具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，一种在河道湖泊中建立生物多样性的方法，包括以下步骤：

步骤110，确定恢复区域的关键物种。

在本实施例中，关键物种是指能对当地生物多样性恢复起主要作用的，是生物多样性优势物种，能反应综合环境持续向好的具有明显本土代表性的物种，关系到后期施工方案的方向性和监测指标的准确性。关键物种的选择是建立生物多样性最重要的环节，关键物种对维持当地生物多样性至关重要，对整个生物多样性起到保护作用，关键物种数量的多少，可以反应一个地区的生态健康状态，也能综合反应水体健康程度。

在本实施例中，选取恢复区域的原生生物多样性优势物种，确定为恢复区域的所述关键物种，选取所述关键物种是恢复区域本土生物，即土著微生物、本土动物、乡土植物，是生物链上不可或缺的核心物种之一，是环境内最具本地代表的优势物种之一，关键物种的大面积出现能快速建立一条完善的食物链及其生物链，能综合反应水环境的改善，且不能对生态链产生负面影响。在一个实施例中，所述关键物种包括：恢复区域土著微生物、恢复区域本土动物和恢复区域乡土植物的中的任意一种或几种。

步骤120，确定恢复区域的关键点。

在本实施例中，关键点也叫施工区域，关键点的目的是在河道内创造生物适宜的栖息地，从而为物种的大量富集和永久定居创造条件，以及为生物扩散和生态演替辐射恢复区域提供种源保障。

在本实施例中，在自然河道及湖泊内，流速、水深、水草、隐蔽物和岸线自然状态决定了生物的数量和种群分布，一般河道及湖泊的缓流浅水区域的环境更稳定，该区域底泥营养物沉积多，水草容易生长，易富集微生物和浮游生物，具有较完整的食物链，在小区域环境内形成一个小的生物链，演化成河道及湖泊内多物种的栖息地。相反，河道及湖泊湍流区域水流过快，无法有效积累营养物质，不利于微生物和浮游生物富集，不利于低等生物躲避天敌，导致物种往往比较单一。关键点选择应考虑前期可以快速丰富物种，后期利于物种向恢复区域由局部至整体进行迁移。因此，选取恢复区域中能够为原生生物和后生生物提供安全稳定的栖息地，确定为恢复区域的关键点时，关键点优先选取水流较缓区域，例如河涌弯折处，且避开潜在排污口，并通过后续的人为生态干预、修葺以达到增加生物栖息地，进而提升生物丰度和生物多样性，这样，随着栖息地的增加，河道及湖泊生物多样性越稳定，抗冲击能力和自我调节能力就越强。

步骤130，在恢复区域的所述关键点创建所述关键物种的栖息地，进行物种自然回归和定向生物富集。

在本实施例中，由于自然环境中的生物种类繁多，施工中必须针对关键物种的习性进行施工，这样不仅能够促进恢复区域的原生物种的自然回归，而且还能使得关键物种快速安全富集，为生物链上其余物种快速丰富提供条件，形成生态链闭环，依次完成从低等生物到高等生物的富集，使得后期可以源源不断地提供全生态链的生物种源，完成关键物种的全恢复区域扩张和生态演替，带动全水域生物的多样性恢复。

在本实施例中，根据所述关键物种的习性在恢复区域的关键点创建所述关键物种的栖息地，为物种快速富集需要提供优良的水质和更好的底泥作为基础环境，为物种繁衍需要打通上下游食物链，通过构建微环境生态循环拓展下游食物链，微生物群落以分解底泥作为营养盐，以获取太阳能推进能量流，以内源循环推进物质流，形成自主构建的微生态大循环，为物种安全保障需要构建坝田和水下生境，为基础生物提供庇护和繁衍生息的场所，使得关键物种具有极强的改造生境的能力，保障外溢生物的存活率和适应性，在施工区域的外溢效应带动整条河生物多样性重建，快速完成迁徙路线和生态演替，实现对全恢复区域的生物多样性保护。

