Não deixe que o rio e o lago "percam a cor"! 3 passos para encontrar o código ecológico de águas límpidas e margens verdes

Os danos ecológicos causados às massas de água naturais (rios e lagos) constituem atualmente um problema ambiental global, cujas causas são complexas e envolvem factores naturais, antrópicos e outros factores multidimensionais. A recuperação ecológica deve seguir o princípio do "diagnóstico da causa da doença e, em seguida, medidas precisas", combinado com a natureza holística do ecossistema aquático, a relevância da gestão sistemática.

I. Principais causas de danos ecológicos nas massas de água naturais

   Os ecossistemas aquáticos naturais são constituídos por "água - substrato - organismos (microrganismos, plantas, animais) - terra circundante", e um desequilíbrio em qualquer um dos elos desencadeará uma reação em cadeia, podendo as causas dos danos ser classificadas emfator humanoresponder com cânticosAdjuvantes naturaisO fator humano é o principal motor.

(i) Factores de origem antropogénica: os principais factores de danos ecológicos

1. Entradas de poluição: causas diretas de "envenenamento" das massas de água,

A poluição é a principal causa da eutrofização das massas de água e do declínio da biodiversidade, e consiste em três categorias principais:

• poluição de fontes pontuaisPoluição concentrada proveniente de emissários fixos, como as descargas diretas não tratadas de águas residuais industriais (contendo metais pesados, matérias orgânicas, ácidos e álcalis) e de águas residuais domésticas urbanas (contendo azoto, fósforo, detergentes, antibióticos), que conduzem a uma diminuição brusca do oxigénio dissolvido na massa de água e a uma acumulação de substâncias tóxicas (por exemplo, o excesso de metais pesados pode provocar a morte de peixes e a extinção de organismos bentónicos).
• poluição da superfícieA poluição dispersa sem emissários fixos é a principal fonte de poluição das massas de água nas zonas agrícolas e nas novas zonas urbanas, incluindo: fontes de superfície agrícolas: fertilizantes (azoto, fósforo), pesticidas (organofosforados, herbicidas) convergem para a massa de água através da precipitação, desencadeando o crescimento de cianobactérias e algas verdes (por exemplo, a crise das cianobactérias do lago Taihu); fontes de superfície urbanas: o escoamento superficial transporta para a massa de água o pó das estradas, os poluentes dos escapes dos automóveis, os lixiviados do lixo doméstico e os nutrientes provenientes da aplicação excessiva de fertilizantes nas faixas verdes. Os nutrientes provenientes da fertilização excessiva dos cinturões verdes entram na massa de água;
• poluição endógenaPoluentes que se depositaram no substrato de uma massa de água (por exemplo, metais pesados provenientes de águas residuais industriais históricas, matéria orgânica proveniente de esgotos domésticos) são libertados quando a temperatura da água aumenta e a massa de água é perturbada (por exemplo, pela navegação e por chuvas fortes), formando uma "poluição secundária" e mantendo o odor negro ou a eutrofização da massa de água durante um longo período de tempo.

2. Alteração dos padrões hidrológicos: destruição dos "esqueletos" dos ecossistemas

       A "modificação radical" humana das massas de água perturba os ritmos hidrológicos naturais e as estruturas físicas, conduzindo à perda da função ecológica:

• Reforço do rio / DrenagemA conversão de cursos de água naturais em aterros de betão e canais rectos (por exemplo, cursos de água de "três lados" em algumas cidades) para controlo de cheias, navegação ou construção urbana destruiu o substrato de fixação das plantas aquáticas (por exemplo, as plantas aquáticas não conseguem criar raízes) e eliminou os locais de desova e de abrigo para os peixes (por exemplo, praias pouco profundas e poças profundas), o que resultou na quebra da cadeia alimentar.
• Impacto da engenharia hidráulicaA construção de reservatórios e de eclusas bloqueou os canais de migração dos peixes (por exemplo, o esturjão chinês não pôde migrar para desovar devido à construção da barragem de Gezhouba), alterando simultaneamente o "ritmo de abundância e de dessecação" do escoamento natural (por exemplo, secagem dos rios e mortes biológicas causadas por cortes de caudal durante os períodos de seca) e destruindo a capacidade de auto-purificação das massas de água.
• Encerramento de lagos / Enchimento de rios para construção de casasSeguem-se alguns exemplos: invasão direta da área das massas de água (por exemplo, o lago Dongting diminuiu de 4 350 km² em 1949 para 2 625 km² em 2000 devido ao encerramento do lago para a construção de campos), resultando numa diminuição da capacidade de armazenamento das massas de água, na fragmentação dos habitats aquáticos e numa redução drástica da estabilidade dos ecossistemas.

