城市景观水体水质的生态修复效果研究

王巍炜

摘 要 以天津水上公园水体为研究对象，通过分析上世纪九十年代公园水体富营养化的成因、状况和水质，三十年间尝试的不同修复方式，最终形成了富有水上特色的对湖底污染的控制、生境营造，以及对整体水生态系统修复的人工治理措施和生物修复技术途径，使其具备自我净化能力，维持水体生态系统平衡。研究结果表明，经过生态修复措施后，水上公园水体化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、透明度等指标较修复前有显著改善，该研究结果对城市景观水体水质的改善、生态建设和后期管理均具有一定的参考意义。

关键词 水生态系统 富营养化 生物修复 鱼类

中图分类号：S181 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）04-0032-02

1 前言

上世纪九十年代初，我国经济迅猛腾飞的同时未对环境多加保护，城市景观水体具有半封闭、流动性差、循环自净能力较差等特点[1]，被大量污染。经相关研究表明城市水体的污染主要受人为活动影响，从而造成污染源侵入，如天然降雨、生活垃圾的侵入、过量捕捞、长期积累的水底淤泥释放有害物质等，造成水体失去自净能力，溶解氧过低，水生动物和植物的生存环境被破坏，底泥不断释放磷、氮等营养盐，导致水体富营养化，最终导致“水华”等现象。天津水上公园在上世纪九十年代水生态系统结构异常水体富营养化加剧，水体氮、磷输入量过多，外部输入的氮磷主要来自暴雨径流、游人废弃物和降雨，营养盐输入途径少，营养盐滞留悉数大[2]。本文以水上公园在治理水体污染时所采取的具体措施为例，分析了适宜该水体的生态修复技术，并对生态修复的结果进行了检测，能够为城市景观水体的治理和长效维持水体生态系统平衡提出有效的建议。

2 城市景观水体污染改善措施简述

城市景观水体水源主要来自自然降水、地表水、中水三个方面，绝大部分水体日常补充水量以降水汇集为主。主要污染城市景观水体的因素有外因和内因：内因主要是水体底泥污染;外因较多，如公园周边商业区和居民的生活污水和垃圾排入、湖内鱼类被偷捕等等。

城市景观水体污染改善措施主要包含以下几种：

（1）外源控制。针对景观水体周边居住及商业情况进行详实的分析研究，设置有效拦截措施。

（2）选择水源。除却天然降水外，考虑城市自来水直接用于景观水体，或从其他水质较好的城市河道等調水。若利用再生水则用水水质必须满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T189121-2002）中的有关规定。[3]

（3）防止游人偷捕、放生、野泳等扰乱水生态平衡的行为。

（4）防止各种垃圾、枯草落叶等侵入。定期打捞漂浮物及各种垃圾，防止它们向水中释放营养物质，影响水质。

（5）优化景观水体设计。尽可能从设计上让景观水体产生流动和自然复氧，增加水体中溶解氧含量，增设暴器等可使水体流动的设备。

3 水上公园概况及富营养化成因分析

3.1 水上公园概况

水上公园始建于1950年，水域75公顷占总面积的60%。公园水体由东湖、西湖、南湖、水生植物专类园、长条湖（喷泉景观湖）五部分组成。整个水体承担着水上游艺、景观、调节城市气候等多种功能。

3.2 水上公园水体富营养化的成因

水上公园湖泊属于静水生态系统（静水生态系统是指不流动或很少流动的水体生态系统，如池塘、水库、湖泊等，因水流动小或不流动，因此底部沉积物较多，水的温度、溶解氧、二氧化碳、营养盐类等分层现象明显），无外通管道，流动性极差，极易导致藻类、浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量急速下降，水质恶化。由于藻类可利用的氮远比可利用的磷多，因此，磷常被作为富营养化限制因子[4]。英国国家环境署规定，在静止水体中，总磷浓度0.086mg/L-1为富营养化的临界值[5]。94年水上公园水体氮、磷积累负荷高达2.40g/m2.a和1.24g/m2.a。通过水上公园水体氮、磷输入输出和积累量的研究表明主要富营养化原因为：（1）园内水体氮、磷输入过多;（2）外部输入的氮、磷主要来自暴雨径流、游人废弃物和降雨;（3）营养盐输出途径少，营养盐滞留系数大。

3.3 水上公园消除富营养化的关键问题

降低水上公园水体的氮、磷负荷;减少外部营养盐的输出;达到降低水体中藻类生物量、提高水体透明度的目的。

4 水上公园采用消减水体氮、磷负荷的技术途径

4.1 机械清淤法

使用水上割草机等机械治理园内泛滥水草等。但是机械治理不仅成本高、周期长、工作强度大，而且效果差，无法从根本治理水体富营养化。

4.2 定期换水

虽然定期换水有一定效果，但是成本居高不下。

4.3 生物修复

采用投放鱼类，构建湖内水生生态系统，消耗水体大量的浮游动植物，降低水体的氮、磷负荷，增加水体透明度。根据栖息习性、生活习性、食性相对地分为上层鱼（鲢鱼、鳙鱼）;中层鱼（武昌鱼、草鱼）;底层鱼（鲤鱼、鲫鱼）。清道夫（梭鱼）（见图1）。

