一种优化台田格局调控草型湖泊优势沼泽植被蔓延的方法

摘要

本发明属于环境生态学领域，其目的在于解决草型湖泊水生植物过度蔓延的环境问题，涉及一种通过优化台田格局，调控湖泊水文水动力以控制草型湖泊植物蔓延扩展的技术和方法。以草型湖泊现有台田类型和水文连通为背景，结合水域的优势沼泽植被和沼泽化程度，将台田格局分别调整为纵向矩形分布、纵横矩形分布、纵向梯形分布、纵横梯形分布等四种不同的优化方式。该方法不影响湖泊生态系统原有生态功能，通过对台田格局和水文水动力调控参数的优化实现对优势沼泽植被蔓延的调控，尤其适宜于固定水位单优沼泽植被繁殖生长的控制。该调控技术简便易行，经济高效，从根本上控制了草型湖泊优势沼泽植物的过度蔓延，有效的减缓了草型湖泊的沼泽化趋势。

说明书

技术领域

本发明属于环境生态学领域，尤其涉及一种优化台田格局调控草型湖泊优势沼泽植被蔓延的方法。通过确定适宜局域植被蔓延控制的调控方案，对已有的台田格局进行改造和优化。

背景技术

在自然状态下，草型湖泊往往需要经过上千年或者更长的时间，来完成贫营养化-营养化-富营养化-沼泽化的湖泊生长消亡周期过程。近年来，由于气候变化和人为干扰超过了草型湖泊生态系统自身的调控能力，严重破坏了湖泊内物质循环和能量流动的平衡性：湖泊营养盐水平的不断提高导致水生植物蔓延生长，死亡的有机生物残体加速沉积，湖底累积抬高，水深变浅，水生植物和湿生植物不断的从湖岸向湖心发展，湖泊沼泽化进程明显加快。在我国，水生植物过度蔓延已成为导致湖泊加速消亡的主要原因，对河湖地区的生态环境产生了严重的影响。当前，国内外广泛采取人工打捞、机械收割、喷洒化学药剂、生物防治等方式来控制水生植物的过度蔓延。

目前，世界上已有多项用于控制草型湖泊内水生植物过度生长的专利技术。专利号为ZL200720067478.1的实用新型专利提出了一种滚刀式的水草收割机，由一为双体船的船体，船体后端部的左右内侧壁上端之间的操作座，操作座下端的后端的带手柄的舵、操作座下端的叶轮旋转机构，双体船前端部的左、右内侧壁之间的切割滚刀部件及集草机构所构成。该收割机的收割效率高并能及时收集被割除的水草，无二次污染的产生，适宜于河道和景观水域中水生植物的收割。专利号为ZL200320122835.1的实用新型专利提出了一种水下行走式水生植物收割装置，由箱体装置、割草装置、液压控制装置、行走装置四个部分组成，该装置能够在水下底泥及沼泽地等环境收割作业，同时具有高效率收割水生植物秸秆，进行粉碎处理，在很大程度上加快了植物秸秆的处理与再利用过程，具有快捷、收割效率高、操作灵活等特点，对水下在高低及软硬相差较大的淤泥层中自如行走。公开号为CN101416623A的发明专利公布了一种选自醌类、蒽醌类、萘二酮类、奎宁、华法令、香豆素类、氨苯酞胺、环己二烯-1，4-二酮、碘阿芬东、pirdone、枚棕酸钠、apirulosin和百里醌的杀水生生物化合物，能够有效的控制包含在封闭水体中的植物、有效细菌和动物的迁徙和蔓延。

