水生所浮游动物下行效应控藻机制的研究获进展
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淡水鱼对浅水湖泊生态及富营养化的影响淡水鱼是湖泊生态系统的重要组成部分, 也是重要的资源。
渔业一直是我国许多湖泊的重要功能, 包括很多城市湖泊, 如杭州西湖、南京玄武湖、北京昆明湖和武汉东湖等也把提高鱼产量放在显著地位。
鱼类是影响湖泊生态系统的重要因素, 影响包括湖泊的生物( 尤其是饵料生物) 群落结构、营养物质的状态和水平等。
随着湖泊富营养化问题的日益严重, 养鱼与富营养化进程之间的关系愈加受到各国学者的关注。
我国湖泊的放养鱼类一般可分为3类: 第1类是滤食性、营中上层活动的鱼类,如鲢、鳙等;第2类是草食性、营中下层活动的鱼类, 如草鱼等;第3类是杂食性或温和肉食性、营底层活动的鱼类,如鲤等。
在我国,湖泊富营养化的进程与渔业的发展几乎是同步的,研究分析鱼类与浅水湖泊富营养化之间的关系对我国湖泊富营养化治理有重要的理论价值和实践指导意义。
1 草食性鱼类的影响草鱼是一种典型的摄食大型水生植物的鱼类。
在天然水域中,它摄食水生植物具有一定的选择性, 比较喜食的种类有芇草、黑藻、马来眼子菜、菹草、黄丝草、小茨藻等, 不喜食的种类有菜、聚草和水花生。
但在喜食水生植物匮乏的情况下, 不喜食的植物也将被吃光, 甚至摄食昆虫及其幼虫。
草鱼的食量大,每天摄食沉水植物的量甚至超过鱼的体重,高的超过体重的93%。
沉水植物的饵料系数因种类不同而有较大差异, 其范围在50~180。
陈洪达认为,其平均值可以120 (湿重)或100(鲜重)计算。
因此,当草鱼放养量过大,其摄食强度超过植物再生产能力时, 必然导致水生植物的减少, 甚至毁灭。
特别是植株再生能力不强、地下茎和根系又不发达、种子量不多、且为草鱼喜食的植物最易受害。
许多湖泊由于草食性鱼类( 特别是草鱼)的过度放养而导致水草衰减甚至绝迹, 使浮游藻类在初级生产者中占绝对优势。
草鱼对水草的破坏力高不仅由于草鱼对水草的消化吸收率低, 而且往往由于一些幼嫩水草被食, 使水草的潜在生产力遭受破坏。
新安江流域水生态环境形势分析及对策研究常文婷1,叶敏1,盛海燕1,单亮1,杨文杰2(1.杭州市生态环境科学研究院,浙江杭州310014;2.生态环境部环境规划院,北京100012)摘要㊀新安江作为皖浙两省人民共同的母亲河,承担着饮用水源供给㊁水源涵养㊁水土保持等重要生态服务功能,战略地位举足轻重㊂2012年以来,新安江流域生态保护工作取得积极成效,但仍然存在部分水体水质不稳定㊁局部水体藻类水华风险较高等问题㊂剖析当前新安江流域水生态保护面临的突出问题,建议通过加快推进共保规划实施㊁加大污染防治力度㊁从严防范水风险㊁加强流域共保联治等措施,着力解决流域突出的水生态环境问题,确保新安江流域生态环境保护和高质量协同发展稳步推进㊂关键词㊀新安江流域;水生态保护;形势;对策中图分类号㊀X52㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)16-0054-03doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.16.013㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):SituationAnalysisandCountermeasureStudyofWaterEco⁃environmentinXin anRiverBasinCHANGWen⁃ting,YEMin,SHENGHai⁃yanetal㊀(HangzhouInstituteofEcologicalandEnvironmentalSciences,Hangzhou,Zhejiang310014)Abstract㊀Xin anRiver,themotherriverofbothAnhuiandZhejiang,playsasignificantroleindrinkingwatersupply,headwaterconserva⁃tion,andwaterandsoilconservation.Despitegreatachievementsintheeco⁃environmentprotectionofXin