4.3.1主要投放鱼类品种

鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙鱼（Aristichthys nobilis又叫花鲢、胖头鱼）、草鱼（Ctenopharyngodon idell us）、武昌鱼（Megalobrama amblycephala）、鲤鱼（Cyprinus carpio）、鲫鱼（Carassius auratus）、梭鱼（Sphyraenus）。

草鱼为典型食草型鱼类，因其能迅速清除水体各种草类而被称为“拓荒者”，在水草、藻类刚出芽时就会被迅速地食用，有效的控制了水草。草鱼、武昌鱼等吃食性鱼类的残饵和粪便经过微生物分解成为肥料，可培养浮游生物作为鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类的饵料。草鱼食量大，排泄物多，若单养则水质容易变肥，水质透明度将降低;若混养鲢鱼、鳙鱼，让它们滤食浮游生物，就能防止水质过肥，保证草鱼所需的清新水质环境;鲤鱼、鲫鱼、罗非鱼等杂食性鱼类，它们可以吃掉湖水中腐败的有机质，也能改善水体的卫生条件;梭鱼为近海鱼类，又能入淡水，俗称两水鱼，食用苔藓类、水底泥土中的有机物、盐类，是整个水生系统的清道夫。

以上成为稳定的湖内生态循环系统，达到生物修复的目的。

4.3.2投放及比例

水上公园湖内原有鱼类主要品种为青鱼（Mylophary ngodon piceus）、鳡鱼（Elopichthys bambusa又叫黄钻）、鲤鱼（Cyprinus carpio）、鲫鱼（Carassius auratus）。生物修复主要投放鱼品种为：草鱼（经试验，水上公园湖内草鱼控制在1万尾）、武昌鱼，占投放量的40-50%;搭配40-50%的鲢鱼、鳙鱼和10%的鲤鱼、鲫鱼。作为清道夫的梭鱼单独投放，梭鱼能在水温3-35℃的水域中正常栖息觅食，最适宜的水温范围为12-25℃，水温低于-0.7℃时，出现死亡。十年间投放量约为40万尾。

由湖内浮游生物的构成比例看，鳙鱼喜食的浮游动物比浮游植物少的多，加之鲢鱼的抢食能力远远大强于鳙鱼，因此，鳙鱼的数量不能大于鲢鱼，否则会严重影响到鳙鱼的生长，故经长期试验表明水上公园湖内鲢鱼与鳙鱼的比例为4：1。

4.3.3日常养管

1.严格控制鱼类的比例。如草鱼，总数控制在1万尾（4尾/畝），水上公园湖内实施生物修复十年以来，根据其自然损耗量，共补充草鱼10万尾。

2.保证湖内鱼类品种的稳定。及时打捞湖内杂鱼如：黄瓜鱼（Cucumber fish）、白条鱼（Hemiculter leucisculus）、麦穗鱼（Pseudorasbora parva）等。

3.鱼病防治。每年投放鱼药两次，预防鱼病。

4.严禁私自放生破坏湖内生态系统。近年来，游客私自放生多有发生，放生品种从螃蟹、牛蛙到巴西龟、皮皮虾等五花八门，外来物种严重破坏公园湖内原有的生态系统。

5 结论

2020年7月水上公园水体检测值：总磷0.08mg/L、氨氮0.20mg/L、溶解氧9.2mg/L、CODMn6.9mg/L、化学需氧量39mg/L，整体水质良好，得益于水上公园几十年来的持续生态修复、充分利用水体各个水层，发挥水体生产潜力，全面合理利用天然饵料（鱼类粪便等）资源发挥了鱼类之间的共生互利关系，极大改善了湖内生态环境、增强了水体透明度，有效控制住了富营养化。

参考文献：

[1] 张鸽，吴宏涛.景观水体修复技术研究进展[J].上海化工，2017，42（07）：33-36.

[2] 王洪起，朱萱，蔡凌，边金钟，孙洁，王少芬，查良刚，于凤美，徐友章.水上公园水体污染源调查及氮磷收支平衡研究[J].天津建设科技，1999，03：23-25.

[3] 邵林广，邹丹.景观水体污染防治技术现状与发展[J].市政技术，2008，26（06）：520-522.

[4] 顾宗濂.中国富营养化湖泊的生物修富[J].农村生态环境.2002，18（01）：42-45.

[5] 谢雄飞，肖锦.水体富营养化评述[J].四川环境，2000，19 （02）：22-25.