上述方法在控制草型湖泊优势沼泽植被方面取得了一定的效果，但在操作上存在一定的不足。人工打捞和机械收割费工费时，且不能从根本上遏制优势沼泽植物的过度生长，特别是大面积的沉水植物，收割需要大量人力物力的投入，同时需要不间断的定期清理才能控制水生植物的蔓延状况；化学药剂的使用存在相应的生态风险，在对目标植物起到调控作用的同时，也破坏了其它动植物的生存环境；食物链调控的方式存在一定的不可控制性，鱼虾等水生动物与水生植物生长矛盾尖锐，一旦生长过量，便造成沉水植物系统的破坏。针对日益严峻的草型湖泊优势沼泽植被蔓延问题，利用局域尺度台田格局优化-生态水文调控-优势沼泽植被蔓延控制技术，从根本上控制住水生植物的过量生长，具有更重要理论和现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在长时间内调控目标区域沼泽植被生长的优化台田格局，实现水域的生态水文治理。通过对台田高度改造、分水廊道建设和边缘形态塑造，确定具有显著植被蔓延控制作用的台田类型和格局类型组合。该方法从根本上遏制了植物的过度生长，打破了过去以治理为主的常规方式，对草型湖泊的生态恢复起到了积极的作用。

本发明的特征在于：通过对原有台田格局的优化和改造以及对新建台田格局进行合理设计来增加台田区域水道的水动力和水流通，以实现对水生植物生长关键水文水动力参数的有效控制。综合考虑农业灌溉、水产养殖和生态旅游等方面的需求，构建一套适合目标区域的优化台田格局组合。

本发明的优点在于：强调水文水动力、生态修复和人工干预等手段的综合运用，通过对优势沼泽植被蔓延扩展具有显著抑制作用的水文水动力参数进行调控，从根本上抑制草型湖泊优势沼泽植被蔓延的动态趋势。台田是河湖地区人民在不断的探索和积累中形成的有效适应区域环境的土地利用方式，格局的优化和改造便于在河湖地区推广，且不破坏区域生态功能，台田、藕田、鱼塘依次布设，形成相互作用的多层立体农业养殖系统，具有一定的经济价值。

附图说明

附图给出了本发明的技术实施示意图。

其中为台田为水道

具体实施方式

以下详细说明本发明的工作原理和实施方式：

本发明所述的优化台田格局调控草型湖泊优势沼泽植被蔓延方法通过对台田高度改造、分水廊道建设和边缘形态塑造，实现对台田区水域水文水动力的调控。优化台田格局大大提高了相邻水域间的水体连通性，增加了水道的水动力及生态水位，从根本上抑制了适宜静水、固定水位的单优沼泽植被繁殖生长的动态趋势。

根据台田格局优化特征，本专利提出四种不同类型的优化台田格局模式：(A)纵向矩形分布、(B)纵横矩形分布、(C)纵向梯形分布、(D)纵横梯形分布。纵向水道、横向水道的宽度保持在2.5-3.0m，水道深度保持在1.5-2.0m。根据湖泊主要的水体流动方向，确定(C)纵向梯形分布和(D)纵横梯形分布的宽窄分布，其中宽水道的一侧为入水口。四种优化方式的具体操作方法如下：

(A)纵向矩形分布：适宜于轻度沼泽化和中度沼泽化的静水水域，纵向水道宽度为2.5-3.0m，水道深度1.5m。

(B)纵横矩形分布：适宜于中度沼泽化和重度沼泽化的静水水域，纵向水道、横向水道宽度为2.5-3.0m，水道深度2.0m。

(C)纵向梯形分布：适宜于轻度沼泽化和中度沼泽化的流水水域，根据水流方向，确定入水口的水道宽度为2.5m，出水口的水道宽度为3.0m，水道深度1.5m。

(D)纵横梯形分布：适宜于中度沼泽化和重度沼泽化的流水水域，根据水流方向，确定入水口的水道宽度为2.5m，出水口的水道宽度为3.0m，横向水道的宽度为2.5m，水道深度为2.0m。

实施例1

针对白洋淀马堡某静水水域中度沼泽化问题，将台田格局优化为纵向矩形分布和纵横矩形分布两种台田格局，优化前后优势沼泽植被蔓延生长情况如表1所示：

表1  白洋淀马堡某水域台田格局优化前后优势沼泽植被蔓延生长情况

实施例2

针对乌梁素海某流水水域中度沼泽化问题，将台田格局优化为纵向梯形分布和纵横梯形分布两种台田格局，优化前后优势沼泽植被蔓延生长情况如表2所示：

表2  乌梁素海某水域台田格局优化前后优势沼泽植被蔓延生长情况