3. Perturbações biológicas: principais factores de "desequilíbrio" dos ecossistemas

       Interferência direta ou indireta das actividades humanas nas comunidades biológicas das massas de água, conduzindo a uma rutura na cadeia "produtor-consumidor-decompositor" do ecossistema:sobrepescaA sobrepesca de peixes (especialmente peixes de algas e peixes bentónicos) conduz à perda de controlo das algas pelos predadores naturais (por exemplo, a proliferação de cianobactérias no lago Dianchi foi exacerbada pela sobrepesca de peixes de algas) e destrói a estrutura das unidades populacionais de peixes (por exemplo, a elevada proporção de juvenis dificulta a recuperação das unidades populacionais).espécies exóticas invasorasExemplos: o jacinto-de-água, que se reproduz muito rapidamente e cobre a superfície da água, bloqueando a luz solar, causando a morte das plantas submersas e uma diminuição do oxigénio dissolvido, bem como impedindo a navegação e a troca de água (os lagos em muitas províncias do sul da China foram gravemente invadidos por esta espécie); e os peixes comedores de mosquitos, que se alimentam agressivamente de pequenos peixes nativos e dos seus ovos, levando ao declínio das populações de peixes nativos.Destruição do habitatO corte da vegetação ribeirinha (por exemplo, juncos, salgueiros) e o enchimento de zonas húmidas resultaram na perda de habitat e de locais de alimentação para organismos da orla marítima, como aves e insectos, bem como na redução da interceção de poluentes pela vegetação (por exemplo, ervas ribeirinhas que filtram sedimentos e nutrientes do escoamento superficial).

(ii) Co-factores naturais: causas secundárias de destruição exacerbada

        Os factores naturais são normalmente uma "bola de neve" para além dos danos antropogénicos e têm menos impacto em massas de água saudáveis quando actuam isoladamente:

• alterações climáticasO aquecimento das temperaturas leva a um aumento da evaporação das massas de água (por exemplo, os lagos encolhem nas zonas áridas) e a uma proliferação acelerada de algas (as cianobactérias crescem mais rapidamente a 25-35°C); a precipitação extrema desencadeia o escoamento das águas pluviais, que arrasta mais poluentes de fontes superficiais para a massa de água e intensifica o impacto da poluição.
• evolução geológicaA sedimentação a longo prazo conduz a lagos e rios pouco profundos (por exemplo, as partes inferiores do rio Amarelo tornaram-se "rios acima do solo" devido à sedimentação), o volume da massa de água diminui, a mobilidade deteriora-se e a capacidade de auto-purificação diminui.

II. Soluções fundamentais para o restauro ecológico das águas naturais

      O objetivo central da restauração ecológica é "restaurar a integridade estrutural e a estabilidade funcional dos ecossistemas aquáticos", sendo necessário combinar os aspectos multidimensionais do controlo da poluição, da restauração hidrológica, da restauração biológica e das salvaguardas de gestão para adotar medidas abrangentes de "tratamento dos sintomas (controlo da poluição e melhoria da qualidade da água) + tratamento das causas profundas (reparação da cadeia ecológica e melhoria da capacidade de autorregulação) " medidas globais.

(i) Primeira etapa: controlo das fontes e interceção da poluição - cortar as entradas de poluição e "preparar" o terreno para a recuperação

      O controlo da poluição é um pré-requisito para a restauração ecológica, se a poluição continuar a ser importada, quaisquer medidas de restauração serão ineficazes, é necessário concentrar-se nos três tipos de controlo da poluição "fonte pontual, fonte superficial, endógena":

(ii) Etapa 2: Restauração hidrológica e morfológica - restaurar o "esqueleto natural" de uma massa de água

        As medidas essenciais para proporcionar um ambiente adequado aos organismos vivos através da modificação das linhas costeiras endurecidas e do restabelecimento do escoamento natural incluem

