一種利用濾食生物控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種濾食生物控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用經(jīng)典生物操縱技術(shù)來提高水體透明度則是水生態(tài)修復(fù)的最重要前提之一，然而，生物操縱技術(shù)在湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的實際應(yīng)用中遇到了很多挑戰(zhàn)。生物操縱不成功的原因相當(dāng)復(fù)雜，總體而言，主要是由于長食物鏈中的營養(yǎng)級聯(lián)效應(yīng)會隨著營養(yǎng)級增加而減弱以及復(fù)雜食物網(wǎng)中存在的營養(yǎng)級聯(lián)非線性關(guān)系，從而使得生態(tài)修復(fù)的效果不盡人意。生物操縱后幼魚數(shù)量的迅速增加似乎不可避免，這是生態(tài)修復(fù)失敗的最主要原因，而且富營養(yǎng)程度高的水體幼魚數(shù)量增加的速度相對較快。大量新增幼魚對生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。首先，幼魚雖小但消費能力強(qiáng)，每天可攝食與自身體重相當(dāng)?shù)母∮蝿游铮L過程中還會排泄大量營養(yǎng)鹽，產(chǎn)生上行效應(yīng)。其次，幼魚組成中往往有相當(dāng)比例的底棲食性魚類，底棲魚類的覓食活動不僅使沉積物營養(yǎng)鹽釋放，促進(jìn)浮游藻類生長，更重要的是，還能使沉積物發(fā)生懸浮，極大降低水體透明度，導(dǎo)致清水態(tài)向濁水態(tài)的轉(zhuǎn)變。
[0003]因此，如何控制生態(tài)修復(fù)后的底棲食性幼魚暴發(fā)所帶來的負(fù)面效應(yīng)，富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)最終取得成功的關(guān)鍵。
[0004]

【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控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬方法，該模擬方法通過精確的模擬實驗，獲得了在富營養(yǎng)化水體(如湖泊、池塘)中加以使用的能迅速地降低幼魚暴發(fā)所致的高懸浮物濃度，改善水體光照條件，從而達(dá)到修復(fù)富營養(yǎng)化水體的目的方法。
[0006]本發(fā)明利用濾食生物控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬方法，所述的方法包括沉積物準(zhǔn)備、湖水準(zhǔn)備、加入河蜆和鯉魚開始實驗及采樣。
[0007]進(jìn)一步的，所述模擬方法具體技術(shù)方法為:
(1)沉積物的準(zhǔn)備:沉積物來自太湖過篩并充分混勻，所述的沉積物分裝各桶中，厚1cm ;所述的桶為400L玻璃鋼材質(zhì)，不透光，3平行共18個；
(2)湖水準(zhǔn)備:過濾太湖水并混勻，各實驗桶先加入一半湖水后澄清5天，再將桶內(nèi)水加滿；采集水樣，測定實驗初始的水化指標(biāo)，作為本底值，各桶之間水溫一致；
(3)加入河蜆、鯉魚實驗正式開始；
(4)采樣:采水樣4天一次，采集4次。分析水化指標(biāo)，應(yīng)用辦公軟件MicrosoftExcel對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，統(tǒng)計軟件SPSS中ANOVA方法對數(shù)據(jù)差異進(jìn)行分析。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中沉積物過60目不銹鋼篩；所述步驟(2)中的湖水過500目浮游植物網(wǎng)，所述水化指標(biāo)為葉綠素a (Chi a)、總氮(TN)、總磷(TP)、懸浮物(SS)和溶氧量(0D)。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中河蜆、鯉魚的密度設(shè)計為河蜆密度處理(0、60和180只)，換算為單位面積生物量則為(0、214g/m2和643 g/m2);鯉魚密度(I尾和3尾)，換算為單位面積生物量則為(4.3g/m2和12.9 g/m2)。
[0010]進(jìn)一步，上述河蜆殼長20-25 mm，高10-20 mm，所述鯉魚體長6-8 cm。
[0011]進(jìn)一步的，上述河蜆選擇2-3 g，鯉魚選擇2-4 g，均取自太湖。
[0012]本發(fā)明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理采用的實驗生態(tài)學(xué)方法，實現(xiàn)了精準(zhǔn)的對控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬，利用生物操縱原理，加入濾食生物一河蜆，通過河蜆控制鯉魚幼魚暴發(fā)所造成的沉積物懸浮、改善水體光照條件，從而達(dá)到修復(fù)富營養(yǎng)化水體的目的，本方法具有安全、成本低等特點。
【附圖說明】
[0013]圖1葉綠素a的濃度(平均值土標(biāo)準(zhǔn)誤)。
[0014]圖2懸浮物TSS的濃度(平均值土標(biāo)準(zhǔn)誤)。
【具體實施方式】
[0015]本模擬方法中，實驗桶尺寸為400L玻璃鋼材質(zhì)，不透光。
[0016]本模擬方法中，河蜆來自太湖，密度處理(0、60和180只)，換算為單位面積生物量則為(0、214g/m2和643 g/m2);鯉魚也來自太湖梅梁灣灣口(體長為6_8 cm)，密度(I尾和3尾)，換算為單位面積生物量則為(4.3g/m2和12.9 g/m2)。3平行共18個桶?；靹蛱啄?；浮游植物網(wǎng)過濾太湖水；河蜆選擇2-3 g規(guī)格，鯉魚選擇2-4 go
[0017]實施例1河蜆抑制沉積物懸浮的模擬方法本發(fā)明模擬方法包括如下過程:
(O沉積物準(zhǔn)備:沉積物來自太湖，過60目不銹鋼篩，并充分混勻，各實驗桶分裝1cm ；
