水生態(tài)修復(fù)也是如此。這是項(xiàng)技術(shù)活，有它自己的運(yùn)作體系和科學(xué)機(jī)制，必須具備科學(xué)、系統(tǒng)的思維。太多的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們，簡單地把水生態(tài)修復(fù)等同于種水草，出現(xiàn)的最終結(jié)果，可能只會(huì)以水草死亡、系統(tǒng)崩潰、重返污染告終。
單單是水草種植這件事，如果忽略了水草生長所需要的基本條件及維持一個(gè)草型生態(tài)系統(tǒng)所必需的外部環(huán)境，就很難成功。
研究表明，在水污染所導(dǎo)致的水生植物消亡的機(jī)制沒有搞清以前，在水生植物種植成功與否的原因不能予以明確的情況下，把工作的重點(diǎn)放在水生植物種植本身，是非常盲目的。
對于河道、湖泊水生植物恢復(fù)和生態(tài)修復(fù)，首先需要做的是研究水生植物生長所需要的環(huán)境，以及維持一個(gè)草型生態(tài)系統(tǒng)所需要的外部條件。這也是今天我們探討的要點(diǎn)。只有知道了這些，種水草這項(xiàng)工作才可能變得相對簡單起來。
就現(xiàn)有的認(rèn)知而言，影響沉水植物恢復(fù)的主要因素包括物理環(huán)境(如風(fēng)浪、光照、透明度、懸浮物濃度等 )、化學(xué)環(huán)境 (如營養(yǎng)鹽濃度，氨氮濃度，根部的氧化還原環(huán)境強(qiáng)弱等 )以及生物環(huán)境 (如魚的牧食，浮游植物濃度和有無水華等 )。
有些環(huán)境條件是根本性的，決定了某一水域能否生長沉水植物，如風(fēng)浪的影響、底質(zhì)的條件等。除此以外，一般來講，決定沉水植物能否生長最主要的條件是營養(yǎng)鹽濃度。
研究表明, 在氮磷營養(yǎng)鹽濃度很高的條件下, 附著在沉水植物葉、莖上的附著生物的生物量也會(huì)大量增加, 水體透明度降低，并對水生植物光合作用產(chǎn)生遏制作用, 最終使得水生植物完全消亡(秦伯強(qiáng)等，2006a)。
當(dāng)草型生態(tài)系統(tǒng)在高營養(yǎng)狀態(tài)下逐漸崩潰，更有競爭力的浮游植物就會(huì)取而代之，形成優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)，這就是我們通常所看到的藍(lán)藻水華。
根據(jù)荷蘭Veluwe湖的觀測結(jié)果，要恢復(fù)水生植物(尤其是沉水植物)，營養(yǎng)鹽需要降低到比水生植物消亡時(shí)的臨界濃度還要低。
這也就意味著，對于富營養(yǎng)化水域，直接利用水生植物的種植(尤其是沉水植物 )來凈化水質(zhì)是不現(xiàn)實(shí)的。即使種下去，水生植物也難以存活。因此，必須先改善外部環(huán)境，創(chuàng)造適宜水生植物生長的條件。
怎么創(chuàng)造?最主要的就是先期進(jìn)行控藻。
目前比較常見的控藻技術(shù)，按照常見的物理、化學(xué)、生物“三大門派”分，物理法最直接，化學(xué)法見效最快，生物法是趨勢。
物理法中，又包括了機(jī)械/人工除藻、黏土除藻、遮光除藻。其中黏土除藻是最有前景的技術(shù)。1997年《Nature》上就發(fā)表一篇文章，指出黏土除藻可能是治理藻華最有發(fā)展前途的方法。但是就目前來看，黏土除藻技術(shù)在海洋生態(tài)系統(tǒng)的治理應(yīng)用較多。
2010年左右，中科院湖泊所和中科院生態(tài)研究中心利用黏土除藻技術(shù)對淡水生態(tài)系統(tǒng)(太湖梅梁灣)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黏土除藻效率很高，4h除藻效率可達(dá)85%以上(實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù))，同時(shí)對TN、TP的凈化效果也達(dá)到了70%、80%。
但是，實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)黏土除藻后存在營養(yǎng)鹽釋放等問題，無法防治沉積物和藻細(xì)胞的泛起和營養(yǎng)鹽的釋放，存在一定的二次污染。但是，這并不影響該技術(shù)作為一種非常高效的應(yīng)急除藻技術(shù)。
| 黏土除藻能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果(張木蘭等)
化學(xué)方法中，最流行的方法是使用殺菌滅藻劑，目前市面上相關(guān)除藻制劑較多，這里不再贅述?；瘜W(xué)除藻雖然能做到1~3天甚至當(dāng)天見效，但其對環(huán)境影響較大，容易對水生動(dòng)物、微生物造成不可逆的傷害，還會(huì)帶來意想不到的次生污染。
目前國家層面管控嚴(yán)格，2018年山東濰坊耗資4700萬撒藥治污，被生態(tài)環(huán)境部作為負(fù)面典型，全國通報(bào)批評;就連貴州用絮凝劑治水(傳送門)，也被點(diǎn)名。
生物方法中，又可分為魚類控藻、植物克藻、以藻治藻、生物控制試劑、微生物絮凝除藻等。其中，魚類控藻是應(yīng)用較廣的技術(shù)，主要通過投放鰱、鳙等濾食性魚類直接食藻。但是，現(xiàn)在越來越多的研究認(rèn)為，魚類并不能真正控藻。藻類在被魚類攝食之后，還會(huì)隨著代謝活動(dòng)重新排入水體(傳送門)。
植物克藻主要是通過耐污型較好的植物與藻類競爭，形成相生相克。這樣的植物一般是浮葉植物，如水葫蘆、水花生、滿江紅等，但是其又會(huì)帶來生物入侵問題，難以控制，后期清理這些易泛濫的浮葉植物也是一項(xiàng)頭疼事。
以藻治藻是指通過易控制的藻類來競爭水體營養(yǎng)，抑制水華發(fā)生，機(jī)制和植物克藻相近。常用的藻類為水網(wǎng)藻，體長可達(dá)2~3m，其對水體N、P污染物的去除率也均在70%以上。
生物控制試劑包括病毒、細(xì)菌、真菌、放線菌和原生動(dòng)物等。通過這些生物的裂變或攝食來控藻。如寄生在藍(lán)藻內(nèi)部的肌病毒科、短尾病毒科，可以裂解藍(lán)綠藻，被人們用來消除水華。細(xì)菌、真菌、放線菌這些生物控制制劑主要通過釋放酶或者抗生素作用于藍(lán)藻，達(dá)到裂解藻類的目的。此外，一些原生動(dòng)物如水溞(俗稱紅蟲)、變形蟲、鞭毛蟲等能夠直接攝食藍(lán)藻，也被用于水治理工作中。
微生物絮凝劑是一種由微生物產(chǎn)生的具有絮凝功能的高分子有機(jī)物。利用光合菌、放線菌等微生物產(chǎn)生的多肽、酯類、糖蛋白、纖維素等作為絮凝劑，可以對包括藍(lán)藻在內(nèi)的大多數(shù)藻類產(chǎn)生絮凝作用，并且對環(huán)境無二次污染。該技術(shù)也被認(rèn)為是生物控藻技術(shù)的主要發(fā)展方向。
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