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生态工程案例

时间:2022-11-12 百科知识 版权反馈
【摘要】:恢复和重建湖泊生态系统,维护湖泊生态安全已经成为共识。生态工程作为恢复和重建生态系统的重要手段,将其应用于富营养化湖泊治理越来越受到广泛关注。具体来讲,湖泊生态工程指在生态学原理指导下,以受损湖泊和生态系统恢复为目标,运用工程学和经济学理论,开展重建保护的生态工程。湖泊生态系统是由无机环境与各类水生生物群落共同组成的动态平衡系统。

湖泊是地球上重要的生态系统,其在美化环境、保护物种以及资源利用等方面均具有不可替代的作用。然而由于人类在发展经济的过程中,对湖泊生态系统认识与保护的不足,导致其普遍出现富营养化的问题,使湖泊服务功能大大衰减。恢复和重建湖泊生态系统,维护湖泊生态安全已经成为共识。生态工程作为恢复和重建生态系统的重要手段,将其应用于富营养化湖泊治理越来越受到广泛关注。具体来讲,湖泊生态工程指在生态学原理指导下,以受损湖泊和生态系统恢复为目标,运用工程学和经济学理论,开展重建保护的生态工程。

(一)湖泊生态系统组成及结构

湖泊生态系统是由无机环境与各类水生生物群落共同组成的动态平衡系统。各种生物群落在从其生存环境之间获得物质与能量的同时,也时刻通过生命活动中的各种生理生化作用改变着环境,两者处于相互作用和相互影响的动态平衡中。作为水生态系统的重要组成之一,湖泊生态系统在组成结构上同样由无机环境、生产者、消费者以及分解者四大要素组成(图8-1)。生产者一般指浮游植物、维管束植物以及光合细菌等自养型生物,能够通过光合作用利用简单的无机物质制造有机物是这类生物的共同特征,在湖泊生态系统中处于各营养级底端。消费者包括原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物、鱼类及其他脊椎动物等以浮游植物和水生植物为食的各类生物,这类生物不仅受生产者的影响,而且也受其生活的水环境的影响。分解者主要包括各种水生细菌及真菌,它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物,吸收某些分解产物,最终将有机物分解为简单的无机物,而这些无机物参与物质循环后可被自养型生物重新利用。湖泊生态系统中,分解者不仅包含各种细菌和真菌等异养型微生物,还包括蟹、软体动物等无脊椎动物。无机环境包含的内容较多,凡是能够对生物生长、发育、生殖、行为和分布造成影响的直接或者间接的因子都可以称之为环境要素。影响湖泊生态系统的环境要素主要包括:气候因子,如光、温度、湿度、风、雨、雪等;无机物质,如C、H、O、N、CO2及各种无机盐等;有机物质,如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。

图8-1 湖泊生态系统循环体系

湖泊生态系统中的各类生产者、消费者、分解者是构成湖泊食物链和生态链的基本要素,而无机环境则是各条食物链物质和能量的来源与载体。具体到各生态类群而言,浮游植物和沉水植物通过光合作用将环境中的各种无机物质合成湖泊生态循环所需的有机物质与能量,浮游动物、鱼类及其部分无脊椎动物通过主动或者被动捕食初级生产者获得自身生长所需物质与能量,各类细菌、真菌以及部分无脊椎动物分解和降解初级生产者和各类消费者。在一个健康的湖泊生态系统中,为了保持系统稳定,上述各要素之间必须维持一种动态平衡,缺少或削弱任何一个生态系统要素都将引起生态系统的稳态转变与退化。

1.水体理化因子

湖泊水体理化性状与其生态系统的结构和功能密切相关,一方面,水体理化特征影响着湖泊水生生物的生长、发育与分布;另一方面,水体理化特征反映着生物生存的外界条件。营养盐浓度的高低是湖泊生态系统重要的环境条件,湖泊氮、磷营养盐的大量输入,能导致浮游植物大量繁殖,水生植被退化甚至消失,使湖泊生态系统由草型清水稳态转变为藻型浊水状态。

2.沉积物环境

湖泊沉积物是湖泊形成后逐渐沉积形成的,可以通过各种方式影响湖泊水体的物理化学性质,因而近年来逐渐被认为是湖泊组成密不可分的一部分。沉积物是湖泊营养物质的重要蓄积库,沉积物中营养盐的释放对水体的营养水平有着不可忽视的影响。当湖泊的污染外源受到控制以后,由于沉积物中营养盐内负荷的存在和释放,湖泊仍然可以继续处于富营养化状态。磷是造成湖泊富营养化的限制性因素之一,沉积物磷的释放行为因而备受关注。水体的营养状态和初级生产力受沉积物生物可利用性磷的影响较大,因而,近年来对沉积物磷的分级提取逐步由磷的单存性分级界定转向了可利用的视角,如图8-2所示。

