29—草型湖泊沉水植物收割工程对生态改善的试验_尚士友

第19卷第6期2003年11月农业工程学报
T ransactions of the CS AE V ol.19　N o.6N ov.　2003
草型湖泊沉水植物收割工程对生态改善的试验
尚士友,杜健民,李旭英,申庆泰,厚福祥,吴利斌
(内蒙古农业大学机电工程学院,呼和浩特010018)
摘要:在典型草型湖泊—内蒙古乌梁素海设立研究基地,进行较大规模沉水植物收割工程试验,试验表明:以机械化方式收
割沉水植物转移氮、磷营养盐,可以有效地减缓湖泊内源性营养物负荷的储备速度,使输入与输出的营养盐趋于平衡,并可显著抑制生物填平作用,是草型湖泊富营养化适度控制的一项关键性的实用技术;有计划、合理地收割沉水植物可以保证沉水植物净化水质的功能,不会造成藻类泛滥,也不会影响沉水植物的繁殖,收割沉水植物转移氮、磷营养盐的生物治理工程技术可以长期正常运行;在实施沉水植物收割工程对草型湖泊进行生态恢复的同时,即可收获大量高蛋白优质水草饲料,使湖泊治理与水生资源开发取得和谐统一,促进环境与区域经济的持续发展。

关键词:草型湖泊;乌梁素海;富营养化;沉水植物;收割工程中图分类号:X 171.4;S 963.22 文献标识码:A 文章编号:100226819(2003)0620095206
收稿日期:2003205216　修订日期:2003208213
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30160022);国家科技成果重点推广计划项目(2002EC 000128)
作者简介:尚士友,教授,呼和浩特市,内蒙古农业大学机电工程学院,
010018
1　引　言
目前,湖泊富营养化已经成为世界范围内一个突出的环境问题,我国三分之二的湖泊面临着日益严重的富营养化危害。

2002年11月国家林业局报告,我国平均每年有30个湖泊在消亡,在这些消亡的湖泊中绝大多数是草型湖泊,富营养化为这些湖泊的沼泽化进程提供了巨大的动力,给这些地区环境与经济的持续发展造成了不可挽回的损失。

防治湖泊富营养化通常比较重视外源性营养物的输入,但是对许多草型湖泊来说,当内源性营养物负荷的储备量已经很高的情况下,控制外源性营养物输入的恢复效应要在很长时间以后才能体现出来,而且耗资巨大,在这种情况下有效地抑制内源性营养物负荷的积累和释放可能更为重要。

我们于1999～2003年在我国典型的草型湖泊—内蒙古乌梁素海投入8个9G SCC —1.4H 型水草收割机船队,实施较大规模沉水植物收割工程试验,收割面积约33km 2,收获高蛋白优质水草饲料3850t (干重),向湖外转移出氮63.525t 、磷6.545t ,在适度控制富营养化与延缓沼泽化进程方面进行了一次综合性的较高生态系统层次上的科学探讨。

近年来,关于沉水植物收割机械与沉水植物收割工程的研究随着水体富营养化的加剧越来越受到世界各国的重视。

加拿大1989年推出一种小型沉水植物收割机械,采用前置式切割架、侧置式驱动明轮与全液压传动系统,用于在河道和小型湖泊内清除沉水植物。

日本、俄罗斯、德国等都有一些沉水植物收割机械在使用,其中最大割幅4～5m [1],但未曾见有实施大规模沉水植物收割工程的相关报道。

国内沉水植物收割机械主要是内蒙古农业大学研制的9G SCC —1.4型水草收割机,已在内蒙古哈素海、天津市水上公园、天津市尔王庄水库、北京市京密引水河道等水域试验应用,我国较大
规模收割沉水植物进行生态治理的工程正在内蒙古乌梁素海实施。

由于人类生产及生活的影响,从农田退水、工业废水、生活污水及地表有机物的流失中输入到湖泊、水库及河道中的氮、磷营养盐越来越多,许多水域面临着日益严重的富营养化危害。

在以大型水生植物响应型的草型湖泊内,各种挺水植物和沉水植物过量生长,形成了极大的初级生产力,其群落盖度可达100%,最大生物量(鲜重)为22.5kg/m 2以上[2],它们充塞水体空间,破坏自然景观,危害渔业生产,沉落腐败后对水体造成二次污染,同时还形成强烈的生物促淤作用,导致草型湖泊迅速沼泽化。

