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文檔簡介
第三節受損生態系統的修復詳解演示文稿當前1頁,總共110頁。優選第三節受損生態系統的修復當前2頁,總共110頁。受損森林生態系統的修復方法1、封山育林:最簡便易行、經濟有效的方法。當前3頁,總共110頁。封山育林是利用森林的更新能力,在自然條件適宜的山區,實行定期封山,禁止墾荒、放牧、砍柴等人為的破壞活動,以恢復森林植被的一種育林方式。可分為“全封”(較長時間內禁止一切人為活動)、“半封”(季節性的開山)和“輪封”(定期分片輪封輪開)。當前4頁,總共110頁。2、林分改造:引種當地植被中的優勢種、關鍵種和因受損而消失的重要生物種類,以加速生態系統正向演替的速度。3、透光撫育。熱帶森林的演替:針葉林-針闊葉混交林-闊葉林;在針葉林或其他先鋒群落中,對已生長的先鋒針葉樹或闊葉樹進行擇伐,改善林下層的光照環境,促進林下其他闊葉樹的生長,使其盡快演替至頂級群落。4、火燒跡地當前5頁,總共110頁。5、林業生態工程技術根據生態學、林學及生態控制論原理,設計、建造與調控以木本植物為主的人工復合生態系統的工程技術,其目的在于保護、改善與持續利用自然資源與環境。6、森林管理。將生態作用和采伐利用結合起來。
當前6頁,總共110頁。案例介紹小良熱帶季雨林的人工重建背景:小良位于廣東省電白縣。地帶性植被為熱帶季雨林,由于人為活動的過度干擾,自然植被已蕩然無存,只有村邊偶見有作為風水林保護的次生林。土壤為花崗巖風化而來的熱帶磚紅壤。表土層的大部分已遭到嚴重侵蝕,亞土層裸露,地表無植被覆蓋。侵蝕土壤的肥力非常之低,有機物質含量僅0.6%,總N量僅0.03%。當前7頁,總共110頁。采用4個階段:第一階段(1959-1964),:重建先鋒群落選用速生、耐旱、耐瘠的桉樹、松樹和相思樹,重建先鋒群落。第二階段(1964-1979):配置多層多種闊葉混交林,模擬自然林的種類成分和群落結構特點,在松、桉林先鋒群落的跡地上開展闊葉混交林的配置研究。當前8頁,總共110頁。第三階段(1980年后):綜合研究,采取以空間代替時間的方法,選擇荒坡、桉樹純林和闊葉混交林3個不同植被類型而地貌、巖性、土壤類型和坡度等基本一致的集水區,分別建立起森林氣候、森林土壤和森林水文的觀測點,并同步進行植物、動物、昆蟲、土壤動物和微生物等方面的生物、生態環境效應的動態觀測研究。當前9頁,總共110頁。第四階段,成果推廣與應用、生態機理進一步探討、先進研究技術與手段的應用階段。在森林形成的基礎上發展經濟作物和果樹,開展多種經營。利用小良的研究成果,1984年中國科學院批準在鶴山市設點,建立中國科學院鶴山丘陵綜合開放試驗站,推廣混交林面積達15333.33hm2,產生了巨大的生態效益、經濟效益。當前10頁,總共110頁。缺乏種子是限制熱帶雨林恢復的最主要因素,其次雜草的競爭、缺乏水源和營養。促進演替最有效的方法是種植本地樹苗。此外還可以建造人工鳥棲結構和砍倒樹樁對熱帶雨林了解有限多數研究集中在植物生長,對動物群落研究很少系統的高度可變性局限了恢復策略研究結果的應用經驗問題當前11頁,總共110頁。二、受損草地生態系統的修復草地生態系統受損的原因及特點自然原因:自然條件惡劣;自然災害頻繁人類干擾:過度放牧;毀草開荒;污染受損草地生態系統的主要特征包括植被退化和土壤退化。當前12頁,總共110頁。草地系統的生態修復的原則關鍵因子原則節水原則本地種原則環境無害原則當前13頁,總共110頁。受損草地生態系統的修復方法與技術圍欄養護,輪草輪牧。