养殖水域生态系统的保护

1、第八章水产养殖水域生态系统保护，毕可染，概述，水域富营养化，赤潮现象，全球生态环境水污染变化，水域生态系统生物多样性，渔业资源管理，水生生物资源可持续发展，生物入侵的生态修复，水域富营养化，又称富营养化，是指湖泊、河流、水库和海水中氮、磷等营养物质增加，水域生物生产力提高的过程。富营养化导致水体透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气释放。同时，浮游生物的繁殖消耗了水中的大量氧气，导致水中溶解氧严重不足，而地表植物的光合作用可能导致溶解氧局部过饱和。水中溶解氧过饱和和溶解氧减少对水生动物(主要是鱼类)有害，导致大量鱼类死亡。厌氧条件下富营养化水体底部积累的有机物分解产生的

2、有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会对水生动物造成危害。富营养化水体中含有亚硝酸盐和硝酸盐，如果人们和动物长期饮用超过一定标准的水，将会导致中毒和疾病。水体富营养化往往导致水生生态系统的紊乱、水生物种的减少和多样性的破坏。2009年8月5日，滇池渔城管理委员会的工作人员正在清理滇池内的浮萍和紫根水葫芦。最大的优点是抑制叶子的生长(叶子只有普通水葫芦的十分之一)，并促进根系发育约70厘米，可持续9个月而不腐烂或发臭(它可将大量氧气输送到水面并吸附大量蓝细菌)。如果净化后的混合富营养化污水中的有毒重金属不超标，可以作为肥料使用。高风险混合污水的净化只能用于工业深加工。例如，澳大利亚环保公司可以

3、利用紫根水葫芦发酵后的废渣作为纤维板。谈到水体富营养化，人们往往认为总氮和总磷超标。的确，总氮和总磷等营养物质是富营养化的必要条件。富营养化不一定会随着水中总氮和总磷浓度的增加而发生。富营养化的发生和发展是水体整个环境系统失衡，导致某些优势藻类大量生长和繁殖的过程。富营养化的主要影响因素可以概括为：(1)总氮、总磷等营养物质相对充足；铁和硅的含量适中；适宜的温度、光照条件和溶解氧含量；水流缓慢，水循环周期长。荷兰科学家马丁肖顿在1997年6月的“磷酸盐技术研讨会”上提出了两个关于富营养化原因的理论食物链理论。根据这一理论，在自然水域中有一个水生食物链。如果浮游生物数量减少或捕食能力下降，藻类的

4、生长将超过消耗，平衡将被打破，富营养化将发生。这一理论表明，营养负荷的增加不是富营养化的唯一原因。生命周期理论：据信，向水中过度排放含氮和含磷化合物会破坏原有的生态平衡，导致藻类繁殖，消耗水中过多的氧气，导致鱼类和浮游生物因缺氧而死亡，其尸体腐烂并造成水污染。根据这一理论，氮磷的过量排放是富营养化的根本原因，藻类是富营养化的主体，其生长速度直接影响水质。在第十三届世界湖泊大会(11月1日至5日，武汉)“让湖泊安息，全球挑战，中国创新”上，环境保护部副部长吴晓青介绍说，中国湖泊资源丰富，有24800多个天然湖泊。近20年来，我国湖泊富营养化问题日益严重，达到88.6%。太湖、巢湖、滇池等大中型湖

5、泊已处于服务状态在湖泊治理资金已超过20亿元的基础上，中央政府计划投资300多亿元实施“水污染防治”重大科技项目。以生态保护为制定政策的出发点，从生物评价的角度来衡量河流的生物和生态状况，从而确定河流的自然类型，在不同的河流生态系统中采取不同的治理策略。欧洲联盟的大多数成员国，如奥地利、捷克共和国、荷兰等。制定了地表水常规生物监测规程，并对污染指示生物进行了调查，以对水质进行分类并开出正确的药物。国外富营养化控制的政策和措施：生态系统是一个完整的、不可分割的整体，因此，从生态学的角度来看，富营养化控制政策必然表现出整体性。过去，欧盟：的水管理通常主要考虑水力学，但新的水管理涉及水力学、水文学和