图8-2 湖泊磷循环示意图(据Correll,1998,修改)

3.水文气象因子

水文气象对浅水湖泊生态系统有着深远和复杂的影响,其直接或间接影响着水生生物的数量变动、种群组成、垂直分布、生命周期等。一方面,光照、气温、水温、水量和透明度等可直接影响水生生物;另一方面,风向、风速、降雨、蒸发、降尘、水位、流量、流速、水体交换周期及停滞时间等通过影响湖泊水体的分层、混合以及光照、营养盐的可利用性等对水生生物起间接的作用。但目前有关水文气象对生态系统影响的研究还是较为匮乏。

4.浮游植物

浮游植物是湖泊初级生产力的主要组成之一,在水生态系统能量流动和物质循环中具有重要作用。对于贫营养型和中营养型湖泊而言,生态系统的初级生产力由水生植物和浮游植物共同构成,浮游植物生产力较低,但其物种多样性较高。而对于富营养藻型浅水湖泊,生态系统的初级生产力几乎全部来自单细胞或群体浮游植物的光合作用,浮游植物物种多样性却较低。在不同营养类型或同一营养类型不同季节的湖泊,浮游植物群落结构往往存在显著差异。浮游植物种类组成和群落结构受多种生态因子的影响,这些因子中既有营养盐、光照、温度、p H值等非生物因子,又有生物因子。生物因子对浮游植物的影响也不容小觑,浮游动物和鱼类可通过摄食作用,影响浮游植物群落结构,控制浮游生物的生物量;而水生植物也会通过营养竞争和他感作用影响浮游植物的群落特征;甚至于不同藻类之间也会相互作用,影响生长。此外,盐度、重金属、微量元素、水文、气象、UV辐射等也可以直接或间接影响浮游植物种群的组成和结构,参与浮游植物演替变化。

5.水生植物

水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者之一,对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用,是良性湖泊生态系统的必要组成部分。水生植物发育良好有利于提高湖泊生态系统的生物多样性,而生态系统的生物多样性有助于提高生态系统的稳定性,进而使湖泊可以忍受较高的外源污染负荷,保持较低的营养水平,并能抑制浮游植物的生长,维持湖泊清水状态。水生植物具有多种维持湖泊清水状态的机制,如为浮游动物提供庇护、减少沉积物再悬浮、与浮游植物竞争营养及释放克藻物质等。按生活型,一般将高等水生植物分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。其中,沉水植物占据了湖泊中水和底质的主要界面,联系着水体和沉积物两大营养库,对湖泊生产力及湖泊生态系统过程的影响显得尤为重要。目前,水生植物特别是沉水植物在水生态修复中的关键性地位得到了越来越多的认可。

水生植物生长除了受营养元素的限制以外,还受光照、温度、沉积物和生物因子等多种因素的影响。不同水生植物对水质的适应阈值不同,对氮、磷等营养盐的吸收也有差异。不同水生植物对水温有不同的适应能力。一般认为,沉水植物对低温有较好的适应性,最适宜生长的温度为15~30℃。不同沉水植物对水温的适应能力也有差异,如伊乐藻和菹草较耐寒,而黑藻、微齿眼子菜和苦草则较耐热。水生植物的分布及其群落型特点与沉积物也密切相关,如红线草、微齿眼子菜多分布于砂质的底泥中,而狐尾藻多分布于有机质含量较多的黑色淤泥的底质中。此外,藻型富营养化湖泊中,浮游植物的大量繁殖生长也会抑制水生植物的生长,影响机制包括营养竞争、藻类层的遮光作用、释放有毒物质等。