据调查,乌梁素海、哈素海、红山水库、伊胡塔湖、于桥水库、异龙湖、南四湖、东太湖、固城湖、滇池、洱海、赤湖、保安湖、隔湖等都在不同程度上存在着这方面的影响。

沉水植物在生长期间具有从水中和底质中吸收与富集营养盐的能力,收获沉水植物即可使湖泊内氮、磷营养盐的积累效应得到抑制,并将生物填平作用减少到最小程度。

目前,国际上对“通过控制营养盐而控制湖泊营养状态的途径”已达成共识[3],因此通过机械化方式收割沉水植物,在地球化学物质循环中转移氮、磷营养盐已成为草型湖泊富营养化治理的核心问题与关键技术。

2　乌梁素海富营养化及沉水植物概况
乌梁素海位于内蒙古乌拉特前旗境内,湖区界于40°47′～41°03′N ,108°43′～108°57′E ,湖面高程1018.5
m ,库容量2.5～3×108m 3
,80%水域水深0.8～1.2m ,现有水域面积293km 2。

乌梁素海是河套灌区农田退水唯一的承泄通道,河套灌区农田化肥用量已由1978年的7×104t 迅速上升到1997年的43.8×104t ,至2002年化肥用量已经超过52×104t ,化肥利用率仅为30%～35%,大量流失的化肥随农田退水进入乌梁素海。

据1970～2002年入海口水质监测,总氮平均1.74mg/L ,总磷平均0.07mg/L ,分别为国际通用判断富营养水平标准的8倍与3.5倍[4],已使乌梁素海成为以大型水生植物过量生长为主要表征的富营养化草型湖泊。

乌梁素
5
9
海沉水植物主要是龙须眼子菜(Potamogeton
pectinatus )和狐尾藻(Myriophyllum spicatum ),以龙须眼子菜为优势种,属多年生草本植物,其群落盖度100%,生产量8.5×104t ・a -1(干重),平均生物量875g ・m -2(干重)。

2001年乌梁素海卫星遥感图象显示沉水植物区域97.5km 2,占明水区面积的96.2%。

沉水植物过量生长,不仅破坏水体环境,而且每年自生自灭沉积湖底造成强烈的生物促淤作用,湖底正在以7～13mm ・a -1的速度在抬高。

现在底质淤积深度已达360mm ,照此演化速度,如不治理乌梁素海将在30年内演变成为芦苇沼泽地。

1996年与1987年乌梁素海卫星遥感图象各类地貌解析如表1所示。

表1　乌粱素海1987年与1996年T M 卫星遥感
各种地类解析分析(面积:km 2)
T able 1　Analysis of different satellite rem ote sensing regions in Lake Wuliangsuhai (1987and 1996)
km 2接收日期
明水区芦苇区
湖中沼泽区湖周浅水沼泽区洪积扇区
人造芦苇区
1987204206128.3194.8826.1921.0307.761996209205
107.13
112.97
28.4624.76 1.1022.69对比结果-21.18+18.09
+2.27
+3.73
+1.10
+14.93
3　沉水植物收割机械与收割工程的技术途径
3.1　9G SCC 21.4H 型水草收割机的结构及其技术性能
9G SCC 21.4H 态恢复提供了一项实用的机械化技术手段,大规模收割水生植物可以有效地转移氮、磷营养盐,削弱乌梁素海内源性营养物负荷,抑制生物促淤作用。

这项技术在对
草型湖泊进行治理的过程中还可同时收获大量高蛋白水草饲料,是湖泊生态治理与水生植物资源开发利用兼顾的一个技术典型。

3.1.1　沉水植物收获特性及水域工作条件
1)沉水植物收获特征
柔性沉水植物易倒伏,植株茎叶相互连成一片,易缠绕和堵刀,并影响捡拾与输送。

2)水域工作条件
生长沉水植物的水域深度为0.6～2.5m ,输水河道的水流速度为0.1～1m/s ,水底起伏不平,有障碍物和多年沉积物。

3.1.2　切割、捡拾及输送装置的配置
1)切割装置的布置
水下切割沉水植物以往复式割刀为宜,采用旋转割刀极易缠绕,割刀的布置形式为:切割架(6)与割刀(7)后置,安放在双体船(9)中间,利用切割架上的捡拾装置直接将水草输送到船尾牵引的装草船上。

