运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价.docx

运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价.docx

《运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价

得分：

_______

南京林业大学

研究生课程论文

201～201学年第学期

课程号：

课程名称：

论文题目：

学科专业：

学号：

姓名：

任课教师：

二○一年月

运用水生生态系统模型对内陆湖泊水体生物净化过程的评价

摘要

一个解决湖泊富营养化问题的有效措施是利用天然水体净化过程去除引起藻类增殖的营养物质。

这里，“净化”一词在广义上讲，是天然水体减少污染物质，控制富营养化的一项潜在功能。

同时，生物净化功能也被视为一种生态调节服务，其内容多样，包括1.季节性营养物质固定，如水生植物吸收；2.生物附着到叶底层；3.高营养级生物取食，并最终将营养物质从水体中永远去除。

为了评估水体净化能力，一种涵盖河岸带水生植物群落作用的湖泊生态系统数字模型被开发并运用到LakeSuwa，Kasumi，Biwa以及五个与LakeSuwa相邻的小湖。

该模型考虑了浮游区（浮游生物，碎屑，溶解性有机物，中上层鱼类和养分）与深海区（水生植物，附生藻类，叶表动物，大型底栖生物和底层鱼类）间的生物关系。

在气象和水文参数的动态作用下，模型运行一年多，评估了湖体年养分循环以及净化功能。

通过与从实地水质监测获得的数据相比较，不同水体的模型再现性数据被验证。

数据计算结果显示，从湖体进水量和通量角度来看，不同的水生生物群作用下的水体净化能力往往是在近岸地区高于在远岸地区。

此外，水体净化能力增强，河岸植被密度也成比例增加。

另一方面，代表净化过程的营养物质通量被证明与湖面面积紧密相关，或者说与水体滞留时间等效相关，表现为，只有当湖面面积到达约103公顷或水体滞留时间超过102天时生物净化较物理净化才会处主导地位。

关键词：

湖泊与相邻湖泊；水体净化能力；远岸和近岸；水生植物；水文参数

前言

在日本，为了保护内陆水体，许多湖泊都建立了水质标准，并不断采取措施来减少污染物质的排入并从水体中除去污染物质。

然而，大多数水体都已经处于高度富营养化状态，有机废水的排放也造成了湖泊水质的长期恶化。

日本环境管理局采用有机废水污染指数来观测水体化学需氧量（COD）年度变化趋势。

但三十多年来，达到环保标准的湖泊比率一直只有50%左右的低水平。

（环境部，2006）。

富营养水体中的营养物质有三个来源：

1.大部分是来自陆源；2.水层和泥沙中细菌的分解；3.浮游植物的生长，促进有机物质的产生。

这些不仅导致水体污染，还引起严重的环境问题，如水华，水体缺氧等，并最终导致水生植物生态系统的变化。

湖泊富营养化是当今社会热点问题，强烈建议在环境保护和渔业资源管理中采取措施加以控制。

解决湖泊富营养化问题除了物理措施如加快水体循环自净、清理底泥外，还有生物方法，如自然水体净化功能。

自然水体净化过程本质上是属于岸区水生植物群以及小湖泊、池塘或周围湿地的功能。

例如，通过在河岸区组建多样的水生植物群落来帮助吸附营养物质，以净化水质。

当然，除了生物净化过程，小型水体像沉积物存储器一样，在过滤悬浮物方面也发挥着重要的作用。

因此，水体净化作用引起了全世界湖泊和生态学研究者浓厚的兴趣。

日本环境政策的一个典型例子，ShigaPrefecture开展了重新评估和恢复大湖相邻小型水体自净功能的研究，旨在通过采取一项全面的管理计划来保护LakeBiwa环境。

为了阐明水体净化功能有利于水体富营养化控制，作为日本水产厅授权进行的环境研究项目一部分，一种湖泊生态系统数字模型被开发并应用到几个典型的富营养湖泊和小型水体，旨在获得水体自净能力的定量性评估。

