池塘养殖尾水治理模式中水生植物配置的研究论文

2024-12-19 13:40:13 来源: 作者:liziwei
摘要:我国渔业正处从传统粗放、低效向现代、高效的跨越阶段,处于实现绿色、高效、健康发展的关键时期。其中,水产养殖占全国水产总量的70%以上,传统养殖模式,饵料和养殖产品的粪便直接排放,将会出现一定程度的污染,水产养殖的尾水逐渐得到重视,其中生态治理模式因其投入低,不需要维护等优点备受青睐,水生植物的配置起到至关重要的作用。
摘要:我国渔业正处从传统粗放、低效向现代、高效的跨越阶段,处于实现绿色、高效、健康发展的关键时期。其中,水产养殖占全国水产总量的70%以上,传统养殖模式,饵料和养殖产品的粪便直接排放,将会出现一定程度的污染,水产养殖的尾水逐渐得到重视,其中生态治理模式因其投入低,不需要维护等优点备受青睐,水生植物的配置起到至关重要的作用。
关键词:尾水治理;植物配置;景观设计
0引言
植物是养殖尾水治理模式的重要构成部分,不仅可以修饰水体,巩固边坡,不同营养层次的水生生物进一步对水体分解后的无机物实施利用,提升水体的自净能力,恢复水体的活力。水生植物的种类组成、变化等都会对水体造成影响,若想充分发挥水生植物的作用,应加深对水生植物的研究。
1水生植物的配置要点
1.1水生植物类别
根据水生植物的生长习性,常见的水生植物可分为挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物、湿生植物5大类别。
挺水植物的茎和叶伸出水面;根茎和根在水的底泥中;多见于0~1.5 m的水深位置。挺水植物伸出水面部分与陆生植物特性一致,水下的根茎则具备水生植物的特征。这渔业尾水中常用的挺水植物主要有荷花、芦苇、香蒲、水葱、芦竹等。
浮叶植物生于浅水中,根长在水底土中,仅在叶外表面有气孔,浮叶植物的腔道形成连续的空气通道系统。渔业尾水中常用的浮叶植物主要有眼子菜、睡莲等。
湿生植物即生活在草甸,河湖岸边和沼泽的植物,根据生境特征,可分为阳性湿生植物(喜强光、土壤潮湿)和阴性湿生植物(喜弱光、大气潮湿)。渔业尾水中常用的湿生植物主要有美人蕉、梭鱼草、千屈菜、再力花、蒲草等。
沉水植物的生长活动全部集中于水面以下,有不发达的根或者不具备根。它们的各个位置都可以吸收和交换营养物质,它们发达的通气组织在空气缺乏时可起到交换气体的作用。渔业尾水常用的沉水植物主要有金鱼藻、狐尾藻和黑藻等。
漂浮植物整体漂浮在水面上,常用的漂浮植物主要有浮萍、凤眼莲等。
根据观赏性划分,观叶为主的主要是浮萍、眼子菜、金鱼藻、狐尾藻、黑藻,观花观叶的凤眼莲、睡莲、荷花,观叶观茎类的芦苇、香蒲、水葱、芦竹、蒲草。观花为主主要是美人蕉、梭鱼草、千屈菜、再力花。
1.2水生植物配置要点
(1)种植技术要点。水生植物种植时使用的土壤与陆地植物的选择有所不同,水生植物一般以水中的底泥为主要营养来源。选择水生植物前应调查研究周边土壤情况,根据土质、土壤pH值、土壤含水率、土壤酸碱度、土壤厚度等综合考虑选择水生植物。种植土的硬度决定了植物扎根程度,种植土如果很硬,水生植物的根系无法扎进土壤汲取养分,过软种水生植物不能直立。种植土的土壤一般以原状池塘淤泥为主,其中最主要的是针对植物习性特点选择种植土。
以水生植物常见形态及生长发育情况为基点研究,千屈菜12~16株/m2,香蒲36~49株/m2,芦苇36株/m2,再力花10~20芽/丛,2~3丛/m2,睡莲1~2头/m2,凤眼莲20~30株/m2,眼子菜30~50株/m2,黑藻10~15芽/丛,9~12丛/m2,狐尾藻5~6芽/丛,9丛/m2。种植密度过大会竞争营养,成活率低,维护成本高。种植密度过低会导致杂草茂盛,影响景观效果。
沉水植物的种植不适用于大面积栽植,生长规律由浅滩区域向深水区过渡。如果全是深水,可用泥团包裹根部在早春水流不急处沉水栽植,其可为鱼类等提供栖息、繁殖场所及食物来源并可起到净水作用。