2)捡拾与输送装置
考虑水下捡拾对堵刀及漏收率的影响、柔性沉水植物捡拾与输送装置适宜选择带爪片的输送链,并应保证切割架在水下不同工作位置上均可实现割刀与输送链的驱动。

3)防缠绕装置
在旋转部件与非旋转部件中间的间隙处均应设防缠绕罩,使沉水植物无法通过这一缝隙,从而避免缠绕在旋转部件上[5]。

3.1.3　9G SCC 21.4H 型水草收割机结构及其主要技术经济性能指标
9G SCC 21.4H 型水草收割机由船体、动蹼明轮推进器、切割架、往复式割刀、切割架升降机构、液压传动系统、发动机、变速箱、操纵系统等组成,可在水下对各种沉水植物进行收割,以切割、捡拾、传送、牵引、运输一体化作业方式进行连续生产。

其主要技术经济指标:工作速度2.8km/h ,割幅1.4m ,切割深度1.2m 内可调,转弯半径<6m ,吃水深度0.55m ,平均作业面积1800m 2/h ,平均生产率(鲜重)9t/h ,漏割率0,漏收率5%,动力14.7kW ,
油耗9kg/hm 2,装草运输船载重量5t 。

用1台水草收割机与1条牵引船和5条装草运输船配套使用时可以连续进行生产并取得最好的经济效益,日产量(两班生产)为13t 水草(干重),年产量以120个工作日计可达1560t (干重)。

9G SCC —1.4H 型水草收割机结构简图如图1所示。

1.发动机
2.变速箱
3.动蹼明轮推进器
4.操纵系统
5.切割架升降机构
6.切割架(布置在双体船的中间)
7.往复式割刀
8.液压传动系统
9.船体
图1　9G SCC -1.4H 型水草收割机
Fig.1　9G SCC -1.4H hydrophytes reaper
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3.2　沉水植物收割工程途径
3.2.1　沉水植物收割工程的主要技术途径
于1999～2003年在乌梁素海连续进行各项收割对比试验及生产性试验,收割面积约33km2,收获高蛋白优质水草饲料3850t(干重),向湖外转移氮63.525t、磷6.545t。

每年收割时间为5月中旬至10月末,每年实际工作日为120～130d。

每个船队由1人操纵水草收割船,1人驾驶牵引船,2人在装草船上传递堆放水草,岸上安排卸草人员,实现连续生产作业。

其主要工程技术途径是收割—捡拾—输送—装船—水上运输—卸草—晾晒干燥—除尘清选—压捆或粉碎。

上岸水草的含水率约82%,采用人工自然晾晒,水份干燥到13%～17%即可压捆存放。

人工自然晾晒占地面积较大,易受天气影响,而且水草营养成分有一定损失,应该采用连续式干燥设备进行即时干燥。

3.2.2　沉水植物合理的收割方式
沉水植物是湖泊重要的生物资源,它们的兴衰影响着整个湖泊生态系统的结构与功能。

在草型湖泊生态治理中既要保证水生资源的持续开发利用,又要保证大型水生植物净化水质功能长期稳定地运行,严格控制藻类蔓延泛滥。

据三年生态治理实践验证,沉水植物合理的收割方式是:在给水入湖口区900×900m2距离内保留所有的沉水植物和挺水植物,以充分利用其净化水质和拦截固体颗粒物质的作用,在水鸟栖息取食区以及产粘性鱼卵的鱼类活动区保留足够的水草,在水深0.7m以下的水面不作收割,在其余湖面采用分条或分块间隔收割的方法顺序收割,暂时保留30%水草,在水草沉落之前则全部收割。

这种收割方式可以显著改善水体环境,并将生物填平速率由7～13mm・a-1减少到2～3mm・a-1。

4　草型湖泊富营养化适度控制的主要技术关键
氮、磷每年排入乌梁素海的途径包括农田排水、地下水、山洪、灌渠退水、降水等,近年来平均每年入湖总氮约1088.59t,总磷约65.75t;氮、磷每年排出乌梁素海的途径包括排入黄河、收割芦苇、捕鱼、鸟类取食等,平均每年出湖总氮约759.9t,总磷约37.8t;每年留在湖中参与积累储备的总氮约328.7t,总磷约28.0t。

