《湖泊富营养化治理》复习题Word格式.docx
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湖泊富营养化造成的危害日趋严重,主要表现为:
1)藻类水华2)水生植物的生长3)缺氧4)物种的改变5)硝酸盐浓度的提高6)与水相关的疾病发病率增加
7)对鱼类资源的影响
5湖泊富营养化治理的三部曲
湖泊富营养化治理通常采取三步曲的战略,即控制污染源(内源和外源)、恢复生态和水华控制以及实施流域管理。
其中水生高等植物往往是恢复生态和水华控制的主要内容。
6水生植物在湖泊修复中的作用
水生植被恢复是湖泊生态修复的重要内容,也是总体治理效果的最后实现过程。
水生植被的恢复不仅具有吸收净化功能、促淤防蚀澄清水质功能和抑制蓝藻功能,还可以为其它生物提供特殊生态环境,从而形成稳定的良性生态系统。
7何谓水域生态修复的“三圈”理论?
在湖泊生态修复中,应着重对浅水区的水生植物带,水陆交错的湖滨带和侵蚀区的陆生生态带进行生态修复。
8富营养化的评价指标
影响水体富营养化的因素很多,有自然因素和人为因素。
按性质可分为物理、化学和生物三大类。
物理指标包括温度,色度,透明度,照度,辐射,平均深度,面积和水的停留时间等。
化学指标包括溶解氧,二氧化碳,氮,磷,BOD和COD等。
生物指标包括藻类种类组成,密度,生物量(叶绿素a),多样性指数以及浮游动物、底栖动物种类、数量和生物量等。
其中磷和叶绿素是评价水体富营养化最主要的指标。
9富营养化的评价标准
评价湖泊水质标准有生态学标准和人类使用的标准。
生态学标准是指湖泊生态系统达到自我维持和系统的稳定性,具有抵抗外部压力的能力。
系统的生产量和呼吸量应大致平衡,具有比较复杂的食物网以减少某些种类的过度生长和野生种群数量的激烈波动。
一般由本地物种组成的系统可以达到上述最佳状态。
但是,湖泊生态系统结构功能十分复杂。
理想的生态学水质目标不容易达到。
大部分湖泊恢复工程是解决某些特殊的问题,如消除某些讨厌的生物、过量的化学物质或不良的物理状况,使湖泊比较适合于人类利用的目的。
因此,评价湖泊的营养状况或湖泊恢复是否成功主要根据人类使用的标准,如是否符合渔业水质标准等。
常用的评价指标有水的透明度、磷含量和叶绿素a浓度等水质的基本特征。
一般按贫营养、中营养和富营养三个等级划分。
10富营养化的评价和预测方法
评价和预测湖泊营养状况常用的简单方法有:
1单因子法(总磷、叶绿素、凯氏氮、透明度、导电率及N/P比率),2营养物质负荷法,3营养状况指数法,主4成分分析法,5评分法,6浮游植物群落产量和群落结构法等。
以下介绍几种简单的预测模型和评分法。
11营养状况指数法----TSI
Carlson主要根据夏季的样品建立叶绿素a与透明度、叶绿素a与总磷和透明度与总磷之间的关系式:
InSD=2.04-0.68InChl,InChl=1.449InTP-2.616,InSD=3.876-0.98InTP。
式中:
Chl为叶绿素a浓度mg/m3,TP为总磷浓度mg/m3,SD萨氏盘透明度m
Carlson根据透明度、总磷和叶绿素三种指标发展一种简单的营养状况指数-----TSI评价湖泊富营养化的方法。
计算式如下:
TSI=60-14.41InSD(m),TSI=9.81InChl(mg/m3)+30.6,TSI=14.42InTP(mg/m3)+4.15
12多参数营养状况指数法
上述Carlson1977年提出的营养状况指数(TSI)是根据总磷、叶绿素和透明度三种参数中的某一单项参数计算营养状况指数。
分别计算三种单参数的营养状况指数,其均值即为多参数营养状况指数MTSI:
MTSI=[STSI(TP)+STSI(Chl)+STSI(SD)]/3,
