动物园水禽湖污水生态治理模式

　　一、动物园水禽湖的一般现状

　　国内动物园水禽湖一般圈养着大量的豆雁、鸿雁、灰雁、绿头鸭、潜鸭、家鹅等雁鸭类水禽，游人可隔栏参观湖中及陆地上的水禽。湖水里有各类水禽戏水时排入的粪便，水中还被带入了大量的饲料碎屑，水体富含氮磷钾及各种有机质，富营养化严重。由于湖水面积广，换水困难，湖水缺乏更新往往成为死水，眼观污浊。由于缺乏水生植物对水中有机质及氮磷钾污染物的吸收利用，这些污染物在缺氧环境下产生NH3、H2S等臭气。给游客带来极差的参观体验。

　　另外，水禽粪便作为病原微生物的来源，使湖水中存在大量的病原微生物，由于湖水富含有机质，更是给各种病原微生物的增殖创造了温床。污染的湖水不仅是水禽传染病传播的主要途径，而且还会造成大肠杆菌、沙门氏菌、耐药金黄色葡萄球菌、高致病性禽流感等人兽共患病的传播，产生严重的公共卫生安全问题。因为湖域面积广，污水总量巨大，且常有水禽游弋其中，所以，水体没法彻底消毒，湖中污水成为传染病的潜在疫源地，给游客的公共健康带来潜在的威胁。

　　为了探索解决潜在传染病的隐患，以及提升游客的参观体验，下面就以“水葫芦+动物”生态模式来探索水禽湖污水的治理问题。

　　二、“水葫芦+动物”生态模式背景

　　国内养殖污水的生物处理模式大概有“微生物组合”、“微生物组合+水生植物”、“水生植物+动物”三大类。微生物组合主要利用芽孢杆菌和光合细菌。光合细菌对氨氮(NH4-N)降解效果明显，地衣芽孢杆菌对亚硝酸氮(NO2-N)的降解效果明显。联合使用枯草芽孢杆菌和光合细菌能够显著抑制水体中大肠杆菌和沙门氏菌的繁殖，使养鹅污水中大肠杆菌和沙门氏菌数量显著降低。采用微生物组合来抑制养殖水体中的有害细菌增殖，并且净化水体中的有机氮，这种净化作用已经得到研究者们的普遍肯定。但是微生物组合的污水处理模式，大多都是停留在实验室阶段，缺乏田间试验的推广。并且，微生物组合对污水中病原微生物的净化是有时间局限的，最佳净化水质的时间过后，净化效率衰减。这样以来，整个净水过程中需要不断购买价格昂贵的微生物菌剂产品，给实践推广造成了一定的困难。

　　畜禽污水净化中，使用的水生植物有水芹菜、生菜、黄菖蒲等，但使用最多的还是抗逆性强的水葫芦。水葫芦在水体pH为4-10的范围内，均能正常生长，对水体的浊度、总氮、总磷、氨氮都具有很好的净化效果。水葫芦对不同污染程度水体中的氮、磷也有显著的吸收作用，总吸收率达80%左右，且水葫芦的增重量随污染程度的加大而升高，表现出超强的污水净化能力。

　　三、动物园水禽湖“水葫芦+动物”生态模式探索

　　水葫芦可大量吸附富营养化污水中丰富的氮磷钾、各种微量元素及有机质，平均8～10d即可增长1倍，同时，通过采食水葫芦的动物来防范其繁殖泛滥，最终达到污水中富营养物质从水体――水葫芦――动物的流动，没有了富营养物质，病原微生物没有了滋生的温床，病原微生物也就没了，最终达到净化水质、净化水体的目的。

　　3.1 “水葫芦+(草鱼+鲢鱼)”模式

　　黄晓凤等人认为，水葫芦对鹅场污水中的各种污染物(浊度、氨氮、总氮、总磷、COD)均有较好的去除效果，起到净化水体的作用。吴淑杭、黄惠珠等推荐水葫芦作为畜禽污水处理的首选水生植物。胡廷尖等人利用“水葫芦+杂交鱼”模式对富营养化的水体处理进行了探索，做了800m2的田间试验，结果表明这种“水生植物+动物”模式不仅净化水体效果明显，还实现了物质从污水到鱼的流动，创造了看得见的经济效益。

　　水葫芦对加州鲈鱼塘水体中NH4-N最大去除率达60.9%，还可有效降解底泥中的有机物含量，最大去除率达65.6%，水葫芦保障了鱼塘水质清新，增加了水体溶氧量。水葫芦的施放一方面增加了水体稳定性，减少了鱼类的病害，另一方面可向草食鱼类提供饲料，降低养鱼成本。包成荣等对“水葫芦-草鱼”生态模式进行了理论探讨，分析认为用水葫芦净化水体，再用草鱼来控制水葫芦的增殖是可行的。但是，草鱼吃掉大量水葫芦，排入水体的食物残渣(鱼粪便)会造成水体的次生污染问题。