据近年水质分析,乌梁素海总氮平均含量2.03mg/ L,总磷平均含量0.38mg/L,以湖水库容量2.8×108m3计,目前水体中总氮储备约568.4t,总磷储备约106.4 t。

据叶雪梅等关于中国主要湖泊营养氮沉降临界负荷的研究,乌梁素海氮沉降临界负荷应为40.295t[6],现在乌梁素海水体中总氮储备量已达临界负荷的14倍。

按国际通用水质营养标准氮0.2mg/L,磷0.02mg/L计算,乌梁素海水体中氮超负荷储备量512.4t,磷超负荷储备量53.8t。

乌梁素海总氮、总磷平衡及收割水草转移氮、磷的计算见表2。

表2　近年乌梁素海水体中总氮、总磷平衡及收割水草转移氮、磷的计算
T able2　Balance of T N and TP of lake Wuliangsuhai’s water body and the calculation of
trans ferring N and P by harvesting aquatic plants in recent years t 项目现水体中储量每年合计输入每年合计输出每年留湖中参与积累按营养标准超负荷储备维持良性循环应转移收割5×104t水草可去除
T N568.41088.6759.9328.7512.4841.1825
TP59.465.837.828.053.881.885
乌梁素海水质控制的一个核心问题是每年留在湖中参与积累的氮量、磷量使超负荷储备的氮量、磷量越来越高,维持生态系统良性循环必须转移或减少这些不断增加的超负荷氮、磷储备,否则乌梁素海的水质只能越来越差。

目前,只有采用机械化方式收割沉水植物转移氮、磷才能对这一状况有所改善(收割芦苇转移的氮、磷量已计入每年合计输出内),以上计算结果可作为制定乌梁素海沉水植物收割工程规划的理论依椐。

乌梁素海主要沉水植物—龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)中氮平均含量1.65%,磷平均含量0.17%,每年收获5×104t(干重)即可向湖外转移出825t氮和85t磷。

据宋福等实验,沉水植物对水体中总氮和总磷的去除率分别为80.31%和89.82%[7],通过收割5×104t(干重)沉水植物,即可从水体中去除氮662.56t,去除磷76.35t,从而使输入与输出的营养盐逐渐趋于平衡。

湖泊底质磷与水体正磷酸盐之间存在动态平衡关系,利用总磷模型对乌梁素海内部磷负荷变化的计算得知,收割4×104t(干重)水草可使湖中水体的正磷酸盐浓度降低49%,使底质释放83.8t磷[8]。

通过湖泊富营养化模糊神经网络专家评价系统对乌梁素海沉水植物收获量与水体营养状况之间关系的分析,得知乌梁素海水体营养状况由富营养型转变为中营养型临界点的收获量是3.194×104t(干重)[9]。

综合分析对草型湖泊的有效保护、资源最大程度的利用以及维护湿地生态系统良性循环的需要,对草型湖泊进行生态治理的主要技术措施是:有计划、合理地收割水草与阻止芦苇蔓延。

其生态恢复机理是:(1)减少大型水生植物中有机氮、有机磷向底质沉降;(2)减少大型水生植物死亡后矿化成氨态氮和正磷酸态磷。

其技术关键是收获沉水植物转移氮、磷营养盐,使湖泊氮、磷的积累与储备效应得到有效抑制。

5　乌梁素海沉水植物收割工程与草—藻制约关系的试验及其分析
为了研究沉水植物收割后的繁殖以及草—藻制约
79
　第6期 尚士友等:草型湖泊沉水植物收割工程对生态改善的试验
关系等项技术问题,以保证沉水植物收割工程可以长期、稳定地运行,于2001年做沉水植物收割对比试验,试验区布局为6块面积均为50×50m2的水域,收割时间及收割数量见表3。