anRiverBasinsince2012,thereremainproblemssuchasunstablewaterqualityandhighalgalbloomrisksinsomeareasoftheriver.Giventheforegoing,effectivemeasuresshouldbetakenassoonaspossibletotackletheexistingprominentwatereco⁃environmentproblems,suchastheimplementationofjointpro⁃tectionplans,greatereffortsonpollutionpreventionandtreatment,strictwaterriskprevention,andgreatereffortsonjointprotectionandtreat⁃mentoftheriver,soastostrikeagoodbalancebetweenhigh⁃qualityeconomicdevelopmentandeffectiveeco⁃environmentprotectionintheXin anRiverBasin.Keywords㊀Xin anRiverBasin;Waterecologicalprotection;Situation;Countermeasures基金项目㊀杭州市科技计划引导项目(20201231Y005,20211231Y019)㊂作者简介㊀常文婷(1983 ),女,安徽涡阳人,高级工程师,硕士,从事水生态环境研究㊂收稿日期㊀2022-09-22;修回日期㊀2022-11-10㊀㊀新安江发源于安徽省黄山市休宁县六股尖,地跨皖浙两省,为钱塘江正源,是安徽省内的第三大水系,也是浙江省千岛湖最大的入湖河流,占千岛湖年均入库水量的60%以上,对千岛湖水质起着决定性的作用㊂20世纪末,随着新安江上游人口增长与经济发展,水污染问题逐渐加重,千岛湖库区水体综合营养状态指数呈中营养,发生水华次数渐多[1]㊂为了解决新安江上下游发展与保护的矛盾,2007年,国家发改委㊁财政部㊁国家环境保护总局等初步明确将新安江流域作为跨省流域生态补偿机制建设试点[2]㊂2011年2月,习近平在全国政协‘关于千岛湖水资源保护情况的调研报告“上做出重要批示,强调 千岛湖是我国极为难得的优质水资源,加强千岛湖水资源保护意义重大,在这个问题上要避免重蹈先污染后治理的覆辙 ,希望 浙江㊁安徽两省要着眼大局,从源头控制污染,走互利共赢之路 ,从此拉开了全国首个跨省水环境生态补偿试点的大幕[3-5]㊂2011年9月,财政部㊁环境保护部印发‘新安江流域水环境补偿试点实施方案“,为试点的高效实施和整体推进提供了政策保障㊂2012年,财政部㊁环境保护部㊁浙江省㊁安徽省签订协议,新安江流域水环境补偿试点正式启动㊂截至2020年,皖浙两省已开展了三轮九年生态补偿试点,新安江流域生态保护工作取得积极成效,但仍然存在部分水体水质不稳定㊁局部水体藻类水华风险较高等问题,氮磷防控压力尚未根本缓解,流域水生态保护形势依然严峻㊂因此,该研究剖析新安江流域水生态保护存在的问题及形势,提出急需解决的问题及对策建议㊂1㊀流域概况新安江流域总面积约11452.5km2,其中,安徽省黄山市境内面积5856.1km2,宣城市绩溪县境内面积880.7km2,浙江省杭州市境内面积4715.7km2㊂截至2020年,新安江流域户籍人口223.8万人,地区生产总值1091.02亿元㊂千岛湖位于浙江省杭州市淳安县境内,小部分连接杭州市建德市西北,是1957年开建新安江水电站拦蓄新安江上游而成的人工湖,设计水位108m,库容178.4亿m3,水域面积约580km2㊂2013年底,国家发改委发布‘千岛湖及新安江上游流域水资源与生态环境保护综合规划(2013 2020)“,将千岛湖及新安江上游流域首次定位为 长三角地区重要战略水源地生态屏障 ㊂2019年9月,千岛湖正式成为杭州市重要饮用水源地,年供水规模9.78亿m3,惠及人口1000余万㊂新安江流域上游共设置坞口㊁篁墩㊁临河大桥㊁横江大桥㊁率水大桥㊁浦口㊁新管㊁街口8个国控断面,2020年各断面年均水质均达到河流Ⅱ类㊂新安江流域下游千岛湖湖体共设置小金山㊁三潭岛㊁大坝前3个国控断面,以及航头岛㊁茅头尖2个入湖河流国控断面,2020年,除小金山断面年均水质为湖库Ⅱ类外,其他断面水质类别均为Ⅰ类㊂2㊀水生态环境2.1㊀部分水体水质不稳定㊀新安江干流汛期水质受降雨影响较大,部分断面易出现总磷等指标超标现象;同时受上游来水影响,千岛湖总氮浓度长期处于高位,小金山等点位部分月份总磷指标未达到国家考核要求㊂尽管千岛湖部分水质断面能阶段性保持贫营养水平,但较大比例水域已处于中㊀㊀㊀安徽农业科学,J.AnhuiAgric.Sci.2023,51(16):54-56营养,且在时间上存在不稳定性,暴雨入库期全库总磷平均值可达枯水期的3倍,不同月份浮游植物生物量差异可达15倍,表明千岛湖水质的稳定达标存在较大挑战[6]㊂2.2㊀局部水体藻类水华风险较高㊀近5年千岛湖西北湖区(安徽省来水方向)局部水域夏季不同程度发生蓝藻水华,并逐步向千岛湖中心湖区推移[7]㊂千岛湖热容大㊁换水快㊁水温增加较慢,在春季因温度低不易形成蓝藻水华,但在梅雨之后,营养盐大量入库及伴随的高温晴热天气共同作用,往往诱发出蓝藻水华[8]㊂朱广伟等[6]调查发现,千岛湖西北库湾在2021年4月㊁5月均出现了明显的硅藻异常增殖现象,千岛湖水库中硅藻水华问题也应引起关注㊂2.3㊀千岛湖水生生态系统存在一定风险㊀自2000年以来,千岛湖水生生态系统中的浮游植物群落㊁浮游动物群落及鱼类结构均发生了一定的变化㊂浮游植物群落整体数量呈上升趋势,结构上出现蓝藻化倾向,以硅藻为优势的群落结构逐渐变为以蓝藻为优势㊂浮游动物群落结构由大型的枝角类趋向小型化,导致轮虫相对生物量增加,而对藻类有控制作用的浮游甲壳动物相对生物量减少㊂千岛湖鱼类中鲢鳙鱼的优势度较大,导致鱼类的物种多样性降低㊂3㊀水生态环境保护面临的突出问题3.1㊀农业污染尚未有效控制㊀基于第二次全国污染源普查数据,新安江流域总氮㊁总磷的贡献主要来源于农业源㊂以杭州市淳安县为例,总氮㊁总磷来源中农业源占比高达67%㊁78%,其中,种植业总氮㊁总磷排放量分别占86%和74%㊂通过2020年5月 2021年4月在千岛湖开展的为期一年的逐月水环境调查发现,千岛湖总氮浓度存在明显的季节差异性,春㊁夏㊁秋㊁冬总氮浓度平均值呈季度下降趋势,也反映了春耕㊁夏播等农业活动对总氮的贡献,应将农业污染作为下一步总氮㊁总磷治理的重点㊂3.2㊀城镇污染仍未根本解决㊀新安江上游流域内城镇连续分布,老城区及城郊接合部等区域仍存在污水收集能力不足㊁污水处理厂进水化学需氧量等浓度偏低等问题㊂赵星辰等[7]研究了城镇分布对新安江水系及千岛湖营养盐浓度的影响,研究表明,城镇污染对水体营养盐浓度影响显著,水体流经人口集中㊁城镇化程度高的黄山市屯溪区后,TN㊁TP和NH4+-N浓度平均增幅分别为86.1%㊁77.7%和164.4%,干流水体受纳黄山市歙县城镇三大支流来水后,TN㊁TP浓度平均增幅分别为47.6%㊁70.3%,枯水期城镇污染对水体氮浓度的影响更大㊂3.3㊀农村基础设施急需加强㊀新安江流域上游地区农村生活污水处理率不高[9],新建设施的运维管理水平仍需提升㊂新安江流域下游地区虽然基本实现了农村生活污水治理设施及运维管理全覆盖,但2014年以前建设的部分农村生活污水治理设施,缺乏相关的设计规范及经验,存在设计工艺不合理㊁铺设管网不规范㊁未按要求设置检查井等问题,从而影响污染物去除效率㊂3.4㊀流域生态补偿机制仍需完善㊀2020年,新安江流域水环境补偿三轮试点收官,但仍存在评估体系不完善㊁补偿方式单一㊁长效机制尚未健全等问题㊂同时,随着试点纵深推进,所面临的形势㊁任务与工作要求也发生了变化㊂‘长江三角洲区域一体化发展规划纲要“‘长江三角洲区域生态环境共同保护规划“均明确要继续完善新安江流域横向生态补偿试点机制,建设新安江 