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生物调控护水质,自主创新解难题——南水北调中线干渠水生态调控研究取得新突破
发布日期:2021-05-18信息来源:监测科研中心字号:【

南水北调中线工程正式通水后,长江局监测科研中心联合中科院水生所等单位,依托“国家科技重大专项项目水体污染控制与治理专项”等一系列项目支持,在南水北调中线干线工程建设管理局的精心组织下,针对敏感时期局部水体存在藻类及淡水壳菜快速增殖等问题,锁定生态系统的关键痛点,创造性地提出了复合生物操纵方法,从调整与优化鱼类群落结构入手,逐步优化生态系统结构,提高生态系统控制力,为保障南水北调中线干渠输水水质安全提供了有力支撑。

项目科研团队深入扎根在中线1400余公里长的渠道上,数年如一日,累积行程近10万公里,充分运用野外调查、原位实验、模型研究、超声波遥测等多种技术手段,通过多年的科技攻关,取得了丰硕的原创性成果。在样品采集方面,研发了适用于平滑基质上的着生藻类原位快速采集技术及装备,使得样品采集时间由传统挂板法的14天缩短为10分钟,显著提高了着生藻类采样效率;在藻类监测方面,采用计算机视觉方法,结合图像提取与智能识别技术,国内外首次实现着生藻类原位在线监测;在生态系统调控方面,通过大规模试验从8种目标鱼类中找到了适用于大型人工输水渠道着生藻类控制的关键鱼种,通过直接摄食可使着生藻类密度降低50%以上,同时还提出了通过控制淡水壳菜幼虫进而控制其种群的理论方法,使得试验区淡水壳菜幼虫密度明显降低。

南水北调中线工程作为世界上规模最大的人工输水工程,其生态系统结构和功能特征与自然河流截然不同,自然河流治理保护的理论与实践在中线渠道中并不适用,国内外也无类似成熟经验可供参考,科研团队的研究成果实现了理论和实践创新双突破,为南水北调中线工程的水质保护开创了一条自主创新之路。截至目前,科研团队累计申请了 一种大型人工输水渠道的着生藻类控制方法、一种基于AI技术的浮游藻类自动监测设备与方法、一种着生藻生长带的原位监测方法及装置、一种用于输水渠道底栖动物的定量采集装置,一种着生藻类原位快速采集装置、一种浮游藻类自动进样器等6项专利权,已获批5项。

最新监测评估结果表明,水生态调控试验渠段生物多样性明显提高,生态系统的控制力明显增强,藻类与淡水壳菜的生物量得到了有效控制,具有显著的生态效益与社会效益,同时生态系统改善后还能提供更加优质的水资源与水产品服务,具有显著的经济效益,有力地践行了“绿水青山就是金山银山”的发展理念。

2021年1月1日起,长江流域重点水域正式进入“十年禁渔期”。十年禁渔战略将会带来鱼类种群与资源量的快速恢复,但鉴于我国大部分水域存在鱼类群落结构单一、外来物种入侵等问题,恢复后的鱼类群落结构相对于整个水生态系统而言是否合理则需要进一步监测与跟踪评估,必要时还需开展人工调控。南水北调中线水生态调控成果也将为国家十年禁渔战略提供有力的技术支撑,使鱼类资源结构更加合理,将十年禁渔效益发挥到最大。此外,该成果也将在“十四五”长江流域湖库治理与保护中发挥重要作用,助力“十四五”长江水生态明显向好目标的实现,有力支撑长江大保护战略实施。

(撰稿:王英才、唐剑锋)

科研人员在南水北调中线渠道上开展水生态资源调查监测

水生态调控鱼类标记与投放

 

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