城市浅水湖泊沉水植物生长控制

浅水湖泊具有水位浅、城市沉水湖泊面积大的浅水特点，湖底容易受到风浪的湖泊作用，也容易受到人类活动的植物影响，因此，生长浅水湖泊普遍存在富营养化问题及水生植被退化的控制问题。水生植被是城市沉水湖泊生态系统的重要组成部分之一，其属于初级生产者，浅水具有提高物种多样性、湖泊维持物种丰度、植物吸收重金属、生长吸收水体营养盐、控制改善水质的城市沉水重要作用。但是浅水水生植物（特别是沉水植物）具有成活率高、繁殖能力强的湖泊特点，其生物量通常巨大，其爆发性增长造成其他物种的扩散、定居均受到阻碍，这对湖泊生物多样性的增加以及水生植物群落结构的优化均造成不利影响。水生植物大量增长造成水体流动受到影响，影响局部温度而进一步影响营养盐分布以及 pH；植物密度过大可造成水体溶解氧含量降低，引起水生动物生长环境恶化；水生植物腐烂后造成水体二次污染等。因此有必要开展浅水湖泊水生植物的生长调控。

1 水生植物生长的影响因素

调控水生植物生长的前提是准确把握各物种的生活史，生活史指的是物种的生长、分化、生殖、休眠以及迁移等的整体格局，其反映了植物的生长、扩张、繁殖、衰落的生物过程。通过文献调研、实地勘察可基本掌握各种物种的生活史以及相关参数。底泥是有根的水生植物生长的基础，其提供了矿物质营养以供水生植物生长，水生植物的生长、群落演替受到底泥中的有机物质、营养盐含量以及底泥的机制类型的直接影响。氨氮浓度增高可直接影响穗花狐尾藻、金鱼藻等的生理代谢，营养盐浓度增高可造成水生植物生物量降低、多样性减少，氮磷浓度过高同样会造成水生植物的生长受到不利 影响。水深可限制水生植物的生长，水深不断增加，水生植物的覆盖度、生物量都会随之降低，而具有较强水深适应能力的物种在水深不断增加的情况下，其竞争优势将逐渐凸显出来。水动力的大小也会影响水生植物的生长，流速过高则底质受到的干扰增加，降低水体透明度，水流物理胁迫水生植物引起光合作用效率降低；流速较低时底质受到干扰小，水体透明度增加，这对水生植物生长有利，水生植物大量生长而形成更大的阻流作用。

生物因素可影响水生植物的生长。浮游藻类植物个体小，周转率及生产力高，其可吸收大量营养，因此，其与水生植物之间有竞争作用，可造成沉水植物营养限制；浮游藻类植物遮蔽光照，这也进一步限制了水生植物的生长。鱼类可食用萌芽期水生植物而造成水生植物量降低，底层鱼类 扰动造成沉积物悬浮，这也会对沉水植物的生长造成不利 影响。

2 沉水植物调控技术

2.1 水位调控

水位年际变动、年内变动可造成水生植物的时空分布受到影响，从而影响其正常生长、繁衍以及演替。水位波动可引起沉水植物群落出现明显变化，水位较低时，淤积、侵蚀下植被的生长环境发生变化，此时沉水植物群落暂时受到破坏，当水位较高时，土著种自然恢复。水位降低对浮游植物以及水质造成的影响并不明显，但是多数沉水植物及浮叶植物的覆盖度、生物量均明显降低，与离岸湖区相比，近岸植物受到的影响更大。水位调控的优势是容易操作，但是水位调控的持续时间、开展时期以及调控幅度等关键参数的确定难度比较大。城市大型湖泊多具有供水功能、防洪功能，其对水位管控的要求较高，因此，水位调控时存在较多限制。

2.2 收割调控

大型水生植物收割船应用于沉水植物的收割中，可实现切割、捡拾、传输、牵引一体化作用，切割刀片可调节，能精准控制收割精度。收割调控能将区域内的目标物种、水生植物直接去除，可在短时间内降低水生植物现存量，其可操作性、针对性较强。但是收割调控会造成现有生态系统的平衡被打破，因此要合理确定收割方案。

2.3 鱼类调控

草食性鱼类可食用大量水生植物，其应用于调控大量生长的沉水植物方面效果理想。当植物组成有所差异时，草食性鱼类偏好程度也所有变化，例如草鱼不喜欢含有较多纤维素、硅及铁的植物，偏好富含木质素、钙的植物。每公顷放养草鱼 20～30 条即可对轮叶黑藻进行控制，同时可保持其他沉水植物比例不受过大影响。放养草鱼时，选用 3 倍体不育草鱼，刚开始时放养密度降低，结合调控效果来逐渐增加放养密度。

2.4 生物化学调控

投加泥土、扰动底泥可实现调控沉水植物生长的作用。利用水下遮光物、化学颜料减少沉水植物获得的光照，降低光照强度，也能实现调控沉水植物。这些方法可以应用于新建小型景观湖泊中，但对于大型湖泊而言，其可操作性相对不高。