6.浮游动物

浮游动物是天然水域食物链中的一个重要环节,在湖泊生态系统的物质循环和能量流动中起着承上启下的作用。一方面,浮游动物有的以浮游植物为食物,控制着水体的初级生产力;另一方面,其本身又是其他水生生物的食物,其种类和数量的变化直接或间接影响着其他较高等水生生物的分布和丰度。浮游动物的不少种类对环境变化比较敏感,与水质污染程度密切相关。在清洁型水体中,浮游动物一般有种类多、数量少的特点;中度或较严重富营养化的水体中,耐污种类往往形成优势种群,以较高数量出现;在重度污染(包括有机和重金属污染)的水体中,很少有浮游动物能够生存。因而,浮游动物种类组成、种类数目变化、个体数量变动及生物量分布、多样性指数等群落结构特征被用来检测评价水质及变化趋势。此外,浮游动物还是水生态修复方法中生物操纵的关键因子之一,浮游动物的数量与分布受到温度、p H值、水流、浊度、食物、捕食等多种因子的影响。

7.其他生物类群

底栖动物和鱼类在湖泊生态系统中也起着非常重要的作用,是食物链的重要消费者,两者均可直接或间接控制浮游植物的生长。底栖动物处于食物链的中间环节,一方面它对浮游生物进行捕食,另一方面为鱼类提供食物。底栖动物的群落结构与湖泊水质状况密切相关。不同湖泊生态系统中,底栖动物的物种种类、物种多样性、密度和生物量亦有很大差异。

鱼类对浮游植物的影响是近年来水生态修复研究中的热点问题。最初,人们主要是通过去除食浮游生物者或添加食鱼动物降低浮游生物食性鱼的数量,使浮游动物向大型化演替,从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率,降低浮游植物的数量,即典型的生物操纵方法。后来发现,浮游生物食性鱼不仅滤食浮游动物,有的也能滤食浮游植物,因而浮游生物食性鱼也被直接用来控制藻类,即非典型生物操纵方法。许多试验结果表明,通过生物操纵可显著降低浮游植物的生物量。但这种方法也同样得到了很多质疑,反对者(Barthelmes,1988; Wetzel, 2001)认为:这种对较高营养级生物摄食模式的操纵对富营养化控制来说仅仅具有短期的治疗性价值,因为营养盐(特别是磷)只是从湖泊的一个营养库暂时地转移到了另一个营养库,而这些营养盐的一部分肯定将再循环及被后续的光合作用再利用;浮游植物及相伴的敞水区微生物的补偿能力是成倍增加的、多样的和快速反应的,在维持潜在生产力可持续的营养盐条件下,对生态系统如此简单的扰动将不会长时间持续下去;大型浮游动物的摄食可暂时导致藻类生物量的下降,却常常导致超微藻(在微型生物环中有更快的生长和循环速率)和不能被浮游动物有效摄食的蓝藻的急速增加;随着水体规模的增大,浮游食性鱼的去除通过毒杀或泄水都难以实现,这种设想成功的可能性变得很小了;要想实现对浮游生物捕食作用的降低,需要成年肉食性鱼类的大规模放养工程,这样放养的成本效率也是值得怀疑的,特别是在它的稳定性还不确定的情况下。因而,针对不同的富营养化湖泊,如何使生物操纵法获得成功并得以长期维持,是研究者和管理者目前非常关注的问题。

(二)湖泊生态系统退化机制

湖泊生态系统退化是自然因素和人为因素共同作用的结果,气候变迁、地壳运动、工业污染物排放、农业灌溉、过度养殖、水利工程兴建、外来物种的入侵、水土流失、林地破坏等均是湖泊生态系统退化的主要影响因素。但随湖泊的类型、时空的差异,各因素在湖泊生态系统退化中产生影响的程度不同。因而,根据主导因素的不同,可将湖泊生态系统退化划分为自然因素主导下的湖泊生态系统退化和人为因素主导下的湖泊生态系统退化。

1.自然因素主导下的湖泊生态系统退化

湖泊一旦形成,就受到外部自然因素和内部各种过程的持续作用而不断演变。湖泊生态系统的自然演变主要表现在:入湖河流携带的大量泥沙和生物残骸年复一年在湖内沉积,湖盆逐渐淤浅,变成陆地,或随着沿岸带水生植物的发展,逐渐变成沼泽;干燥气候条件下的内陆湖由于气候变异,冰雪融水减少,地下水水位下降等,补给水量不足以补偿蒸发损耗,往往引起湖面退缩干涸,或盐类物质在湖盆内积聚浓缩,湖水日益盐化,最终变成干盐湖;某些湖泊因出口下切,湖水流出而干涸。此外,由于地壳升降运动,气候变迁和形成湖泊的其他因素的变化,湖泊也会经历缩小和扩大的反复过程。我国新疆的罗布泊和台特马湖的消亡,是自然因素影响下湖泊消亡的典型实例。

