【关键技术】城市水体水环境深度改善和生态功能提升技术
一、技术简介
本技术针对浅水湖泊底泥内源释放、沉水植物定殖困难及草型生态系统稳定性差等问题,形成一套原位、高效、稳定的城市湖泊草型生态系统重构技术体系。通过研发高效定植技术、群落快速稳定构建方法及拓展生物操纵技术,实现了沉水植物群落快速重建与食物网健康程度提升。技术无需大规模清淤,不破坏原有生境、无二次污染,已在蠡湖1.08 km²工程示范中得到验证。成果入选2022年《国家先进污染防治技术目录》,并推广至无锡马山、荡东及盐城滨海湿地等工程,兼具生态、经济和社会效益。
二、技术内容
1.先锋种与建群种筛选技术:基于室内模拟与野外原位实验,从个体生态特征、种群动态、生理响应及生态位宽度等多维度建立适应性评价体系。选取5~8种土著沉水植物,设置水深、透明度、水动力、沉积物、营养盐等环境梯度进行胁迫实验,测定植株形态、干鲜重、叶片超微结构及叶绿素荧光参数(Fv/Fm),计算密度、盖度、频度、重要值及Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数,分析空间分布格局与种间生态位重叠,筛选出适生性强、净化效率高的先锋种与建群种组合。
2.水生植物定植技术:针对城市湖泊透明度低、基底恶劣的生境,研发三项互补定植技术——①水下草坪种植模块技术(以可降解网泡海绵为基质,育苗后整片铺设,适用于软底大面积水域);②改良基质重球法(改良包埋基质增加粘性与营养,抛投定植,适用于硬底无浮泥水域);③直立驳岸可升降式沉水植物浮床技术(以固定锚桩和螺杆调节浮床深度,填料内种植净化能力强的植物,适用于硬质护岸带)。三项技术实现对软底、硬底、硬质护岸等不同湖泊生境的全覆盖。
3.水生植物群落重建与快速稳定技术:参照太湖流域成熟草型湖泊群落结构,采用5种目标植物等比例配置(物种框架法与最大多样性法结合),穴盘育苗,以40%起始盖度构建群落,确保生长季内快速全覆盖。投放螺蚌(密度0.1~0.5 kg/m²)削减附着藻类,利用肉食性鱼类下行效应控制草食性鱼类,稳定食物网。通过定期监测植物生长、群落发展及环境限制因子,动态调整物种配置与时空布局,促进群落向自维持方向演替。
三、技术优势
本技术体系将城市湖泊修复从“凭经验的绿化工程”升级为“依参数的结构化生态工程”。通过引入“磷内稳性”、“下行效应定量调控”及“起始盖度阈值”等创新维度,实现了植物定植从低效到高效、群落构建从无序到有序、食物网调控从单一控藻到多营养级联控的全方位跨越,确保修复后的草型生态系统具备长效自净能力。

四、应用场景
针对我国大量存在富营养化、藻类水华频发、水生植被退化甚至消亡的城市湖泊(如无锡蠡湖、武汉东湖、杭州西湖等),开展从“浊水藻型”向“清水草型”生态系统的系统性重构。
五、典型案例
该技术已在无锡蠡湖完成工程示范并通过验收,相关成果推广至无锡马山、荡东水环境生态修复项目、宜兴河道生态修复及美丽乡村建设等工程,有力支撑了地方河湖水环境综合治理与水生态修复工作。蠡湖草型生态系统的成功重构,对太湖流域城市湖泊生态修复具有重要示范意义。
通过“水下森林”重建,系统性地提升湖泊自净能力与生态服务功能。蠡湖1.08 km²示范工程建成后,水体透明度由34 cm提高至80 cm;沉水植物覆盖度由3%提升至45%;水体总氮、总磷和叶绿素a较修复前分别降低43%、55%、84%;水质稳定维持在地表水III类标准。水生植被覆盖度从3%提高到45%。
六、科技支撑

七、联系方式
联系人:高光
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邮箱:guanggao@niglas.ac.cn
科技处:姚宗豹(025-86882023,zbyao@niglas.ac.cn)