这些湖泊和小型水体包括三大内陆淡水湖：

LakeSuwa,LakeKasumi，LakeBiwjia以及与LakeBiwa相邻的五个不同大小的小湖。

在这项研究中，我们考虑了浮游区与深海区间的生物关系。

在模型结果基础上，我们研究了这些水体的水文特征，即水体表面积和滞留时间，与其净化能力之间的关系，研究结果均呈现出显著的生态特征。

2.材料和方法

2.1模型描述

在这项研究中，“水体净化”被定义为湖泊生态系统去除/分解营养物质作用的一个整体过程。

水体净化过程除了营养物质去除过程如脱硝，水虫羽化和渔业捕捞外，还包括季节性营养物质固定，如水生植物吸收，叶表微生物同化，大型底栖动物取食。

众多湖泊研究人员通过开发数学模型来模拟湖泊生态系统物质循环，以达到评估水体净化能力的目的。

这项研究中所用到的模型也遵循这一规律。

本研究的模型涉及到近岸区和远岸区间的相互关系，而这种关系是通过强调生长在近岸的水生植物的作用来显现的。

远岸和近岸浮游系统的养分动态可描述为：

[Offshore]V1*

（1）

[Inshore]V2*

（2）

这里指数1和指数2分别代表近岸地区和远岸地区，V表示各地区水量，B代表生物量，垂直进水量以及任意水层的浓度，q代表陆源输入量，Q12代表从远岸区向近岸区输送的水量。

Q21是反向输水量，Q0是排放到远岸系统外的水量，

和

表示相应的在生化养分吸收和固定过程中净增加和净减少的B。

由式1,2制定的浮游区物质作为模型的预后变量代表。

浮游区物质包括浮游植物，浮游动物，浮游层鱼类，碎屑，溶解有机盐，营养盐和溶解氧。

表1总结了生态系统模型中生化过程的数学表达式，建模框架基本上和Taguchi、Nakata等对河口生态系统描述的相同。

类似的方法同样被用于近海环境研究中，数学生态模型也被广泛应用到滩涂和浅水水体来评价其自然净化功能。

然而，通过获悉动物生物量的年际变化，底栖层中除了水生植物，叶表动物，悬浮物寄食动物外，大多数生物也都被认为是水中养分循环的底层边界条件。

近期的模型研究，都要求通过了解底栖层动物的动态变化来模拟它们的生命周期与浮游系统的交互关系。

2.2计算方法

通过对大小几个水体进行一系列的模拟，我们对水净化能力特点有了一个定性了解。

研究区选择典型的三大富营养湖泊：

LakeSuwa,LakeKasumi，LakeBiwa，以及五个相邻的小湖泊：

LakeBiwa,LakeNishi,Matsunoki-Naiko,Jinjhonuma,Suganuma，Hasuike。

后5个相邻的小湖大小不同，在应变量的动态条件下，每一次模拟都希望能够重现湖泊一年内N,P的季节性周期变化。

模拟过程中使用的水文参数按大小顺序排列，如表2所示。

这些水体的计算设置为以下形式。

2.2.1LakeSuwa

LakeSuwa河岸线带主要以沉水植物菹草为主，为了加强大型水生植物群净水功能，水野县水产实验站（PFES）从1996年到2000年，实施了全面的环境监察活动，测量了湖泊养分预算的基参数以及沉水植物的分布状况。

基于野外调查资料，我们开发了LakeSuwa生态系统模型并参加到此项研究中。

在我们开发的模型中，沉水植物被近岸系统的主要生物取代。

为了评价其净化能力，该模型强调了一些特征过程，如植物吸收养分，枝叶的生物附着以及叶表微生物的养分固定，同样还强调了一般的净化过程，如鱼类和底栖动物的取食，底泥反硝化，以及渔业捕捞。