對受損嚴重的草地實行圍欄養護是一種有效的修復措施;對破壞嚴重的草地,自然修復比較困難時,可采用耕翻或適時火燒等改善土壤結構,播種優勢牧草,人工增施肥料和合理放牧等方法促進恢復。當前14頁,總共110頁。重建人工草地。常用于完全荒棄的草地。它是受損生態系統重建的典型模式,不需要過多考慮原有生物群落的結構,而且多是由經過選擇的優良牧草為優勢種的單一物種所構成的群落。實施合理的牲畜育肥生產模式。季節畜牧業——合理利用多年生草地每年中的不同生長期,進行幼畜放牧育肥的方式。當前15頁,總共110頁。內蒙古自治區正藍旗渾善達克沙地巴音胡舒嘎查草原修復案例介紹背景:巴音胡舒嘎查位于渾善達克沙地的腹地,共有12萬畝草原,草原沙漠化始于20世紀80年代。由于過度放牧,2000年,巴音胡舒嘎查12萬畝草原嚴重沙化,80%變成了半裸地、裸地、甚至流動沙丘。生物多樣性急劇減少。當前16頁,總共110頁。2000年,中科院植物研究所的研究人員展開治沙試驗。最初采取了人工造林的做法。但是,由于渾善達克沙地的年平均降水量在200~400毫米之間,并不適宜樹木生長,試驗最終失敗。2001年,蔣高明和同事們正式提出了“自然力恢復”的理論,開始了“無為而治”,依靠自然力量復壯草原的嘗試。當前17頁,總共110頁。具體做法:將4萬畝嚴重沙化的草原圍封禁牧,令其自然修復;輔以人工干預——在風口處插上柳條;在流沙嚴重地帶,用沙障將沙固住;組織專人每天騎馬巡邏,防止牲畜進入。效果:一年后,恢復好的區域,草原灘地草叢長到80-140厘米。兩年后,草原植被總蓋度到達60%,與當地未封育的草場相比,沙丘低地的群落生物量提高9倍。三年后,牧民每戶分到7萬斤干草,從此牧草出現富余。結論:“自然的力量遠比任何科學家的力量都要強大。”當前18頁,總共110頁。2007年7月20日《Science》以3頁完整篇幅6副圖片報道了蔣高明研究員在內蒙古渾善達克生態恢復效果——標題:GettingattheRootsofKillerDustStorms。當前19頁,總共110頁。三、受損河流生態系統的修復河流生態系統受損的主要方式(1)水利工程建設對河流生態系統的影響(2)農業活動對河流生態系統的影響:對河岸帶和河流階地上天然植物的開采,將其變為可耕地;使用化肥和農藥等有毒有害物質對河流的面源污染。(3)城市化對河流生態系統的受損。主要表現在水資源的巨大消耗、污染程度加重以及河段河流斷面的硬質化當前20頁,總共110頁。河流生態恢復的任務水質、水文條件的改善河流地貌特征的改善生物物種的恢復總目的是改善河流生態系統的結構與功能,主要標志是生物群落多樣性的提高。當前21頁,總共110頁。水質、水文條件的改善通過水資源的合理配置以維持河流河道最小生態需水量。改善河流水系的水質。
控制污染物流入,增加水量,稀釋污染物;采取工程措施:引水沖污;人工曝氣復氧;底泥疏浚提倡多目標水庫生態調度。在滿足社會經濟需求的基礎上,模擬自然河流的豐枯變化的水文模式,以恢復下游的生境。當前22頁,總共110頁。河流湖泊地貌學特征的改善恢復河流的縱向連續性和橫向聯通性保持河流縱向蜿蜒性和橫向形態的多樣性外移堤防給洪水以空間并擴大灘地退耕還湖和退漁還湖采用生態型護坡以防止河床材料的硬質化。土工網植草護坡技術、三維植被網、生態混凝土磚。當前23頁,總共110頁。瀕危、珍稀、特有生物物種的保護;河湖水庫水陸交錯帶植被恢復;水生生物資源的恢復等生物物種的恢復當前24頁,總共110頁。河流的生態修復技術緩沖區修復:河流與陸地的交界區域。植被修復:最普遍的重要技術方法。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強度、泥沙沉積、河床穩定性和河道形態而對河流產生很大影響。生物強化人工河道