千岛湖生态补偿试验区㊂3.5㊀流域协商合作机制有待完善㊀新安江流域上游黄山市建立的新安江流域生态建设保护中心仅负责协调本市内的流域生态保护活动,皖浙两省主要以联席会议的方式进行协商合作,缺乏常态化的组织平台㊂由于跨省流域水生态保护涉及范围广㊁牵涉部门多㊁权责不明确,需要有一个国家或流域层面的权威机构,发挥引导㊁统筹㊁协调㊁仲裁作用㊂4㊀对策与建议4.1㊀统筹协调,推进共保规划实施㊀‘中华人民共和国水污染防治法“第十六条明确规定了防治水污染应当按流域或者区域进行统一规划㊂2021年1月,推进长三角一体化发展领导小组办公室印发‘长江三角洲区域生态环境共同保护规划“,为解决新安江流域系统性㊁区域性㊁跨界性生态环境突出问题提供了依据[10]㊂2021年6月,杭州㊁黄山两市已完成‘新安江流域水生态环境共同保护规划(2021 2025年)“编制工作,需加快推进共保规划实施,加强上下游指导协调,督促规划任务和目标有效落实,推进流域重点工程实施㊂各级政府应按照 党政同责 一岗双责 要求,细化明确各部门水生态环境保护职责,分解落实规划任务,形成有效水生态环境保护合力㊂4.2㊀突出重点,加大污染防治力度4.2.1㊀加强种植业污染防治㊂优化调整新安江流域种植业结构与布局,减少临湖和临河地区农业开发,推动设施菜地采用水肥循环模式,桑园采用节水减肥绿色生产模式,茶园采用坡地与沟塘源汇平衡模式等㊂加大有机肥替代化肥㊁测土配方施肥㊁病虫害统防统治和全程绿色防控应用力度㊂加快 肥药两制 改革,推行肥药实名购买,严格执行主要作物化肥定额施用标准,推行水稻农药定额施用,开展规模主体免费测土配方服务㊂完善农药㊁化肥区域统一配送管理制度,引导农民科学施肥,优化肥料施用结构㊂加强种植业污染治理,开展河湖岸线周边以水稻㊁油菜等农业种植为主平缓型农田面源污染治理㊂因地制宜建设茶园生态拦截工程,降低春季汛期施肥造成的氮磷负荷压力㊂4.2.2㊀深化城乡生活污染治理㊂重点开展黄山市屯溪区和歙县城镇污染防治工作,加快城镇污水处理提质增效,按照 因地制宜㊁逐步同标 的原则,科学确定上下游城镇污水处理设施排放标准㊂推广浙江省经验,开展镇街 污水零直排区 建设,推进流域污水直排 全面清零 ㊂完善农村生活污水管网建设,提高农村生活污水收集效率与运行管理水平,实施临湖农村无动力污水处理设施提标改造,按照分区分级㊁宽严相济㊁回用优先㊁注重实效㊁便于监管的原则[11],逐步统一新安江流域农村生活污水收集㊁处理排放标准,提升农村生活污水处理终端标准化运维水平㊂4.2.3㊀加强排污口排查整治㊂按照 有口皆查㊁应查尽查 要求,综合运用卫星遥感㊁无人机航拍㊁智能机器人探测㊁人工5551卷16期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀常文婷等㊀新安江流域水生态环境形势分析及对策研究攻坚等方法,开展新安江流域入河湖排污口排查溯源,摸清从污染物产生到入河湖排放的全过程,形成全流域排污口清单,厘清各类排污口责任主体㊂按照 依法取缔一批㊁清理合并一批㊁规范整治一批 要求,以截污治污为重点,扎实推进排污口整治工作㊂建议将黄山市屯溪区㊁歙县以及杭州市淳安县农业排口㊁城镇雨洪排口以及其他排口纳入管理,针对汛期水质明显反弹断面,深入开展溯源分析,精准实施面源污染治理㊂4.2.4㊀提升流域水源涵养能力㊂以小流域或区域为单元谋划治理项目,统筹实施山水林田湖草系统治理㊂推进水源涵养区保护㊁河流生态改造和湖库周边岸坡林草恢复,通过关键地带生态重建恢复流域生态系统对氮磷的拦截机制㊂逐步推进实施25ʎ以上坡耕地退耕还林还草,对于耕地短缺㊁退耕确有困难的,修建梯田或者采取其他水土保持措施㊂加强废弃矿山生态修复工程,统筹推进矿山地质环境治理㊁水资源保护㊁土壤质量修复㊁植被恢复等工作㊂4.3㊀加强监管,从严防范水风险4.3.1㊀加强饮用水水源保护㊂严格落实饮用水水源保护区制度,全面消除饮用水水源保护区污染隐患㊂完善饮用水水源地突发环境污染事件和藻类防控应急预案,建立高效的应急组织指挥体系㊂上下游联合开展环境应急演练,有效提升突发环境事件应急处置能力㊂建立健全水源地 一源一档制度,定期开展饮用水水源环境状况调查评估㊂加强饮用水水源水质监测,建立县级及以上和 