1996年，总观测到的沉水植物区面积约200公顷，平均水深为2m。

该区域被选定为近岸系统，其余的湖面区域，被归为远岸系统。

更深的远岸区分为三个垂直层，在深度为2,2.7和0.5m相应的将其划分为上层，中层，下层。

两个子系统之间交换的水量是通过数值流体力学模型来评估季节性流场模拟中得到的。

模型的其余设置是基于字段数据和文献，包括水温，太阳辐射，营养物负荷，水生植物和底栖动物预设的垂直生物量，生理率系数和参数。

模型参数选定值列于表3，对于鱼类和贝类部分，模型中涉及到主要的4种鱼类和贝类compartments之间的相互作用，它们为公鱼，鲤鱼，对虾和双贝类。

2.2.2LakeKasumi

有这样一个观点，渔业活动可以去除N,P，有利于控制LakeKasumi富营养化状况。

因此，从1996年到2000年，Ibarki内陆水域渔业实验站进行了五年的鱼类群落的生态作用环境研究。

因为近年来渔获量显著下降的原因可能为浮游植物物种组成以及引进鱼类繁殖的发生了变化。

考虑到浮游生物演替和渔业生产，该研究强调了了解养分动态变化的重要性。

依照他们的观点，建模工作重视鱼产量的分析也是为了评价整个湖泊的营养预算。

因此，模型对鱼类和贝类部分进行了调整以模拟10个种之间的交互关系，这10个种为：

公鱼、银鱼、鲤鱼、鲫鱼、鳙鱼、silverbighead、鲻鱼以及其他中上层鱼类，底层鱼类如虾虎鱼，虾，糖虾。

鱼类种群动态的建模计划本质上与Park等，Trebitz等，McDermot和Rose等人所描述的相同。

两个与LakeKasumi相邻的盆地，较大的南部盆地用于数值研究。

基于IbarkiPIWFES进行的一项关于沿湖（主要是芦苇群）挺水植物的空间分布实地考察，近岸水域，相当于已淹没茎部的植物群落，21.4公顷，平均深度0.5m，被定义为近岸系统。

其余广阔的湖泊区域即远岸系统（17100公顷，4m深，表2），将其划分成两个深度层，1m（上）和3m（下）。

水文条件、底栖生物层（挺水植物和底栖动物）的季节性生物量变化和生理参数的计算设置遵循LakeSuwa模拟参数。

2.2.3.LakeBiwa

作为实施保护LakeBiwa环境政策的原因，水生植物在维持湖泊水质和保护动物幼仔方面的重要性早已被认可，县政府于1992年迅速建立和实施了芦苇群落保护条例（旨在保护LakeBiwa周围的芦苇群落）。

此外，从1996年到2000年，ShigaPFES还开展了5年广泛的实地研究，以便了解芦苇的生长条件并开发了湖泊沿岸植被移植技术。

对应这些行动，水体的建模研究还将着重考虑芦苇群落的作用，并尝试评估群落植物和其他远岸系统高营养级生物，鱼类，贝类和底栖动物的水净化功能。

对湖泊沿岸芦苇群落的调查，同LakeKasumi模型模拟方式相同，近岸水域面积46.4公顷，平均水深1m，在这个区域内，所有芦苇茎部都认为被淹没，符合以上要求的区域定义为近岸系统，而其余部分为远岸系统（66950公顷，平均水深41，表2）。

远岸盆地深度超过近岸，从上向下分别在1,4,5,5，10和16m处被垂直地分为6层。

通过三维水动力模型评估获得的季节性流场被用来确定水文条件。

胁迫层（芦苇和底栖动物）的垂直生物量和模型的生理参数通过实地数据和文献获得。

LakeBiwa生态系统鱼类和贝类被分为11个类别：

7组上层鱼类物种群，包括公鱼，鲈鱼，大太阳鱼；四组底栖鱼类和贝类，包括虾虎鱼和虾等。

2.2.4相邻小湖

鉴于恢复小规模水体已被纳入LakeBiwa全面环境保育计划（环境部等，1999），Shiga县政府为了重新评估他们的生态作用而开展了全面调查的研究。

与目前的研究关联的的，从1998年到1999年，ShigaPFES还开展了一场广泛的野外调查，旨在对相邻的小湖的环境条件有更好的了解。

在测量基础上，我们做了一系列的模拟来再现LakeBiwa周边小水体年营养预算，并评估了水净化功能。

在此项研究中，我们从各个相邻的小湖中选择了五个不同大小的水体:

LakeNishi（285公顷，平均深度1.5m）代表一个较大的水体，Matsunoki-Naikolake（14.2公顷，平均深度1m）代表中型水体，Jinjhonuma水库（3.6公顷，平均水深0.7m）,Suganuma水库（2.8公顷，平均深度1m）和Hasuikepond（2.0公顷，平均水深1m）代表小型水体。

