离岸消浪堰式湖滨带生态修复工程对水环境的影响

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近年来,经济的迅猛发展导致人们对于资源的需求日益增加,掠夺式的开发以及不合理的利用造成湿地生态系统特别是湖滨带生态系统被严重退化。上世纪90年代我国开展了一系列湖滨带生态恢复和重建的研究和实践,然而对恢复以后的效果评价还比较欠缺。本文以无锡市太湖贡湖湾离岸消浪堰式生态修复工程为研究对象来研究生态修复效果。离岸消浪堰式湖滨生态修复工程系采用离湖岸线一定距离的桩基消浪堰,在湖堤硬质化、湖滨植被带缺失的湖滨带实现控浪促淤,形成半封闭型的人工湖湾以恢复湖滨植被带的工程措施。修复工程形成了堰内挺水植物区、堰内沉水植物区和堰外开阔水体3个生境梯度带。本研究于2010年6月至2011年5月对工程区3个生境梯度带的水质以及底泥状况进行了研究,得出了以下结论:(1)比较梯度带各主要水质指标的年平均值发现,各梯度间的差异虽不显著,但仍存在一定的趋势。其中,堰内Ⅰ带、Ⅱ带的亚硝态氮、硝态氮、正磷酸盐和总磷的浓度总体上低于堰外的Ⅲ带,但氨氮和总氮却出现了相反的趋势,表明工程的实施一定程度上降低了水体亚硝态氮、硝态氮、正磷酸盐和总磷的浓度,但同时也增加了氨氮和总氮的污染负荷。(2)比较生长季和非生长季各梯度带的水质状况,亚硝态氮、硝态氮和Ⅰ带的总氮在两个时期总体上都是堰内浓度低于堰外,但生长季更显显著;氨氮在生长季内堰内浓度高于堰外,但在非生长季堰内浓度低于堰外:磷元素在非生长季较生长季改善程度更大。(3)按全年各主要水质指标变异系数的大小排序,氨氮、总氮、硝态氮、亚硝态氮、正磷酸盐和总磷依次变小,同时各指标在不同的梯度带的变幅也存在较大差异。其中,硝态氮和正磷酸盐在堰内的变幅小于堰外,但氨氮和总氮的变幅远大于堰外。(4)梯度带间比较,亚硝态氮、硝态氮与正磷酸盐的极大值在消浪堰内小于堰外,表明工程有助于抑制亚硝态氮、硝态氮与正磷酸盐极高浓度的出现;但氨氮、总氮在消浪堰内的极大值高于消浪堰外,工程措施在生长季末期可在一定程度上加剧氨氮、总氮等水质指标的恶化。(5)水生植物在一定程度上控制了工程区内底泥中营养元素与重金属元素的含量,同时挺水植物在去除有机质、氮元素和重金属元素的能力上较沉水植物更具有优势。研究结果表明,离岸消浪堰式修复工程总体上有利于水质以及底泥部分指标一定程度的下降,但也易导致水体氨氮浓度过高和局部缺氧状况,有必要采取适当的措施,如扩大堰内开敞水面的面积,增加水体的溶氧,促进硝化作用;在非生长季应积极处理水生植物的残体,减轻因腐烂分解引起的二次污染。
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