[发明专利]集成式生态浮床及其修复水体生态系统技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成式生态浮床的构建方法及其应用技术，属于受损水体生态系统的修复领域。

背景技术

国内外应用生态浮床的历史悠久，我国古代曾以菰的根茎制作漂浮稻作系统，国外农业史上也曾以浮床种植玉米、雍菜等。20世纪50年代起，科学工作者开始尝试构造干式生态浮床为鸟类繁殖和鱼类产卵提供场所，美化环境；Hoeger于1988年首次提出应用生态浮床技术修复水体生态，此后日本和欧美国家在应用浮床技术降低水体营养盐浓度、去除重金属污染物等方面的研究持续发展，国内如秦伯强、李先宁、孙连鹏、李英杰、章永泰等众多研究者也对生态浮床技术开展了广泛的研究。这些研究多限于构建水体漂浮结构、植物布置、植物选择及固定形式的选择等，但通过续批集成的方式构建具有系统整体完备性、稳定性、先锋性的生态子系统，发挥生态自净能力，同时快速应对水体富营养化、重金属污染、化学污染、环境激素污染等一种或多种类型的生态环境问题，使恶劣的水体生态系统发生恢复或重建性演变，促进水体生态系统整体恢复的集成式生态浮床技术尚未出现。

发明内容

本发明立足水体生态系统恢复的需求，择自然生态系统中抗环境胁迫能力强的土著物种按其生态功能线性关系集成到共同的非生物框架空间中，构建出一种具有生态系统整体性和完备性的集成式生态浮床，将其作为子生态系统嵌入受损水体，使之与受损水体生态系统耦合，以之为先锋健康生态系统，发挥自净功能，促进受损水体生态系统的整体恢复或重建，对水体富营养化、重金属污染、有机污染等多种类型的受损水体生态系统有多效修复功能，亦具有增强健康水体生态系统的自净能力、抗环境胁迫能力、美化环境等作用。 

本发明中集成式生态浮床的技术实现方案如下：

一种用于受损水体生态系统恢复的集成式生态浮床系统，该系统的生物部分由土著种的挺水植物、沉水植物、附着藻类等生产者，食藻鱼类、螺类、其它小型浮游动物等消费者，在EM（Effective Micoorganisms）菌群驯化条件下形成的生化沸石—微生物系统组成的分解者系统三部分组成；非生物部分由框架、植物着载筐、浮力调节瓶、围隔网、升降链等几部分组成。

本发明中所述的挺水植物选择环境适应能力强、对环境污染胁迫耐受能力强、环境污染物去除能力强的土著种，常见的如美人蕉、慈姑、风车草、菖蒲、富贵竹、荸荠等中的一种或几种；挺水植物具有生物量大、对水体中的总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、重金属离子、环境激素等环境污染物去除功能，挺水植物发达的根系可降低水体悬浮物浓度、增强水体的透明度、为水蚤等食藻浮游动物提供栖息场所、消除环境中的水力机械剪切、改善沉水植物和水生动物的生存空间，挺水植物根系的径向泌氧（ROL）可促进水体溶解氧（DO）增高，挺水植物根系可分泌化的感物质抑制微囊藻的生长；挺水植物茎叶部分可为鸟类、两栖类动物提供栖息场所、美化环境等。

本发明中所述的沉水植物选择对应区域的土著种或抗环境胁迫能力强的种，如菹草、苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、眼子菜、金鱼藻等中的一种或几种；沉水植物综合了对氮（N）、磷（P）元素超自身生长需求量吸收及对重金属等多种环境污染的净化吸收的特性，同时具备为微生物提供附着基质，为浮游动物提供栖息地及食物，分泌化感物质抑制微囊藻生长，通过光合作用增加水体溶解氧，通过叶片吸附截留悬浮物进而提高水体透明度等多维生态功能。

本发明中所述附着藻类主要为刚毛藻及藻菌共生膜系统，其中刚毛藻对TN、NH₄⁺-N、TP和PO₄^3--P等营养物质去除率较高，同时能分泌化感物质抑制微囊藻生长；藻菌共生膜中藻类植物光合作用利用水中的CO₂和NH₄⁺、PO₄^3-等营养物质，合成自身细胞物质并释放出O₂；好氧细菌则利用水中O₂对有机污染物进行分解、转化，产生CO₂和上述营养物质，以维持藻类的生长繁殖，如此循环往复，发挥污水的生态净化功能。

本发明中所述食藻鱼类主要为麦穗鱼及鳙鱼、鲢鱼等滤食性鱼类，主要牧食藻类等浮游生物，作为生态系统中的消费者之一。