千吨万人 水源地水质自动监测网络体系㊂以千岛湖为重点,开展持久性有机污染物㊁内分泌干扰物㊁抗生素㊁微塑料等新污染物监测[12],精准识别重点管控新污染物,及时摸清其来源途径,实施禁止㊁限制㊁限排等环境风险管控措施㊂4.3.2㊀提升监控预警能力㊂开展新安江流域水生态环境信息平台建设,整合流域上下游生态环境监测网络和平台,共享流域水质监测数据,及时开展上下游水环境形势分析,掌握流域总磷㊁总氮变化趋势和千岛湖营养状态㊂整合政府㊁科研机构㊁企业等多方资源,为流域水生态环境问题诊断提供大数据㊂加强重要水体水质预报预警,构建集数据收集㊁分析㊁预警发布一体化的全流域水环境预警预报体系,逐步实现水质变化趋势预测和蓝藻等生态环境灾害预警㊂4.4㊀深化协作,加强流域共保联治4.4.1㊀健全流域协商合作机制㊂加强皖浙新安江流域水生态环境共同保护,打破行政区划界限,实行流域管理和区域管理相结合的方式,完善流域水生态环境议事协调机制,共商解决流域治理和高质量发展中的重大问题㊂建议成立新安江流域协调委员会,统筹新安江流域保护工作,筹措流域保护资金和组织项目运作,以两地生态环境准入清单为基准,制定统一的项目准入标准,建立常态化项目会商机制㊁重大项目评价和统筹落地联合审议机制㊂加强流域上下游联合执法㊁交叉执法,健全环保㊁公安联动执法机制,不断完善执法协作机制㊂深化上下游协同联动,注重部门协作配合,建立流域上下游突发水污染事件联防联控机制㊂4.4.2㊀完善流域生态补偿机制㊂在总结三轮试点经验与不足的基础上,进一步完善流域生态补偿机制,尽快签订新一轮流域生态补偿协议,推进新安江 千岛湖生态保护补偿试验区建设㊂按照目标导向㊁问题导向原则,突出流域氮磷防控重点,进一步优化补偿指标设置,建立科学的补偿测算体系㊂加强多元化生态补偿,由 输血式 补偿向 造血式 补偿转变,不断深化皖浙在交通互联互通㊁旅游资源合作㊁产业联动协作㊁公共服务共享等方面的协同发展,逐步缩小上下游发展差距㊂通过设立绿色基金㊁PPP和融资贴息等方式,引导社会资本加大新安江流域污染治理㊁生态修复㊁绿色产业等投入㊂围绕水权交易㊁排污权交易㊁碳排放交易等,打造长三角区域性生态产权交易中心㊂5㊀结语2012年以来,皖浙两省深入贯彻习近平生态文明思想和习近平总书记重要指示批示精神,转变发展理念,压实主体责任,深入实施新安江流域水环境补偿试点,水生态保护与治理工作成效显著,流域总体水质为优并稳定向好,跨省界街口断面水质达到地表水环境质量Ⅱ类标准,千岛湖湖体水质总体保持Ⅰ Ⅱ类㊂对标新安江流域高标准保护要求,仍然存在部分水体水质不稳定㊁局部水体藻类水华风险较高等问题,未来一定时期新安江流域水生态保护形势依然严峻㊂针对目前新安江流域水生态保护存在的农业污染尚未有效控制㊁城镇污染仍未根本解决㊁农村基础设施急需加强㊁流域生态补偿机制仍需完善㊁流域协商合作机制有待完善等突出问题,建议通过推进共保规划实施㊁加大污染防治力度㊁从严防范水风险㊁加强流域共保联治等措施,确保新安江流域生态环境保护和高质量协同发展稳步推进㊂参考文献[1]陈方舟,王瑞芳.新安江流域生态补偿机制长效化研究[J].人民长江,2021,52(2):44-49.[2]沈满洪,谢慧明.跨界流域生态补偿的 新安江模式 及可持续制度安排[J].中国人口㊃资源与环境,2020,30(9):156-163.[3]乐天中.新安江流域生态补偿机制政策探究[J].环境保护与循环经济,2019,39(8):1-3.[4]项金如.一江碧水照丹青:新安江流域生态补偿机制试点过程的一点记忆[J].江淮文史,2021(1):4-13.[5]常河,陆健.皖浙共唱 护水歌 [N].光明日报,2022-08-10(001).[6]朱广伟,程新良,吴志旭,等.千岛湖水体营养盐时空变化及水环境挑战[J].环境科学研究,2022,35(4):852-863.[7]赵星辰,许海,俞洁,等.城镇分布对新安江水系及千岛湖营养盐浓度的影响[J].环境科学研究,2022,35(4):864-876.