一、動物園水禽湖的一般現(xiàn)狀
國內(nèi)動物園水禽湖一般圈養(yǎng)著大量的豆雁、鴻雁、灰雁、綠頭鴨、潛鴨、家鵝等雁鴨類水禽，游人可隔欄參觀湖中及陸地上的水禽。湖水里有各類水禽戲水時排入的糞便，水中還被帶入了大量的飼料碎屑，水體富含氮磷鉀及各種有機質(zhì)，富營養(yǎng)化嚴重。由于湖水面積廣，換水困難，湖水缺乏更新往往成為死水，眼觀污濁。由于缺乏水生植物對水中有機質(zhì)及氮磷鉀污染物的吸收利用，這些污染物在缺氧環(huán)境下產(chǎn)生NH3、H2S等臭氣。給游客帶來極差的參觀體驗。
另外，水禽糞便作為病原微生物的來源，使湖水中存在大量的病原微生物，由于湖水富含有機質(zhì)，更是給各種病原微生物的增殖創(chuàng)造了溫床。污染的湖水不僅是水禽傳染病傳播的主要途徑，而且還會造成大腸桿菌、沙門氏菌、耐藥金黃色葡萄球菌、高致病性禽流感等人獸共患病的傳播，產(chǎn)生嚴重的公共衛(wèi)生安全問題。因為湖域面積廣，污水總量巨大，且常有水禽游弋其中，所以，水體沒法徹底消毒，湖中污水成為傳染病的潛在疫源地，給游客的公共健康帶來潛在的威脅。
為了探索解決潛在傳染病的隱患，以及提升游客的參觀體驗，下面就以“水葫蘆+動物”生態(tài)模式來探索水禽湖污水的治理問題。
二、“水葫蘆+動物”生態(tài)模式背景
國內(nèi)養(yǎng)殖污水的生物處理模式大概有“微生物組合”、“微生物組合+水生植物”、“水生植物+動物”三大類。微生物組合主要利用芽孢桿菌和光合細菌。光合細菌對氨氮(NH4-N)降解效果明顯，地衣芽孢桿菌對亞硝酸氮(NO2-N)的降解效果明顯。聯(lián)合使用枯草芽孢桿菌和光合細菌能夠顯著抑制水體中大腸桿菌和沙門氏菌的繁殖，使養(yǎng)鵝污水中大腸桿菌和沙門氏菌數(shù)量顯著降低。采用微生物組合來抑制養(yǎng)殖水體中的有害細菌增殖，并且凈化水體中的有機氮，這種凈化作用已經(jīng)得到研究者們的普遍肯定。但是微生物組合的污水處理模式，大多都是停留在實驗室階段，缺乏田間試驗的推廣。并且，微生物組合對污水中病原微生物的凈化是有時間局限的，最佳凈化水質(zhì)的時間過后，凈化效率衰減。這樣以來，整個凈水過程中需要不斷購買價格昂貴的微生物菌劑產(chǎn)品，給實踐推廣造成了一定的困難。
畜禽污水凈化中，使用的水生植物有水芹菜、生菜、黃菖蒲等，但使用最多的還是抗逆性強的水葫蘆。水葫蘆在水體pH為4-10的范圍內(nèi)，均能正常生長，對水體的濁度、總氮、總磷、氨氮都具有很好的凈化效果。水葫蘆對不同污染程度水體中的氮、磷也有顯著的吸收作用，總吸收率達80%左右，且水葫蘆的增重量隨污染程度的加大而升高，表現(xiàn)出超強的污水凈化能力。
三、動物園水禽湖“水葫蘆+動物”生態(tài)模式探索
水葫蘆可大量吸附富營養(yǎng)化污水中豐富的氮磷鉀、各種微量元素及有機質(zhì)，平均8～10d即可增長1倍，同時，通過采食水葫蘆的動物來防范其繁殖泛濫，最終達到污水中富營養(yǎng)物質(zhì)從水體——水葫蘆——動物的流動，沒有了富營養(yǎng)物質(zhì)，病原微生物沒有了滋生的溫床，病原微生物也就沒了，最終達到凈化水質(zhì)、凈化水體的目的。
3.1 “水葫蘆+(草魚+鰱魚)”模式
黃曉鳳等人認為，水葫蘆對鵝場污水中的各種污染物(濁度、氨氮、總氮、總磷、COD)均有較好的去除效果，起到凈化水體的作用。吳淑杭、黃惠珠等推薦水葫蘆作為畜禽污水處理的首選水生植物。胡廷尖等人利用“水葫蘆+雜交魚”模式對富營養(yǎng)化的水體處理進行了探索，做了800m2的田間試驗，結(jié)果表明這種“水生植物+動物”模式不僅凈化水體效果明顯，還實現(xiàn)了物質(zhì)從污水到魚的流動，創(chuàng)造了看得見的經(jīng)濟效益。
水葫蘆對加州鱸魚塘水體中NH4-N最大去除率達60.9%，還可有效降解底泥中的有機物含量，最大去除率達65.6%，水葫蘆保障了魚塘水質(zhì)清新，增加了水體溶氧量。水葫蘆的施放一方面增加了水體穩(wěn)定性，減少了魚類的病害，另一方面可向草食魚類提供飼料，降低養(yǎng)魚成本。包成榮等對“水葫蘆-草魚”生態(tài)模式進行了理論探討，分析認為用水葫蘆凈化水體，再用草魚來控制水葫蘆的增殖是可行的。但是，草魚吃掉大量水葫蘆，排入水體的食物殘渣(魚糞便)會造成水體的次生污染問題。
