湖泊生态修复课件

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3. 湖泊生物资源退化,生物多样性下降
近几十年来,我国湖泊生态总体处于不断退化状态,集中表现为鱼类资源种类减少、
数量大幅下降,生物多样性不断降低,高等水生维管束植物与底栖生物分布范围
缩小,而浮游植物(藻类)等大量繁殖并不断集聚形成生态灾害.在我国东部平原
湖区,湖泊生态退化的最主要原因是人类活动引起的湖泊水质下降和水体过度
• 一般是通过人工干预的方式,包括重建干扰前的物理环境条件、调节水和 土壤环境的化学条件、减轻生态系统的环境压力(减少营养盐或污染物的 负荷)、原位(insitu) 处理(采取生物修复或生物调控的措施),包括重新 引进已经消失的土著的动物、植物区系、尽可能地保护水生生态系统中尚 未退化的组成部分等。这里非常强调通过减缓外部环境胁迫,或改善环境 条件,实现生态系统的恢复。通过生态系统的恢复,提高其抵御外部环境变 化的能力和自我修复的能力。
潜流型人工湿地的植物则主要为挺水植物和湿生植物,常用的植物有芦苇、 香蒲、美人蕉等。
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4. 西部地区湖泊总体呈萎缩消亡态势,水量减少、水质持续恶化
近几十年来,受气候变化周期性和冰川快速消融等要素的影响,我国西部地区 湖泊水量和面积呈现明显的波动变化,不同时段萎缩与扩张交替变化,但 总体呈现萎缩态势,不少湖泊甚至干涸消失.湖泊萎缩,导致湖泊面积减 小、湖水咸化和碱化、湖泊滩地沙化现象更为普遍和严重.湖泊萎缩,不 仅导致周边绿洲沙化严重,而且干涸湖底沉积物直接成为沙尘暴的物质 来源,将对周边区域生态产生灾难性影响
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2. 入湖污染物大量增加,湖泊水环境质量不断下降
随着湖泊流域和周边地区人口增长和经济快速发展,导致进入湖泊TN,TP和 CODMn等污染物增加,湖泊水环境污染不断加重,尤其是在我国东部平原 湖区,入湖污染物增加引起湖泊水环境质量急剧下降.湖泊水体TN、TP 等污染物浓度增加,导致湖泊水体富营养化不断加重。
滤、分解、离子交换、络合、硝化反硝化、植物的摄取以及生物代谢活动 等。
1. 人工湿地的类型 根据水的流动与基质的关系,将人工湿地系统划分为表层流湿地和潜流湿地
两种主要类型：表层流湿地和潜流湿地
① 表层流湿地 利用表层流人工湿技术处理污水开始于20世纪70年代,它的原理主要是利用
湿地中基质、水生植物和微生PPT物学习之交间流 的相互作用,通过一系列的物理的、 16
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• 湖泊生态修复的历程：
• 湖泊富营养化,己成为我国目前最突出的生态环境问题和急待解决的问题, 是湖泊生态系统结构破坏和功能丧失的外在表现
• 在发达国家和部分发展中国家早期,主要通过切断污染源的措施对湖泊进
行治理。从对治理湖泊富营养化采用的不同措施所产生的结果来看,在流
域大部分污染源未得到有效控制的前提下,采取任何治理措施取得的效果
净化作用,降低水体中营养盐的浓度。 • 当前国内外对湖泊富营养化研P究PT学成习为交流一个热点和难点问题,主要包括①水体、 15
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湖泊生态修复治理方法 I. 外源污染源控制
• 人工湿地修复技术
人工湿地净化污水的过程是通过湿地生态系统中的植物、基质、微生物所 发生的物理、化学、生物的协同效应来实现。主要包括吸附、沉淀、 过
湖泊生态修复
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目录
A 概述 B 中国湖泊面临的重大问题 C 湖泊生态修复研究 D 湖泊生态修复治理方法 E 国外不同类型湖泊治理思路分析与启示
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一、概述
A 湖泊概况：
湖泊是陆地上洼地积水形成的、水域比较宽广、换流缓慢的水体,地壳构造运动、 冰川作用、风力作用、河流冲淤等作用是形成湖泊的主要原因。湖泊因换流周 期长而不同于河流,又因与海洋不发生直接联系又有别于海洋。在各种因素的影 响下,湖盆、湖水和水中的物质,相互作用、相互制约,构成了湖泊的演替过程。 湖泊在世界范围 内分布很广,是水资源的重要组成部分,地球上湖泊(包括淡水 湖、咸水湖和盐湖)总面积约为2.0587×106km2,总水量约为1.764×106km3.我国 的湖泊主要分布在五个地区,形成五大湖群
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6. 湖泊沿岸带大规模开发,加大湖泊生态与环境保护压力
