No dejes que el río y el lago "pierdan color"! 3 pasos para encontrar el código ecológico del agua clara y las orillas verdes

El daño ecológico a las masas de agua naturales (ríos y lagos) es actualmente un problema medioambiental global, cuyas causas son complejas e implican factores naturales, artificiales y otros multidimensionales, la restauración ecológica necesita seguir el principio de "diagnóstico de la causa de la enfermedad, y luego medidas precisas", combinado con la naturaleza holística del ecosistema acuático, la relevancia de la gestión sistemática.

I. Principales causas de los daños ecológicos a las masas de agua naturales

   Los ecosistemas acuáticos naturales están formados por "Agua - Sustrato - Organismos (microorganismos, plantas, animales) - Terreno circundante", y cualquier desequilibrio en cualquiera de los eslabones desencadenará una reacción en cadena, y las causas de los daños pueden clasificarse enfactor humanoresponder cantandoComplementos naturalesEl factor humano es el principal impulsor.

(i) Factores antropogénicos: principales impulsores del daño ecológico

1. Entradas de contaminación: causas directas del "envenenamiento" de las masas de agua,

La contaminación es la causa principal de la eutrofización de las masas de agua y del declive de la biodiversidad, y consta de tres categorías principales:

• contaminación puntualContaminación concentrada procedente de emisarios fijos, como el vertido directo sin tratar de aguas residuales industriales (que contienen metales pesados, sustancias orgánicas, ácidos y álcalis) y aguas residuales domésticas urbanas (que contienen nitrógeno, fósforo, detergentes, antibióticos), que provoca un descenso repentino del oxígeno disuelto en la masa de agua y una acumulación de sustancias tóxicas (por ejemplo, el exceso de metales pesados puede provocar la muerte de peces y la extinción de organismos bentónicos).
• contaminación superficialLa contaminación dispersa sin emisarios fijos es la principal fuente de contaminación de las masas de agua de las zonas agrícolas y las nuevas zonas urbanas, e incluye: fuentes superficiales agrícolas: fertilizantes (nitrógeno, fósforo), pesticidas (organofosforados, herbicidas) convergen en la masa de agua a través de las precipitaciones, desencadenando el crecimiento de cianobacterias y algas verdes (por ejemplo, la crisis de cianobacterias del lago Taihu); fuentes superficiales urbanas: la escorrentía superficial transporta a la masa de agua el polvo de las carreteras, los contaminantes de los tubos de escape de los automóviles, los lixiviados de la basura doméstica y los nutrientes procedentes de la aplicación excesiva de fertilizantes en los cinturones verdes. Los nutrientes procedentes de la aplicación excesiva de fertilizantes a los cinturones verdes entran en la masa de agua;
• contaminación endógenaContaminantes que se han depositado en el sustrato de una masa de agua (por ejemplo, metales pesados procedentes de aguas residuales industriales históricas, materia orgánica de aguas residuales domésticas) se vuelven a liberar cuando la temperatura del agua aumenta y la masa de agua se ve perturbada (por ejemplo, por la navegación y las fuertes lluvias), formando una "contaminación secundaria" y manteniendo el olor negro o la eutrofización de la masa de agua durante un largo periodo de tiempo.

2. Cambio de los patrones hidrológicos: destrucción de los "esqueletos" de los ecosistemas

       La "modificación dura" de las masas de agua por el hombre altera los ritmos hidrológicos naturales y las estructuras físicas, lo que provoca una pérdida de la función ecológica:

• Endurecimiento del río / DrenajeLa transformación de los cursos de agua naturales en terraplenes de hormigón y canales rectos (por ejemplo, cursos de agua de "tres lados" en algunas ciudades) para el control de las inundaciones, la navegación o la construcción urbana ha destruido el sustrato para la fijación de las plantas acuáticas (por ejemplo, las plantas acuáticas son incapaces de echar raíces), y ha eliminado los lugares de desove y refugio de los peces enemigos (por ejemplo, playas poco profundas y charcas profundas), lo que ha provocado la ruptura de la cadena alimentaria.
• Impacto de la ingeniería hidráulicaLa construcción de embalses y esclusas ha bloqueado los canales de migración de los peces (por ejemplo, el esturión chino no pudo migrar para desovar debido a la construcción de la presa de Gezhouba), al tiempo que ha cambiado el "ritmo de abundancia y desecación" de la escorrentía natural (por ejemplo, desecación de los ríos y muertes biológicas causadas por los cortes de caudal durante los periodos secos), y ha destruido la capacidad de autodepuración de las masas de agua.
• Cerramiento de lagos / Relleno de ríos para construir viviendasA continuación, algunos ejemplos: invasión directa de la superficie de las masas de agua (por ejemplo, el lago Dongting ha pasado de 4.350 km² en 1949 a 2.625 km² en 2000 debido al cerramiento del lago para hacer campos), lo que ha provocado una disminución de la capacidad de almacenamiento de las masas de agua, la fragmentación de los hábitats acuáticos y una drástica reducción de la estabilidad de los ecosistemas.

