水生所在杭州西湖生態(tài)基底改良和沉水植物修復(fù)研究中取得系列重要進(jìn)展
杭州西湖是我國首個(gè)列入《世界遺產(chǎn)名錄》的湖泊類文化遺產(chǎn)，是我國城市景觀湖泊的典型代表，位于太湖流域杭嘉湖片區(qū)東部，為封閉式城中淺水湖泊?！八鉃囦偾绶胶?，山色空蒙雨亦奇，欲把西湖比西子，淡妝濃抹總相宜?！边@首詩是詩人蘇東坡對(duì)西湖的描述，也是國人對(duì)西湖的印象，但隨著氣候環(huán)境變化，城市的擴(kuò)張，西湖的水生態(tài)問題也日益凸顯。長期以來,杭州市政府通過實(shí)施綜保等系列工程，使得西湖水體質(zhì)量有了一定的提高，同時(shí)很多新的科學(xué)問題和實(shí)際需求也不斷提出，進(jìn)一步改善西湖水環(huán)境質(zhì)量，修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，提高湖泊生態(tài)服務(wù)功能十分重要和迫切。
沉水植被的恢復(fù)是西湖生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵，但是西湖“香灰土”底質(zhì)生境使得沉水植物難以定植擴(kuò)繁。十余年來，以中國科學(xué)院水生生物研究所吳振斌研究員課題組為主的西湖科研團(tuán)隊(duì)在國家“十一五”、“十二五”水專項(xiàng)、中科院、杭州市等項(xiàng)目支持下，針對(duì)西湖特殊底質(zhì)不利于沉水植物恢復(fù)的技術(shù)難題，原創(chuàng)性地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)基基底改良技術(shù)和沉水植物恢復(fù)技術(shù)?；赘牧疾牧虾卸喾N對(duì)生物生長發(fā)育有益的常量、微量元素以及被稱作生長調(diào)節(jié)劑的稀土元素和微量氨基酸，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，且具有強(qiáng)吸附性能，在原位修復(fù)底泥的同時(shí)為沉水植物生長初期提供營養(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，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。
在杭州市主管部門杭州市西湖水域管理處等單位支持下，水生所西湖科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)杭州西湖湖西及小南湖部分湖區(qū)高有機(jī)質(zhì)、高營養(yǎng)鹽等不利于沉水植物生長的技術(shù)難題，將生態(tài)基底改良材料和沉水植物種植技術(shù)進(jìn)行了成功應(yīng)用，在超過一平方公里湖區(qū)重建了穩(wěn)定的沉水植物復(fù)合群落，形成了壯觀的“水下森林”。研究發(fā)現(xiàn)隨著沉水植物恢復(fù)工程的實(shí)施，水體中營養(yǎng)鹽濃度不斷降低，水質(zhì)質(zhì)量得到持續(xù)提高，水體透明度、浮游植物和浮游動(dòng)物多樣性明顯提高，生態(tài)效應(yīng)顯著。
以上系列研究論文近期發(fā)表于Water Research (https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116379)，第一作者：白國梁，通訊作者：張義副研究員、吳振斌研究員，主要參與人員還有：劉碧云副研究員、賀鋒研究員、徐棟副研究員、周巧紅研究員等；Environmental Pollution (https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115380)， 第一作者：劉云利、韓帆，通訊作者：張義副研究員；Science of The Total Environment (https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138697) ，第一作者：劉子森，通訊作者：張義副研究員。此外，相關(guān)系列研究論文50余篇發(fā)表于Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials、Ecotoxicology and Environmental Safety、湖泊科學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)等國內(nèi)外核心期刊。研究工作得到了國家“十一五”水專項(xiàng)（2009ZX07106-002）、國家“十二五”水專項(xiàng)（2012ZX07101007-005）、國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金和青年基金（31830013; 51709254）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2020335）、中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（STS計(jì)劃）（KFJ-STS-ZDTP-038）等項(xiàng)目的支持。
圖 1. 杭州西湖的流域土地利用與采樣點(diǎn)布置圖
圖2. 生態(tài)基底改良材料促進(jìn)沉水植物生長示意圖
圖3. 杭州西湖水質(zhì)和底泥對(duì)沉水植物的影響分析
圖4. 杭州西湖沉水植物復(fù)合群落