當前25頁,總共110頁。生態溝渠:指根據水生植物的耐污能力及生理特征,充分利用現有溝渠條件,在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強化生物接觸氧化等措施,逐級凈化水質,在達到分級凈化水質功能的同時,將凈化設施與地表景觀融為一體,美化河流景觀。當前26頁,總共110頁。生物膜技術用天然材料(如卵石)、合成材料(如纖維)為載體,河道水經過時,在其表面形成一種特殊的生物膜,可為微生物提供較大的附著表面,有利于加強對污染物的降解作用.當前27頁,總共110頁。生態修復耦合系統:綜合人工濕地、微生物及水生動物協同凈化等原理設計的生態修復系統,可去除河流水體中的營養鹽和有機物,從而達到修復河流水環境的目的。1)生境修復是河流生態修復的重要途徑。2)魚道恢復。3)水生生物群落修復當前28頁,總共110頁。案例介紹韓國首爾的清溪川復原工程清溪川位于韓國首爾市中心,全長約5.8公里,是貫穿首爾南北、有600多年歷史的河流,曾遭受嚴重污染而一度成為“臭水溝”,后又被蓋入地下,建立高架橋。為了緩解日益增加的交通壓力,上世紀70年代末,首爾市在“蓋板”的河道上又建成了高架路。2002年新市長李明博上任后,提出了拆除高架橋復原清溪川的計劃,進行生態綜合整治,將鋼筋水泥還原為城市生態商業游憩中心區,使之成為首爾的城市名片。當前29頁,總共110頁。生態修復與復原理念清溪川河道復原并不是簡單的原貌恢復,其中既考慮了河流本身的特點,又結合了歷史和現代文化,包括現代商業的開發。1、西部河道形態復原與理念(1)西部上游河段較窄,一般不超過25m,河道坡度略陡。緊鄰朝鮮王朝時期的皇宮,建有多座文化宗教活動場所,近代建成了韓國的政治中心。(2)理念
象征著“現代化的首爾”。(3)河道復原
上游側河道兩岸均采用花崗巖石板鋪砌成親水平臺,造型現代,最上游端設有一高約2m的跌水瀑布,全部用黑色花崗巖砌筑成。當前30頁,總共110頁。中部河道形態復原與理念
(1)歷史與現狀中部復原:中間為過度帶,河道開始變窄,約20-30m。為商業活動中心。
(2)理念
體現"古典與自然的結合”。
(3)河道復原
南岸以塊石和植草的護坡方式為主,北岸修建有連續親水平臺,間隔設植草平臺,并設有一個噴泉。該段河道穿過老城的"東大門"。當前31頁,總共110頁。東部河道形態復原與理念(1)東部下游河段河道較寬,40m左右,坡度較緩。
近期發展成為居民區和商業混合區;兩岸以居民區和一般辦公樓為主,路邊多為小鋪面。
(2)理念
體現"自然與簡樸”。
(3)河道復原
河道的改造以自然河道為主,沒有華麗或現代藝術的裝飾,給人以自然樸實的感覺。河道坡度較緩,兩座橋之間有1-2道跌水,并設有一定的親水平臺和過河石臺階,兩岸用不同的草做植被。當前32頁,總共110頁。復原后的生態效果水質:水源地2級標準生物多樣性:清溪川下游地區的動植物由原來的98種迅速上升為314種。其中清溪川水中和兩岸能觀察到的鳥類即達32種,還有魚類15種、植物156種,形成了新的自然生態系統。改善環境:噪音下降、氣溫下降、風速增加、空氣質量提高當前33頁,總共110頁。案例介紹成都市沙河綜合整治工程——獲2006年澳大利亞“國際舍斯河流獎”背景:沙河和府河、南河都是流經成都市的主要河道,被稱為成都“三河”,屬岷江水系。1954年至1957年間,在原有小沙河的基礎上改造和擴建而成了全長22.223公里,河道最窄處15.6米,最寬處55米,平均水深4米的穿城河。主要擔負著東郊企業的生產供水、市民生活用水、沿河農田灌溉及城市東郊防洪排汛等任務。80年代,沙河兩岸成了東郊工業區。各種工業廢料與生活垃圾、污水堆積在沙河兩岸,或被直接排放到沙河里,沙河環境遭到嚴重破壞。