6、水质，并保护水生生态系统作为一个功能整体。完整性还体现在流域内地方政府和机构行动的协调和统一上。澳大利亚默里达令河富营养化控制采用全流域开发管理模式，其决策不是基于各州的需要，而是基于全流域的整体利益。流域内的联邦、州和社区共享技术和资源，整个流域采用全流域规划和管理方法。长期治理政策和措施：富营养化的治理是一个长期的过程，因为非生物环境的变化需要几年的时间，而生态环境的恢复需要更长的时间，所以不可能在短时间内看到消除富营养化的计划的结果，必须进行长期的管理和监测。例如，荷兰纳戈尔默自然保护区的浅水湖泊曾经存在富营养化问题，在通过输入无磷的埃泽尔湖水进行处理后的前三年，水质没有明显改善，仅在五

7、年后才发现轮藻种群的恢复。分阶段管理的政策和措施：长期的富营养化管理不可能在一夜之间实现，外源和内源的消除和减少以及生态恢复只能一步一步地进行，因此可能有必要制定分阶段的目标；此外，培育环境友好型行为模式和巩固富营养化治理成果是一项长期行为。例如，澳大利亚的治理政策可分为短期措施和长期策略，短期措施主要考虑污水脱氮除磷处理项目的运行和管理；长期战略的重点是减少氮和磷等营养物、流域管理、公共教育、研究和富营养化监测。荷兰的治理措施也分阶段实施。首先，减少点源磷排放；其次是减少农业的扩散污染，如控制食物链、清淤和钝化污泥中的磷。科学决策：科学和程式化的决策可以确保政策措施的有效性。在这方面，澳洲的

8、集水管理支援系统(CMSS)有其特色。CMSS是由国家科学和工业研究组织开发的一个简单的决策支持系统。管理者用它来分析土地利用和土地管理政策对河流流域养分状况的可能影响负荷，从而制定养分管理计划和评估政策效果。目前，它已被澳大利亚大多数流域管理团队成功采用。外源减少：各种污染源营养负荷的增加将导致水体中营养浓度的急剧增加，从而导致藻类爆发、溶解氧耗竭等富营养化症状。因此，外源的减少和控制是控制水体富营养化的前提。有几种技术可以减少养分负荷：废水分流以减少进入湖泊的养分量；生产无磷洗涤剂以减少磷进入湖泊的负荷；使用化学方法或生物技术对废水进行除磷；使用稳定的池塘、人工或天然湿地来拦截非点源养分；

9、鲁迪消除内源：仅控制外源不能从根本上控制富营养化。在国外，向湖泊中加入铝盐会使磷惰性化，从而降低内源磷的释放速率；沉积物疏浚；沉积物氧化；均匀温度层中的曝气；选择性地去除均匀温度层中的水，以减小均匀温度层的体积并降低水体中营养物的浓度；降低水位会将部分或全部底部沉积物暴露在大气中。生态恢复：控制外源和内源技术将长期降低养分浓度，但往往不足以恢复水体的生态功能。经过长期和大规模的研究，许多国家发明了许多修复富营养化水体的技术：生物控制，有针对性地选择鱼类或浮游动物和其他生物，以控制藻类或食物链中其他成分的生长；通过人工循环使湖水达到并保持恒温状态；通过毒性作用控制藻类。宣传教育和公众参与：人们的

10、思想和行为与水体富营养化的治理密切相关。在水体富营养化的原因中，人类行为起着更重要的作用。因此，只有改变人们的思维方式，培养环境友好的公众意识，才能形成环境友好的行为模式，从根本上克服水体富营养化中的人为因素。在日本琵琶湖富营养化控制过程中，一个关键的转折点在于从综合开发政策向综合保护政策的转变，这一政策转变是在公众的呼吁、参与和推动下完成的。富营养化的监测和评价，一般研究和调查：透明度，溶解氧，总氮含量，总磷含量，高锰酸盐指数，叶绿素a和其他指标。仔细研究需要许多调查指标：藻类、浮游动物、底栖生物等。第二季度，赤潮(藻华或赤潮)是指在一定环境条件下，海水中一些微小的浮游植物、原生动物或细菌突