2.人为因素主导下的湖泊生态系统退化

随着社会经济的快速发展,资源利用强度加大,人类在向自然索取生存材料的同时,却未能把握好与自然之间和谐相处的尺度,使湖泊环境问题越来越突出,主要表现为:过度利用水资源导致湖泊咸化、萎缩和干涸,盲目大规模围垦导致湖泊水面的缩小乃至消失,大量排放污水、污物导致湖泊水质恶化,水利工程建设和过度捕捞导致水产资源枯竭等。由于人类活动的不断加剧,大大加速了湖泊的演化过程。湖泊环境问题的日益迅速凸显使其生命周期缩短,加速了湖泊的消亡。根据湖泊演替过程中湖泊水质和水域面积的变化,以人为因素主导下的湖泊生态系统退化主要产生两种类型的退化,即湖泊萎缩和湖泊富营养化。人类不合理的开发活动可引起湖泊的萎缩,这些不合理的开发活动主要包括:在一些入湖河流的上游开展大规模开垦耕地,引水灌溉,筑坝、跨区域调水等工程,导致入湖水量锐减,水位下降,同时盲目围湖造田而使湖泊遭受消亡或急剧缩小。人类活动的加剧也是引起湖泊富营养化的重要原因。近几十年来,由于社会经济迅速发展与污染治理相对落后之间的矛盾日益突出,大量未经处理的污水直接排放到湖泊中,加速了湖泊环境中氮磷营养物质的累积,从而使湖泊富营养化进程变得异常迅速。

目前,富营养化已成为我国最为突出的浅水湖泊生态系统退化问题之一。我国主要淡水湖泊除处于人烟稀少地区和原始状态的部分湖泊外,其他湖泊营养盐水平基本达到了富营养化发生的标准浓度,如我国五大淡水湖泊中的太湖和巢湖已进入富营养化状态。城市湖泊,由于湖水受城市废水的影响大,无论地理位置如何,几乎都已达到富营养化或严重富营养化的程度,其中昆明的滇池已达到严重富营养化水平。我国的富营养化湖泊几乎都是藻型富营养化湖泊,其特点主要表现为:湖水中总氮、总磷等无机营养盐浓度异常增高,大量大型水生植物消亡,而自养型浮游植物(藻类)异常增殖,成为湖泊生态系统中的主要生产者,当藻类生产力和生物量积聚至一定水平时,形成藻类水华,从而导致水生态系统结构和功能发生一系列变化,表现为水质恶化、水体透明度下降、溶解氧减少、湖底沉积速率增加、景观破坏、生物多样性下降、鱼类大量死亡等,严重影响着湖泊水体的使用价值。这种情况在靠近城市的小型湖泊中,如杭州西湖、南京玄武湖、武汉墨水湖等,表现得尤为突出。

(三)湖泊生态修复技术

1.概念及意义

美国国家研究委员会(NRC)1992年在其出版的报告《水生生态系统修复》中将其定义为“将生态系统修复到最接近其未受扰动时的状态”,同时指出“所谓修复是指重建扰动前水体的功能以及相关的物理、化学和生物学特性”。水生生态系统修复是指通过一系列的措施将已经退化的水生生态系统恢复或修复到其原有水平,使水生生态系统具有更高的生态忍受性。水生生态系统修复的最终目的是通过一系列措施,创造一个自然的、可以自我调节的并与所在区域完全整合的系统,从而最大限度地减缓水生生态系统的退化,使系统恢复或修复到可以接受的、能长期自我维持的、稳定的状态。虽然水生生态系统的修复有时可以在自然条件下进行,但一般还是通过人工干预的方式实现的,主要包括:重建干扰前的物理环境条件、调节水和土壤环境的化学条件、减轻生态系统的环境压力(减少营养盐或污染物的负荷)、原位处理(采取生物修复或生物调控的措施),重新引进已经消失的土著动植物,尽可能地保护水生生态系统中尚未退化的组成部分等。