[8]GUOCX,ZHUGW,PAERLHW,etal.Extremeweathereventmayin⁃duceMicrocystisbloomsintheQiantangRiver,SoutheastChina[J].Envi⁃ronmentalscienceandpollutionresearchinternational,2018,25(22):22273-22284.[9]陈建军,林郁.农村河湖污染与水生态环境保护研究[J].安徽农业科学,2019,47(15):60-63,84.[10]曾凡银.共建新安江 千岛湖生态补偿试验区研究[J].学术界,2020(10):58-66.[11]徐文江,刘芳,李安峰.农村生活污水排放标准的探讨[J].环境保护,2021,49(22):61-65.[12]湖南省人民政府办公厅.湖南省人民政府办公厅关于印发‘湖南省 十四五 生态环境保护规划“的通知[J].湖南省人民政府公报,2021(20):34-69.65㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年。
生态环境学报 2009, 18(1): 64-67 Ecology and Environmental Sciences E-mail:*****************基金项目:天津市科技发展计划项目(05YFSYSF00600)作者简介:张丽彬(1983年生),女,博士研究生,主要从事水污染控制研究。
E-mail:*********************富营养化水体中浮游动物对藻类的控制作用张丽彬1,2,王启山3,丁丽丽1,2,任洪强1,2*1. 南京大学环境学院,江苏 南京 210093;2. 污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210093;3. 南开大学环境科学与工程学院,天津 300071摘要:采用室内受控生态系统进行实验。
采用于桥水库原水接种后,人工设置营养盐质量浓度梯度,模拟富营养化程度不同的水体,以研究浮游动物的生长情况,及其控制藻类生长的作用。
使用SPSS 统计软件进行数据分析。
结果显示:过高的营养盐浓度,可能会对轮虫的生长产生抑制作用,而甲壳类动物的总数量基本由营养盐质量浓度决定。
在四个营养盐质量浓度梯度下,浮游动物与藻类之间均存在一定的显著或极显著相关关系,说明浮游动物均能够发挥一定的控藻作用。
当营养盐ρ(TN)=3 mg·L -1、ρ(TP)=0.02 mg·L -1左右,浮游动物的控藻作用最明显。
当营养盐质量浓度过高时,浮游动物的控藻作用受影响。
关键词:浮游动物;浮游植物;藻类;富营养化中图分类号:X174 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2009)01-0064-04水体的富营养化,在全球范围内已经成为一个日趋严重的问题。
生物操纵(biomanipulation )法由于其独有的优势,引起了越来越广泛的关注。
Shapiro 等最先提出了经典的生物操纵理论,也被称为食物网操纵(food-web manipulation )理论[1]。
一、概念与术语1. 河流连续体 RCC:预测随河流的理化性质和河边环境改变,生物群落改变的模型在河流的纵轴方向上,随着饵料基础的改变,河流生态系统群落结构中的优势种类发生依次递变化的现象。
2. 洪水(河流)脉动概念 FPC:是一个强调洪水在低地河流生态系统中的重要性的模型。
与河流连续体强调纵向作用不同的是,FPC强调河流和河漫滩之间侧向传输的作用。
3. r-K连续谱 r-K continuum:r选择和k选择是进化生态学中的一个重要问题。
K选择者的种群密度比较稳定,经常处于K值周围(环境容纳量),其特点是出生力低、寿命长、个体大、具有完善的保护后代的机制,子孙死亡率低,一般具有较弱的扩散能力,它们适应稳定的栖息生境。
r选择者的种群密度很不稳定,很少达到K值,大部分时间维护在S型曲线的上升段。
其特点是出生力高、寿命短、个体小、常常缺乏保护后代的机制,子孙死亡率高,一般具有较大的扩散能力,它们适应多变的栖息生境。
从极端的r选择到极端的K 选择之间有一个连续的谱系,称为r-K连续谱 r-K continuum。