當前34頁,總共110頁。2001年11月28日,沙河綜合整治工程正式動工,工程投資32.48億元,規劃整治范圍涉及4.63平方公里。整治沙河的定位是“自然性、生態性、親水性”,在沿河規劃“兩帶”,即水體(藍帶)和綠地系統(綠帶)。整治內容包括污染治理工程、防洪及河堤整治工程、綠化及園林景觀工程、道路及橋梁工程、文化和光彩工程、環衛設施工程、管線遷改工程、拆遷安置工程、停車場配套等九大工程。當前35頁,總共110頁。生態修復措施沙河沿岸建造淺灘緩坡,建設50-200米綠化帶采用樁板式的復合生態河岸,泥土覆蓋著梯形河堤,常水位以下河岸種植的水生植物,常水位以上的河岸種植深根性喜水植物,既固堤又美化環境,保持了河道的生態性。提供各種類型生物棲息地依照沙河原有河灘走向建河堤,保持了沙河自然蜿蜒的水岸線。當前36頁,總共110頁。生態綜合效益沿線環境污染得到徹底治理防洪能力得以有效提高人居環境得到極大改善。緩解熱島效應;生態新八景。2004年獲“中國人居環境范例獎”當前37頁,總共110頁。四、受損濕地生態系統的修復濕地(wetland)這一概念在狹義上一般被認為是陸地與水域之間的過渡地帶;廣義上則被定義為“包括沼澤、灘涂、低潮時水深不超過6米的淺海區、河流、湖泊、水庫、稻田等”。濕地的研究活動則往往采用狹義定義。當前38頁,總共110頁。濕地生態系統的受損原因農業開墾:北大荒(黑龍江三江平原)——北大倉——北大荒?城市建設水利工程和道路交通工程建設采礦生物收割和捕撈旅游活動當前39頁,總共110頁。1、補水增濕a、直接輸水b、減少濕地排水c、重建濕地系統的原始供水機制受損濕地生態系統的修復技術當前40頁,總共110頁。2、控制濕地營養物a、剝離表土(soilstripping)
對于富集營養物的濕地,這是一個減少營養物的有效辦法。主要限制是費用問題。b、生態攔截
設置生態沉降池、生態壩、生態隔離帶和投放生物制劑等方法,在入水口處安置生物膜,或種植吸收污染物較強的水生植物,建立濱水植物隔離帶,通過植物的截留和納污等功能,建立生態屏障,割斷或減少污染源輸入當前41頁,總共110頁。c、濕地植物凈化技術
人工種植污染物吸收能力強、耐受性好的植物,從污染水環境中去除污染物;或者基于水生植物與藻類對光照和營養鹽的競爭原理以及植物之間的相生相克作用,抑制藻類的繁茂生長,可以達到凈化水體和恢復受損水環境的目的沉水植物——眼子菜科,黑藻,水車前,茨藻等經濟植物——具食用價值的水培蔬菜和藥材,具有觀賞價值的綠化苗木和觀賞花卉等,如慈姑、空心菜、水芹等藻類——利用其與好氧菌形成的藻菌共生系統,對水中氮、磷等進行吸收、吸附和絡合,以及與其他生物協同作用去除污染物當前42頁,總共110頁。d、水生動物凈化技術
魚類:重建菌→藻類→浮游生物→魚類的食物鏈貝類:富集重金屬螺螄:攝食藻類,分泌促絮凝物質河蟹:控制水葫蘆生長當前43頁,總共110頁。3、控制木本植物入侵和濕地演替
可以通過收割與放牧、火燒、去除泥炭層等方法進行控制4、恢復濕地鄉土植被
一是利用濕地自身種源進行天然植被恢復,二是從濕地系統外引種進行人工植被恢復。當前44頁,總共110頁。案例介紹云南洱海湖濱帶濕地的生態修復洱海屬云貴高原湖區,地處云南省大理州境內,湖面面積250km2,平均水深11.3m,湖容量2.8′108m3,是典型的內陸斷陷湖泊。洱海處于中營養發展階段,局部水域已呈富營養狀態.洱海只有1個出水口,流域相對封閉,湖濱帶特征比較明顯,具有一定的典型性和代表性.