作为水生生态系统的重要类型,湖泊生态系统修复的核心依然是通过减缓外部环境胁迫,或改善环境条件,实现生态系统的修复,以提高其抵御外部环境变化的能力和自我修复的能力。虽然湖泊生态系统具有自然演替的能力,但其本身又是一类较为脆弱的生态系统,尤其对于浅水湖泊,抵御外界干扰的能力低,自身稳定性差,环境容量小。我国多数湖泊为浅水型湖泊,由于人为干扰的加剧,湖泊退化严重,因而恢复退化湖泊生态系统的重要性已越来越被人们所认识并逐渐形成研究热点。湖泊生态系统具有复杂性、开放性和影响因素多样性的特点,因而决定了其恢复过程的长期性和艰巨性。浅水湖泊的退化问题早在20世纪初就已出现,自此发达国家对退化湖泊生态系统修复进行了大量实践。我国也在近20年来对退化湖泊生态系统的修复开展了大量工作,但至今仍然没有非常成功的经验可循。退化湖泊生态系统的修复已成为全球淡水生态系统研究的前瞻性领域,其对于保障湖泊的可持续发展具有重要意义。

2.水体污染治理

要实施湖泊生态修复,首先要充分了解湖泊的生态功能和系统结构,分析其功能退化或受损的原因,根据目标和功能来确定如何调整生态系统结构,从而有针对性地实施生态修复。湖泊富营养化是目前我国湖泊生态系统退化的主要问题,其主要是由于流域内不合理的人类活动,导致大量营养盐的输入、内源污染物的增加和氮、磷在水体中不断积累而造成的。对于富营养化湖泊,生态修复就是把蓝藻水华频发、水质浑浊的富营养化藻型湖泊生态系统通过一定的途径转化为水生植物茂盛、水质清澈的草型湖泊生态系统。

营养盐浓度是藻型湖泊生态系统和草型湖泊生态系统相互转换的重要影响因素,因此,开展退化湖泊生态系统的修复,实现湖泊从藻型到草型生态系统的转变,首先必须降低营养负荷,即通常所讲的控制污染负荷。引起湖泊污染负荷的污染源,根据其与湖泊水体的关系,可以划分为外源污染源和内源污染源两大类。其中,外源污染源是指湖泊水体以外的各种人类活动所产生的污染源,它是湖泊生态系统中污染物的主要来源,包括点源污染源、面源污染源等。目前,我国绝大多数天然水体的环境治理仍然停留在外源污染点源的控制上,而点源控制也主要限于工业点源污染控制或有机污染控制上,对于城市生活污水、农业分散的面源污染或生活污水基本上尚未采取真正有效的措施,未能实现外源污染的截断,因而短期内减轻我国湖泊富营养化退化加剧的趋势几乎不太可能。修复或重建环湖湿地保护带、修复或重建入湖河流的河口湿地系统、建设前置库等是目前常用的外源污染控制生态技术。

3.沉积物污染治理

对于以水体富营养化为主要表现形式的湖泊生态系统,仅水体本身总氮、总磷浓度已达到或超过富营养化发生的浓度,即使将外源污染物消减到零,也不可能在短期内实现退化湖泊生态系统的修复,这就涉及到内源污染在湖泊富营养化中的作用。由于大量污染物的沉积,沉积物中营养盐含量较高,常常是上覆水中的数十倍,在风浪的扰动下,一次次地悬浮并把沉积物中的营养盐释放出来,形成内源污染,使得其营养盐负荷在外源全部得到控制的条件下,仍然很难在短时间内迅速下降。因此,现阶段湖泊生态修复的关键是在控制营养盐的基础上如何充分利用湖泊生态系统中营养盐及生物之间相互作用、相互依存的关系,增加系统的稳定性和弹性。

4.水生植物恢复重建

重建或恢复湖泊生态系统的生物群落,促进系统的正常演替是实现其生态修复的第一步,也是关键的一步。以水生高等植物为主体的湖泊生态系统,为系统中物质循环、能量流动创造了必要的条件,同时也为其他动植物和微生物的生存提供必要的栖息地,从而增加了生态系统的物种多样性、弹性和稳定性,因而重建水生植物群落成为了湖泊生态修复的重点和热点。纵观国内外对湖泊生态系统修复的研究历程,从水生植物恢复角度而言,主要经历了3个发展阶段:20世纪70年代,国内外研究主要集中在通过向湖泊放养大量草鱼来消灭水生植物,以防止湖泊衰老;20世纪80年代,随着湖泊富营养化和藻类水华的发生,人们对过去破坏水生生物的行为有所认识;20世纪90年代开始,则进行了富营养化水体中组建和恢复水生植物的研究,并试图在已丧失了水生植物的湖泊中重建水生植物群落。

