浅析水生植物栽培技术研究及在小流域生态修复中的应用
时间：2023-02-26 18:30:07 来源：千叶帆 本文已影响人
何建兵，郑杰春，张 伟，马良英，廖晓初，潘广英，杨 红，罗 丽，谭 频
（四川省内江市农业科学院，四川 内江 641000；
四川省高楼镇乡村振兴办，四川 资中 641207）
2019年在省市项目的支撑下，开展了水生植物品种的引进收集、野生品种的驯化工作，同时针对小流域气候、土壤、水文环境开展相应的栽培技术研究及示范推广应用。
水生植物顾名思义其均生长在水中或滩涂湿地，是构建水生生物群落、重建生态链、修复生态系统的骨骼。水生植物是水生动物、昆虫、鸟类、部分陆生动物的栖息地及食物来源，也是人类食物及工业原料来源，是小流域范围净水固砂的根本，是治理水环境的重要一环。在流域整治中怎样合理搭配种植水生植物及对其种植技术的深入研究极为重要。
内江市小流域、库塘众多，由于城乡过度开发，致使许多小流域工矿污染、小城镇生活污染、农业农村生活生产面源污染日趋严重。沿岸植被破坏严重造成溪流堤岸垮塌、水土流失、河道淤塞，水体富营养化，致使一些水生生物濒临灭绝，水生生物生态系统遭到严重破坏。加之近年工程治理又以硬化为主，严重影响水生动物、昆虫、鸟类等的栖息繁殖场所，破坏了生态平衡。随着环境的恶化一些水生动植物逐渐消失，比如：芡实、菱角、小鱼种中华斗鱼、爬石子等。加之有害生物凤眼莲、福寿螺、龙虾等的入侵，破坏了生物的多样性，使得水生野生动植物生态链遭到破坏，从而使整个生态系统单一脆弱。
3.1 水生植物品种资源收集
通过对野生水生植物资源收集及引种，同时开展驯化试验，淘汰适应性差、没有经济、观赏价值的植物，淘汰净水能力差的植物，淘汰生长势强、只有净水价值而无任何其它价值的植物，以杜绝其发展为有害生物。经从引种的50余份材料中初步筛选出20余份作为示范品系。
3.2 水生植物品种（系）的筛选的目的及标准
筛选水生植物品种（系）的目的是收取植物的有用部分尽量减少植物残株对水体的二次污染。标准是具有观赏和经济价值又有净化水体作用[1]。
3.3 初步筛选出的水生植物品种（系）
3.3.1 具有经济、药用和食用价值
莲藕、芡实、菱角、茭白、荇菜、白慈菇、荸荠、泽泻、赶黄草、水芹菜（具陆生芹菜香）、石菖蒲、水菖蒲、中华蒲黄、灯草等。
3.3.2 具有观赏价值
睡莲、虞美人、鸢尾花、千屈菜等。具有净水价值的有：凤眼莲、细浮萍、水葱、梭鱼草、再力花、金鱼藻、铜钱草等。旁水植物紫芦苇、芦苇、浅水芦苇、芭茅等。
3.3.3 穗花狐尾藻
经多年多地观察，穗花狐尾藻水生动物不食、又无经济观赏性，且适应性强、易种易繁、生长势旺，初步认定穗花狐尾藻有可能会成为继凤眼莲、过江藤之后的又一有害生物，只可同凤眼莲一起作为局部富营养化、重金属、农残等重污染封闭水面治理用。
流域原有生态系统因多种不利因素受到损坏，破坏了生物的多样性、打破了生态平衡，致使有的种群消失或濒危，有的成为强势种群。要修复生态就得因地制宜、人为干预，增植放养弱势濒危物种种群，抑制强势有害物种种群，从而恢复生物多样性，构建新的生物链，达成新的生态平衡，恢复流域生态系统[2]，所以结合流域原有生物种类种群科学搭配是关键所在。科学搭配水生生物以水生植物为主体，还包括鱼类、水生软体动物、昆虫、两栖动物等使它们通过人为干预经多年自然生长优胜劣汰，通过彼此相生相克，逐渐构成一套食物链，形成新的生态系统。
