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科学实施浅水湖泊引导性沉水植被修复
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行业动态
来源:
中国环境APP
发布时间:
2026-09-24
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党的二十届四中全会明确提出要“持续深入推进污染防治攻坚和生态系统优化”。我国浅水湖泊具有分布广阔、水体交换慢、污染物易富集等特征,水生态保护治理难度较大。沉水植被是浅水湖泊生态系统的重要组成部分,不仅能抑制藻类生长、稳定沉积物、提升水体透明度,还能创造湖泊生态系统的多种生境,维持湖泊清水状态。科学实施引导性沉水植被修复,有利于提升浅水湖泊自净能力与生态稳定性,促进浅水湖泊由“污染—富营养化型”向“清水—稳态型”生境转变。
浅水湖泊沉水植被修复的认识与实践
沉水植被修复需要遵循自然规律。
一是沉水植物生长需要特定的生境条件。水深、光照、水质、水动力和底质条件是影响浅水湖泊沉水植物定植与持续生长的关键因素。研究与实践表明,水体透明度直接决定光补偿深度,水深小于2米且不超过水体透明度的2.5倍、底泥厚度大于15厘米的避风湖湾或相对封闭水域适宜实施沉水植被修复。当水体总氮低于1.8毫克/升、总磷低于0.08毫克/升时,水体富营养化风险相对较低,更有利于沉水植物生长。底泥有机质含量低于10%、容重小于0.9克/毫升的底质结构通气性较好,适宜沉水植物根系发育。0.05米/秒—0.9米/秒的适度流速既可避免水体滞流和泥沙淤积,又不会对沉水植物造成过强冲刷,有利于沉水植物长期稳定生长。
二是分区渐进修复有助于植被在全湖繁殖扩散。在沉水植物恢复的初期阶段,一般选择水动力适中、水质相对较好、透明度较高、风浪干扰相对较弱,且已有一定水生植被基础的区域作为先行修复区,通过构建沉水植被群落营造小尺度“草型清水”稳态,同时在临近具有良好水体交换条件的区域布局“繁殖体—扩散”区域,在主要入湖口与近岸带设置污染控制带,形成“先行修复区—繁殖体源区—污染控制带”相互支撑的引导性修复空间格局,将定植的沉水植物逐渐扩展至全湖其他水域。
三是坚持自然萌发优先、人工引种有序结合策略。沉水植物恢复主要包括激发沉水植物繁殖体萌发和直接引种沉水植物植株两项技术,前者投资相对较低、形成的生态系统多样性和稳定性好,应优先采用,即使在必要情况下引种沉水植物植株,也要从这些植株作为繁殖体产生源的角度进行考虑和布局。促进湖底沉积繁殖体自发萌发的措施包括调节水体透明度、控制藻类繁殖和底泥性状等。人工引种需要根据湖泊生态特征和不同植物生活史特征分阶段、按次序实施,通过“先锋种—优势种—伴生种”协同配置的方式,构建异龄复层、多物种、多季相组合的沉水植被群落体系。
四是生态系统要素协同可长期保持修复效益。湖泊生态系统较为复杂,需要各要素、多手段协同推进修复工作。持续减少外部营养物质输入,通过生态护岸构建、湖滨湿地修复等措施,增加水岸生态交互,提升氮磷拦截和削减能力。引入鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类控制藻类生物量,投放贝类、甲壳类等底栖生物摄食湖底沉积物有机质。在强风浪区设置“植物消浪带”,减少对沉水植被直接冲击。在修复初期控制沉水植物密度与物种搭配方式,减少草食性鱼类和候鸟对幼苗和繁殖体的过度牧食。
一些地方已经在浅水湖泊沉水植被修复方面开展了相关探索。
苏州阳澄湖实施“人工精确引导+自然过程驱动”协同推进的万亩沉水植被修复,先在局部区域构建高稳定性的生态“先行修复区”,再依托自然水流与风浪扩散繁殖体,带动全湖沉水植被与水生态环境整体向好演替,2023年修复区水生植被盖度提高到59%,局部区域最大透明度达到146厘米,2025年阳澄湖累计恢复历史本地优势水生植物10种,底栖动物、浮游动物明显增多,阳澄湖心国考点位水质连续三年达到Ⅲ类标准。武汉东湖通过清理水体垃圾、设置分区围隔、种植沉水植物、投放水生动物等措施,重构以沉水植物为核心的水生态系统,形成280万平方米“水下森林”,水质从劣Ⅴ类跃升至Ⅲ类,2021年世界极危物种青头潜鸭曾在东湖现身。杭州西湖建设31.7万平方米“水下森林”,水质从Ⅳ类提升至Ⅲ类,部分区域达到Ⅱ类且透明度达到150厘米,湖区生物多样性指数明显提高,鸳鸯、白鹭、夜鹭等鸟类品种和数量逐年增多。
实践经验表明,沉水植被修复并非简单的物种种植,而是对湖泊整体生态系统功能的修复。在修复初期,通常需要实施一定的人工干预重建适宜的生境结构与植被基础,进而逐步转向激发生态系统自组织能力,促进植被群落自然演替,推动湖泊生态系统由局部稳态向全湖结构稳定的“网状系统”渐进发展,最终形成生物多样性较高、具备自我维持能力的“清水—稳态型”生境。
浅水湖泊沉水植被修复常见的问题
