富营养化高原浅水湖泊持续多年生态修复工程效果分析——以滇池大泊口为例

大泊口位于滇池草海南部,水域面积0.52 km^(2),平均水深约2 m,作为滇池草海重富营养化水域生态修复示范区,大泊口分别于2015和2019年开展了两期生态修复工程,经过近年来的系统治理,大泊口水生态治理效果初步显现。为分析探究成功修复湖区水质改善、生态系统企稳向好的原因,本研究选择2015年2月—2021年12月共7年的连续监测数据,根据工程开展情况以及水生态状况将大泊口水域划分为4个部分(A1~A4水域),首先分析4个区域内主要的水质指标(悬浮物(SS)、化学需氧量(COD_(Cr))、总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a))的变化趋势和相关性,其次探究不同类型生态工程的修复效果,最后与草海和外海水域进行对比,分析大泊口的治理效果。结果表明,治理后大泊口A1~A4水域的COD_(Cr)、TP和Chl.a稳定下降,COD_(Cr)分别降低18.65、27.96、25.26、40.92 mg/L,TP分别降低0.11、0.10、0.11、0.14mg/L,Chl.a分别降低0.037、0.068、0.067、0.106 mg/L,SS具有较强的季节性波动,TN仅有东南部A4水域表现出持续下降的趋势,平均下降0.68 mg/L。通过相关性分析得出,COD_(Cr)、TP与Chl.a的相关性最强,COD_(Cr)和TP可能是影响大泊口藻类生长的关键环境因子;大泊口开展的引水换水工程和微滤净化(除藻)工程,降低了营养盐浓度、加速了水体交换,进而降低了藻类生物量以及发生藻源性污染的风险,再通过沉水植物修复工程进一步净化水质,为形成稳定的草型湖泊提供条件,并且认为沉水植物修复工程是上述工程中最为直接、经济和长效的手段措施;最后将大泊口典型水域的水质和草海、外海水质进行比较,可以认为在相同的地理及气候条件下,大泊口东南水域的生态修复取得了一定的成功。大泊口部分湖区可作为重度富营养化藻型湖区成功修复的案例,其生态修复经验对于持续推进大泊口、草海甚至整个滇池的生态环境修复具有重要的借鉴和参考价值。

滇池大泊口水域水生植物种子库时空特征与恢复潜力

以滇池典型生态修复区--大泊口水域为研究对象,研究了富营养化高原湖泊种子库时空特征、种子库与地表覆盖水生植被及水环境的相关关系和恢复潜力.利用高密度样方原位观测与温室控制种子萌发实验相结合,基于2014-2016共3年的长期定位研究,分析湖泊平均种子库密度、分布格局及与覆盖水生植物Sorensen相似性关系,结果显示:年平均种子库形成率在20.35%~34.13%之间,种子库密度2014年为546.67粒/m^(2),2015年为826粒/m^(2),2016年为1682粒/m^(2),眼子菜科的篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L.)、金鱼藻科的金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)等耐污种属对种子库构成和年增长率贡献较大;垂直方向上种子主要分布于深层底泥(5~30 cm).随着在时间尺度上的延长,种子库分布更为广泛,且规模越来越大(其中500粒/m^(2)以上规模的分布频率显示增多).离散系数(V/m)与Lloyd平均拥挤指数(m^(*))分析显示主要优势群丛(篦齿眼子菜等)为聚集分布,其余为均匀空间分布格局;种子库与水生植被关系评价指标Sorensen相似性系数(SC)研究显示,滇池大泊口平均SC=(0.3628±0.0265),在湖泊湿地类型和草本群落植被类型属性上处于较低水平,即显示目前植物群落演替过程发生较快,耐污先锋种属在恢复进程上占据优势生态位,而历史优势种和对水环境要求较高的物种却未能规模萌发,一定程度上揭示了高原富营养化湖泊种子库中历史优势植被可恢复性的特征及难点.

滇池草海大泊口水域水环境整治示范工程效果分析

为改善大泊口水域水质,2015年开展了水污染综合治理示范工程,工程实施后,水质指标COD、BOD、TN、TP、叶绿素a削减率分别为:34.9%、35.2%、45.0%、26.5%和49.4%。研究认为水体TP低于0.068mg/L时,大泊口水域水体叶绿素a浓度低于0.05mg/L,因此TP低于0.068mg/L是促进良性水生态系统重建的重要条件。