1. Transformação ecológica da linha de costa
         As técnicas mais comuns para eliminar os aterros de betão a favor de "linhas de costa flexíveis" incluemberma ecológicaUtilização de materiais tais como gabiões (cheios de pedras), betão de relva, estacas de madeira, etc., para manter a permeabilidade e a porosidade da orla costeira (por exemplo, a zona húmida de Hangzhou Xixi utiliza estacas de madeira + canas para proteger a orla costeira e os peixes podem empoleirar-se nos interstícios das estacas);Revegetação das zonas ribeirinhasPlantação de plantas aquáticas (juncos, bálsamos), de arbustos húmidos (salgueiros, salgueiros) e de árvores (sequóias, abetos de lago) ao longo da orla costeira, para formar uma zona vegetal tridimensional "árvores - arbustos - ervas", que estabiliza a orla costeira e proporciona um habitat aos organismos vivos.
2. Restauração da morfologia do rio/lagoRestabelecer a forma de curvatura natural: transformar rios canalizados rectos em "cursos de água curvos" para aumentar o percurso do caudal e o tempo de retenção da massa de água (para aumentar a capacidade de auto-purificação), formando ao mesmo tempo baixios e poças profundas (por exemplo, a transformação do rio Turning em Pequim, que transformou um canal reto de 1,6 km num canal fluvial curvo, com três novos baixios e duas poças profundas, e um aumento do número de espécies de peixes de três para quinze) Restabelecimento da conetividade das massas de água: remoção de pequenas comportas que bloqueiam a migração ou construção de passagens para peixes (por exemplo, passagens para peixes em degraus, passagens para peixes biónicos) para assegurar a migração dos peixes (por exemplo, construção de passagens para peixes migratórios como o esturjão chinês no Projeto das Três Gargantas); reposição do volume de água ecológico: assegurar que as massas de água não secam na estação seca e manter o caudal ecológico de base (o caudal ecológico tem normalmente de atingir o nível de caudal plurianual) e transferir água através das bacias através das albufeiras ou da transferência de água de sul para norte (por exemplo, o projeto de transferência de água de sul para norte, na sua rota intermédia, para reabastecer os lagos do norte). Caudal ecológico (o caudal ecológico tem normalmente de atingir mais de 30% do escoamento médio plurianual).

(iii) Etapa 3: Restauração do bioma - reconstrução do "mecanismo de equilíbrio" da cadeia ecológica

          Os organismos estão no centro do ecossistema, reforçando a capacidade de autorregulação das massas de água através do restabelecimento da sinergia entre produtores (plantas), consumidores (animais) e decompositores (microrganismos):

1. Recuperação de plantas aquáticas (produtores)
          De acordo com a profundidade da massa de água e o grau de poluição, selecionar plantas nativas, resistentes à poluição e ecologicamente funcionais para construir uma comunidade tridimensional de plantas "submersas - flutuantes - aquáticas": plantas submersas: tais como erva amarga, algas negras, algas de peixe dourado, podem absorver azoto e fósforo na massa de água, libertando oxigénio e, ao mesmo tempo plantas flutuantes: tais como nenúfares, Nymphaea (para evitar a introdução de espécies invasoras como o jacinto de água), que podem bloquear a luz solar para inibir o crescimento de cianobactérias e absorver nutrientes da camada superficial da massa de água; plantas de suporte de água: tais como juncos, pandanus, que crescem na linha costeira em águas pouco profundas, que podem intercetar a poluição da fonte de superfície e fornecer um habitat para aves.Nota: Evitar a sobrepopulação de uma única planta, é necessário efetuar colheitas regulares (para retirar os nutrientes absorvidos da coluna de água e evitar a poluição secundária resultante da decomposição).
2. Restauração de animais aquáticos (consumidor)
          De acordo com o princípio da "prioridade local e da adequação à cadeia alimentar", os peixes, os animais bentónicos, as aves, etc. são libertados ou protegidos para controlar as algas e os poluentes: peixes: libertação de peixes comedores de algas (por exemplo, carpa cabeçuda e carpa prateada, para controlar as algas com peixes), peixes omnívoros (por exemplo, carpa cruciana, para consumir detritos orgânicos) e peixes omnívoros (por exemplo, carpa cruciana, para consumir detritos orgânicos), bem como peixes omnívoros (por exemplo, carpa cruciana, que se alimenta de detritos orgânicos). peixes omnívoros (por exemplo, a carpa cabeçuda, que se alimenta de detritos orgânicos) e peixes omnívoros (por exemplo, a carpa cruciana, que se alimenta de detritos orgânicos), bem como proibir a sobrepesca (estabelecendo um período de defeso e uma zona de defeso); fauna bentónica: colocar caracóis (por exemplo, caracóis, que se alimentam de algas e detritos orgânicos), mexilhões (por exemplo, mexilhões, que se alimentam de plâncton e melhoram a qualidade da água) e camarões (que fornecem isco para os peixes e enriquecem a cadeia alimentar); e organismos ribeirinhos: proteger as aves (por exemplo, garças, patos selvagens) e os insectos (por exemplo, larvas de libélulas) e melhorar a Biodiversidade.
3. Melhoramento microbiológico (decompositores)
          Os microrganismos são a força central da degradação da matéria orgânica nas massas de água, e a sua atividade pode ser reforçada através de "adição exógena + cultivo local": adicionar microrganismos funcionais: tais como bactérias fotossintéticas, bacilos, para acelerar a degradação do azoto amoniacal e da CQO (adequado para a gestão de emergência de massas de água com odor negro); construir transportadores microbianos: colocar cargas biológicas (tais como carga elástica, rocha vulcânica) para fornecer uma superfície de fixação aos microrganismos e formar um "biofilme" (por exemplo, criar uma ilha bio-flutuante no rio, os microrganismos no enchimento podem purificar continuamente a qualidade da água).