STSI(TP)=7.67f(TP)+7.21,
STSI(Chl)=3.05f(Chl)+0.95
STSI(SD)=4.82f(SD)
13综合评价法
综合评估法是根据与湖泊营养状况有关的多种指标进行综合评估的方法。
选择的指标包括总磷,总氮,透明度,BOD,叶绿素a,细菌总数,浮游植物生物量和数量,浮游生物量和数量共10个。
评价程序是首先确定不同等级营养状况各种指标的变化范围,按正态分布建立各个指标的隶属函数,然后利用监测值建立各种指标的分布函数,再应用模糊数学中的贴和度原则对湖泊进行评价。
14点污染源是指有相对产生范围或位置并有固定排放点的污染源,它的特点是污染物排放地点固定,所排放污染物的种类、特性、浓度和排放时间相对稳定。
由于污染物集中在很小的范围内高强度排放,故对局部水域影响较大。
对湖泊水环境造成影响的点污染源主要有两类——工业废水和生活污水。
15非点源污染源
非点源污染源是相对于点源而言的,除工业废水、生活污水等具有固定排放口的污染源以外,其他的各类污染源均统称为非点源也称为面源。
根据入湖途径不同,湖泊非点源可划分为直接入湖非点源与经由流域地表间接入湖非点源两大类。
16非点源污染特征
晴天积累、雨天排放、没有固定发生源的最基本特征,除此以外,农村非点源还具有以下特点。
1)污染物的性质与负荷受气候、下垫面以及人类活动方式与强度等多种因素影响,具有区域性;
2)受气候影响,污染物的行为在失控上不连续和不确定,随机性很强,但是年内第一场暴雨是最重要的;
3)非点源的监测、定量化、管理以及污染控制都比较复杂。
17生态工程设计原理
生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的多层分级利用的生产工艺。
也是一种根据经济生态学原理和系统工程的优化方法而设计的能够使人类社会、自然环境均受益的新型的生产实践模式。
费用低、污染少、资源能充分利用是生态工程的最大特点。
18生态工程设计的指导思想如下:
①强化第一性生产者,生态学阐明第一性生产者是绿色植物,要发展生产,振兴经济,改善不良生态环境,必须首先种花种树,增加植被覆盖,从根本上改变旧的、落后的生态系统模式;
②生态环境协调统一,生态学阐明环境适应性原理,根据各地地形,水土资源在三维空间的分布规律与其二者的和谐性,坚持因地制宜,合理配置;
③生态系统总体最优,采用系统工程学中的优化方法,建立线性规划数学模型,确实保证方案总体最优。
19湖泊内污染源包括哪些?
湖内污染源指湖内养殖、旅游、船舶、污染底泥以及大气干、湿沉降等与湖泊直接接触,排放形成的污染物,不经过输移等中间过程而直接进入湖泊(水体)的湖泊污染源。
其中大气的干、湿沉降过程在湖泊污染控制中属不可控因子。
20湖内网箱养鱼密度确定原则
在我国常见的浅水湖泊(平均水深5m左右)网箱均匀分布的情况下,投饵网箱养鱼负荷力.约为3000kg/ha,面积比为0.4%。
这个实验结果与国内外专家的有关研究和网箱负荷力结果接近。
鉴于最佳负荷量要小于最大负荷量,以及养鱼生产中网箱不可能完全均匀分布,同时考虑到大水域的污染,建议将实验结果加上25%~35%的安全系数,湖泊网箱养鱼最大负荷应为1850~2250kg/ha左右,相当于网箱面积与湖泊水面面积比为0.24%~0.30%。
21马来眼子菜是什么类型的水生植物?
马来眼子菜属于沉水植物和浮叶植物间的过渡类型。
22水生植物分为哪几个类群
湿生植物比如河柳、水杉、池杉等,挺水植物如芦苇、茭草、蒲草等;
浮叶植物如睡莲、芡实等;
沉水植物常见种类以眼子菜科、水鳖科、茨藻科、金鱼藻科植物占优势;
漂浮植物常见种类如凤眼莲、喜旱莲子草、水浮莲、槐叶萍、满江红等。
23漂浮植物喜肥、耐污,许多种类被用于净化污水和饲料生产。
24芦苇的分布水深是多少?
