一种利用牧食性螺类恢复沉水植物的模拟方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保新技术领域，具体涉及一种利用牧食性螺类恢复沉水植物的模拟 方法。
【背景技术】
[0002] 为了修复富营养化湖泊水体，根据浅水湖泊的多稳态理论，重建水生植被、优化湖 泊生态系统结构、改善水生生态系统功能是修复湖泊富营养水体的有效措施之一。在广东 惠州西湖，由于采取了恢复沉水植物等生态修复措施，昔日混浊的水体现在已经清澈见底、 水草茂盛，从以浮游藻类为主的浊水系统成功转变为以沉水植被为主的清水系统，且系统 稳定长达三年之久。同样，在太湖、巢湖、滇池等富营养化湖泊也进行了这方面的尝试，一些 大型湖泊的局部水域已初步建立了以水生植物为主的清水系统，但系统常常不稳定，重建 的沉水植物往往容易死亡。
[0003] 富营养化水体中沉水植被逐渐消亡的原因主要与植物叶片上的附生藻类有关。研 宄表明沉水植物表面的附着藻类与植物存在光照、营养盐等竞争，水体中的营养盐优先被 附着藻类吸收，从而使附着藻类大量增加，附着生物的过度覆盖会对沉水植物产生不利影 响。有人对英国17个水生植被占优势的浅水湖泊进行了深入调查分析，表明湖泊中沉水植 物的生物量与其表面的附着生物密度负相关。
[0004] 因此，富营养水体的生态修复时，去除沉水植物表面的附着生物，是恢复水生植被 的关键环节。本发明专利就是通过投放牧食性螺类来促进沉水植物生长与种群扩张，从而 达到修复富营养水体的目的。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是提供一种利用牧食性螺类恢复沉水植物的模拟方法，所述的模拟方 法包括水环境准备步骤、沉积物准备步骤、苦草与螺类准备步骤、附着生物生长板布设步骤 和数据采集步骤。
[0006] 进一步的，所述的模拟方法具体为： (1) 水环境准备步骤：取东太湖湖水，过滤后置于实验桶中，水深40cm，其初始水质 指标 TN、TP 和叶绿素 a (Chlorophyll a, Chl a)浓度分别为（OJAi(XOS)Iiig^L' (32. 40 ±7. 43) Pg .171和（15. 42 ± I. 09) Pg .L Λ 实验期间桶内水温变化范围为 29. 5-36°C; (2) 沉积物的准备步骤：取自东太湖的沉积物，经过筛混匀后置于桶中，水体变清后备 用，沉积物中总氮、总磷和有机质含量分别为（3. 24±0· 07) mg · g' (0· 57±0· 20) mg · g-1 和（76. 20 ±1.49) mg· g-1'，沉积物厚度为 10cm; (3) 苦草与螺类的准备步骤：牧食性螺类选用为纹沼螺，并从太湖采集苦草与纹沼螺， 选取8株苦草移栽至桶中；并在桶中放入不同密度的纹沼螺； (4) 附着生物生长板布设步骤：在各桶内放置4块硬塑料板（8cmX IOcm)，塑料板与实 验桶材质一致，在桶中距水面距离相同，塑料板下方均用直径〇. 4-0. 6cm的棉绳系一螺帽， 螺帽沉入沉积物中，利用水的浮力使塑料板保持垂直状态，与苦草叶片方向一致； (5)数据采集步骤为：模拟期间，每天观察桶内纹沼螺与苦草的生长情况，为保证螺密 度的稳定，将新生螺移出水体，实验中随时补充水以保证水量不变；每隔7天采用YSI水质 仪测定水温、PH指标，采集水样与附着生物样，分析水体叶绿素 a、总氮和总磷含量，测定 单位面积附着生物干重，其方法依据《湖泊生态调查观测与分析》，整个实验期间共采集水 样与塑料板上附着生物样品4次，模拟实验结束后，测定苦草湿重、叶片数和株高等生长指 标，计算苦草的相对生长率，其计算公式如下(r// ri)/A式中ri和r/分别为植 物实验前、后的湿重，i构天数。
[0007] 进一步，所述的步骤（1)中湖水经500目过滤，所述步骤（2)中沉积物经60目过筛 混匀后置于桶中。
[0008] 进一步，所述的步骤（1)中实验桶为聚乙烯塑料桶（桶高70cm，上、下底直径分别 为48cm和40cm)，并将实验桶置在水深50cm的室外水泥池中。
[0009] 进一步的，所述的步骤（3)中苦草株高15_17cm，叶片5-7片，颜色亮绿；所述的纹 沼螺每只湿重为（〇· 11±〇· 007) g。
[0010] 进一步的，所述的步骤（3)中纹沼螺密度为0、150 ind · πΓ2和450 ind · πΓ2。 本发明根据利用螺-草互利关系的原理，实现了对利用牧食性螺类恢复沉水植物的精 确模拟，获得了加入牧食性螺类一纹沼螺，降低附着生物对沉水植物的抑制，促进沉水植物 生长与种群扩张，从而达到修复富营养化水体的方法，本方法具有安全、成本低等特点。
【附图说明】
[0011] 图1附着板装置不意图。
[0012] 图2纹沼螺密度对苦草生长相对生长率影响(平均值土标准差)。
[0013] 图3纹沼螺密度对苦草叶片数影响(平均值土标准差)。
[0014] 图4纹沼螺密度对苦草株高(平均值土标准差)。
[0015] 图5附着生物干重的变化(平均值土标准差)。
[0016] 图6水体总氮变化(平均值土标准差)。
[0017] 图7水体总磷变化(平均值土标准差)。