(2)景观配置要点。园林水生景观的构建不单要考虑空间、形态的设计,还要考虑时间性、季节性,通过不同植物在不同季节时的形态,搭配出赏心悦目的景观。
荷花的花期在每年6—8月,果实成熟时间在9—10月之前。芦苇一般在每年4—7月生长的比较旺盛,在8—9月就会进入开花期。香蒲花果期在5—8月,水葱花果期在6—9月,芦竹花果期在9—12月,眼子菜花期5—6月,果期7—8月,睡莲花期6—8月,果期8—10月,美人蕉3—12月,梭鱼草花果期5—10月,千屈菜花期7—9月,果期为9—10月,再力花花果期在7—8月,蒲草花果期6—9月,金鱼藻花期6—7月,果期8—10月,狐尾藻花果期7—8月,黑藻花果期5—10月、浮萍花期4—6月,果期5—7月、凤眼莲花期7—10月,果期8—11月。以上水生植物最早花期开始于3月,果期最早开始于5月。水生植物观赏期较长。为实现四季观景的效果,水生植物配置应根据季节选择,分析水生植物的生长周期和变化特征,对花色和花期进行结合。通过合理的配置,形成四季有景的景观。春季生意盎然,边坡水生植物处于萌芽期。为治理区增添生机活力。夏季荷花盛开,各种水生植物次第开放。秋季干枯期,芦苇花絮飘荡迎来冬季。
渔业尾水治理中的相比较于河道水生植物景观配置,由于水源主要是养殖尾水,水质不稳定。应现场取水样后根据水质结合土壤情况深入分析,优先选用本土植物。水体多为池塘或沟渠改造,水面不一。水面宽阔时重点工作倾向于水生群落的景观创造,周边环境较好时,可种植荷花和菖蒲,近景选择千屈菜等,远近结合,取得良好的配置效果。
渔业尾水治理中水生植物配置不仅要考虑景观性因素,更应考虑经济因素。养殖户经济收入来源单一,后期维护资金有一定困难。设计和施工完成之后,可根据自身条件聘请专业的机构或留足备用金安排专人负责水体及水生植物的养护管理。定期对水生植物进行养护。
2不同配置模式下水生植物对水质的影响
循环养殖尾水要求零排放养殖尾水,常用生物方式构建水处理设施,对淡水养殖尾水进行生态处理,保证达标排放。污染较重的池塘,应先确定污染源,从源头治理。用生石灰等消毒晾塘,水深较深的池塘种植沉水植物,周边浅水区种植挺水、湿生植物。当前主要配置模式主要有挺水植物单一配置、挺水植物+漂浮植物、挺水植物+浮叶植物、挺水植物+沉水植物、挺水植物+沉水植物+浮叶植物等多种配置方式。种植形式常见的有片植、丛植、散植等。
2.1不同配置模式下水生植物对水质的影响
丁元春等研究不同水生植物配置模式对景观水质的影响。在植物的生长过程中,植株的形态上出现了明显的变化,包括叶片的生长,茎的伸长。与沉水植物相比,挺水植物和浮水植物生长状况较好,长出新叶和根系。再力花和睡莲的繁殖能力和长势较其他植物更明显,睡莲相较于其他植物,叶片较大,颜色较深。不同的配置会导致水体透明度,水体颜色及藻类情况的变化。
pH值最高的配置模式为T1组(再力花+铜钱草+金鱼藻),pH值最低的配置模式为T2组(香蒲+苦草+睡莲)。2个配置模式实验组均为挺水植物+浮水植物+沉水植物的配置,香蒲的枯萎是导致pH值偏低的主要原因。由此可见不同的水生植物配置会产生PH值的变化,主要是由于土壤向水体释放了碱性物质。
含有金鱼藻的实验组(T1、T3组)相较于含有苦草的实验组(T2、T4组)DO含量稍高,溶解氧的变化与底泥有机物的出现,和其他生物的生长活动有不可分割的关系。
水体中NH4+-N含量的去除大部分是通过微生物的硝化和反硝化作用完成的。其中再力花+铜钱草+金鱼藻配置模式的净化效果最佳。
植物的根系与水质的净化作用有密切的联系,生长发育条件好的植物在水质净化方面具有较强的优势。主要由于水体中底泥微生物的生长依赖于植物的根系发展,适当加强植物根系的吸附能力,有利于加强水体的净化能力。不仅如此,水生植物对水体的酸碱度还有相应的调节作用。氨氮与溶解氧的含量影响水体中污染物的去除。主要是植物能通过光合作用释放氧气,可提高水中的溶解氧。