水生植物对生态系统的作用方式可以分为生物化学作用和生物物理作用两方面,具体表现在:抑制藻类,固持底泥,抑制风浪,吸收同化湖水和底泥中的氮、磷等营养物质,清除重金属和有毒有机污染物,为水生动物提供良好的栖息环境等方面,从而对改善湖泊水质、控制和降低湖泊富营养化状况,促进湖泊生态系统的修复起到重要作用。大型水生植物对湖泊外源营养物质的吸收净化作用,对内源营养物质的净化及克藻效应等,已从实践中得到了证实,滇池草海、太湖五里湖等的生态修复试验研究结果均表明,高等水生植物尤其是沉水植物在维持水体生态功能和水体净化过程中起着重要作用。

植物物种的选择是重建湖泊水生植被的重要一环,根据已有研究结果,莲、芦苇、红菱、黑藻、苦草、穗花狐尾藻、马来眼子菜、伊乐藻、金鱼藻和菹草等是湖泊生态修复中常见的植物种类。营养盐、光照、水温、透明度、沉积物理化性状等因素对水生植物的生长有重要影响,从而也影响着湖泊水生植被的重建。在富营养化湖泊水体中,藻类对水生植被的重建也有一定的影响,在藻类大量生长和暴发的季节,藻类对水生植物的恢复将产生抑制作用,特别是富营养化水体中的蓝藻水华对水生高等植物往往有致命伤害作用,导致引种的高等水生植物死亡。此外,溶解氧、p H值、食草鱼类种群等也是影响水生植物重建的重要因素。综上所述,在富营养化水体中恢复和重建高等水生植物群落面临许多生存压力,在构建时必须充分考虑这些压力,以环境改善为前提,包括控制污染负荷和输入、去除内源污染释放、协调水生生物群落结构等,在此基础上,再辅以水生植物种植,生态修复才能取得成效。

(四)生态修复实践与经验

纵观对湖泊生态系统修复的研究历程,经历了由工程控制污染源到生态控制的过程,并取得了一些有价值的研究成果和经验,同时也有一些值得深思的教训。在发达国家和部分发展中国家早期,主要通过切断污染源的措施对湖泊进行治理。但研究表明,即使在污染源得到有效控制的前提下,湖泊生态系统也不可能在短期内恢复。湖泊通过截污等措施,水体的营养盐浓度虽然有明显降低,但是湖水中叶绿素a浓度却往往不能有效降低,湖泊的富营养化程度并没有得到改善。我国南京玄武湖自1990年就开始实施上游的截污工程,但1991—1997年的湖水叶绿素a浓度年平均值仍呈上升趋势。因而,以藻类为绝对优势种群的富营养化湖泊生态系统仅靠控制外源营养盐并不能改变系统的稳定性,很难恢复到草型湖泊生态系统。20世纪70年代,人们逐渐认识到湖泊的富营养化实质上是生态系统中生态链发生改变的外在表现形式。富营养化湖泊中,浮游植物大量生长繁殖,能量流动和物质循环不畅通,从而导致水生高等植物大量消亡,伴随其生长的鱼类和浮游生物也急剧减少,生态链上的生产者和消费者都发生了本质的变化,湖泊生态系统退化。

因而,人们基于生态系统中生态链的组成特点,提出通过重建生物群落来恢复生态的生物控制技术。生物调控是在分析湖泊水体食物网(链)结构对生态系统初级生产力重要影响的基础上,旨在通过调整食物链的结构组成,增加浮游动物种群数量,以提高对藻类的捕食强度,控制藻类的生存和水华的暴发。生物调控技术对于小而浅、相对封闭的湖泊生态系统中的某些浮游植物控制效果较好。但尽管鱼类大量摄食浮游植物,却未能有效降低浮游植物生物量,相反却促进了小型藻类的生长。我国武汉东湖在大量放养鱼类后富营养化程度并没有降低就是一个很好的证据。

目前,重建水生植物群落的方法,以其良好的净化效果、独特的经济效益、低能耗、简单易行以及有利于恢复和重建良好的湖泊生态系统等特点,正日益受到广大研究者的广泛关注,近年来已成为湖泊生态修复研究领域的热点之一。但是,人为构建的系统不是在与环境的互动中成长起来的自然生态系统,缺乏长期的稳定性,故如何长久维系水生植物存在的整个生态系统及其结构是目前生态修复学的难点。因而,湖泊生态系统修复必须采取顶端控制(控制进入湖泊的污染物的来源)和底端治理(包括内源污染治理和水生植物恢复)相结合的方法,才能从根本上解决湖泊富营养化问题,实现湖泊生态修复的目标。

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