3. Perturbaciones biológicas: factores clave de los "desequilibrios" de los ecosistemas

       Interferencia directa o indirecta de las actividades humanas en las comunidades biológicas de las masas de agua, que provoca una ruptura en la cadena "productor-consumidor-descomponedor" del ecosistema:sobrepescaLa sobrepesca de peces (especialmente de algas y peces bentónicos) provoca la pérdida del control de las algas por parte de los depredadores naturales (por ejemplo, la proliferación de cianobacterias en el estanque de Dianchi se vio exacerbada por la sobrepesca de peces de algas) y destruye la estructura de las poblaciones de peces (por ejemplo, la elevada proporción de juveniles dificulta la recuperación de las poblaciones).especies exóticas invasorasAlgunos ejemplos son: el jacinto de agua, que se reproduce muy rápidamente y cubre la superficie del agua, bloqueando la luz solar, provocando la muerte de las plantas sumergidas y una disminución del oxígeno disuelto, además de impedir la navegación y el intercambio de agua (los lagos de muchas provincias del sur de China se han visto gravemente invadidos por esta especie); y los peces devoradores de mosquitos, que se alimentan agresivamente de pequeños peces autóctonos y huevos, lo que provoca la disminución de las poblaciones de peces autóctonos.Destrucción del hábitatLa tala de vegetación ribereña (por ejemplo, juncos, sauces llorones) y el relleno de humedales han provocado la pérdida de hábitat y lugares de alimentación para organismos ribereños, como aves e insectos, así como una menor interceptación de contaminantes por parte de la vegetación (por ejemplo, las hierbas ribereñas filtran los sedimentos y nutrientes de la escorrentía superficial).

(ii) Cofactores naturales: causas secundarias de destrucción exacerbada

        Los factores naturales suelen "acumularse" sobre los daños antropogénicos y tienen menos impacto sobre las masas de agua sanas cuando actúan por sí solos:

• cambio climáticoLas temperaturas más cálidas provocan un aumento de la evaporación de las masas de agua (por ejemplo, los lagos se reducen en las zonas áridas), al tiempo que aceleran la proliferación de algas (las cianobacterias crecen más rápido a 25-35 °C); las precipitaciones extremas desencadenan la escorrentía de las aguas pluviales, que arrastra más contaminantes de fuentes superficiales a la masa de agua e intensifica el impacto de la contaminación.
• evolución geológicaLa sedimentación a largo plazo da lugar a lagos y ríos poco profundos (por ejemplo, los tramos inferiores del río Amarillo se han convertido en "ríos de superficie" debido a la sedimentación), un volumen de agua reducido, una movilidad más pobre y una capacidad de autodepuración reducida.

II. Soluciones básicas para la restauración ecológica de las aguas naturales

      El objetivo central de la restauración ecológica es "restaurar la integridad estructural y la estabilidad funcional de los ecosistemas acuáticos", y es necesario combinar los aspectos multidimensionales del control de la contaminación, la restauración hidrológica, la restauración biológica y las salvaguardias de gestión, y adoptar "el tratamiento de los síntomas (control de la contaminación y mejora de la calidad del agua) + el tratamiento de las causas profundas (restauración de la cadena ecológica y mejora de la capacidad de autorregulación) ".

(i) Primer paso: control de la fuente e interceptación de la contaminación: cortar las entradas de contaminación y "preparar" el terreno para la remediación.

