去除淤泥中的富营养化淤泥成分，通过水生生物的捕捞和水生经济作物的收获带走淤泥中的污染物成分，通过局部改变水生植物生境的方式抑制其生长，具有一定的经济价值。CN1163861A的发明专利设计一种湖泊和沼泽的净化系统， 通过将目标湖泊或沼泽隔离成一个专门的水处理区域，然后从水处理区中抽水，从水中分离并清除出污染物，最后将净化水排放到上述水处理区之外。该方法提供了一整套净化湖泊和沼泽的设备，能够更有效、更可靠地改善拥有大量水的封闭水域的水质。从目前的研究结果来看，机械化方式收割沉水植物可限制湖泊内源性营养物负荷的积累和释放，减少二次污染，抑制生物填平作用，防治沼泽化，但是，对触发沼泽化的大型挺水植物芦苇来讲，收割增加了茎密度且单独使用收割或除草剂无法达到对芦苇的长期控制。采用人工隔离水域的方式可以显著改善沼泽区域的水质，但没有从根本上解决大型水生维管束植物蔓延的问题，而且此方法经济成本较高，不利于大范围推广。本发明着眼于草型湖泊沼泽化综合治理，从设计水生植物的协同分解格局入手，具有理论和技术的创新性，对北方草型湖泊沼泽化综合治理起到一定的推动作用。
发明内容
[0003]本发明的目的在于利用各种植物的协同分解作用，按比例在一定范围的水域内栽种不同类型的挺水、浮叶以及沉水植物，使处于衰亡期的植物残体迅速、大量分解，减少淤积量，削弱其对湖底的填平作用。本发明的特征在于根据植物分解速率的差异可以确定沼泽化优势植物，从而有针对性的制定沼泽化控制方案；运用生态学中种间竞争的原理进行植物配置，采用挺水一浮叶一沉水、挺水一沉水、浮叶一沉水植物镶嵌组合模式，在生长期充分发挥不同植物种群间的竞争抑制作用，在衰亡期可以加快植物残体分解速率。[0004]本发明与已有技术相比，其益处在于该技术采用纯生态的方法和手段，所需植物均为湖泊本底植物，植物栽种后易于成活，并不影响湖泊原有的生态功能，经济成本低，易于在草型浅水湖泊中推广使用。[0005]原理和实施方式[0006]以下详细说明本发明的原理和实施方式[0007]本发明的原理水生植物残体在分解的过程当中存在协同效应。按照一定生物量比例，在沼泽化区域内进行以协同分解率最大化为目标的植物配置，可以有效抑制水生维管束植物残体的累积、遏制草型湖泊沼泽化程度的加剧。[0008]具体实施方式
如下首先对目标区域内的挺水、浮叶和沉水植物种群进行现场调查，确定触发沼泽化的优势植物；采集不同植物样品并风干，得到其干重值，在生长期和衰亡期内持续监测不同植物的分解速率，对于影响植物分解率的不同因素(如总N、总P、水位波动及水温等)进行阈值分析；按照不同的生物量比例在目标区域内栽种挺水、浮叶、沉水植物，确定各种植物分解速率最快、植物间协同分解效应最大化的生物量比例；依据上述生物量比例进行目标区域内的植物配置，使得该种模式下沼泽化区域内的优势植物能始终保持分解率较大，残体累积量较小的状态，以此来减缓湖泊的沼泽化趋势；[0009]实施例1[0010]华北平原海河流域某段，主要水生植物包括芦苇、莲、蓖齿眼子菜。该片水域水体流动慢、与外界交换能力差，水生植物死亡后残体分解速度极慢，其沼泽化程度体现为较强的生物填平作用。将目标区域划分为对照区和比例配置区，在比例配置区内按照生物量 3:1: 1的比例，在目标区域内种植莲、芦苇与蓖齿眼子菜，沼泽化调控效果如表1所示[0011]表1沼泽化调控效果对比[0012]
权利要求
1.一种基于植物残体协同分解效应的草型浅水湖泊沼泽化调控方法，其特征在于在沼泽化区域，利用湖泊本底植物进行镶嵌组合，形成不同植物体之间的协同分解效应，显著增加各种水生植物的分解速率，削弱植物残体的累积填平作用，维持湖泊原有生态功能，调控沼泽化。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于首先进行目标区域内大尺度的水生植被分布调查，确定每种植物对沼泽化的贡献率及分解速率，通过对不同植物组合后协同分解率的监测，得到分解效应最大化条件下的生物量之比。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于以上述生物量的比值为依据，在目标区域内进行植物的移栽，可以有效加快植物残体分解速率，减少生物量累积，遏制沼泽化趋势。
专利摘要
本发明针对草型浅水湖泊中植物残体分解速率小、生物填平作用强而导致的沼泽化，提出了一种基于水生植物残体间协同分解效应的沼泽化调控方法。首先在目标区域内确定触发草型湖泊快速沼泽化的主要优势植物及其分解淤积能力，通过小试得到协同分解效应最大化条件下的不同植物生物量比例。在目标区域内以此为依据，改变沼泽化区域内的现有植物格局，从而加快水中优势沼泽植物残体的分解，抑制其生物累积填平作用，延缓沼泽化趋势。该方法操作简便、经济可行，克服了机械收割和人工清淤等方式成本高、效率低的缺点，可以显著改善湖泊水环境和水生态现状，具有一定的推广使用价值。
文档编号A01G1/00GKCN102511257SQ201110360896
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月15日
发明者崔保山, 张永涛, 李夏, 王婷婷, 蓝艳, 韩祯 申请人:北京师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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