4. 生物多样性 biodiversity:指地球上形形色色的生物体及其与环境所构成的生态综合体,以及与此相关的各种生态过程的总和。
包括所有生物和它们所拥有的基因,以及生物与环境形成的复杂生态系统。
(地球上或某一地域内所有物种的生物多样性的表现。
)5. 群落演替 community succession:生物群落随时间的推移发生一系列的变化,不断由新的物种组合取代旧的组合,群落类型不断更新,可分为三个阶段:先锋阶段,系列阶段,顶极。
6. 功能摄食类群 Functional feeding groups:根据摄食对象和方法的差异对水生动物进行的一项生态分类,它包括撕食者、收集者、刮食者、捕食者、过滤收集者和直接收集者。
这个概念是由Cummins(1973,1974)在研究水生昆虫时首先提出的。
7. 周丛生物 periphyton:生长在长期浸没于水中的各种基质表面的有机体群落,因沉积物的影响而有一层粘滑的膜。
水生植物在水污染控制中有何生态效应?级活性污泥法处理工艺,而高额的工程投资和运转费用则制约了其推广和应用,尤其是对中国欠发达地区,资金和能源短缺问题普遍,许多中小城镇仍没有完善的污水处理系统。
大量的研究结果表明,即使是在资金有保障的前提下,仅靠建立污水处理厂对点源进行处理,也很难使水污染得到有效控制。
通常植物在生长过程中,能忍耐土壤中高浓度的污染物,植物的这种抗毒性作用,为植物对土壤和水体中的污染物吸收和降解奠定了基础。
该技术与中国的经济发展水平相适应,对于解决中小城镇的污水处理和生态环境的改善具有重要的实践意义。
1水生植物的生态效应水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外,通常只是间接地参与污染物的分解,通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复,植物在水污染控制中生态效应主要表现在以下方面。
1.1物理作用覆盖于湿地中的水生植物,使风速在近土壤或水体表面降低,有利于水体中悬浮物的沉积,降低了沉积物质再悬浮的风险,增加了水体与植物间的接触时间,同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。
此外,植物的存在削弱了光线到达水体的强度,阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖,尤其是在浮萍类植物的湿地系统中比较常见。
植物的存在对基质具有一定的保护作用,在温带地区的冬季,当枯死的植物残体被雪覆盖后,植物则对基质起到很好的保护膜作用,可以防止基质在冬季冻结,以维持冬季湿地系统仍具有一定的净化能力。
植物对基质的水力传导性能产生一定的影响,植物的根在生长时对土壤具有干扰和疏松作用,当根死亡或腐烂后,会留下一些管型的大孔隙,在一定程度上增加了基质的水力传导性。
淹没于水中的水生植物的茎和叶形成的生物膜,为大量的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物组织上的生长提供了一定空间,埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动提供了巨大的物理活动表面,植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所。
因此,植物地上和地下的生物膜对于湿地中发生的所有微生物过程都具有重要作用。
生态 12一、名词解释1.流域:为分水线所限而有径流流入干流及其支流的集水区域。
2.沿岸带:湖泊周围光可以到达底部的浅水部分。
3.共位群:同一群落中生态位相似的物种组合。
4.负载量(容纳量):指在自然环境不受破坏的情况下,一定空间中所能容许的种群数量的最大值。
5.生物操纵:人工改变植食者、捕食者或自养生物这些营养类群,来达到控制不想要的物种的丰度。