生态建模的框架基本上与上述的湖泊生态系统模型相同，但是由于水体规模太小，因此每个水体都是作为一个单一的混合蓄水池，而没有把他们进行近岸和远岸区块分区。

这些水体不仅在规模上相互不同，而且其水产植物也有所不同，优势种的特点分别是：

LakeNishi（金鱼藻和若虫）为沉水植物，Matunoki-Naiko和Jinjhonuma（主要是芦苇群）为挺水植物，Suganuma无植被，Hasuike的漂浮绿叶植物，荷花。

3.结论

3.1模型的再现性

每一个模型都涉及到用0.01天为计算量步骤得到的年度期间，（从1996年4月到1997年3月，三个湖泊以及最大的相邻湖泊LakeNishi；从1998年4月到1999年3月的其余四个小湖泊），并利用由此得到的水质状况与观察值作比较，来验证模型的重复性。

三个湖泊，被选择作为相邻小湖代表的最小水体Hasuike的计算结果如表2所示。

除了LakeKasumi外，其他近岸系统都做了比较，因为LakeKasumi仅可测得远岸数据。

图中的面板显示，在涉及到一些差异时，年模拟模式与观察结果相当一致，从而证明该模型在每个水体都得到了充分校准。

这里要注意的差异是：

十月期间LakeSuwa浮游植物随时间数量增长，从九月到十月总P浓度会降低，冬季浮游生物生长（一月到三月）以及LakeKasumi硝酸盐浓度在夏季减少（8到9月）。

3.2每个水体的水净化能力

模型模拟显示，每个水体的模拟结果都令人满意，模型中垂直生物量和养分通量按时间的输出量被求全年平均值来评估生态系统年物质预算。

作为水体的代表，LakeSuwa的N预算如图3所示。

水体净化能力在生态成分和生物过程方面都受到特别关注，并从

（1）水生生物的营养输入量

（2）与营养物去除和或固定过程相关的生物通量，两个观点来评价每个区域的水净化能力。

3.2.1营养输入量方面的净化能力

该模型的水净化成分是水生植物，附生藻类和叶表，浮游动物，鱼类，贝类和底栖动物。

针对这些，每个水体的垂直输入量是通过氮（N）和磷（P）来评估的。

数值计算结果分别列于表4a和4b，表4。

生物量的绝对值，根据水体大小在较大的范围内变化，这就没有必要相互比较，因此跟换为单位面积的生物量。

纵观这些数值，使我们发现以下特点。

在LakeSuwa的近岸地区的底栖动物，主要由蚓蠕虫和吸浆虫幼虫组成，在营养输入方面发挥主导作用（165mgNm−2;27mgPm−2），净化贡献顺序依次为鱼类，贝类和浮游动物（80–100mgNm−2;11–15mgPm−2）。

相比之下，在近岸系统，大型底栖动物起着普遍的作用，具有多达两倍的远岸系统生物量（330mgNm−2;53mgPm−2），其后排列的是鱼类，贝类，浮游动物以及沉水植物菹草，总生物量达20–50mgNm−2和2–7mgPm−2。

远岸输入总量340mgNm−2和50mgPm−2，而近岸则为460mgNm−2和70mgPm−2。

结果表明，近岸水体净化能力比远岸高出30%-40%。

这一特征在LakeKasumi变得更明显，在LakeKasumi近岸区（芦苇群）被认为有巨大的生物量，（2,393mgNm−2;278.5mgPm−2）达远岸区的5-6倍。

此外，还可以看出，芦苇组成了很大一部分的高生物量，高达到80%。

这充分表明近岸区挺水植物在固定营养物质起主导作用。

除了水生植物，生物量主要归因于芦苇茎部的附生藻类（327mgNm−2;24mgPm−2），其次是鱼类和贝类，包括糖虾（新糠虾属，媒介物）（132mgNm−2;20mgPm−2），最后是底栖动物（80mgNm−2;13mgPm−2）。

至于LakeBiwa，可以发现绝大多数挺水植物的净化贡献，它们巨大的生物量几乎等同于LakeKasumi（2060mgNm−2;250mgPm−2）。

在LakeBiwa中，值得注意的是，芦苇组成了超过90%的近岸生物量（1893mgNm−2;226mgPm−2）。

而除了水生植物以外，最重要的生物是黑蜗牛和附生藻类，总生物量达84mgNm−2和13mgPm−2。

这种情况与LakeNishi相似，在LakeNishi，芦苇群落的生物还包括气压水生植物，它们同样在营养物质固定方面发挥重要的作用。

在这种情况下，说明茂密的水生植物，如LakeKasumi和LakeBiwa的芦苇群，在河岸区营养物质固定方面起重要作用，各种各样的生物，像附生藻类，底栖动物，鱼类和贝类，通过食物网中的生物活动，同样储存了大量的N和P。