表3　沉水植物收割对比试验记录表(割刀入水深度0.7m) T able3　C ontrast experiment record of harvesting aquatic
plants(the cutter is0.7meter below the water sur face)
试验区号收割日期
/月2日
收获量
/DW
水深
/m
水温
/℃
备 注
1#05226 1.600.97
062270.650.815
08220 3.020.721水位下降,漏割漏收约8% 10224 3.75 1.16集中收割计平均值
2#06227 3.530.815
10224 3.75 1.16集中收割计平均值
3#05226 1.520.97
10224 3.75 1.16集中收割计平均值
4#10224 3.75 1.16集中收割计平均值
5#08220 3.320.721水位下降,漏割漏收约8% 10224 3.75 1.16集中收割计平均值
6#07221 3.460.720水位下降,漏割漏收约8% 10224 3.75 1.16集中收割计平均值
　注:10月24日在6块试验区分别作样方检测生物量,因误差小于±110g・m-2(干重),故统一集中收割,收获量计平均值。

乌梁素海沉水植物的优势种是龙须眼子菜,藻类植物的优势种是蓝藻,两者相互竞争制约,由于水体中营养物过剩,其竞争不在营养水平,而是争夺光照。

在水深0.7m以上的湖面采用分条或分块间隔收割的方法顺序收割,保留一定数量沉水植物不会造成蓝藻泛滥。

在水深0.7m以下的湖面,沉水植物生物量较少,沉水植物浮于水体表层部分光照很强,温度较高,蓝藻附着其上,竞争优势较大,在这些水域收割沉水植物,则会助长蓝藻泛滥。

对乌梁素海来说,收割沉水植物是在每年6～10月份间断进行的,而且收割总量为沉水植物生产量的60%,在这种情况下沉水植物的保有量足以抑制蓝藻和绿藻,可以保证沉水植物净化水质的功能。

蓝藻在水面呈分散漂浮状态,常在气温较高时发生在龙须眼子菜暴露于水面表层的地方,与水面表层的龙须眼子菜附着在一起形成“水华”,但遇风或雨天则全部消失。

每块分散漂浮的蓝藻面积小于0.35m2,蓝藻分布面积之和约为明水面的2%～4%。

收割沉水植物之后,试验区内水体环境明显改善,蓝藻因失去附着的龙须眼子菜,光照与生成温度受到影响,繁殖速度和繁殖能力减弱,分布面积之和比周围对照区减少75%。

此外,收割区水体透明度与未收割水域的水体透明度基本一致,均超过1m。

龙须眼子菜的繁殖方式主要是无性繁殖,也有有性繁殖。

1989年期间龙须眼子菜的分布面积仅占全湖明水面的45%,至1999年其分布面积就已达到明水面的95%,几乎将其它沉水植物全部覆盖,其繁殖能力很强,蔓延速度很快。

由三年连续收割试验得知,虽然机械收割导致顶枝丧失,造成生物量、资源储存量的损伤,但是不会破坏它们的繁殖体系[1],其根系呈匍匐状、十分发达,许多生长点仍可在当年发芽生枝,具有很强的再生能力。

通常在收割之后55～60d即可恢复到较高的生物量,而且第2年的生产量不受任何影响。

在进行3年收割试验后,于2002年6～10月份继续监测试验区内沉水植物生物量的变化,全体样方生物量检测结果为1483±116g・m-2(干重),试验区内沉水植物生物量和对照水域沉水植物生物量没有显著区别,由此可以肯定收割沉水植物对富营养化进行适度控制的实用技术可以长期连续地进行,能够不断地向湖外转移营养盐,直至将乌梁素海湖内氮、磷营养盐的储备量降低到合理的状态。

另一方面,在每年实施生态治理工程的过程中还可以保证持续进行沉水植物资源的开发利用,当湖泊进入良性循环后每年仍然能够收获一定数量的高蛋白水草饲料。

6　沉水植物收割工程与水生资源的开发利用
草型湖泊的沉水植物资源是一笔未被利用的巨大财富,属于免费的高产青绿饲料,而且是可持续开发利用的水生植物资源,十分可喜的是在对草型湖泊进行生态治理的过程中,即可实现沉水植物资源的开发利用。

乌梁素海沉水植物生产量8.5×104t・a-1(干重),以收割60%计算,每年可开发利用5×104t(干重)高蛋白优质水草饲料。

龙须眼子菜粗蛋白含量15.25%,氨基酸总量13.35%,营养价值优于草原青干草、披碱草、沙打旺、向日葵盘粉、甜菜叶
,营养指标符合家畜家禽饲养标准,可喂养牛、羊、猪、鸭、鹅,钙、碘、硒和蛋氨酸、光氨酸含量比紫花苜蓿高,可作为全价配合饲料的重要组元[10]。