鰱魚終生以浮游動植物、細菌和有機物腐屑等天然餌料為食，不耗費或很少耗費人工飼料。鰱魚喜食腐爛食物，常與草魚搭配飼養(yǎng)，鰱魚吃草魚的糞便，民間常有一草養(yǎng)三鰱之說。“水葫蘆+(草魚+鰱魚)”模式在“水葫蘆+草魚”上引進鰱魚，理論上更具有可操作性——用鰱魚進一步處理草魚的糞便，把水體中的污染物降到最低，最終達到凈水的效果。
3.2 “水葫蘆+(草魚+鰱魚)+鵝”模式
水葫蘆處理了污水，“魚”來抑制水葫蘆的過量繁殖，但是，當水葫蘆增殖的量大大超過“魚”的采食量時，則會造成水葫蘆的泛濫。據(jù)《水禽世界》報道稱，2011年四川富順縣飛龍鎮(zhèn)推廣以水葫蘆為主要飼草的養(yǎng)鵝經(jīng)驗，受到農(nóng)戶的普遍歡迎。另據(jù)2017年人民網(wǎng)報道，“上海一生態(tài)莊園讓黑天鵝吃掉水葫蘆，每只每天可消滅2.5kg”。受此啟發(fā)，在3.1模式的基礎(chǔ)上進行的探索，用“鵝”來控制過量的水葫蘆。不管是用“鵝”來控制北方湖水中當年過量繁殖的水葫蘆，還是來控制南方地區(qū)過冬的水葫蘆或次年繁殖過剩的水葫蘆，都顯得很關(guān)鍵。根據(jù)水葫蘆的量來引進適當數(shù)量的“鵝”，解決可能帶來的水葫蘆過多問題。經(jīng)過“污水——水葫蘆——(草魚+鰱魚)”、“污水——水葫蘆——鵝”以及“污水——水葫蘆——鵝糞——鰱魚”的物質(zhì)流動，最終起到凈化湖水水質(zhì)的作用。
四、 該“模式”在水禽湖污水處理中的預(yù)期效果
4.1 凈化了水質(zhì)提升了觀賞體驗
在有水葫蘆和動物的湖中，湖中污水不再渾濁發(fā)臭，水上不時能看到魚兒采食或者游動泛起的漣漪。湖區(qū)里的黑天鵝、潛鴨等水禽自由采食水葫蘆，也展現(xiàn)野生動物覓食的自然行為。若把水葫蘆種植在桃心型、四葉草型等造型的浮漂圍欄內(nèi)，作為一個個綠油油的水上花壇，再趕上盛夏季節(jié)水葫蘆開花，藍色點綴其中的綠色花壇，一改原有單一的水上面貌，營造出多樣的城市人工濕地景觀，這樣的景觀，定能夠提升游客的參觀體驗。
4.2 生產(chǎn)了新鮮的豐容食材
劉春義等研究表明，水葫蘆含有豐富的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、礦物質(zhì)，且富含微量元素和多種維生索，能提高動物的健康狀況。李浩宇也報道指出，北京動物園將水葫蘆作為水禽、魚類飼料，循環(huán)利用水葫蘆，取得了較好效果。在我國南方一些地區(qū)，人們把水葫蘆當作野菜吃，說明水葫蘆對人、對動物基本是安全無毒的。生長的水葫蘆不僅可以給動物園的食草性禽類投喂，還可以喂養(yǎng)亞洲象、非洲象、河馬、犀牛等大型食草動物，對于圈養(yǎng)的這些大型食草動物來講，這些新鮮多汁的水葫蘆是難得一見的豐容食材。
4.3 降低了潛在疾病的發(fā)生概率
水葫蘆大量吸附水中的有機質(zhì)，去除了病原微生物滋生的溫床。同時水中有濾食性的鰱魚的存在，水中蚊子的幼蟲——孑孓(市民常網(wǎng)撈回家喂魚，又名魚蟲)少了，蚊子自然就少了，依靠蚊子傳播的傳染病自然就少了，有效降低了蚊子對周邊居民的疾病困擾。由于水質(zhì)得到凈化，湖里各種水禽的病原性疾病及人獸共患病等潛在疾病的發(fā)病概率就會降低，降低了公共衛(wèi)生安全隱患的發(fā)生概率。
五、小結(jié)
水葫蘆作為一種入侵性物種，繁殖力非常強，但是在凈化污水中表現(xiàn)非常突出。不過，在凈化污水的過程中其自身生物量也顯著增加，平均8～10d就可增長1倍，管理不當就會造成泛濫。北方地區(qū)種植的水葫蘆雖然存在“冬枯夏盛”現(xiàn)象，并不會造成過度繁殖，但是冬季大量的水葫蘆死亡腐爛到水體里，會對水體造成二次污染。南方地區(qū)，由于水葫蘆可安全越冬，會造成翌年更大范圍的泛濫，鋪滿水體表面的水葫蘆遮擋水上陽光，可使水下植物因沒有光照而死亡，破壞水下動物食物鏈，造成原有水域生態(tài)系統(tǒng)破壞，這也是當前南方地區(qū)用水葫蘆凈化富營養(yǎng)水體所面臨的一個嚴峻問題。故此，單純引種水葫蘆來治理污水有一定的風險。科學(xué)利用水葫蘆變廢為寶是一門學(xué)問，引種水葫蘆的科學(xué)管理可參考江蘇省推薦標準“DB32∕T1874-2011水葫蘆控制性種養(yǎng)技術(shù)規(guī)程”。動物園水禽湖水體普遍存在嚴重的富營養(yǎng)化，水體常常污濁發(fā)臭，期待“水葫蘆+動物”生態(tài)模式能夠應(yīng)用到動物園水禽湖污水治理當中，以期徹底改變水禽湖污濁發(fā)臭的水體。(來源：太原動物園)
