西湖“水下森林”的幕后英雄
2016年9月，G20峰會(huì)在美麗的杭州西子湖畔召開(kāi)。清澈的水質(zhì)和沉水植物“水下森林”景觀給參會(huì)的各國(guó)元首及代表留下了深刻印象。清波碧草，美輪美奐，如此怡人的生態(tài)景觀，非一朝一夕能夠?qū)崿F(xiàn)。十余年來(lái)，中科院水生所的科研人員煞費(fèi)苦心，針對(duì)西湖香灰土底質(zhì)和硬質(zhì)底質(zhì)等不利于沉水植物恢復(fù)等技術(shù)難題，不懼艱苦和寂寞，長(zhǎng)期堅(jiān)守在西湖工作站和示范工程現(xiàn)場(chǎng)，篩選和制備了無(wú)數(shù)種基底改良材料，研發(fā)適合西湖特征的沉水植物恢復(fù)方法，在沉水植物恢復(fù)和群落優(yōu)化等方面取得技術(shù)突破。
什么是沉水植物呢？沉水植物是指植物體全部位于水層下面營(yíng)固著生存的大型水生植物。沉水植物可通過(guò)光合作用吸收利用光能，向周?chē)沫h(huán)境釋放氧氣，與環(huán)境進(jìn)行著大量的物質(zhì)和能量的交換，形成強(qiáng)有力的水體自?xún)裟芰Α?/span>沉水植物作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵生物類(lèi)群，具有凈化水質(zhì)、為微生物提供棲息地和抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)等生態(tài)功能。
但是，并非所有湖泊都適合種沉水植物，種植沉水植物也不是像稻田插秧一樣容易。許多湖泊底質(zhì)堅(jiān)硬或是疏浚清淤后底泥嚴(yán)重缺乏，還有些湖泊表層底泥松軟、有機(jī)物質(zhì)含量高，這些特殊的底質(zhì)環(huán)境缺乏沉水植物著根、生長(zhǎng)所需要的生境條件，沉水植物難以定植生長(zhǎng)，如不加以改造，直接種植沉水植物成活率很低，生態(tài)修復(fù)工程難以成功實(shí)施。
針對(duì)上述這些特殊湖泊底質(zhì)環(huán)境沉水植物難以定植繁衍的問(wèn)題，中科院水生所凈化與恢復(fù)生態(tài)學(xué)學(xué)科組研究人員通過(guò)大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐，將多種改性材料制備成環(huán)保型復(fù)合基底改良劑和沉水植物的種植載體，研發(fā)了針對(duì)不同底質(zhì)生境的生態(tài)基底改良技術(shù)。制備的基底改良材料具有黏結(jié)性、可塑性、生態(tài)友好、疏松多孔等特點(diǎn)，可增加底質(zhì)的空隙，加速湖底有機(jī)質(zhì)或腐殖物的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)植物根系定植和生長(zhǎng)，且具有強(qiáng)吸附性能，可吸附底泥和水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，在原位修復(fù)底泥的同時(shí)為沉水植物生長(zhǎng)初期提供營(yíng)養(yǎng)源，基底改良材料表面形成的生物膜和沉水植物根際微生物可降解礦化有機(jī)物，改善底質(zhì)生存環(huán)境，使其適合沉水植物生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)底泥有機(jī)物等污染物進(jìn)行原位吸附，加快健康生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和構(gòu)建。
通過(guò)“十一五”、“十二五”兩個(gè)五年計(jì)劃的研發(fā)，水生所科研人員針對(duì)杭州西湖的湖西及小南湖部分湖區(qū)底質(zhì)堅(jiān)硬、表層底泥有機(jī)質(zhì)含量高等問(wèn)題，應(yīng)用赤泥基多孔陶瓷濾球作為環(huán)境友好型覆蓋材料，發(fā)現(xiàn)這種基底改良材料可改變底部生境氧化還原電位，提高溶氧、快速礦化高有機(jī)質(zhì)底泥，促進(jìn)腐化底泥中的厭氧菌的代謝作用，從而有利于改善湖泊底質(zhì)生存環(huán)境。同時(shí)可緩慢釋放植物所需多種微量元素，顯著促進(jìn)沉水植物生長(zhǎng)，有效解決了沉水植物著根難、易漂浮等問(wèn)題，此外通過(guò)生態(tài)基質(zhì)和礦物改良劑對(duì)有機(jī)物等污染物進(jìn)行原位去除，促進(jìn)了水域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。生態(tài)基底改良劑就是清波碧草景觀的“幕后英雄”。應(yīng)用改良劑之前，沉水植物種下去要么衰亡，要么漂浮起來(lái)；應(yīng)用生態(tài)基基底改良劑后，種植區(qū)域快速由無(wú)草區(qū)發(fā)展為沉水植物復(fù)合群落生長(zhǎng)區(qū)，湖泊中沉水植物成活率達(dá)90%，形成了壯觀的“水下森林”。
當(dāng)我們?cè)诠?jié)假日蕩舟西湖，領(lǐng)略湖光山色，對(duì)今日西湖清波碧草的水體景觀嘖嘖贊嘆的時(shí)候，可曾知道這景觀的幕后英雄——復(fù)合基底改良劑？而這些基底改良劑的研發(fā)和應(yīng)用，又凝聚著那些默默無(wú)聞的科技工作者們辛勤的汗水和無(wú)私的奉獻(xiàn)。
西湖十大著名景點(diǎn)之一三潭印月
西湖沉水植物復(fù)合群落
杭州西湖示范區(qū)水清草盛的實(shí)景