退化表現:①水量供需矛盾突出,水質下降;②湖濱帶被蠶食,其凈化功能正在喪失③湖濱帶自然群落的生態結構破壞嚴重,生物多樣些降低當前45頁,總共110頁。大理市2003年投入1.2億元人民幣用于洱海湖濱帶生態恢復建設工程。采取了“雙取消”(取消網箱養魚、取消機動漁船)和“三退三還”(退塘還湖、退耕還林、退房還濕)等措施,實施水土保持、截污治污、環境管理、農業面源污染治理、河道治理、濕地恢復等綜合治理工程。當前46頁,總共110頁。物理基底修復工藝:采用自然型和生態型湖岸技術當前47頁,總共110頁。生態修復方案包括生態配置、物種選擇、種植以及景觀恢復等,也包括生態廊道建設工程,以及湖濱帶內村落污染控制工程。農村面源污染的控制工程:垃圾池、生態衛生旱廁、農村公廁、太陽能牛糞中溫處理系統等。當前48頁,總共110頁。建設截污干渠:2009年大理市投入2.6億元建設十七公里截污干渠當前49頁,總共110頁。洱海湖濱帶生態恢復建設工程是《大理州洱海流域保護治理規劃(2003年—2020年)》中的“六大工程”之一。形成“洱海經驗”。目前建成了世界上最長的湖濱帶(人工濕地)——128公里。當前50頁,總共110頁。五、受損湖泊生態系統的修復
湖泊生態系統的受損及原因(1)環境污染(2)水利建設(3)過度放養(4)富營養化(5)外來種的侵入當前51頁,總共110頁。受損湖泊生態系統的修復技術1、物理處理1.1直接物理法主要指機械清除、吸附、曝氣和氣浮、超聲波和電磁波除藻、遮光、過濾、人工打撈等多種方法。當前52頁,總共110頁。高能物理直接氧化藍藻處理系統將藍藻捕撈、氧化分解、脫磷脫氮、水體消毒等功能集于一體,不添加任何化學藥劑,藻總數去除率可達99%,藻毒素、總氮、總磷去除率可達90%以上當前53頁,總共110頁。1.2工程處理①嚴禁圍湖造田,營造林地②加大人為調節湖泊水位的力度③清淤④增加水體沖刷當前54頁,總共110頁。2、化學處理方法采用化學藥劑、復合藥劑、混凝劑、改良絮凝劑等作為除藻劑,將藍藻殺滅或下沉。目前常用的殺藻劑主要有硫酸銅、高錳酸鹽、硫酸鋁、高鐵酸鹽復合藥劑、液氯、ClO2、O3和H2O2等天然礦物絮凝劑——粘土(如蒙脫土,伊利土,高嶺土),海泡石、滑石等當前55頁,總共110頁。氮磷藻移出技術中科院合肥物質科學院離子束生物工程學重點實驗室研發以粉煤灰等幾種無毒無害的工業廢料與殼聚糖等材料復配,再加上磁粉等磁性材料,通過物理化學改性,制成粉劑或水劑母料。這種水處理劑與富營養化湖水混凝,先產生絮凝物,再用磁鐵即可吸附移出氮、磷和藻類。當前56頁,總共110頁。生態修復技術1、人工濕地利用基質-微生物-植物這個復合的生態系統,綜合物理、化學和生物的三重協調作用,通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現水中有害物質的去除當前57頁,總共110頁。人工濕地植物的選用具有良好的生態適應能力和生態營建功能具有很強的生命力和旺盛的生長勢必須具有較強的耐污染能力年生長期長具有生態安全性具有一定的經濟效益、文化價值、景觀效益和綜合利用價值當前58頁,總共110頁。1.1表流濕地
污染水體在濕地的表面流動,水位較淺,多在0.1~0.9m。主要通過植物莖葉的攔截、填料的吸附過濾和污染物的自然沉降,以及通過植物的吸收和莖、稈上的生物膜作用來達到去除污染物的目的。當前59頁,總共110頁。1.2潛流濕地
污水在濕地床的內部流動,主要利用基質表面生長的生物膜、豐富的植物根系、表層土和基質截留的作用來凈化污水當前60頁,總共110頁。1.3垂直流濕地
綜合了表流濕地和潛流濕地的特性,水流在基質床中基本由上向下垂直流動,床體處于不飽和狀態,氧可通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統。當前61頁,總共110頁。1.4復合人工濕地