在一个实施例中，所述创建关键物种的栖息地包括：坝田建设、水质提升、底泥多样性改良、构建生物床和构建水下生境。具体的，坝田可以降低施工区域水流冲击，减少水流干扰，保护投放的材料和微生物菌剂，坝田建设包括在关键点放置石笼网和石粒，通过格宾石笼网结合玄武石颗粒减缓水流速度，防止投放材料及微生物菌剂过多流失。在另一个实施例中，在关键点放置木桩，通过多个木桩形成减速区域，在又一个实施例中，在关键点放置石块和坝田基质，均能够减缓关键点的水流流速，降低施工区域水流冲击，利于微生物富集和关键物种富集。相应的，进行坝田建设时，可以采用放置石笼网和石粒、放置木桩以及放置石块和坝田基质中的任何组合方式进行建设坝田。

在一个实施例中，进行底泥多样性改良，需要在原有单一底泥底质的基础上，通过设置砾石、沙底和淤泥底改善底泥有机质含量，底泥颗粒大小及底泥通透性，使得底泥呈现不同的底质，以适应不同的底泥微生物菌落或底栖生物群落，即在底泥改良的基础上增加不同底质条件，这样，多样性的底泥作为载体能够对应不同习性的物种，给不同习性的和生存环境的物种提供适宜生存空间，进一步增强各物种的丰度，达到底泥微生态平衡，从而可以全面促进不同物种的自然回归，快速完成生物多样性的恢复。

进一步地，在关键点种植挺水植物，挺水植物的根或地下茎生长在泥土中，绝大部分的茎和叶挺立水面上，不仅能够丰富生物的食物链，而且还能够为关键物种提供庇护场所。同时，挺水植物具有发达的通气组织，其根部外侧形成根密氧区域，能够更进一步提高底泥的生物多样性，更好地富集好氧微生物及兼性厌氧菌。在一个实施例中，还包括种植耐盐植物。

在一个实施例中，在水质提升、底泥多样性改良的基础上，进行构建生物床，所述构建生物床包括：在所述关键点放置生态基质和吸附有微生物菌剂的多孔载体。具体地，通过在坝田处放置生态基质和复配微生物菌剂，能调节水质，改善底泥通透性，降低环境毒素，增加底泥表层微生物生存空间，生物床起到保护基础微生物和富集微生物的作用，生物床富集的大量有益微生物形成一个微观的生态平衡，为下一步出现的浮游动植物提供营养和生存空间，生物床构建是进一步进行水质提升和底泥多样性改良，是维持生物多样性物种链条的基础，所述微生物菌剂包括：EM菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌、酵母菌、放线菌和藻种的任意一种或多种，例如，藻种包括小球藻和硅藻。

在一个实施例中，所述构建水下生境包括：使用石块、沙土及木材错落搭建庇护区域，通过在施工区域以人为的增加水生生物庇护所，能够为生物抵抗天敌、洪水、突发情况提供庇护所，保护前期生物免受捕食者惊扰，为关键生物富集创造条件，即通过片石、卵石、石块、树根错落搭建而成，例如，片石，卵石垒加后可以形成螃蟹喜欢的石头缝。

在一个实施例中，创建关键物种的栖息地，通过宾格石笼网、石块和木桩等在关键点外围构建坝田，形成外围构筑物，用于降低水流速度和抵御水流和潮汐的侵蚀，创造一个相对安全和稳定的场所，然后通过构建底泥多样性和水下生境在坝田内侧，形成内圈构筑物，即通过多孔材料填充至坝田内，用于营养物质的吸附，该多孔材料可以为沸石、蒙脱石、火山石、麦饭石和陶粒中的任意一种或几种，能够有效吸附恢复区域底部的氮、磷及有机营养物质，为底栖微生物提供必要的营养成分，最后在坝田中心区域构建生物床，通过放置多孔生态基质材料并使用网袋固定在坝田的中心区域，用于吸附、富集和固定微生物，实现微生物的水下定殖，该多孔生态基质材料包括：生物炭、碳素纤维、多孔缓释碳源、天然纤维素、砾石和沙土中的任意一种或几种，例如，多孔缓释碳源为聚乳酸缓释生物可降解材料，从而完成关键物种的栖息地创建，实现水质和底泥多样性的改善，这样，坝田内可以利用微生物对底泥营养盐的持续释放，底栖藻类光合作用对太阳能转化，为高等级底栖生物提供生存所需的营养物质。