(iv) Etapa 4: Gestão a longo prazo - garantir que os resultados da restauração não se repitam

         A recuperação ecológica é um processo a longo prazo que exige a criação de um mecanismo de gestão "liderado pelo governo, responsável pelas empresas e com a participação do público":

1. Controlo e avaliação
   Estabelecimento de uma rede de monitorização da água para controlar regularmente a qualidade da água (CQO, azoto amoniacal, fósforo total), a biodiversidade (espécies de peixes, cobertura vegetal) e a situação hidrológica (caudal, nível da água), a fim de avaliar a eficácia da recuperação e fazer ajustamentos atempados ao programa.
2. Regulamentação e aplicação
   Melhorar os regulamentos sobre a proteção das massas de água (tais como os regulamentos sobre o sistema de chefes de rios e lagos), implementar as responsabilidades dos "chefes de rios e lagos" e reprimir as descargas ilegais de água, o encerramento de lagos e a sobrepesca.
3. envolvimento do público
   Através da publicidade e da educação (por exemplo, palestras sobre proteção do ambiente, actividades de voluntariado para a proteção das massas de água), sensibiliza-se o público para a proteção do ambiente e incentiva-se a participação do público na inspeção das massas de água e na limpeza do lixo (por exemplo, o sistema de "chefes civis dos rios" de Zhejiang mobiliza o público para participar na monitorização dos rios).
4. Gestão inteligente
   Utilizando a IoT e a tecnologia de grandes volumes de dados, construir uma plataforma de "rios e lagos inteligentes" (por exemplo, monitorização em tempo real de sensores de qualidade da água, deteção remota por satélite para monitorizar a área da massa de água) para conseguir uma regulação dinâmica e uma gestão precisa das massas de água.

III. Resumo dos princípios fundamentais do restauro

1. O princípio da integralidadeO restauro deve integrar "água - substrato - organismos - terra circundante" e evitar concentrar-se apenas na melhoria da qualidade da água, negligenciando a biodiversidade e os padrões hidrológicos;
2. o princípio da localidade (na teoria marxista)Prioridade às espécies autóctones e prevenção das espécies exóticas invasoras;
3. O princípio do progresso gradual e ordenado: Implementar por fases, do "controlo da poluição" ao "restauro morfológico" e ao "restauro biológico", sem pressa;
4. Princípios da gestão adaptativaAdaptar o programa de forma dinâmica às alterações do ambiente natural com base nos resultados da monitorização (por exemplo, o aumento da temperatura da água devido às alterações climáticas exige ajustamentos das medidas de controlo das algas).

        Através das medidas globais acima referidas, o ecossistema das massas de água naturais pode restaurar gradualmente o estado de "qualidade da água limpa, biodiversidade e função estável" e, em última análise, realizar o objetivo ecológico de "águas claras e margens verdes, com peixes a voar no fundo pouco profundo".