淡水生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制與恢復(fù)研究.pdf

1、在現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，探討了淡水生態(tài)系統(tǒng)（包括水質(zhì)、淡水藻類、河湖岸帶、水生動(dòng)植物、沉積物等因子）的退化現(xiàn)狀、退化原因與機(jī)制，建立了退化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系和方法，評(píng)估淡水生態(tài)系統(tǒng)退化水平。通過建立水生態(tài)AQUATOX模型，定量化模擬預(yù)測(cè)了淡水生態(tài)系統(tǒng)的退化演變和生態(tài)恢復(fù)方案的效果。
　　 研究結(jié)果表明，目前退化淡水生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)均己退化至地表水Ⅳ-V級(jí)質(zhì)量水平，浮游藻類結(jié)構(gòu)簡單，以藍(lán)一綠藻結(jié)構(gòu)為主，且多為富營養(yǎng)化指示種類，藻類多樣性指數(shù)低

2、。著生藻類主要以硅藻群落為主，藻類細(xì)胞小型化趨勢(shì)嚴(yán)重，優(yōu)勢(shì)種多為耐污種，大型絲狀綠藻僅出現(xiàn)在春季。河（湖）岸帶寬度狹窄，水生植被以挺水植物和浮葉植物為主，沉水植物多為高冠型種類且有退化演替趨勢(shì)；水泥垂直陡岸帶隔離水陸生態(tài)系統(tǒng)，大量植物殘枝和淤泥在枯水期淤積河岸，造成裸露環(huán)境，沉積物厚度加深，為有機(jī)質(zhì)豐富淤泥型，底棲動(dòng)物種類稀少單一，且分布不均。
　　 通過參照體系法建立了淡水生態(tài)系統(tǒng)退化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用主成分析法篩選出了BOD

3、5、CODcr、DO、NH3-N、Cp、TP、DDA、 B-IBI、F-IBI、HQI等10個(gè)指標(biāo)，作為淡水生態(tài)系統(tǒng)退化程度指示指標(biāo)。按照理論參照標(biāo)準(zhǔn)將淡水生態(tài)系統(tǒng)退化程度分為5個(gè)等級(jí)：微退化、輕度退化、中度退化、強(qiáng)度退化、極度退化。灰色關(guān)聯(lián)度法綜合評(píng)價(jià)得出張家浜河生態(tài)系統(tǒng)退化水平為輕度-中度退化等級(jí)，鏡月湖生態(tài)系統(tǒng)退化等級(jí)為輕度退化，部分區(qū)域?yàn)閺?qiáng)度退化。
　　 通過建立張家浜河AQUATOX生態(tài)模型，模擬和預(yù)測(cè)該河流5年后生態(tài)

4、演替趨勢(shì)，結(jié)果表明，在無外來干擾的情況下，張家浜河生態(tài)環(huán)境因子演替會(huì)年復(fù)一年按照各自的生長變化規(guī)律進(jìn)行，呈現(xiàn)出重復(fù)演替規(guī)律。通過對(duì)可能引起生態(tài)系統(tǒng)退化的營養(yǎng)鹽負(fù)荷、有機(jī)污染負(fù)荷、沉水植物量、沉積物碎屑輸入量等條件設(shè)置不同干擾，模擬其對(duì)淡水生態(tài)演替可能產(chǎn)生的后果。結(jié)果表明，水體有機(jī)污染負(fù)荷BOD5增加10倍，可以導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)的全面退化；而分別增加氮磷面源和污染負(fù)荷的10倍，則會(huì)引起水質(zhì)和藻類不同程度的退化；沉水植物生物量的降低可使著生藻

5、類生物量全面提高；沉積物碎屑輸入量增加5倍，不但可造成水質(zhì)變差，還可引起大型底棲動(dòng)物生物量的下降。
　　 基于AQUATOX模擬不同生態(tài)恢復(fù)方案的作用效果，結(jié)果表明除了控制有機(jī)污染源以外，恢復(fù)河岸帶生態(tài)環(huán)境，改建自然河道，能夠降低水體總磷含量40％左右，有效恢復(fù)沉水水生植生物量20％以上，對(duì)營養(yǎng)鹽降低和底棲動(dòng)物多樣性恢復(fù)均有明顯作用；通過分別控制氮磷污染負(fù)荷50％的模擬研究，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變化不大，沉水植物和底棲動(dòng)物生物量均有升高，控

6、制磷比控制氮更能有效防止藍(lán)藻水華發(fā)生；控制沉積物全部外源負(fù)荷，能夠大量削減水體營養(yǎng)鹽含量，改善水質(zhì)狀況，有益于大型沉水植物生長，減少藍(lán)藻生物量，但是對(duì)于底棲動(dòng)物生長不利。因此對(duì)于淡水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)研究，必須結(jié)合水文條件改善，營養(yǎng)鹽負(fù)荷削減和控制沉積物碎屑負(fù)荷等三方面共同考慮，從不同層次上考慮整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。
　　 本文研究了淡水生態(tài)系統(tǒng)退化的現(xiàn)狀和原因、退化生態(tài)系統(tǒng)定量化評(píng)價(jià)方法，退化過程與機(jī)理以及恢復(fù)與重建的理論方案，對(duì)于