[0018] 图8水体叶绿素 a变化(平均值土标准差)。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1纹沼螺对苦草生长影响的模拟方法 本模拟实验于2013年9月15日至10月15日在苏州太湖基地进行。实验设一组无螺 对照及两组有螺处理(低密度为150 ind · m_2;高密度为450 ind · m_2)，每个处理组设4个 重复。实验所用容器为12个高强度的聚乙烯塑料桶（桶高70cm，上、下底直径分别为48cm 和40cm)。为了控制水温，实验桶放置在水深50cm的室外水泥池中。实验所用的苦草与 纹沼螺从太湖采集，两者均为长江中下游湖泊中的优势种。实验所用沉积物来自东太湖， 经60目过筛混匀后使用，沉积物中总氮、总磷和有机质含量分别为（3. 24±0. 07) mg· g' (0·57±0·20) mg.g-1和（76·20±1·49) mg.g-1。实验用水为500目过滤的东太湖湖水， 其初始水质指标TN、TP和叶绿素 a (Chlorophyll a, Chl a)浓度分别为（0·74±(λ 08) mg · I71、（32. 40 ±7. 43) Kg · I71 和（15. 42± I. 09) Kg · L-1。纹沼螺（ siriaiWiAs (Benson))，属于前聰亚纲（Prosobranchia)，中腹足目（Mesogastropoda)，豆 螺科（Bithyni idae )，沼螺属（〇
[0020] 表1纹沼螺密度、重量与苦草初始重量(平均值土标准误）
【主权项】
1. 一种利用牧食性螺类恢复沉水植物的模拟方法，其特征在于，所述的模拟方法包括 水环境准备步骤、沉积物准备步骤、苦草与螺类准备步骤、附着生物生长板布设步骤和数据 采集步骤。
2. 根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述的模拟方法具体为： (1) 水环境准备步骤：取自东太湖湖水，过滤后置于实验桶中，水深40cm;所述湖水 的初始水质指标TN、TP和叶绿素a(Chlorophyll a, Chl a)浓度分别为（0. 74±0. 08) mg ? L-1、（32. 40 ±7. 43)吒? L-1和（15. 42 ± L 09)吒? L ―1，模拟期间桶内水温变化范围为 29. 5-36 0C ； (2) 沉积物的准备步骤：取自东太湖的沉积物，过筛混匀后置于实验桶中，水体变清后 备用；所述沉积物中总氮、总磷和有机质含量分别为（3. 24±0. 07)mg ? g' (0. 57±0. 20) mg ? 和（76. 20 ± L 49) mg ? g 戶斤述沉积物厚度为IOcm ; (3) 苦草与螺类的准备步骤：牧食性螺类选用为纹沼螺，并从太湖采集苦草与纹沼螺， 选取8株苦草移栽至桶中；并在桶中放入不同密度的纹沼螺； (4) 附着生物生长板布设步骤：在各桶内放置4块硬塑料板（8cmX IOcm)，塑料板与桶 材质一致，在桶中距水面距离相同，塑料板下方均用直径0. 4-0. 6cm的棉绳系一螺帽，螺帽 沉入沉积物中，利用水的浮力使塑料板保持垂直状态，与苦草叶片方向一致； (5) 数据采集步骤为：模拟期间，每天观察桶内纹沼螺与苦草的生长情况，为保证螺密 度的稳定，将新生螺移出水体，实验中随时补充水以保证水量不变；每隔7天采用YSI水质 仪测定水温、PH指标，采集水样与附着生物样，分析水体叶绿素a、总氮和总磷含量，测定 单位面积附着生物干重，其方法依据《湖泊生态调查观测与分析》，整个实验期间共采集水 样与塑料板上附着生物样品4次，模拟实验结束后，测定苦草湿重、叶片数和株高等生长指 标，计算苦草的相对生长率，其计算公式如下：似#In (r// ri)/a式中Fi和r/分别为 植物实验前、后的湿重，i构天数。
3. 根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，所述的步骤（1)中湖水经500目过 滤，所述步骤（2)中沉积物经60目过筛混匀后置于桶中。
4. 根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，所述的步骤（1)中实验桶为聚乙烯塑 料桶，桶高7〇cm，上、下底直径分别为48cm和40cm ;所述的实验桶放置在水深50cm的室外 水泥池中。
5. 根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，所述的步骤（3)中苦草株高15-17cm， 叶片5-7片，颜色亮绿；所述的纹沼螺每只湿重为0. 11±0. 007 g。
6. 根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，所述的步骤（3)中纹沼螺密度分别为 0、150 ind ^nT2和 450 ind
【专利摘要】本发明提供了一种利用牧食性螺类恢复沉水植物的模拟方法，该模拟方法包括水环境准备步骤、沉积物准备步骤、苦草与螺类准备步骤、附着生物生长板布设步骤和数据采集步骤。其中，牧食性螺类选用为纹沼螺，并从太湖采集苦草与纹沼螺，纹沼螺密度为150 ind·m-2和450 ind·m-2。并在各桶内放硬塑料板，塑料板下方均用直径0.4-0.6cm的棉绳系一螺帽，螺帽沉入沉积物中，利用水的浮力使塑料板保持垂直状态，与苦草叶片方向一致。本发明实现了对利用牧食性螺类恢复沉水植物的精确模拟，获得了通过加入牧食性螺类——纹沼螺，降低附着生物对沉水植物的抑制、促进沉水植物生长与种群扩张，从而达到修复富营养水体的方法，本方法具有安全、成本低等特点。
【IPC分类】C02F3-32
【公开号】CN104803484
【申请号】CN201510228503
【发明人】李宽意, 钱仁勇, 谈冰畅, 宁晓雨, 朱小龙
【申请人】中国科学院南京地理与湖泊研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月7日