这对于小型湖泊也是一样的。

模型结果显示，茂密植被区营养输入量一般保持在较高水平，像LakeNishi和Matsunoki-Naiko，这和Suganuma，Jinjhonuma这类植被稀疏的地区，形成了鲜明的对比，而且除水生植物外，附生藻类和底栖动物同样也发挥至关重要的作用。

3.2.2养分通量方面的净化能力

研究净化能力的另一个角度是看与水净化过程相关的N,P生化通量。

表5a和5b显示了单位面积的综合净化通量，包括季节性的营养固定过程，例如底栖动物，鱼类和贝类的取食，水生植物附着和吸收，以及其他去除过程，如脱硝，渔业捕捞和水虫的羽化。

每个水体的模型计算结果总结如下。

在LakeSuwa，近岸地区和远岸地区显示具有相同的净化能力，总净化通量达∼70mgNm−2d−1和∼9mgPm−2d−1。

这和上述营养的输入量相同，此生态系统的主体成分对应的大型底栖动物是通过取食过程做出净化贡献的，估计远岸地区20%-30%，近岸地区约占50%。

浮游动物的取食过程显示出了突出的贡献,对N通量和P通量都有50%远岸和20%-30%近岸。

在作用比例中，鱼类和贝类的作用任然是次要的，占远岸10%-20%，近岸10%。

沉积物中的反硝化过程的贡献约10%，远岸和近岸都相同，这也说明其作用也不是很大。

另一个尽管在该湖中不是很突出，但影响近岸区净化能力的因素是水生生物的生物过程。

相关通量达12mgNm−2d−1和1mgPm−2d−1，为总净化通量的16%（N）和11%（P）。

约60%的通量由附生藻类光合作用固定，其余由沉水植物和藻类沉积吸收。

LakeKasumi远岸地区总净化通量为120mgNm−2d−1和14mgPm−2d−1，近岸地区170mgNm−2d−1,17mgPm−2d−1，呈现出各区域几乎相同的作用以及近岸系统的普遍作用。

净化贡献主要是源自鱼类和贝类，包括糖虾，该贡献组成了近岸地区近40%、远岸地区30%的N,P总通量。

此外，远岸区浮游动物取食和近岸区藻类沉积到芦苇茎部都被证明起重要作用，这种作用和鱼类和贝类是相同的。

其次是大型底栖动物的取食过程（10%）和沉积物的反硝化作用（5-8%）。

LakeBiwa，在另一方面，与前面两者不同于浮游动物的取食过程在净化通量统计中占第一位。

于是就产生了远岸区（81mgNm−2d−1;11mgPm−2d−1）与近岸区净化能力的比较（58mgNm−2d−1;7mgPm−2d−1）。

然而，除了浮游动物外，近岸地区在净化贡献状况方面发生急剧转换，其净化通量（55mgNm−2d−1;6.3mgPm−2d−1）远超远岸地区（9mgNm−2d−1;0.7mgPm−2d−1）。