二、选择题1—5 D D C B B 6—10 C D B C C三、判断题1—5 √√√×× 6—10 √√×××四、简答题1.测定水体初级生产力的方法有哪些?(1)收货量法:在一定面积内将所有植株连根取出,洗净风干到重量不变时称重,即得出单位面积生物量,前后两次生物量之差即为其生产量。
此法所得为净产量。
(2)黑白瓶测氧法:将所采的水样分装于透明的白瓶和不透明的黑瓶,再放于原采样水层曝光一段时间(一般为24h)后计算前后溶氧的变化。
此法所得群落为净产量,藻类为毛产量。
(3)放射性14C示踪法:将一定数量的碳酸氢盐(H14CO3-)或碳酸盐(14CO3-)加入到一只二氧化碳总量的水样瓶中,曝光一定时间后将藻类滤出,干燥后测定藻细胞内14C数量,即可计算被同化的总碳量。
(4)叶绿素法:在一定条件下,光合作用强度与细胞内叶绿素的含量直接相关,因此根据叶绿素量和藻类的同化指数可计算其生产量。
2.为什么要重视湿地的恢复与保护?湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。
健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分。
保护湿地,对于维护生态平衡、改善生态状况、实现人与自然和谐具有十分重要的意义。
3.水体热分层产生的原因是什么?有何生态影响?(1)产生原因:①由0℃及其以下向4℃升温,这时水的密度增加,由于热的传递,表层水较重,开始下沉,下层水轻,上浮,表层水和底层水发生垂直扭转的现象,直到整个水体都达到4℃为止,这个时期称全同温扭转期。
一、基本概念种群指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合,是进化的基本单位,同一种群的所有生物共用一个基因库。
关键种自身的消失或削弱能引起整个群落和生态系统发生根本性的变化的物种。
(补充)冗余种:自身的消失或削弱对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响的物种集合种群:也叫复合种群、联种群,是在一定时间内具有相互作用的局域种群的集合,即局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。
生物量谱:某一粒径级生物量除以粒径宽度,作为标准化的生物量。
以标准化的生物量为纵坐标,以个体生物量为横坐标,在双对数坐标上的分布模式,即生物量谱。
粒径谱:将海洋生态系统食物网,从微生物和浮游植物到浮游动物、直至鱼类和哺乳类,都视为“颗粒”,并以等效球径表示大小。
生物量在对数粒径级上的分布称为粒径谱。
生物泵:由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成碳从表层向深海底转移就称为生物泵,也称CO2泵或软组织泵。
高斯假说:或称竞争排斥原理,即亲缘关系接近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活,或完全的竞争者不能共存,因为它们的生态位没有差别。
生产力金字塔:随着营养级逐渐向上,其净生产呈阶梯状递减,形成生产力底宽上窄的塔形锥体,叫生产力金字塔或能量金字塔。
生态演替:是指随着时间的推移,一种生态系统类型(或阶段)被另一种生态系统类型(或阶段)替代的顺序过程。
生态位:是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。
边缘效应:不同生物群落之间往往有过渡地带称为群落交错区,在群落交错区中可能具有较多的生物种类和种群密度,这种现象称为边缘效应。
补偿深度:在某一深度层,植物24h中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡,没有净生产量,此时的深度被称为补偿深度。
生态灾害:指由于生态系统平衡改变所带来的各种始未料及的不良后果。
主要有以下类型:1水土流失2土地沙化与流沙扩展3森林、草原退化 4环境污染上行控制(bottom-up control ):较低营养层次(如浮游植物)的种类组成和生物量对较高营养层次(如植食性浮游动物和鱼类)的种类组成和生物量的调控作用,即所谓资源控制。