4.1 水生植物搭配的分类
水生植物种类很多，以水生植物生长习性分类有挺水、浮叶、沉水、飘浮等。以生长方式分类有水生、湿地、旁水等。以植物形态分类有阔叶、狭叶、变态叶、有高矮、有常绿、有落叶等[3]。生物具有多样性，有些植物表现出相生相克的特性，有喜聚集丛生、混生、单生。
4.2 水生植物搭配方式
水生植物主要是高矮搭配、一年生多年生搭配、常绿与落叶搭配、挺水、浮叶、沉水搭配。湿地公园建设以观花观叶为主，观花水生植物以不同开花时间搭配做到春、夏、秋三季有花赏：比如春季的睡莲、鸢尾花，夏秋季的睡莲、荷花、千屈菜、虞美人等。观叶的莎草、伞草、水葱、水菖蒲等，特别是石菖蒲其一年四季均为绿色，是湿地公园配景的最佳选择，且其药用价值、经济价值很高。
小流域防堤固砂应选择挺水、且繁茂性好的植物，如墨西哥梭魚草、茭白、水葱、伞草等。流域水体中同时搭配放养有净水功能的鲢鱼、鳙鱼、蚌及有防龙虾、福寿螺危害的鲭鱼、鲶鱼，并在水生植物种植成活有一定群体后可放养一定量的草鱼，以抑制水生植物过快生长，以求达到一定的生态平衡。
5.1 浅水植物
以太空莲、芡实为主，适用于近岸水深1.5 m浅水区域种植，可成片栽植作为花卉观赏，该两种植物为药食两用，太空莲的莲花、莲子、莲心、荷叶均可入药，嫩茎可食用。芡实（鸡头米）种子药用为芡实，嫩茎可食用。这两类植物均为多年生具有宿根性，栽种后第二年可自繁。繁殖方式是莲藕以块茎繁殖，芡实以种子繁殖为主（或育苗移栽）[4]。栽培方法是莲藕水浅可人工下水栽植芽朝上压入泥中即可，如水深可用泥包好种茎用稻草缠绕沉入水体中。芡实栽培一是种子撒播，将催芽的种子直接撒播到水体中，二是催芽后育苗移栽。栽培规格为2种植物繁茂性好，种植80～100苗/0.067 hm2。注意事项：苗期易受福寿螺、小龙虾危害，人工水体中应清塘清除小龙虾、福寿螺。自然水体在增大播种量的同时多放养青鱼、鲶鱼、乌鱼等肉食性鱼类以抑制有害生物群体。
5.2 湿地植物
湿地植物是鱼类、水生软体动物、两栖动物、水鸟类、昆虫及其幼虫、部分陆生动物繁殖、栖息的天堂和食物来源，是生态修复的重要一环。栽培的水生植物有芦苇、茭白、中华蒲黄、灯草、水菖蒲等植株高大的植物作为鸟类、两栖动物等的荫蔽栖息、繁殖场所，配以菱角、白慈菇、荸荠、泽泻、赶黄草、浮萍等矮小植物，作为鱼类、昆虫及幼虫、水生软体动物等的栖息、繁殖场所及食物来源。栽培方式为几种水生植物混栽，栽培方法为每种植物丛栽。该类植物大部分为块茎繁殖，多年生具有宿根性，种子繁殖或分株无性繁殖。
5.3 沉水植物
苦草、金鱼藻、叶黑藻、眼子菜等均适应小流域种植，先从浅水种植让其自然向深水发展。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[5]。比如西昌邛海、泸沽湖水体中的苦草，其10 m深的水体区域内长势良好，已成为该地的优势群体，起到很好的静化水体功能。
5.4 旁水植物
石菖蒲、虞美人、鸢尾花等植物喜旁水而生，近水或浅水丛栽即有经济和观赏价值，又起到防止水土流失的作用。特别是石菖蒲一年四季常绿，是观叶的好材料，作为药用单位面积价值很高。