      El control de la contaminación es un requisito previo para la restauración ecológica, si se sigue importando contaminación, cualquier medida de restauración será ineficaz, es necesario centrarse en la "fuente puntual, fuente superficial, endógena" tres tipos de control de la contaminación:

(ii) Etapa 2: Restauración hidrológica y morfológica - restauración del "esqueleto natural" de una masa de agua

        Las medidas básicas para proporcionar un entorno adecuado a los organismos vivos mediante la modificación de las costas endurecidas y la restauración de la escorrentía natural incluyen:

1. Transformación ecológica del litoral
         Entre las técnicas habituales para eliminar los terraplenes de hormigón en favor de "líneas de costa flexibles" figuran:berma ecológicaUso de materiales como gaviones (rellenos de piedras), hormigón de césped, pilotes de madera, etc. para mantener la permeabilidad y porosidad de la costa (por ejemplo, el humedal de Hangzhou Xixi utiliza pilotes de madera + juncos para proteger la costa, y los peces pueden posarse en los intersticios de los pilotes);Revegetación de zonas ribereñasPlantación de plantas acuáticas (juncos, bálsamos), arbustos húmedos (sauce, mimbre) y árboles (secuoya, abeto de estanque) a lo largo de la costa para formar una zona de vegetación tridimensional de "árboles - arbustos - hierbas", que estabiliza la costa y proporciona hábitat a los organismos vivos.
2. Restauración de la morfología de ríos y lagosRestauración de la forma curva natural: transformación de ríos canalizados rectos en "arroyos curvos" para aumentar el recorrido del caudal y el tiempo de retención de la masa de agua (para mejorar la capacidad de autodepuración), al tiempo que se forman bajos y pozas profundas (por ejemplo, la transformación del río Turning de Pekín, que cambió un canal recto de 1,6 km en un cauce curvo, con tres nuevos bajos y dos pozas profundas, y un aumento del número de especies de peces de tres a quince). Restauración de la conectividad de las masas de agua: eliminación de pequeñas compuertas que bloquean la migración, o construcción de pasos de peces (por ejemplo, pasos de peces escalonados, pasos de peces biónicos) para garantizar la migración de los peces (por ejemplo, construcción de pasos de peces para peces migratorios como el esturión chino en el Proyecto de las Tres Gargantas); reposición del volumen de agua ecológico: garantizar que las masas de agua no se sequen en la estación seca y mantener el caudal ecológico básico (el caudal ecológico suele necesitar alcanzar el nivel de caudal plurianual), y trasvasar agua a través de las cuencas mediante los embalses o el Trasvase de Sur a Norte (por ejemplo, el proyecto de la Ruta Media del Trasvase de Sur a Norte para reponer los lagos del norte). Caudal ecológico (el caudal ecológico debe alcanzar normalmente más de 30% de la escorrentía media plurianual).

(iii) Paso 3: Restauración del bioma -- reconstrucción del "mecanismo de equilibrio" de la cadena ecológica

          Los organismos están en el corazón del ecosistema, mejorando la capacidad de autorregulación de las masas de agua mediante el restablecimiento de la sinergia de productores (plantas), consumidores (animales) y descomponedores (microorganismos):

1. Restauración de plantas acuáticas (productores)
          En función de la profundidad de la masa de agua y del grado de contaminación, seleccionar plantas autóctonas, resistentes a la contaminación y ecológicamente funcionales para construir una comunidad vegetal tridimensional "sumergida - flotante - acuática": plantas sumergidas: como la hierba amarga, las algas negras, las algas carpa dorada, pueden absorber el nitrógeno y el fósforo de la masa de agua, liberar oxígeno y, al mismo tiempo Plantas flotantes: como nenúfares, Nymphaea (para evitar la introducción de especies invasoras como el jacinto de agua), que pueden bloquear la luz solar para inhibir el crecimiento de cianobacterias y absorber nutrientes de la capa superficial de la masa de agua; Plantas de sostén del agua: como juncos, pandanus, que crecen en la línea de costa en aguas poco profundas, que pueden interceptar la contaminación de la fuente superficial y proporcionar un hábitat para las aves.Nota: Evitar la superpoblación de una sola planta, se requiere la cosecha regular (para sacar los nutrientes absorbidos de la columna de agua y evitar la contaminación secundaria de la descomposición).
2. Restauración de animales acuáticos (consumidor)
          Siguiendo el principio de "prioridad local y adecuación a la cadena alimentaria", se liberan o protegen peces, animales bentónicos, aves, etc. para controlar las algas y los contaminantes: peces: liberar peces comedores de algas (por ejemplo, la carpa cabezona y la carpa plateada, para controlar las algas con peces), peces omnívoros (por ejemplo, la carpa cruciana, para consumir restos orgánicos) y peces omnívoros (por ejemplo, la carpa plateada, para consumir restos orgánicos), así como peces omnívoros (por ejemplo, la carpa cabezona, para consumir restos orgánicos). (p. ej., la carpa cabezona, que se alimenta de restos orgánicos) y peces omnívoros (p. ej., la carpa común, que se alimenta de restos orgánicos), así como prohibir la sobrepesca (estableciendo una veda y una zona de veda); fauna bentónica: poner caracoles (p. ej., caracoles, que se alimentan de algas y restos orgánicos), mejillones (p. ej., mejillones, que se alimentan de plancton y mejoran la calidad del agua) y gambas (que proporcionan cebo a los peces y enriquecen la cadena alimentaria); y organismos ribereños: proteger a las aves (p. ej., garcetas, patos silvestres) y a los insectos (p. ej., larvas de libélula), y mejorar la biodiversidad.
3. Mejora microbiológica (descomponedores)
          Los microorganismos son la fuerza central de la degradación de la materia orgánica en las masas de agua, y su actividad puede potenciarse mediante "adición exógena + cultivo local": añadir microorganismos funcionales: como bacterias fotosintéticas, bacilos, para acelerar la degradación del nitrógeno amoniacal y la DQO (adecuado para la gestión de emergencia de masas de agua con olores negros); construir portadores microbianos: colocar bio-rellenos (como rellenos elásticos, roca volcánica) para proporcionar superficie de fijación a los microorganismos y formar "biopelículas" (por ejemplo, instalando una isla bioflotante en el río, los microorganismos del relleno pueden depurar la calidad del agua de forma continua).