指不同類型濕地(表面流濕地、水平潛流濕地和垂直潛流濕地)構成的復合系統以及濕地與其他工藝(塘、生態溝渠、土壤滲濾和傳統二級污水處理工藝及其改良工藝等)構成的復合系統對各污染物去除效果優于單一的濕地系統,并且更具有穩定性和耐負荷沖擊力當前62頁,總共110頁。優點:①建造和運行費用便宜②易于維護,技術含量低③可進行有效可靠的廢水處理④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊⑤可提供和間接提供效益,如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。當前63頁,總共110頁。面臨的問題受環境條件特別是區域地理和氣候條件限制濕地凈化效果受進水水質及水量變化影響濕地長期運行,積累的懸浮固體增多,影響水質凈化效果濕地管理影響濕地凈化水質效果當前64頁,總共110頁。2、生態浮床生態浮床是模擬自然界的規律,運用無土栽培技術,以混凝土、高分子材料等作為載體和基質,種植水生植物而建立的去除水體中污染物的人工生態系統。生態浮床通過植物根部的吸收,吸附作用和微生物的硝化-反硝化等作用,去除水體中的氮、磷、有機物等污染物,從而達到凈化水質的效果,同時也可以作為生態景觀。當前65頁,總共110頁。種植水生植物要選擇適合當地水體的品種,如在我國的江南地區,美人蕉、空心菜、水芹菜、蘆葦、水花生、水葫蘆、水龍、水竹、鳶尾、黑麥草、香根草、慈菇等都可以作為浮床植物。這些植物生長快、分株多、生物量大、根系發達,并有一定的觀賞價值和經濟價值。當前66頁,總共110頁。凈化機理吸收和吸附植物根系降解植物克藻作用植物與微生物協同作用日光遮蔽當前67頁,總共110頁。2002年北京首次采用人工浮床技術治理什剎海、永定河等污染水體,獲得了良好的應用效果。中國環境科學研究院在太湖西五里湖的工程示范結果表明,該富營養化水體在底泥疏浚后通過設置30%(占水面積)左右的生態浮床,其透明度由25cm提高到50cm以上,氮、磷的凈化率達到70%以上,并引來了白鷺等鳥類在浮床上棲息。
當前68頁,總共110頁。3、生物操縱利用生態系統食物鏈關系,通過調整生物群落結構的方法控制并改善水質。在湖泊水庫生態系統中,水體中的藻類除受營養物質的控制外,作為食物鏈中的一環,也受到浮游動物和魚類的控制。因此可以通過調控食物鏈的環節來達到改善湖泊水庫水質的目的。
當前69頁,總共110頁。3.1經典生物操縱理論——Shapiro等(1975)在水域生態學研究領域最先提出了經典生物操縱理論,通過人工清除水體中濾食魚類或直接投放肉食性魚類控制浮游動物食性魚類或底棲生物食性魚類,借此促進大型浮游動物(特別是枝角類)、底棲動物的發展,以控制浮游植物的大量發生。當前70頁,總共110頁。經典生物操縱的核心:大型浮游動物對藻類的攝食及其種群的建立。浮游動物作為浮游植物的直接捕食者,其作用在藻類上的“下行效應”對于調節藻類種群結構有重要作用大型溞在群落水平上能有效地控制浮游植物的過量生長,能去除藻類生物量的90%以上,甚至可達96.2%;而在種群水平上大型溞能同時減少多種藻類的數量,對藻類群落結構影響較小當前71頁,總共110頁。如何壯大浮游動物的種群以保證其對浮游植物的攝食效率呢?目前主要有以下兩種方法:①放養兇猛魚類來捕食浮游動物食性魚類或者直接捕殺、毒殺浮游動物食性魚類;②在水體中人工培養或直接向水體中投放浮游動物。體積較大的浮游動物對浮游植物的捕食效率更高當前72頁,總共110頁。Beklioglut等(2003)在土耳其Eymir湖進行的試驗發現,控制放養浮游生物食性魚類丁鯛和底棲食性魚類鯉魚1年后,導致透明度增加2.5倍,無機懸浮固體顆粒濃度減少為1/4.5,葉綠素a濃度降低。