任彩文 冯智 罗鑫 刘雷 雷康 杨军峰
武汉航发瑞华生态科技有限公司 湖北武汉 430000
摘要：为了给武汉市某湖水生态修复工程大范围的实施提供经验，于某湖建立沉水植物群落恢复示范工程。研究了植物物种配置、种植方式对沉水植物恢复的影响；比较了围挡方式、透明度干预措施、包裹材料等对沉水植物恢复的影响。初步建成了水生态修复示范工程且效果良好。
关键词 ：沉水植物；水生态修复
1 引言
《武汉城市总体规划（2005-2020）纲要》和《武汉市国民经济和社会发展第十三个五年总体规划纲要》中已经将城市水环境治理与水生态保护作为总体规划的重要内容，并提到了极其重要的地位。因此武汉市某湖的水生态修复对城市安全和品质提升都有着重要的意义。
2 项目概况及方案
某湖水生态修复示范区为开放直线型沿岸带的典型代表区域。现状年水质整体基本为III-IV类，常水位水深1.2—2.8 m，透明度 0.4—0.8 m，大部分区域为0.5 m 左右。某湖水生态示范区水深适合以沉水植物恢复为核心的水生态修复工程的实施。沉水植物选择在水深2.5m以内，底质较适宜的区域作为修复区域。示范区沉水植物恢复采用苦草和轮叶黑藻、穗花狐尾藻、金鱼藻、菹草及微齿眼子菜。种植方式采用抛种法、扦插法和沉床法。
3 分析和讨论
3.1围挡方式对比
围隔措施作为施工工序中的前置处理，是该项目的主要技术部分组成之一，在水生态恢复过程起到较大的作用。为了对比围网和不透水围隔对水生态恢复的影响，设置A区和D区进行对照试验，A区作为不透水围隔措施试验区；D区作为透水围网措施试验区。监测结果表明：A区和D区的TP去除率分别为48.05%和61.04%；说明沉水植物能吸附水里面的化学需氧量以及氨氮、总磷等污染物。
此外，A区COD和BOD5去除率分别为52.63%和44.44%。而D区的COD和BOD5去除效果不明显。这是由于D区与外界连通，不能完全隔离内外水体。整体上来说，植物种植后，A区的水质指标稳步提升，要好于D区。这说明由于不透水围隔措施可以明显降低风浪冲刷、阻隔草食性鱼类牧食、改善透明度。此外实施全封闭围隔、或半封闭围隔后，A、B、C区分别提高透明度40、30、60cm。D区透明度与围隔外部一致，透明度受外部环境影响较大，在60cm左右。透水围网区域水体交换频繁，水体透明度和外围水域区别不大。
3.2包裹材料对比
抛种所包裹泥土，可选用普通湖泥或底质改良材料。湖泥取之于湖，用之于湖，比较环保经济。底质改良剂可以改善示范区硬性底质生存环境，同时对底泥N、P、有机物等污染物进行原位去除。
为了对比湖泥和底质改良剂两种包裹材料对水生态恢复的影响，设置A、B两个区块进行对照试验。A区抛种区作为空白对照区域，采用无纺布包裹湖泥抛种法；B区抛种区作为底质改良剂措施试验区，采用无纺布包裹底质改良材料抛种法。从图4水质理化指标监测结果中可以看出，从第一次和第五次的检测结果可知：A区TN去除率为45.36%，B区的TN去除率为35.06%；A区TP去除率为48.05%，B区的TP去除率为48.28%；此外，A区COD和BOD5去除率分别为52.63%和44.44%。而B区的COD和BOD5去除率分别为44.44%和39.39%。整体上来说，植物种植后， B区实施底质改良后在水质提升效果上的优势暂未体现。
其次，为了考察底质改良剂对底泥N、P、有机物等污染物进行原位去除效果，对A区抛种区、B区抛种区2个区域进行了底泥监测，具体检测结果表明A区和B区TN去除率分别为55.3%和76.3%；A区和B区有机质去除率分别为31.4%和58.3%；B区TP去除率为20.8%，A区的TP去除能力有限。说明底质改良剂确实对湖泊底泥中的N、P、有机物等污染物有去除效果。且沉水植物在一定程度上对底泥的改善作用也有影响。
3.3透明度干预措施
水体透明度是影响沉水植物生长的一个重要因素，透明度降低会影响光照从而阻碍水生植物的光合作用，使沉水植物无法生存，不利于恢复以沉水植物为主的湖泊草型稳态生态系统。为了研究透明度改良措施对水生态恢复的影响，设置A、C、D三区进行对照试验：D区作为围隔外空白对照区；A区作为围隔内空白对照区；C区作为围隔内透明度干预措施试验区，C区种植沉水植物且根据需要投加复合生物絮凝剂改善透明度。A区实施后透明度提高10~30cm，后期稳定到80-90cm左右；D区其透明度与围隔外部一致，在60cm左右。C区域采取透明度干扰措施以保障水体透明度，透明度明显改善，并稳步提高至120cm左右。
3.4植物品种配置
通过跟踪监测示范区植物生物量和株长来评估示范区植物生长情况，从而对沉水植物品种配置优化提供依据。根据示范区植物生长情况观察，现状以金鱼藻和原生大茨藻为优势种群。C区域微齿眼子菜种植面积最大，但是微齿眼子菜根较短，受风浪影响，大量微齿眼子菜被冲刷漂浮，根据航拍结果显示，微齿眼子菜水面基本观测不到，其投入量高但生物量较低，故而认为在目前受风浪影响大的环境条件下，不适合种植微齿眼子菜生长，建议后期微齿眼子菜在风浪较小区域实施。
4总结与建议
通过示范区水生态修复工程的实践，得到了如下结果：不透水围隔可以明显降低风浪冲刷、阻隔草食性鱼类牧食、改善透明度，在水生态修复中是必要的。底质改良剂相对于湖泥工程成本高，建议在本底条件较好区域不使用底质改良剂。对于像苦草等景观效果好，不易出露水面的品种，宜在人流量大的近岸相对较浅区域成片布置。对于金鱼藻、穗花狐尾藻、轮叶黑藻等耐污能力强，但易出露水面的品种，选择在透明度相对低的深水区域种植。微齿眼子菜宜在受风浪影响较小的区域种植。由于扦插、抛种、沉床具有显著的成本差异，建议植物种植方式以扦插和抛投为主，沉床法建议在排口等条件恶劣区域实施。透明度提升措施建议在植物种植初期，或受极端天气影响导致水体透明度急剧下降时实施。