2.2不同水生植物的净化特征
(1)不同水生植物对总氮的去除能力分析。种植水生植物可起到净化水体总氮的作用,主要是因为植物的生长发育需要氮磷等营养元素,生长前期,植物根系的生长作用,导致总氮含量出现不同程度的降低,植物生长稳定后,总氮的去除效率出现降低。水体无机氮作为微生物分解有机物的产物及水生植物的有效氮源,主要包括氨氮和硝态氮,硝态氮是含氮有机物矿化的最终产物。水生植物的生长会加强反硝化作用,加速硝态氮的转化。研究发现,水葫芦、浮萍对总氮的吸附能力较强。
浮叶植物对水体氮元素去除主要通过自身吸收。其中凤眼莲需氮量较大,根系发达,根部的硝化反硝化作用可去除氮。
(2)不同水生植物对总磷的去除能力分析。水生植物种植前期,根系会迅速吸附大量悬浮无机磷。水葫芦发达的根系能形成厌氧-好氧的微环境,适合聚磷菌的生长。在总磷的去除上芦苇、菖蒲、香蒲等挺水植物有显著效果。
(3)不同水生植物对化学需氧量的去除能力分析。植物根系的微生物会加速有机物的分解,大部分中间会有化学需氧量升高的现象。综上分析,从水质角度分析,应合理组合配置水生植物,根据不同生长环境、净化能力等采用多种配置模式。可适当增加沉水植物中藻类的配置,改善水体各项指标。
3水生植物的养护管理
3.1保障水源和水质
池塘养殖尾水要保持相对稳定状态,并确定水源来源单一,防止外来污水的进入。水生植物的养护第一步最重要的是水体,最适合植物的水深才能保证水生植物的生长。沉水植物的水深应大于植物高度;挺水植物水深适宜在50~100 cm;湿生植物土壤应湿润,并适当存水。浮叶植物的水位决定根茎的长度,要依据现场调整。
3.2合理修剪
芦苇等水生植物存在繁殖速度过快的现象,应定期按季节修剪分株和根蘖。避免造成其他水生植物生长发育不良的现象发生。植株过高或长势较差出现倒伏,影响效果的水生植物,可在枯萎期适当修剪,既可保证植物的生长空间,又能改善景观效果。针对非常绿多年生的水生植物,不影响效果的前提下可不做处理,保障植物安全越冬。
3.3适当施肥
循环利用的养殖尾水,水生植物应尽量不施肥,避免化学因素对养殖产业造成一定程度的影响。达标外排的养殖尾水中的水生植物,可适当施肥,尽量采用叶面施肥。
3.4丰富生物群落
出现不良竞争应对杂草及水下藻类及时清理,可适当投放水生动物,丰富食物链及生物群落,控制水生植物量。
为加强施工后的生态治理效果,在尊重自然岩体的前提情况下,可适当适度的人为干预,例如日常巡查、人工打捞或机械收割。成活率较低的植物应确定是否适应自然环境,如死亡率高可更换植物品种,死亡率低可按设计要求补种。特殊季节,冬季应保温养护,雨季应检查植物生长状况。通过人工干预,达到预期效果。
4结束语
养殖尾水生态净化技术的原理是利用养殖水体中的微生物、水生动植物的生物功能对养殖尾水进行处理。通过生态系统的生态循环,降低污染物含量,最终达到净化水质的目的。水生植物的配置并非单纯的种植、养护或者多种生物的随意搭配。其中的本质是依照一定的自然规律,重新构建一个接近自然、具有自我调节能力、和本区域能自然融合在一起的系统,以形成一个长期的稳定过程。水生植物在构建水生态系统中发挥着重要作用,是解决富营养化和提升水质的关键要素,对水体携带的物质可起到拦截作用,将悬浮物等集中到一起。通过吸附、过滤、沉淀、离子交换、微生物等一系列反应,全方位净化水体。因此,进一步研究分析水生植物的光合作用,微生物的化感作用,以及各生物的生态特性,可不断优化植物种类组合,使水生植物配置不仅能净化华景,而且能更加承受恶劣环境的侵蚀,不仅能取得良好的处理效果,也能促进水生植物的生长。
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