11、然增殖，导致海水在一定范围内变色一段时间。赤潮的长期消失大致可分为四个阶段：初始阶段(有诱发赤潮的物质条件，表面现象不明显)、发展阶段(赤潮生物迅速繁殖，水体颜色开始略有变化，与周围水体不同)、维持阶段(从赤潮发生到接近消失的时间，水体颜色较暗)、灭绝阶段(赤潮消失的过程，水体表面出现更多气泡)。赤潮的发生规律特别强(6-9月)。赤潮发生的区域相对集中(沿海浅水区，如海湾和河口、内湾、港口区和水产养殖水域)。赤潮发生时间长，范围大。一般来说，从形成到消失大约需要30天，有些持续超过100天的赤潮是流动的。根据赤潮的成因和来源，可分为原生型(赤潮生物在该海域爆发)和外来型(赤潮生物由风和流引起)

12、。根据赤潮发生的海域，可分为近海赤潮、近岸赤潮、河口赤潮和内陆湾赤潮。赤潮发生的原因很多，但目前还没有明确的环境原因：由于环境污染日益严重，农业生产中大量使用化肥，日常生活中大量使用含磷洗衣粉，使得排放的工业污水、生活污水和水产养殖污水中含有和。未经处理的污水不断流入河流，最终流入海洋，使海洋中和和过剩，导致海水富营养化和赤潮生物大量繁殖。因此，环境污染引起的海水富营养化是赤潮的根本原因。生物学原因：引起赤潮的主要生物是甲藻和硅藻，包括一些原生动物和细菌。这些生物的爆炸性繁殖或大量聚集产生了赤潮。在适宜的环境和气候条件下，赤潮生物以几何级数繁殖，并出现大规模的赤潮化学原因：赤潮的发生与海域的富

13、营养化密切相关。海水中营养物(主要是)和一些微量元素的存在直接影响赤潮生物的生长、繁殖和代谢。这些化学因素是赤潮发生的物质基础。厦门海域为轻度富营养化海域，海水中无机氮和无机磷的年平均比值约为45，333，601(原子比)。厦门海域大多数浮游植物在生长和繁殖过程中以16，333，601的恒定比例从海水中吸收无机氮和无机磷，无机氮丰富，无机磷相对贫乏。据统计，仅沿海工厂和城市每年直接排入海洋的污水就达100亿吨，主要有毒有害物质达146万吨，以每年7%左右的速度递增，半数以上的沿海海水受到严重影响。中国的渤海、黄海、东海和南海都有不同程度的污染，而主要污染物石油污染有不同的上升趋势。由于陆源污染

14、物排入海洋，海域污染加剧，导致海域严重富营养化，促使赤潮发生，这是赤潮形成的根本原因。赤潮的判断，海水的异常颜色。赤潮发生海域的水体颜色有明显变化，主要是红色和棕色，颜色分布不均匀，呈块状、条状或不规则形状。透明度随着酸碱度的增加而降低。海水中的溶解氧白天显著增加，晚上显著减少。一种或几种赤潮生物处于优势地位，赤潮生物数量急剧上升。当符合判断赤潮生物的标准时，可以认为赤潮已经形成。如何区分有毒和无毒的赤潮？当有毒赤潮生物的细胞数量超过一定标准或海水样品和贝类中的赤潮毒素超过80 g/100g时，即可判断有毒赤潮的发生。无毒赤潮生物不含毒素，也不分泌毒素，基本上不产生毒性作用，但也会对生态环境和渔业造成不同程度的危害。赤潮的危害，危害水产养殖业和渔业：赤潮生物分泌粘液或分解产生粘液，粘附在鱼、虾和贝类的鳃上，导致它们窒息而死；水中的溶解氧在赤潮生物死亡后的分解过程中被消耗掉，鱼、虾和贝类由于缺氧而窒息。对海洋环境的破坏：