在近岸区，生物净化过程并不是emergent植物吸收养分，藻类沉积到芦苇茎部，附生藻类光合生长，底栖动物如黑蜗牛，底层鱼类和贝类等取食。

这里，模型结果显示，湖水的生物净化功能，尽管三个水体之间有不同，但一般特点都是：

在近岸区为生物附着到水生植物，水生植物养分吸收和底栖动物取食，在远岸区为浮游动物进食。

另一项发现表明，近岸区不同生物的净化能力强于远岸区。

这种现象是在小湖泊中观察到的，模型结果显示：

净化能力随湖泊的大小成比例增强，Suganuma

但是，净化能力不仅取决于湖泊大小，同样也取决于水生植物状况，最主要的就是植被密度的增加，净化能力也增强。

4.讨论

4.1水体大小与净化能力间的关系

基于每单位面积的标准化值，作为每个水体的水净化能力参数的营养输入和通量已经在前面部分被评价。

由于它们都显示出与水域大小存在某种关系，因此我们进行了再次调查以获得更详细的结果。

这一次，我们着眼于所有湖泊和小湖的输入量（N,P单位Kg），通量（单位kgd−1）的绝对值，并将模型结果以散点形式对表面积（公顷）进行标绘，如图4所示。

图中每一部分都清楚的表明，如之前观察的一样，水域大小增加，水体净化能力也将等比例的增加。

这意味着，与水体净化相关的其他过程，如物理输送过程，具有进一步研究的必要性。

对此，我们将模型产生的营养物质通量进行分类，将原来的生化和物理过程两类分为五大类，即流入，流出，生物净化，沉淀和再生通量。

结果汇总如表6所示。

据此估计，净化能力与表面积具有以下几点关系。

4.1.1整体净化率

我们试图寻找通量值，从而将参数运用到综合净化能力评价上。

在这里，每个水体的N,P整体净化率通过上述五个类别的总通量来研究，研究基于下面的一个定义：

总输入（GR）=流入+再生（3）

总消耗（GE）=流出+生物净化+沉淀（4）

整体净化率（f）=

（5）

式中，总输入（GR）代表内部和外部的总负载通量，总消耗（GE）代表浮游系统总消耗通量，其中不包括浮游植物的养分吸收。

余额为正值说明浮游藻类利用营养物质受阻碍，负值表明藻类仍然能利用营养物质生长。

这个意义来说，剩余率可以通过公式5来定义，还可以用来衡量水的净化能力。

图5将整体净化率（F）标绘在每个水域的表面积（S）上。

由于客观变量的无因次性，与8个水体（137公顷,见表2的几个平均表面积相对应的特征值为102公顷，在这里被选来标准化面积:

S0=100。

散点图明确显示了N,P的负对数关系，在此，回归方程被表述为：

N:

f=-12.06*

P:

f=-8.11*

（6）

结果显示，净化率值正负在N300公顷，P2000公顷处开始转换，进而表示水域生物方面的主导作用从生物净化过程转为浮游植物的生长。

考虑到关于对数尺度的探讨，我们可以做一个粗略的估计，水体大小在103公顷以下，相当于LakeNishi和LakeSuwa大小时，生物净化能力占主导。

因此，当水体小于103公顷，如与LakeBiwa相邻的湖泊时，它们将使浮游生物有效利用养分受阻，那些大于103公顷的水域则不利于水体净化，虽然它们具有较高的生物净化通量，但此时浮游植物生长能力较强。

4.1.2生物净化功能的相对作用

为了提供一个粗略的生物净化功能超过物理传输时的表面积，并对该表面积进行评估，我们计算出一种生物净化通量与流入通量的比值，

，并发现与每个水体大小相关。

如N，P散点图6显示，可以发现显著的关系。

用回归方程来解释比值，

，终止为：

=0.498*

=0.672*

（7）

结果再次表明，在相同的情况下：

当表面积超出阈值103公顷（N∼1500公顷,P600公顷）时，生物净化能力超过了物理传输，相对应的整体净化率几乎为0。

通过对水体净化功能和表面积的讨论，可以使用另一个水文参数，即水体滞留时间（见表2）来对净化功能进行评估。

事实上，散点图上滞留时间（T日）和表面积（公顷）之间的相关性很明显,表述如下：

T=0.30*

为了用滞留时间替代说明变量，N,P的回归方程改写为：

=0.609*

=0.791*

由此认为，滞留时间阈值约102天（N∼100天和P50天）。

结果显示水质净化功能特点为：

滞留时间短的小型水体，生物净化功能的相对重要性就变得不明显，因为那时物理周转过程做主要净化贡献；相比之下，滞留时间长的大型水体，水体通常为湖泊，生物净化功能则强于物理传输。

因此，如果将利用生物功能被当作是一条水质净化的有效措施、一项策略，那么必须扩大水体规模或延长水体滞留时间到一定程度是水体。

4.1.3沉淀的相对作用

在小型湖泊，沉淀过程中水体悬浮颗粒物的损失，在营养物质季节性固定或去除过程中起主导作用。

从这个角度看，我们需要通过考虑沉淀与生物净化的比率，

，和表面积S的关系来研究沉淀过程的相对重要性。

散点图7显示，两个元素在对数尺度上是呈反比