在一个实施例中，多孔生态基质材料包括：载体、微生物菌剂、原生活性淤泥、缓释碳源、有益藻种和包埋介质。通过将载体与缓释碳源混合，然后与微生物菌剂定植发酵，使得微生物菌剂能够有效与载体结合，菌群间协同性好，然后吸附原生活性淤泥及有益藻种制得多孔生态基质材料，投入恢复区域的沉入底泥表层后，能够持续地释放微生物、原生活性微型生物及有益藻种，能够起到改造底泥和降解污染物的作用，并快速构建完整的适合该恢复区域环境条件下生长的微型生物种群，从而能够改善微环境内生物多样性，强化物种丰度，建立水环境物质循环和能量循环的微生态平衡系统，为下一步整个恢复区域的生物多样性的自然回归提供良好环境条件和基础物种。

在本实施例中，原生活性淤泥的处理方法为先采集恢复区域的底泥和水，并按照底泥和水的体积比1:5-50进行混合，然后放置在曝气池中曝气2-5天富集活性微型生物，得到发酵底泥，然后对所述发酵底泥的生化需氧量、氮和磷比值进行检测，再按照100:5:1的生化需氧量、氮和磷比值进行补充碳源、氮源和磷源后继续曝气1-3天，重复上述操作1-3次，得到原生活性淤泥，投放至恢复区域后，多孔生态基质材料中的原生微型生物逐步释放，由于其具有较强的适应性，能够快速构建完整的适合恢复区域生长的微型生物种群，进一步对环境进行改造，使得水体微环境生态平衡得到完善。

在一个实施例中，创建关键物种的栖息地还包括：在恢复区域对外来物种进行管控，外来物种入侵是导致本土物种多样性缺失的主要原因之一，外来物种由于在恢复区域内缺少天敌，随着恢复区域内的环境的改善，容易出现过度增长的情况，并对恢复区域内的本土动植物造成压倒性优势，挤压其生存空间，导致局部的物种灭绝。对外来入侵生物管控，即通过对福寿螺、清道夫、罗非鱼、鳄雀鳝、凤眼莲等外来入侵物种进行管控，可以减少恢复区域内本土生物的天敌，给予其生存空间，例如可以通过打捞凤眼莲和诱捕福寿螺的方式进行管控。这样，配合定期投加微生物菌剂、微量元素和维生素，持续提升水质和改善环境，实现微生物-浮游生物-底栖生物-高等生物在内的本土物种的自然回归和数量和种类的快速增加，形成以坝田为物种源头，过量生物自然外溢、生态演替的过程，恢复河道湖泊的生物多样性。

本发明提供的一种在河道湖泊中建立生物多样性的方法，以选取关键物种、创建生物栖息地和生物辐射依次相结合，配合改良底泥和提升水质，采用坝田、生物床和水下生境构建为核心，形成以点带线的生物迁徙和生态演替路径，完成对整个河道湖泊的生物多样性恢复。也就是说，通过确定恢复区域的关键物种和恢复区域的关键点，以微生物强大的代谢和环境改善能力快速创建关键物种的栖息地，确保栖息地能快速安全地定向富集关键物种，从而带动整个生物链持续完善，把控生物群落规模发展，可以使水域生态修复更具目的性，后期过量的关键物种外溢，迁徙到栖息地以外区域进行生物扩展和生态演替，持续以栖息地为物种源头，大量地外溢生物进行持续改造环境，辐射改善整个流域水生态状况，完成对整个河道湖泊的生物多样性恢复。

下面用具体实施案例进一步描述本发明。

淡澳河是一条入海的人工分洪河，位于广东省惠州市大亚湾区，治理段呈喇叭口，下游宽度超过200米，上游宽度不足30米，具有水流急、水域面积大、潮汐和雨季水位落差大、咸淡水交替、外来物种罗非鱼多等特点，经过多年治理，主要指标已经成功达到国家地表水四类标准。经检测，淡澳河中游，上游蟹类较少，栖息地和环境的破坏并没有完全恢复，生物链缺失严重。