芦苇的分布水深一般不超过1米,在水位季节性波动比较大的湖泊中,挺水植物在短期内甚至可以适应3米以上的水深,但不能忍受长期的淹没。
25沉水植物对水深的适应性最强,其生理下限可以达到10~12m。
在一般湖泊中,沉水植物的分布受到水下光照条件的严格限制,大部分沉水植物对水下光照条件的最低要求为水面光照强度的5%,其分布下限一般不超过湖水透明度的2.5倍。
26为什么沉水植物耐污性比较差?
因为沉水植物的茎叶沉没于水下,与湖水充分接触,水质污染不仅会降低湖水的透明度,减弱水下光照;
而且污染物附着在植物茎叶表面,直接影响光合作用。
27举例说出与沉水植物互利共生的种类
28大型水生植物在湖泊生态系统中的功能
1)吸收净化功能;
2)促淤防蚀澄清水质功能;
3)抑制藻类功能;
4)为水生动物提供特殊生态环境
5)二次污染问题
29湖泊中水生植物与环境的协同演替
1)湖泊淤浅过程中的水生植被演替
2)湖泊富营养化过程中的水生植被演替
30浅水湖泊生态系统的多态理论
浅水湖泊生态系统的多态理论认为,在贫营养阶段,大型水生植物和藻类的生长均受到营养缺乏的严格制约,湖水处在泥沙质浑浊状态,或者称之为“原始混沌状态”。
随着营养元素的逐渐积累,就有可能分化出两条演变途径:
一条途径是沉水植物的不断发展抑制了浮游藻类,形成的水生植被减弱了风浪强度及其对湖底的冲刷,增强了湖泊的污染自净能力,污染物质可以通过沉积、生物转化、生物同化、生物产品收获等途径离开水体,湖水变清且营养水平上升比较缓慢,这种状态称为“大型植物占优势的清水状态"
,简称为“草型清水状态"
,这是一种高度有序状态。
另一条途径是浮游藻类的不断增长抑制了沉水植物,沉积物的再悬浮作用比较强烈,增加了湖水的浑浊度;
营养盐的生物输出和沉积输出减少,湖水营养水平上升比较迅速,这种状态称为“浮游藻类占优势的浊水状态”,简称为“藻型浊水状态"
,这是一种无序状态。
推动这种两态分化的原动力是外源营养元素的不断输入,形成这种分化的内在生物因素是沉水植物与浮游藻类之间的竞争排斥特性,决定分化方向的内部环境因素是湖泊的物理环境特征,在某些情况下人类的干预有可能改变分化方向和演变速度。
31湖泊水生植被恢复技术
水生植被恢复是一项系统工程,需要科学的设计,并巧妙地利用各种环境工程技术和生态工程技术。
恢复水生植被是一个十分严谨的过程,它包含了目标水生植被的优化设计、适宜环境条件的创建、一系列的水生植物引种栽培与种类更替、植被管理等环节,任何一个环节的疏忽都有可能导致全面的失败,造成巨大的损失。
32制约水生植物生长的主要环境因子
制约水生植物生长的主要环境因子是:
水温、光照条件、pH值、水中营养盐含量、溶解氧和底质条件等。
b.本土性原则,优先考虑采用湖内原有物种,尽量避免引入外来物种,以减少可能存在的不可控因素;
c.强净化能力原则,优先考虑对氮、磷等营养物有较强去除能力的原则;
d.可操作性原则,所选物种繁殖、竞争能力较强,栽培容易,并具有管理、收获方便,有一定经济利用价值等特点。
②确定种类。
根据上述基本原则,并在广泛调查的基础上,结合原有水生生物种类,进行恢复先锋种的选择。
2)群落配置
一般来说,水生植物群落的配置应以湖泊历史上存在过的某营养水平阶段下的植物群落的结构为模板,适当地引入
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