當前73頁,總共110頁。存在的問題1、浮游動物是否可以控制所有藻類?浮游植物的抵御機制:可食用藻類的捕食壓力增大,不可食用的藻類逐漸成為優勢個體大或形成群體釋放毒素當前74頁,總共110頁。2、通過下行作用控制浮游生物的種群規模往往無法如期實現。有研究認為,只有當浮游生物食性魚的種群密度被降到很低時才有可能實現水質的改善,而肉食性魚往往不能長期維持這種穩定狀態。“上行/下行效應”假說認為,下行效應隨著營養級的傳遞其作用逐層減弱。當前75頁,總共110頁。3、浮游動物是否可以治理大型湖泊的富營養化?當前76頁,總共110頁。生物操縱的理論與技術是基于溫帶湖泊生態系統發展起來的,在亞熱帶水體效果如何還需進一步研究當前77頁,總共110頁。3.2非經典生物操縱理論——利用有特殊攝食特性、消化機制且群落結構穩定的濾食性魚類來直接控制水華,其核心目標定位是控制藍藻水華
中國科學院水生生物研究所劉建康、謝平在武漢東湖的研究表明,以浮游生物為食的鰱和鳙,能有效地遏制微囊藻水華。原因:鰱、鳙能濾食10μm至數個毫米的浮游植物(或群體);對藍藻毒素有較強的耐性;通過重復攝食的方法使得其對微囊藻具有較高的利用率當前78頁,總共110頁。鰱、鳙控制藍藻水華的作用機制:改變藻類群落結構導致小型藻類占優勢圍隔實驗表明,放養鰱、鳙的圍隔內,藻類的生物量處于低水平,并且藍藻未能成為優勢種群。當前79頁,總共110頁。1、鰱鳙的放養量以及如何搭配?存在的問題鰱、鳙對藍藻的攝食利用率必須高于藍藻的增殖速率當前80頁,總共110頁。2、鰱鳙是否可以控制所有藻類?
有研究表明,引入鰱魚不能完全地控制浮游植物,浮游植物組成有了顯著的改變,但生物量只減少了一點,藍藻仍有可能出現。當前81頁,總共110頁。3、鰱鳙是否可以降低N、P?有研究發現,濾食性魚類的濾食活動及其生理代謝的增加,有利于促進氮、磷的釋放。當前82頁,總共110頁。經典生物操縱在富營養化程度較低的湖泊中容易取得成功非經典生物操縱在富營養化程度較高,特別是爆發藍藻水華的湖泊中更有效當前83頁,總共110頁。3.3其他生物操縱技術投放螺、蚌、貝類等水生動物投放漂浮水生植物漂浮植物具有漂浮在水面上的特點,使水下的光照顯著減少,從而對微囊藻的生長產生影響;另一方面,漂浮植物發達的根系上附著的大量微生物,通過微生物有效去除水體中的營養鹽,并可通過將漂浮植物移出水系統,將營養鹽帶出水體。投放有效微生物群控藻當前84頁,總共110頁。
控藻微生物主要包括細菌(溶藻細菌)、病毒(噬藻體)、原生動物、真菌和放線菌等5類中國環境科學研究院等引進美國AM公司開發的復合微生物制劑用于云南滇池內湖草海的治理,投菌5個月后水體透明度平均提高了68.2%,COD降低了24.3%,總磷降低了48.9%,總氮降低了27.6%,氨氮降低了42.6%,BOD5降低了58.0%,葉綠素a降低了63.3%,藻量降低了40.0%當前85頁,總共110頁。“以藻抑藻”共培養條件下黑藻不但破壞銅綠微囊藻的超微結構,還對其生理生化各個方面產生影響,具體表現為銅綠微囊藻細胞生長量顯著降低,藻體葉綠素a含量和光合速率急劇下降。實驗證明了黑藻是通過向水體分泌某些化學物質來對銅綠微囊藻的生長產生影響,并起抑制繁殖作用。當前86頁,總共110頁。六、受損海岸帶生態系統的修復海岸帶生態系統受損的原因1、海岸侵蝕。主要原因包括風暴潮、海冰、海浪、海平面上升、不合理的海岸工程、以及海灘采砂。當前87頁,總共110頁。2、海岸濕地圍墾與占用。近40年來,全球累計喪失的濱海灘涂濕地面積相當于沿海濕地總面積的50%