收获的水草饲料可直接使用,也可以与玉米桔杆、紫花苜蓿等配合制成颗粒饲料。

开发利用水草饲料可为湖泊保护及湿地综合利用提供一个有益的机会,可使湖泊生态治理与水生资源开发利用取得和谐统一,这是湖泊保护与水生植物资源开发兼顾的一个技术典型。

几种沉水植物与苜蓿、青干草的营养成分见表4,水草饲料产品生产流程如图2所示。

图2　水草饲料产品生产流程图
Fig.2　Flowchart of production of
hydrophytes feeds tu ff
89农业工程学报 2003年　
图4　几种沉水植物与苜蓿、青干草营养成分对照表
T able4　C ontrast of nutrient elements between a few kinds of submerged plant,lucerne and green hay%饲料名称吸附水粗蛋白粗脂肪粗纤维粗灰分钙磷无氮浸出物龙须眼子菜8.7515.25 2.1823.5714.82 6.670.1635.25狐尾藻7.2516.60 2.9521.7716.867.890.3534.57
紫花苜蓿(锡林浩特)9.5515.14 1.2634.43 6.57 1.410.3133.06
混合青干草(正兰旗)9.337.92 2.5533.74 4.820.760.1241.64
7　结　论
1)沉水植物是湖泊主要初级生产者之一,是湖泊生态系统物质与能量流的主要传递者,乌梁素海沉水植物每年约有8.5×104t(干重)自生自灭沉积湖底,直接影响乌梁素海生态系统的结构与功能,给乌梁素海沼泽化进程增加了沉重的负担。

沉水植物在其生长期间具有从水中和底质中吸收与富集营养盐的能力,起着“营养泵”和“营养库”的作用,采用9G SCC—1.4H型水草收割机大规模收获沉水植物可以有效地转移氮、磷营养盐,同时还可以减少80%的生物促淤作用,为我国草型富营养化湖泊生态治理提供了一项实用技术。

2)乌梁素海控制外源性营养物质的输入需要处理净化4.6×108m3补给水源(农田退水、工业废水、生活污水),耗资巨大,十分困难,即使能够完全控制外源性营养物质的输入,留在湖中超负荷的氮、磷储备仍在湖中自身循环。

目前,乌梁素海水体中超负荷氮、磷储备分别为512.4t、53.8t(不包括底质储备的氮、磷),每年还有328.7t氮、28t磷正在不断地参与积累,给乌梁素海生态系统继续增加负担和压力。

以机械化方式收获5×104t(干重)沉水植物可以转移去除氮825t、磷85t,能够有效地削减营养物负荷的积累,这是草型湖泊富营养化适度控制的一项切实可行的技术措施。

3)采用机械化方式收割沉水植物必须综合考虑对草型湖泊生态系统的有效保护、资源最大程度的利用以及维持湿地生态系统良性循环的需要。

由于沉水植物具有很强的繁殖能力,在收割之后55～60d即可恢复到较高的生物量,而且第2年的生产量也不受影响,合理收割不会造成藻类泛滥,因此采用机械化技术收割沉水植物转移氮、磷营养盐的生物治理工程技术可以长期正常运行。

4)开发利用水草饲料可为湖泊保护及湿地综合利用提供一个有益的机会,在乌梁素海投入35个9G SCC—1.4H型水草收割机船队,每年可生产5×104t (干重)高蛋白优质水草饲料,年销售收入1750万元,年利税806万元,这是湖泊保护与水生植物资源开发利用兼顾的一个技术典型,可使湖泊环境与区域经济同时得到持续发展。

在我国草型湖泊生态建设中可供开发利用的沉水植物资源量约108×104t・a-1(干重),可生产高蛋白优质水草饲料,年产值约3.78亿元。

本项目研究所形成的技术模式可以使耗资巨大的湖泊保护工作变成可开发性的环保工程,对我国湖泊保护及湿地综合利用具有广泛实用性。

5)目前,水草人工自然晾晒困难很多,即时干燥是制约高蛋白水草饲料开发利用的一个较大的技术问题,大型连续干燥设备及其干燥工艺有待于进一步研究解决。

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　第6期 尚士友等:草型湖泊沉水植物收割工程对生态改善的试验。