沉水植物種植基質(zhì)及利用沉水植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沉水植物種植基質(zhì)以及利 用沉水植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，大量的氮、磷等污染物排入湖泊、水庫(kù) 和河流，水體的富營(yíng)養(yǎng)化受到了全世界生態(tài)學(xué)專家及環(huán)境學(xué)專家的廣泛關(guān)注。我國(guó)的近岸 海域及大部分河道、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化越來(lái)越嚴(yán)重，其原有的生態(tài)自凈能力在逐漸衰退，嚴(yán)重地 區(qū)甚至已喪失自凈能力，恢復(fù)與重建水生態(tài)系統(tǒng)是富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)的主要內(nèi)容之 O
[0003] 富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)的最終目就是構(gòu)建良好的生態(tài)系統(tǒng)。而構(gòu)建良好的生態(tài)系 統(tǒng)，首先就得使沉水植物群落能快速恢復(fù)。幾乎所有的相關(guān)學(xué)者和專家都認(rèn)為，沉水植物在 水體生態(tài)修復(fù)中作用極大，沉水植物不僅在生長(zhǎng)過(guò)程中自身可吸附氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)成分并 能促進(jìn)水中懸浮物的沉降，還可以通過(guò)光合作用來(lái)增加水中的溶解氧，凈化水質(zhì)，增加水中 微生物數(shù)量來(lái)降低水體富營(yíng)養(yǎng)化程度，同時(shí)，沉水植物給水生動(dòng)物提供了更加健康的生活 棲息地和隱蔽場(chǎng)所，從而來(lái)改善整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)。
[0004] 因此，在富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水體中，種植沉水植物是恢復(fù)與重建其水生態(tài)系統(tǒng)的最 主要手段之一。然而，沉水植物的生長(zhǎng)和分布受到多項(xiàng)環(huán)境因子的調(diào)控和脅迫，如光照、水 的透明度、硬底質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽分以及風(fēng)浪等環(huán)境因子，在眾多的環(huán)境因子中，水體的透明度和 光照對(duì)沉水植物的環(huán)境脅迫最為明顯。當(dāng)遇到一些突發(fā)性自然災(zāi)害，如洪澇或較強(qiáng)的地表 徑流引起湖泊水位升高，水體透明度降低，沉水植物常常因得不到充足的光照，不能進(jìn)行正 常的光合和呼吸作用而逐漸死亡，最終使得沉水植物群落在水下不能定居。沉水植物生態(tài) 凈化中受補(bǔ)償深度條件的限制，一般通過(guò)降低水位的方法來(lái)改變水下光照條件，滿足沉水 植物的光補(bǔ)償條件，然后逐漸恢復(fù)原來(lái)的水位，這種方法雖然也取得了一定的效果，但是受 到實(shí)施難度的限制，如對(duì)于面積較大的湖泊，降低水位實(shí)施難度較大。利用種植有沉水植物 的網(wǎng)床、網(wǎng)箱等恢復(fù)方式對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)有一定的效果，但網(wǎng)床、網(wǎng)箱固定沉水植物多 采用捆綁法，這種方法容易使沉水植物捆綁基部表皮受損，受損后短時(shí)間內(nèi)腐爛，最終從網(wǎng) 箱或網(wǎng)床中脫落，尤其是像苦草這種無(wú)莖草本植物，用捆綁法只能捆綁其葉片下部，這樣更 容易使葉片發(fā)生折斷現(xiàn)象，大大降低了苦草的存活率。多層次生態(tài)網(wǎng)床雖然可實(shí)現(xiàn)垂直方 位多層次的水生植物體系，能很快的凈化污染水體，但這種體系違背了水生植物在水中的 垂直分布結(jié)構(gòu)，各層次的水生植物生長(zhǎng)環(huán)境難以控制。水下插粧種植可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)沉 水植物群落，但是在深水區(qū)域不易操作。利用沉水植物繁育毯雖然解決了沉水植物的固定 和成活率問(wèn)題，但這種繁育毯在污染水體底部能否起到凈化水體的作用，還是要通過(guò)調(diào)節(jié) 水位來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際水生態(tài)修復(fù)工程中應(yīng)用難度大。因此，如何使新建的沉水植物群落在水 底適應(yīng)各種環(huán)境災(zāi)變及環(huán)境變化，并逐步趨于穩(wěn)定，是沉水植物植被恢復(fù)的關(guān)鍵。
[0005] 利用繩索調(diào)節(jié)育苗盤在水中的高度，并使用錨或繩索在水底或岸邊固定，這種方 式，對(duì)育苗盤下調(diào)容易，上調(diào)很難，缺少可控性。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1530336A公開(kāi)了一種富營(yíng) 養(yǎng)化淺水小水體的生態(tài)修復(fù)方法，該技術(shù)公開(kāi)了沉水植物由在河道的兩側(cè)插上的定滑輪和 繩子固定的花盆組成的滑輪升降培種模型引種，其裝置雖可調(diào)節(jié)，但是該裝置穩(wěn)固性差，在 環(huán)境變化和災(zāi)變頻繁的條件下不適用。
[0006] 中國(guó)專利CN201369957Y公開(kāi)了一種沉水植物種植床，其由種植床、固定導(dǎo)向桿和 升降裝置組成，其中升降裝置由繩索、立柱及安裝其上的滑輪組成。該專利可調(diào)節(jié)種植床的 升降，但是同樣的存在裝置穩(wěn)固性差，適用范圍窄的問(wèn)題。