藻型生境未根本转变。近年来太湖水质虽然整体向好,但仍不稳定,暴发大面积蓝藻甚至引发湖泛的可能性依然存在。湖泊富营养化是一个自然和人为因素叠加的过程,其主导进程是生源要素(生物体所需的元素,如氮、碳等)在集水区内的运动。当人类活动的干扰超过湖泊自然调节能力,出现草型生态系统的退化,就会造成固磷能力减弱,加速湖体磷内源释放,打破草藻竞生的平衡,而大量生长的蓝藻通过生物泵取吸收底泥中磷,并在衰亡后进行释放,加剧湖泊富营养化程度。
植被收割管护不足。当前,部分湖泊沉水植被存在打捞时机不当、方式粗放、强度失衡等问题,导致沉水植被衰退萎缩或过度生长,影响湖泊水质及生态系统。太湖曾对沉水植被采取无差别全域收割,进一步加剧植被衰退,目前西部湖区菹草基本消失。南京玄武湖在菹草生长关键期实施大规模集中收割,造成水体溶解氧含量降低40%以上、透明度下降50%以上,湖区总磷浓度迅速升高。
物种缺乏有效调控。一方面,草食性、杂食性鱼类管控不足。草食性鱼类过度啃食沉水植物叶片和茎干,直接导致植物难以存活;杂食性鱼类比重增加则会扰动底泥、提高水体浊度,抑制植物光合作用和生长发育。以梁子湖为例,2018年以来,湖区鱼类数量大幅增加,导致苦草、黑藻等沉水植物被大量牧食,生物量由2009年的每平方米8600克下降至每平方米不足20克,沉水植被生态功能基本丧失。另一方面,外来入侵物种扩散蔓延。部分湖泊凤眼莲、喜旱莲子草、水盾草等外来入侵物种快速扩张,抢占本土植物生存空间和资源,破坏原有群落结构稳定性。
浅水湖泊沉水植被修复的对策建议
加强水生植被修复。一是改善沉水植被生长环境。深化外源污染削减,推进内源污染治理,降低水体营养盐负荷,提升水体透明度,为沉水植物生长营造良好条件。加强蓝藻水华综合防控,通过设置拦截打捞装置、科学投放白鲢等滤食性鱼类等方式控藻。针对丝状藻类干扰问题,可搭配投放河蚌、鳑鲏,构建河蚌—鳑鲏—丝状藻—沉水植物互利共生生态体系,借助物种间协同作用改善水质,间接抑制丝状藻类滋生。二是构建修复本土物种资源库。系统开展湖泊水质、透明度、底泥有机质含量、水深、风浪强度等关键生态因子调查,筛选适配性强、抗逆性好的本土沉水植物品种,建立标准化沉水植被修复物种库,为差异化群落构建提供支撑。三是科学开展人工补种培育。在植被受损严重区域、繁殖体匮乏区,结合植物生长周期,通过人工投放种子、块茎、休眠芽等繁殖体,增加沉积物中繁殖体储量与物种多样性。对种群衰退明显的区域实施补充种植,并逐步扩大植被覆盖范围。研究表明,当沉水植被覆盖度达到30%时,浅水湖泊生态系统在外源污染冲击下具备更强的恢复弹性。
实施精准收割管护。一是分类明确收割时序。根据不同水生植物生长周期特性确定收割时段。除菹草等春季生长、夏季消亡的特有物种外,其余水生植物重点在秋冬季休眠期开展集中收割,从源头减少残体积累与腐败分解风险。菹草占优势的水域可在每年5月入夏前实施适度收割,严格预留足量健康种群,保障其后续自然复苏能力。收割时优先清除老化、衰败叶片,确保植物正常光合作用与生长发育。二是规范收割方式与强度。优先采用冠层收割装置,精准控制收割深度,严禁伤及植物根系、扰动底质环境,保障种群再生基础。三是建立残体常态化打捞机制。针对风浪、船行扰动产生的植物断枝及自然衰败残体,构建“定期巡查+动态调整”打捞体系,控制植物残体堆积量不超过500克/平方米。同时,根据风力强度、水文变化等动态调整打捞范围与频次,确保残体及时打捞,最大限度降低其腐烂分解引发的内源污染风险。
健全物种调控机制。一是优化鱼类种群结构。聚焦草食性、杂食性鱼类对沉水植物的牧食和扰动影响,实施精准调控,通过科学捕捞、生态放流等方式控制其种群密度,同时引入适量肉食性鱼类,构建“肉食性鱼类—杂食性鱼类—沉水植物”食物链调控体系,保障水生植被正常生长。二是强化外来入侵物种防控。建立外来入侵物种常态化监测网络,重点跟踪凤眼莲、喜旱莲子草、水盾草等高危物种扩散动态,在3月—4月萌发期、7月—9月繁殖期等关键节点,开展集中收割打捞,辅以日常巡查清理,严防外来物种抢占本土植被生存空间,破坏群落结构稳定性。
完善监测评估体系。一是构建长期监测网络。对植被恢复区域实施定位跟踪观测,系统记录恢复初期、中期、后期的物种组成、群落结构、覆盖度、水体透明度等核心指标变化,重点分析水体透明度时空分布特征及其与植被恢复的响应关系,及时评估沉水植被修复状况。二是优化动态调整机制。定期分析监测数据,结合植被生长状况、水质改善效果等,科学确定补种密度、收割时序、鱼类调控强度等管护措施,实现“监测—评估—优化”闭环管理,保障植被资源可持续利用。三是深化工程后评估。重点围绕种子外溢范围、河湖水环境质量改善幅度、水体透明度及其稳定性、生物多样性提升成效,以及工程带来的生态产品供给、生态旅游发展等社会经济效益,开展系统性后评估,为后续修复工程优化升级提供科学依据。
作者单位:谢阳村、张文静、徐敏、马乐宽、赵越、万军,生态环境部环境规划院;范宏翔、王昌辉,中国科学院南京地理与湖泊研究所;宗兵年,同济大学
来源:中国环境APP
编辑/李威朋
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