对淡澳河建立生物多样性时，选取浮游生物——水蚤和底栖生物——十足目蟹作为关键物种，选取上游300㎡的桂花桥区域、中游4300㎡的河滩公园区域、下游2000㎡的沧洲白鹭区域作为关键点，以上、中、下游三个关键点作为施工区域，三个关键点均选择在河道缓流处，便于坝田和水下生境施工，可以更好地构建物种栖息地。

淡澳河开展生物栖息地建设时，完成6600㎡施工区域的场地平整，投放2900kg底泥改良剂，采用格宾石笼网和玄武石颗粒进行坝田建设，安装格宾网石笼500m，并投放坝田保护基质6600kg。然后投放4660kg微生物菌剂及多孔材料和6800kg的生态基质，调节水质、改善底泥通透性、降低环境毒素和增加底泥表层微生物的生存空间，构建生物床，最后实用片石及卵石等石块垒加形成螃蟹喜欢的石头缝，保护螃蟹前期免受捕食者惊扰，完成6600㎡的水下生境构建。

通过近半年的治理，施工区域底泥得到改善，微生物床已经建立，整个环境适宜生物大量繁衍生息，岸线生物多样性得到极大改善，浮游生物以微生物或藻类为食，属于食物链较低位置，生物床富集微生物后，目标段浮游生物明显富集，部分石缝中间浮游生物已经肉眼可见，随之蟹洞已经随处可见，小型蟹经常出没于岸边石缝，经常可以发现几只蟹聚在一起。与此同时，岸边发现大量泥螺卵，泥螺这一腹足纲底栖动物也正在快速回归，生物多样性正逐渐恢复。

淡澳河生物多样性恢复过程中，多种典型物种生物丰度均得到大幅提升，数据上分析，浮游生物和底栖生物最低提升比例为15％，最高为1000％。因此，淡澳河已经建立能量流、物质流、信息流循环的雏形，底泥改良使得河床变得更加适应生物生存，底栖藻类明显增多，底栖藻类吸收底泥释放的营养盐，利用更多的太阳能通过光合作用固定更多的二氧化碳为生物链提供能量，标志着河道能量流已经开始形成，十足目蟹快速安全的富集及泥螺的回归，带动整个生物链持续完善，为后期生物辐射、生态演替扩散到全域的过程做好准备，通过大量的外溢生物持续改造环境，辐射到全流域，完成对整个河道的生物多样性恢复。

本发明提供的一种在河道湖泊中建立生物多样性的方法，通过选取恢复区域关键物种和恢复区域的关键点，在关键点通过坝田、水质提升、底泥多样性改良、投放吸附有微生物菌剂的多孔材构建生物床和水下生境组合技术促使关键物种的自然回归和富集，并形成小范围的生物多样性，然后以关键点为生物源头，配合整个恢复区域的水质提升、外溢生物扩展和生态演替，恢复整个恢复区域的的生物多样性，可以应用于河湖水质提升、改善水体环境和恢复水域生物多样性。

通过在恢复区域比对出当地生物多样性中起最关键作用的一种或几种生物作为关键物种，选取适宜关键物种生存的区域作为关键点进行施工，在关键点创建安全的生物栖息地，通过宾格石笼网和木桩等在关键点外围构建坝田，用于抵御水流和潮汐的侵蚀，创造一个相对安全和稳定的场所，通过构建底泥多样性和水下生境在坝田内侧，多孔材料载体和生物床在坝田中心的组合，用于吸附、富集和固定微生物，实现水质和底泥的改善，这样，坝田内利用微生物对底泥营养盐的持续释放，底栖藻类光合作用对太阳能转化，又为高等级底栖生物提供生存所需的营养物质。此外，配合外来入侵生物管控，投加微量元素，持续提升水质和改善环境，实现微生物-浮游生物-底栖生物-高等生物在内的本土物种的自然回归和数量和种类的快速增加，形成以坝田为物种源头，过量生物自然外溢、生态演替的过程，恢复河道湖泊的生物多样性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。