[0007] 利用沉水植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體不僅要考慮種植裝置的穩(wěn)固性，還要考慮種植沉 水植物的種植基質(zhì)是否適合沉水植物的生長(zhǎng)同時(shí)又不會(huì)為水體的修復(fù)帶來(lái)不良影響等問(wèn) 題。沉水植物的恢復(fù)由于受到眾多條件的限制，在水體修復(fù)工程中還存在許多的問(wèn)題。因 此，在水體修復(fù)過(guò)程中，探尋一種能夠使沉水植物在環(huán)境變化和環(huán)境災(zāi)變頻繁的條件下能 夠穩(wěn)定存活的沉水植物可調(diào)式裝置和沉水植物的栽培技術(shù)方法是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種沉水植物種植基質(zhì)，該種植基質(zhì)對(duì)沉水植物既 起到機(jī)械支撐的作用，同時(shí)也為沉水植物提供前期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且可從富營(yíng)養(yǎng)化水體中吸附 更多的N、P供沉水植物的生長(zhǎng)。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種沉水植物種植基質(zhì)，包括生土、碎石和椰糠，所述生土、碎石和椰糠按照重量比 (0. 5~1.5): (0. 5~1.5): (2~5)混合。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，所述生土、碎石和椰 糠按照重量比1:1:3混合。
[0010] 進(jìn)一步的，所述沉水植物種植基質(zhì)還包括絲瓜瓢和泥炭土中的一種或兩種；所述 絲瓜瓢與生土的重量比為（0. 1~1) :1 ;所述泥炭土與生土重量比為（0. 1~〇. 6) :1。
[0011] 在本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的生土是從地下深層挖出來(lái)的土，沒(méi)有植物根系，不含 有腐質(zhì)物，營(yíng)養(yǎng)成分較少；所述碎石的粒徑不超過(guò)lcm，是由天然巖石經(jīng)破碎、篩分而得；所 述椰糠是沒(méi)有經(jīng)過(guò)粉碎的椰子外殼纖維。
[0012] 本發(fā)明沉水植物種植基質(zhì)取代傳統(tǒng)的沉水植物土壤，解決了傳統(tǒng)沉水植物種植方 法中單獨(dú)使用營(yíng)養(yǎng)豐富的粘土基質(zhì)在水下容易結(jié)構(gòu)分離的問(wèn)題，是一種對(duì)沉水植物起到機(jī) 械支撐的作用以及供應(yīng)前期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的混合固體種植基質(zhì)，由生土、碎石和椰糠按重量比 (0. 5~1. 5) : (0. 5~1. 5) : (2~5)的比例混合而成，更優(yōu)的重量比為1:1:3,本發(fā)明沉水植物 種植基質(zhì)配比中選擇大比例的椰糠，是因?yàn)橐穼儆诙嗫字参锢w維，使得沉水植物的根系 在多孔植物纖維中有更好的形態(tài)發(fā)展空間，另外多孔植物纖維擴(kuò)大了生物膜面積，從富營(yíng) 養(yǎng)化水體中吸附更多的N、P供沉水植物生長(zhǎng)，不僅起到了水體修復(fù)功能，還有起到了固定 作用，同時(shí)椰糠中含有一定的營(yíng)養(yǎng)成分；一定比例的碎石可以起到調(diào)節(jié)重力的作用并增加 了生物膜生長(zhǎng)的表面積，一定比例的生土可以粘合碎石和椰糠形成在水下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的種植 基質(zhì)，并為沉水植物根系的初期發(fā)育提供一定的營(yíng)養(yǎng)。
[0013] 本發(fā)明沉水植物種植基質(zhì)還可以包括絲瓜瓢和泥炭土一種或兩種，所述絲瓜瓢為 萌蘆科植物絲瓜的成熟果實(shí)的維管束，用閘刀截?cái)喑筛?~10cm的圓柱體狀，絲瓜瓢為多孔 植物纖維，不含營(yíng)養(yǎng)成分，與生土、碎石和椰糠組合，更進(jìn)一步的擴(kuò)大了生物膜面積，且更好 地為植物提供機(jī)械支撐，其優(yōu)選的配比為與生土的重量比0. 6:1 ;所述泥炭土含有豐富的 營(yíng)養(yǎng)成分，可供植物生長(zhǎng)前期穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)需求，但是泥炭土?xí)o水體帶來(lái)額外的氮、磷，加 重水體富營(yíng)養(yǎng)化，因此，其優(yōu)選的配比為與生土的重量比〇. 2:1，既可供前期生長(zhǎng)勢(shì)較弱的 沉水植物營(yíng)養(yǎng)，又不會(huì)加重水體富營(yíng)養(yǎng)化。本發(fā)明沉水植物種植基質(zhì)由生土、碎石、椰糠、絲 瓜瓢和泥炭土按照重量比1:1:3:0. 6:0. 2組成時(shí)，既最利于沉水植物的成活生長(zhǎng)，應(yīng)用于 本發(fā)明所述利用沉水植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置中修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的效果最佳。
[0014] 本發(fā)明沉水植物種植基質(zhì)適用于沉水植物種苗、幼芽、種子等繁殖體，大大提高了 沉水植物的成活率，也尤其適合苦草的生長(zhǎng)，也有利于輪葉黑藻、眼子菜和菹草的生長(zhǎng)。
[0015] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用沉水植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置，該裝置 利用上述的沉水植物基質(zhì)種植苦草等沉水植物，可有效解決在水體透明度低、水位變化頻 繁、自然災(zāi)變多、硬地質(zhì)等富營(yíng)養(yǎng)化水體環(huán)境中進(jìn)行沉水植物的種植及污染水體修復(fù)等難 題，同時(shí)本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)