Research Paper

Ecological engineering approaches to restoring the aquatic biological community of an urban pond ecosystem and its effects on water quality ‑ a case study of the urban Xixi National Wetland Park in China

Approches d'ingénierie écologique pour restaurer la communauté biologique aquatique d'un écosystème d'étang urbain et ses effets sur la qualité de l'eau − Une étude de cas du parc national des zones humides urbaines de Xixi en Chine

College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University, Hangzhou 311121, PR China

^* Corresponding author: jianbo.lu@hznu.edu.cn

Received: 1 February 2021
Accepted: 31 May 2021

Abstract

There is a global increase in urbanization, which contributes to the loss and fragmentation of urban wetland and pond habitats. Urban ponds have an important role in the ecology of urban areas, as they provide essential habitats for aquatic species. The objective of this study is to demonstrate ecological engineering approaches to restoring aquatic biological communities in an urban pond ecosystem, which can be used to achieve water purification of such ecosystems globally. The general approach of first cleaning out the ponds and then systematically applying different treatments of plants and fish was designed and implemented in the field. We used three replicated ponds per engineering treatment to determine which of the treatments was the best option based on an assessment of water quality and biological indicators. The main findings of this study were as follows: a combination of aquatic animals and aquatic plants can provide the best water purification performance; furthermore, macrobenthos, such as Bellamya purificata, can be used as biological indicator species for monitoring dominant species and water quality in a local urban pond ecosystem. In conclusion, maintaining biological species diversity over different trophic levels can provide the best water purification performance in urban pond ecosystems.

Résumé

On constate une augmentation mondiale de l'urbanisation, qui contribue à la perte et à la fragmentation des habitats des zones humides et des étangs urbains. Les étangs urbains jouent un rôle important dans l'écologie des zones urbaines, car ils fournissent des habitats essentiels aux espèces aquatiques. L'objectif de cette étude est de présenter des approches d'ingénierie écologique pour restaurer les communautés biologiques aquatiques dans un écosystème d'étang urbain, qui peuvent être utilisées pour réaliser la purification de l'eau de tels écosystèmes. L'approche générale consistant à nettoyer d'abord les étangs puis à appliquer systématiquement différentes gestions des plantes et des poissons a été conçue et mise en œuvre sur le terrain. Nous avons utilisé un réplicat de trois étangs par traitement technique pour déterminer lequel des traitements était la meilleure option sur la base d'une évaluation de la qualité de l'eau et des indicateurs biologiques. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants: une combinaison d'animaux aquatiques et de plantes aquatiques peut fournir la meilleure performance de purification de l'eau; en outre, le macrobenthos, tel que Bellamya purificata, peut être utilisé comme espèce biologique indicatrice pour surveiller les espèces dominantes et la qualité de l'eau dans un écosystème d'étang urbain local. En conclusion, le maintien de la diversité des espèces biologiques à différents niveaux trophiques peut fournir la meilleure performance de purification de l'eau dans les écosystèmes d'étangs urbains.