自然水体和湿地原则上是人种天养、不施肥、不防治病虫害，如出现有害生物入侵（如凤尾莲）应进行适当的人为干预。以经济价值为目的的（如白慈菇、荸荠、芡实、菱角等）应适时进行施肥、病虫防治等田间管理。
7.1 在封闭淡水高效绿色循环养殖尾水处理中的应用
内江市淡水养殖无论是品种和产量一直名列全省前茅，淡水高密度精养产业得到广泛推广应用，创造了大量的经济效益和社会效益。但随着近期环保政策要求淡水养殖尾水必须达标排放，最好是零排放循环使用。这一政策要求极大的限制了内江市水产产业的发展，为克服这一瓶颈，拟同市中区水产中心合作，针对淡水养殖尾水以生物方法为主辅以物理方法构建水处理设施，对淡水养殖尾水进行绿色处理，使之达标排放，并通过示范应用不断总结和完善该项技术，使之将尾水循环使用达到零排放。
7.2 在库塘治理中的应用
污染较重库塘首先清除污染源，然后采用物理化学方法消杀大部分有害生物，并在富营养化的深水区水体中种植沉水植物，周边浅水区种植挺水、旁水植物，以一定比列搭配放养花白鲢，以生物方法逐年转化降低水体中丰富的浮游生物。
7.3 在小流域治理上的应用
结合工程治理疏通河道、清除淤塞、筑堤（土堤）固砂，人为构建浅滩，湿地，用于种植不同类型的水生植物，作为构建生态系统骨骼，同时人为增殖放养水生动物（鱼、蚌）构建新的生态系统。
7.4 特殊水体治理上的应用
工厂排污循环池、矿山尾沙尾水排放循环池、城市污水处理循环池，这些水体中虽经物理、化学方法处理，但其中重金属、有毒不易分解的有机化学物质含量很高，不容易达到排放标准，且化学方法处理还容易造成二次污染。为解决这个问题，可增大循环池水体水生植物种植面积，并选择种植生长势强、净水力强、易收贮的浮叶水生植物，用来吸附水体中的重金属和有害物质，定期打捞烘干焚烧，收集灰烬用特殊工艺处理，可从中回收有用金属。
8.1 增大研究推广应用经费投入
内江市地处沱江流域中段，治理区域大，域内沟溪纵横、库塘众多，因地貌和气候条件不同从而造就了许多小气候环境，形成许多独特的生态环境和生态系统。为使生态治理有针对性应在后续加大研究投入将整个水生生物作一课题进行综合研究，并针对生物多样性、小气候、小环境进行持续深入研究。水环境治理体现的是公益性，是还市民一个碧水蓝天，其技术推广应用没有经济效益，应增加投入用于种苗的引进、繁育，以便尽快推广应用。
8.2 坚持生态治理与工程治理相结合
建议小流域工程治理除特殊河段因防洪需要必须硬化外，理应疏竣河道、营造浅滩湿地，立足生态治理尽量少硬化，从而为水生生物构建好的栖息、繁殖、采食生态环境。
8.3 科学选择水生植物品种
面积广阔的湿地称之为地球之肺，湿地公园可称呼为城市之肺。湿地有常年性和季节性之分。近年大部分城市均在近郊建有面积大小不等的湿地公园，在成为城市美丽风景线的同时为水生物和鸟类、部分陆生动物、昆虫等提供了栖息繁殖、生长场所，并成为鸟类的天堂，构成了一个完整的生态圈[6]。为科学的建好湿地公园，建议以生态多样性为主，突出特色（如洪湖的莲藕、潘阳湖的芡实），集观赏性、经济性为一体，在体现生态功能的同时，为旅游休闲服务选择四季花搭配，选择观叶搭配，选择名贵与普通搭配。为体现生态功能选择适应当地野生动物群体食性需要及生长生存需要的水生植物搭配，为可持续性发展选择有经济价值的水生植物和动物搭配。
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