至20世紀80年代末,我國共圍墾沿海灘涂100×104公頃多,相當于現有沿海灘涂的50%,其中僅擴大耕地即達20×104公頃多。當前88頁,總共110頁。3、過度捕撈。魚類資源衰退甚至瀕臨滅絕,許多魚種呈現低齡化和小型化。4、污染。富營養化;石油污染當前89頁,總共110頁。2011年全海域水質等級分布示意圖近岸海域主要污染物質是無機氮、活性磷酸鹽和石油類。當前90頁,總共110頁。2011年我國近岸海域海水富營養化狀況示意圖富營養化狀態的海域面積約7.4萬平方公里,其中重度、中度和輕度富營養化海域面積分別為21860、20640和31800平方公里。重度富營養化海域主要集中在大連旅順近岸、遼東灣、渤海灣、江蘇沿岸、長江口、杭州灣和珠江口等區域。當前91頁,總共110頁。修復技術與策略保護海洋生物資源:1、建立自然保護區。我國已經建立了包括國家、省、市、縣級的海洋自然保護區108個,總面積達769萬公頃(不含臺灣、香港和澳門)。國家級海洋自然保護區33個,國家級海洋特別保護區21個。當前92頁,總共110頁。存在的主要問題(一)管理體制制約保護效率。我國自然保護區管理體制比較復雜,綜合管理、分部門管理、分級管理并存。(二)保護與開發之間的矛盾,不利于有效管理我國自然保護區實施保護為主、適度開發,分區管理。(三)多數保護區經費不足(四)海洋保護區總體布局規劃有待改善當前93頁,總共110頁。2、伏季休漁。海洋伏季休漁制度1995年正式實施。2009年最后一次調整,全海域定置作業休漁時間不少于2個半月。成效顯著。一是保護海洋生物種群資源,改善海洋生態環境二是穩定海洋漁業生產,促進漁民節支增收三是增強廣大漁民和社會各界的生態環境保護意識當前94頁,總共110頁。3、人工增殖放流把人工培養的生物種苗投入適宜的漁業資源水域,達到提高該海域漁業資源量和改善該海域漁業資源結構的目的。我國自20世紀80年代以來,人工放流發展較快。當前95頁,總共110頁。目前我國開展海洋農牧化種苗放流種類已有70多種,2007年中國向各類水域投放各種魚、蝦、蟹、貝等經濟水生生物種苗194.6億尾(粒),投入資金2.64億元年放流種苗約6億尾(粒),有研究表明,在黃海和東海海域對其進行增殖放流的投入產出比分別高達1∶8.5和1∶5.6。當前96頁,總共110頁。存在的問題基礎調查研究工作滯后,大規模的種苗放流缺乏科學指導缺乏有效的標記技術,無法準確衡量增殖放流所產生的經濟和生態效益增殖放流對海域生物多樣性和生態系統的影響方面仍缺乏深入系統的研究當前97頁,總共110頁。4、人工魚礁。人為在海中設置的構造物,其目的是改善海域生態環境,營造海洋生物棲息的良好環境,為魚類等提供繁殖、生長、索餌和庇敵的場所,達到保護、增殖和提高漁獲量的目的。我國大陸沿海的人工魚礁建設事業開始于七十年代末。由于人工魚礁建設需要投入大量的資金,八十年代中期后停止大規模建設。2000年廣東省率先重新開展實驗。目前,浙江、江蘇、福建、海南等省區,都在啟動人工魚礁的規劃和建設。當前98頁,總共110頁。廈門首個人工魚礁——五緣灣墩上一側木棧道3號平臺近岸海域當前99頁,總共110頁。5、海洋牧場是在某一海域內,采用一整套規模化的漁業設施和系統化的管理體制,利用自然的海洋生態環境,將人工放流的經濟海洋生物聚集起來,進行有計劃有目的的海上放養魚蝦貝類的大型人工漁場。當前100頁,總共110頁。潮間帶生態系統的修復
1)植物修復。種植米草屬植物,該類植物耐鹽耐淹,生命力很強,不受地域影響,能夠較快的恢復植被,從而為該處野生動植物提供生境。但該類植物的生物入侵性極強。種植紅樹林,對防治生態退化最主要的貢獻是長期穩定對N、P等的大量吸收,防止水體富營養化。紅樹林還可以防止水土流失,過濾陸源有機質,為生物群落提供良好生境,它本身的大量凋落物也是為近海生產力提供有機碎屑的主要生產者。當前101頁,總共110頁。2、投放底棲生物。貝類、沙蠶。863計劃-
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