1990s以来,在浦东开放开发政策引领下,各地在大量设立各类高新技术开 发区、经济技术开发区的同 时,也充分利用山水资源设立不同类别的 旅游度假区,如环太湖就建有苏州、无锡两个太湖国家级旅游度假 区 以及湖州太湖旅游度假区,淀山湖、阳澄湖旅游度假区等.随着沿湖岸 线开发规模扩大和房地产热持续升温,全国沿湖岸线不合理和无序占用 问题日益突出,不仅破坏了不同类型湖泊独具特色的景观资源,而且还 导致湖滨自然湿地与生态退化,增加入湖污染物总量。
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②潜流湿地
水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰 富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力；另一 方面由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条 件较好,是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统,但此系统的投 资比表层流湿地系统略高。
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• 大部分SS通过植物的过滤和沉积作用；BOD、COD主要靠植物和微生物的新
陈代谢去除；植物的吸收对总氮的去除产生较大的作用，但对于大部分植物 而言,通过植物吸收、微生物硝化细菌和反硝化细菌的综合作用才是总氮 得以 去除的根本，系统中总磷的的去除主要靠吸附、吸收、络合和沉淀 作用进行去除。
• 主要优点是：对SS、BOD、COD等去除率较高,操作、运行简便,施工费用低； 不足主要在于占地面积较大,污染负荷低,且不良的气味大,夏天容易草生 蚊蝇,不宜布置在居民居住区附近。
在湿地系统的深部由于被浮游植物、漂浮植物、沉水植物等的覆盖,直接受 大气复氧的影响,一般处于缺氧的还原环境,主要为厌氧细菌反硝化细菌提 供了良好的生存环境；浅部和大气联系较密切一般为氧化环境,便于好氧细统所用的植物包括挺水植物、漂浮植物、沉水植物和部分湿生植物, 多种植物的组合构筑了强大的处理系统。常用的挺水植物主要有芦苇、香 蒲、莎草等，常用的漂浮植物主要有风眼莲、菱、水花生、浮萍等；常用 的沉水植物主要有眼子菜、筑草、伊乐澡等。
利用等,其中湖泊过度围网和围堤养殖活动是重要方面之一,尤其是长江中游地
区湖泊,如长湖、大冶湖、斧头湖等中小型湖泊以及一些大型湖泊湖湾,几乎全
湖被围网割裂。不合理湖泊过度养殖,大量消耗水生植物,造成湖泊湿地水生植
被的消失,而且为了获取最大的经济效益,普遍向湖泊投放过量鱼类饵料,有的
甚至直接向湖中投放化肥,加剧湖泊富营养化程度的同时,也直接造成湖泊生态
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5. 湖泊与江河水力联系阻隔,生态功能退化
除西部内陆流域一些封闭型湖泊外,我国大部分湖泊都与流域江湖有着自然 的水力联系,河川径流不断补给湖泊,在维持湖泊正常水位和水量的同时, 也为河湖水生生物繁衍提供了洄游通道,尤其是我国东部长江中下游平原 湖泊,长江与两岸的湖群构成了独特的江湖复合生态系统,在维系江湖水 生生态系统稳定和生物多样性等方面发挥着重要作用.近几十年来,受人 类防洪蓄水工程建设和湖泊围垦利用等因素影响, 湖泊与江湖自然水力 联系被大坝或涵闸阻断,一些洄游性物种濒危或消失,水生生物多样性下 降,湖泊环境净化与水量调节等生态服务功能不断退化.
都是微小的,或只能是短期有效的如 南京玄武湖、广州的东山湖等就有
过以底泥疏浚工程为治理湖泊富营养化失败的教训 。国内作为“九五”、
“十五”期间环境治理重点工程的云南滇池,十几年来己累计投资超过亿
元,虽然点源污染源削减了,但湖泊富营养化状况仍没有得到有效控制,滇
池水质仍呈恶化的趋势引。即使在污染源得到有效控制的前提下,湖泊生
态系统也不可能在短期内得到恢复,日本琵琶湖的治理过程和治理效果又
是一个例证。
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• 1987年,welch等提出了实现湖泊生态系统恢复,山下而上和由上而下的治理 方法。该方法的提出为湖泊生态系统的恢复提供了新的思路,即在湖泊生态 恢复过程中,必须对污染源的顶端输入控制和湖泊底端的污染物治理同时进 行,才能从根本上解决湖泊富营养化问题,实现湖泊生态恢复的目标。
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B 中国湖泊面临的重大问题
1. 湖泊围垦导致水量调蓄能力下降,加重流域洪水灾害 • 近几十年来,受人多地少和对湖泊功能认识不足等因素影响,导致湖泊被
大量不合理围垦,造成湖泊面积急剧减少.大规模围垦不仅使湖泊面积锐 减,同时也使湖泊蓄水容积大幅减少.湖泊调蓄容积的减少,直接导致湖 泊洪水调蓄功能下降,在相当程度上引发了江湖洪水位的不断升高, • 最高洪水位被不断突破.