3 沉水植物过度生长的调控案例分析

某城市浅水湖泊常年蓄水不足，有大面积浅水区，底泥丰富，光照充足，有利于沉水植物生长，区域内穗花狐尾藻、川蔓藻、篦齿眼子菜等大量生长，植物死亡腐烂后造成湖泊水质降低，对湖泊生态环境造成不利影响。采用机械切割、人工切割的方法成本较高，可行性不高；采用低成本、安全性高的生物调控方法是比较好的选择。

3.1 材料与方法

3.1.1 材料

对湖泊沉水植物进行调查，确定金鱼藻、川蔓藻、穗花狐尾藻为供试沉水植物。草鱼为当地常见物种，采用草鱼来控制沉水植物是对现有生物资源的利用，可避免外来物种带来的风险。

3.1.2 方法收割调控的方法包括人工收割以及机械收割。原位手工

收割实验中，竹竿收割、镰刀收割以及推刀收割可实现精细化收割，且效率较高，但是人工成本比较高，因此不适用于大范围的水域收割；采用钉耙湖底拖拉的方法效率同样较高，但是这一方法会造成底栖动物的生长环境受到影响，且对底质造成的破坏比较大，这一方法只在沉水植物生长过于确定控制物种及目植物后，先通过室内模拟试验确定不同重量草鱼及不同放养密度对沉水植物的控制效果，再进行野外试验。室内模拟试验：①10 g 草鱼。采用大型水族箱作为容器，共计 4 个，其中均注入过滤后的湖水 160 L，水族箱内分别加入鲜重 50 g 的金鱼藻、川蔓藻、穗花狐尾藻，草鱼投放密度分别为 0 g/L、0.9 g/L、1.8 g/L、2.7 g/L、3.6 g/L。

采用纱网将水族箱顶部封住，溶解氧由气泵提供。持续时间2 d，结束后捞出残余沉水植物，去除表面水分后称重； ②50 g 草鱼。方法不变，将 100 g 的金鱼藻、川蔓藻、穗花狐尾藻加入其中，按照相同密度投放体重 50 g 的草鱼，后续同上。野外试验，基于室内试验的基础，进行野外试验。水深 1.0～1.5 m，穗花狐尾藻是该地区的优势沉水植物，选取分布均匀、长势良好的区域，设置试验区域共计 9 个，采用细纱网隔离出长、宽均为 2 m 的区域，细纱网高出水面50 cm，以免草鱼跃出别的区域，底部采用碎石压实。9 个区域分为 3 组，各组平行处理，草鱼的放养密度分别为 0 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L。试验时间共计 30 d，试验期间对穗花狐尾藻生长情况进行观察，完成后捞出各区域内的穗花狐尾藻，称重。

3.2 结果与分析

结果发现，50 g 草鱼的沉水植物摄食量高于 10 g 草鱼的摄食量，提示放养密度相同的情况下，草鱼体型越大则其对沉水植物的控制效果越好。试验 30 d 时，草鱼放养密度0.2 g/L 的区块穗花狐尾藻剩余量高于放养密度 0.4 g/L 的区块，提示草鱼密度增加则草鱼的摄食量随之增加，其对沉水植物的摄食量增加。

草鱼放养密度 0.4 g/L 时，1 个月后沉水植物数量极低，而草鱼放养密度在 0.2 g/L 时，1 个月可有效控制沉水植物生长，但沉水植物仍有一定剩余量，这对保持生态系统稳具有积极作用。因此希望能将穗花狐尾藻适当保留时，放养密度宜在 0.2 g/L；当希望尽可能清除穗花狐尾藻时，放养密度宜在 0.4 g/L。

采用体重 250 g，按照每立方米 1.67 条的密度放养，其密度即为 0.2 g/L，250 g 草鱼按照每立方米 0.83 条放养，此时其密度即为 0.4 g/L，这两个放养密度下，14 d 内均难以有效对穗花狐尾藻的生长发挥抑制作用，延长时间至 30 d，此时可明显提高抑制效果。野外条件下，草鱼抑制穗花狐尾藻生长效果明显，放养密度越大、放养时间越长则控制效果越明显。本次试验中，体重 250 g 的草鱼按照每立方米 0.83 条的方法放养，此时密度即为 0.4 g/L，14 d 内的抑制效果不明显，30 d 时基本可将穗花狐尾藻清除干净。

4 结束语

城市潜水湖泊沉水植物生长控调控可维持沉水植物群落结构合理、生物量合理，其对构建良好的湖泊生态系统意义重大。本文探讨了水生植物生长的影响因素，就水位调控、收割调控、鱼类调控以及生物化学调控等常用沉水植物生长调控技术进行探讨，结合实际案例探讨了鱼类调控在城市浅水湖泊沉水植物调控中的应用，经实践证实鱼类调控可应用于城市浅水湖泊沉水植物的生长控制中。

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