　　鲢鱼终生以浮游动植物、细菌和有机物腐屑等天然饵料为食，不耗费或很少耗费人工饲料。鲢鱼喜食腐烂食物，常与草鱼搭配饲养，鲢鱼吃草鱼的粪便，民间常有一草养三鲢之说。“水葫芦+(草鱼+鲢鱼)”模式在“水葫芦+草鱼”上引进鲢鱼，理论上更具有可操作性――用鲢鱼进一步处理草鱼的粪便，把水体中的污染物降到最低，最终达到净水的效果。

　　3.2 “水葫芦+(草鱼+鲢鱼)+鹅”模式

　　水葫芦处理了污水，“鱼”来抑制水葫芦的过量繁殖，但是，当水葫芦增殖的量大大超过“鱼”的采食量时，则会造成水葫芦的泛滥。据《水禽世界》报道称，2011年四川富顺县飞龙镇推广以水葫芦为主要饲草的养鹅经验，受到农户的普遍欢迎。另据2017年人民网报道，“上海一生态庄园让黑天鹅吃掉水葫芦，每只每天可消灭2.5kg”。受此启发，在3.1模式的基础上进行的探索，用“鹅”来控制过量的水葫芦。不管是用“鹅”来控制北方湖水中当年过量繁殖的水葫芦，还是来控制南方地区过冬的水葫芦或次年繁殖过剩的水葫芦，都显得很关键。根据水葫芦的量来引进适当数量的“鹅”，解决可能带来的水葫芦过多问题。经过“污水――水葫芦――(草鱼+鲢鱼)”、“污水――水葫芦――鹅”以及“污水――水葫芦――鹅粪――鲢鱼”的物质流动，最终起到净化湖水水质的作用。

　　四、　该“模式”在水禽湖污水处理中的预期效果

　　4.1 净化了水质提升了观赏体验

　　在有水葫芦和动物的湖中，湖中污水不再浑浊发臭，水上不时能看到鱼儿采食或者游动泛起的涟漪。湖区里的黑天鹅、潜鸭等水禽自由采食水葫芦，也展现野生动物觅食的自然行为。若把水葫芦种植在桃心型、四叶草型等造型的浮漂围栏内，作为一个个绿油油的水上花坛，再赶上盛夏季节水葫芦开花，蓝色点缀其中的绿色花坛，一改原有单一的水上面貌，营造出多样的城市人工湿地景观，这样的景观，定能够提升游客的参观体验。

　　4.2 生产了新鲜的丰容食材

　　刘春义等研究表明，水葫芦含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪、矿物质，且富含微量元素和多种维生索，能提高动物的健康状况。李浩宇也报道指出，北京动物园将水葫芦作为水禽、鱼类饲料，循环利用水葫芦，取得了较好效果。在我国南方一些地区，人们把水葫芦当作野菜吃，说明水葫芦对人、对动物基本是安全无毒的。生长的水葫芦不仅可以给动物园的食草性禽类投喂，还可以喂养亚洲象、非洲象、河马、犀牛等大型食草动物，对于圈养的这些大型食草动物来讲，这些新鲜多汁的水葫芦是难得一见的丰容食材。

　　4.3 降低了潜在疾病的发生概率

　　水葫芦大量吸附水中的有机质，去除了病原微生物滋生的温床。同时水中有滤食性的鲢鱼的存在，水中蚊子的幼虫――孑孓(市民常网捞回家喂鱼，又名鱼虫)少了，蚊子自然就少了，依靠蚊子传播的传染病自然就少了，有效降低了蚊子对周边居民的疾病困扰。由于水质得到净化，湖里各种水禽的病原性疾病及人兽共患病等潜在疾病的发病概率就会降低，降低了公共卫生安全隐患的发生概率。

　　五、小结

　　水葫芦作为一种入侵性物种，繁殖力非常强，但是在净化污水中表现非常突出。不过，在净化污水的过程中其自身生物量也显著增加，平均8～10d就可增长1倍，管理不当就会造成泛滥。北方地区种植的水葫芦虽然存在“冬枯夏盛”现象，并不会造成过度繁殖，但是冬季大量的水葫芦死亡腐烂到水体里，会对水体造成二次污染。南方地区，由于水葫芦可安全越冬，会造成翌年更大范围的泛滥，铺满水体表面的水葫芦遮挡水上阳光，可使水下植物因没有光照而死亡，破坏水下动物食物链，造成原有水域生态系统破坏，这也是当前南方地区用水葫芦净化富营养水体所面临的一个严峻问题。故此，单纯引种水葫芦来治理污水有一定的风险。科学利用水葫芦变废为宝是一门学问，引种水葫芦的科学管理可参考江苏省推荐标准“DB32�T1874-2011水葫芦控制性种养技术规程”。动物园水禽湖水体普遍存在严重的富营养化，水体常常污浊发臭，期待“水葫芦+动物”生态模式能够应用到动物园水禽湖污水治理当中，以期彻底改变水禽湖污浊发臭的水体。(来源：太原动物园)