(2)湖水準(zhǔn)備:太湖湖水過濾(500目尼龍篩網(wǎng))并混勻，各實驗桶先加入一半湖水后澄清5天，再將桶內(nèi)水加滿。采集水樣，測定實驗初始的水化指標(biāo)葉綠素a (Chi a)、總氮(TN)、總磷(TP)、懸浮物(SS)和溶氧量(OD)等，作為本底值；
(3)同時加入河蜆、鯉魚實驗正式開始；
(4)采樣:采水樣4天一次，采集4次；分析水化指標(biāo)，其方法依據(jù)《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析》。應(yīng)用辦公軟件Microsoft Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，統(tǒng)計軟件SPSS中ANOVA方法對數(shù)據(jù)差異進(jìn)行分析。
[0018]模擬實驗結(jié)果表明，鯉魚擾動顯著增加水體葉綠素含量。圖1可以看出相同河蜆數(shù)量的情況下，三條魚的葉綠素a含量明顯高于一條魚的。河蜆對葉綠素a的降低作用明顯。高密度的河蜆組顯著高于中密度組河蜆和沒有放河蜆的組。中密度組與沒有河蜆組相比差異顯著。當(dāng)河蜆密度達(dá)到180只時候一尾的桶內(nèi)chl-a濃度為4.12Pg/L，三尾的桶內(nèi)(*1_&濃度為10.32 Pg/L。已經(jīng)處于一個較低的水平。鯉魚擾動帶來的影響處于一種消除的狀態(tài)。
[0019]模擬實驗結(jié)果表明，鯉魚擾動顯著增加水體TSS濃度。圖2可以看出相同河蜆數(shù)量的情況下，三條魚的TSS濃度明顯高于一條魚的。河蜆對懸浮物的降低作用明顯。高密度的河蜆組顯著高于中密度組河蜆和沒有放河蜆的組。中密度組與沒有河蜆組相比差異顯著(P〈0.05)。水體懸浮物濃度變化趨勢和葉綠素a的變化趨勢相互一致。
[0020]根據(jù)本實驗及預(yù)實驗的結(jié)果，河蜆放養(yǎng)密度為500_700g/m2，鯉魚幼魚密度控制范圍為0-30 g/m2;根據(jù)本實驗及預(yù)實驗的結(jié)果，鯉魚幼魚規(guī)格不超過10g/尾時使用該技術(shù)。
[0021]二、湖泊富營養(yǎng)水體修復(fù)中的應(yīng)用
無錫五里湖的生態(tài)修復(fù)示范工程，示范工程面積50000平方米，2010年5月開始施工，7月份生態(tài)修復(fù)區(qū)出現(xiàn)大量鯉魚幼魚，水體渾濁，水體透明度僅30厘米，隨即投放河蜆后，透明度改善到90厘米以上，水體清澈，水質(zhì)良好。
【主權(quán)項】
1.一種利用濾食生物控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)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、加入河蜆和鯉魚及采樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法，其特征在于，所述模擬方法具體為: (1)沉積物的準(zhǔn)備:沉積物來自太湖過篩并充分混勻，所述的沉積物分裝各桶中，厚1cm ;所述的桶為400L玻璃鋼材質(zhì)，不透光，3平行共18個； (2)湖水準(zhǔn)備:過濾太湖水并混勻，所述各桶中先加入一半湖水后澄清5天，再將桶內(nèi)水加滿；采集水樣，測定實驗初始的水化指標(biāo)，作為本底值，所述各桶中水溫一致； (3)加入河蜆、鯉魚； (4)采樣:采水樣4天一次，采集4次；分析水化指標(biāo)，應(yīng)用辦公軟件MicrosoftExcel對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，統(tǒng)計軟件SPSS中ANOVA方法對數(shù)據(jù)差異進(jìn)行分析。
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(I)中沉積物過60目不銹鋼篩；所述步驟(2)中的湖水過500目浮游植物網(wǎng)；所述水化指標(biāo)為葉綠素a (Chi a)、總氮(TN)、總磷(TP)、懸浮物(SS)和溶氧量(0D)。
4.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(3)中加入的河蜆、鯉魚的密度設(shè)計為河蜆密度處理(0、60和180只)，換算為單位面積生物量則為(0、214g/m2和643g/m2);鯉魚密度(I尾和3尾)，換算為單位面積生物量則為(4.3g/m2和12.9 g/m2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的模擬方法，其特征在于，所述河蜆殼長20-25mm,高10-20mm，所述鯉魚體長6-8 cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬方法，其特征在于，所述河蜆規(guī)格選擇2-3g，鯉魚規(guī)格選擇2-4 g，均來自太湖。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用濾食生物控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬方法，所述模擬方法包括沉積物準(zhǔn)備、湖水準(zhǔn)備、加入河蜆和鯉魚開始實驗及采樣，其中加入的河蜆、鯉魚的密度設(shè)計為河蜆密度處理（0、60和180只），換算為單位面積生物量則為（0、214g/m2和643g/m2）；鯉魚密度（1尾和3尾），換算為單位面積生物量則為（4.3g/m2和12.9g/m2）。本發(fā)明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理采用的實驗生態(tài)學(xué)方法，實現(xiàn)了精準(zhǔn)的對控制生態(tài)修復(fù)工程中幼魚暴發(fā)所致負(fù)面效應(yīng)的模擬，利用生物操縱原理，加入濾食生物—河蜆，通過河蜆控制鯉魚幼魚暴發(fā)所造成的沉積物懸浮、改善水體光照條件，從而達(dá)到修復(fù)富營養(yǎng)化水體的目的，本方法具有安全、成本低等特點。
【IPC分類】A01K61-00
【公開號】CN104839056
【申請?zhí)枴緾N201510244868
【發(fā)明人】李寬意, 沈睿杰, 閔屾, 朱小龍, 谷嬌, 寧曉雨
【申請人】中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月14日