(iv) Paso 4: Gestión a largo plazo: garantizar que los resultados de la restauración no repunten

         La restauración ecológica es un proceso a largo plazo que requiere el establecimiento de un mecanismo de gestión "dirigido por el gobierno, responsable ante las empresas y con participación pública":

1. Seguimiento y evaluación
   Establecimiento de una red de control del agua para supervisar periódicamente la calidad del agua (DQO, nitrógeno amoniacal, fósforo total), la biodiversidad (especies de peces, cubierta vegetal) y la situación hidrológica (caudal, nivel del agua) con el fin de evaluar la eficacia de la restauración y realizar los ajustes oportunos en el programa.
2. Regulación y aplicación
   Mejorar la normativa sobre protección de las masas de agua (como el Reglamento sobre el Sistema de Jefes de Ríos y Lagos), implantar las responsabilidades de los "jefes de ríos y lagos" y tomar medidas enérgicas contra los vertidos ilegales de agua, el cerramiento de lagos y la sobrepesca.
3. compromiso público
   A través de la publicidad y la educación (por ejemplo, charlas sobre protección del medio ambiente, actividades de voluntariado para la protección de las masas de agua), se sensibiliza a la población sobre la protección del medio ambiente y se fomenta su participación en la inspección de las masas de agua y la limpieza de basuras (por ejemplo, el sistema de "jefes civiles de los ríos" de Zhejiang moviliza a la población para que participe en la vigilancia de los ríos).
4. Gestión inteligente
   Utilizando la tecnología IoT y big data, construir una plataforma de "ríos y lagos inteligentes" (por ejemplo, monitorización en tiempo real de sensores de calidad del agua, teledetección por satélite para monitorizar la zona de la masa de agua) para lograr una regulación dinámica y una gestión precisa de las masas de agua.

III. Resumen de los principios clave de la restauración

1. El principio de totalidadLa restauración debe integrar "agua - sustrato - organismos - terreno circundante" y evitar centrarse únicamente en la mejora de la calidad del agua descuidando la biodiversidad y los patrones hidrológicos;
2. el principio de localidad (en la teoría marxista)Priorizar las especies autóctonas y evitar las especies exóticas invasoras;
3. El principio del progreso gradual y ordenadoAplicar por fases, desde el "control de la contaminación" hasta la "restauración morfológica", pasando por la "restauración biológica", sin precipitarse;
4. Principios de gestión adaptativaAdaptar el programa de forma dinámica a los cambios del entorno natural en función de los resultados del seguimiento (por ejemplo, el aumento de la temperatura del agua debido al cambio climático exige ajustar las medidas de control de las algas).

        Gracias a estas medidas integrales, el ecosistema de las masas de agua naturales puede recuperar gradualmente el estado de "calidad de agua limpia, biodiversidad y función estable" y, en última instancia, hacer realidad el objetivo ecológico de "agua clara y orillas verdes, con peces volando en el fondo poco profundo".