水生植物與水體生態(tài)修復(fù)

水生植物與水體生態(tài)修

復(fù)Documentserialnumber[KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108]第一章水生植物概述1.1水生植物的概念為一生態(tài)學(xué)范疇的概念。并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。水生植物生活于水環(huán)境中，形成了一系列對(duì)于水環(huán)境的典型適應(yīng)性特征，主要體現(xiàn)在形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能上。生活型：指植物長(zhǎng)期生存在一定的環(huán)境下形成的一種形態(tài)上的適應(yīng)類型，也是各種植物對(duì)其生態(tài)條件的綜合作用在外貌上的具體反映。挺水植物：根生泥中，下部或基部在水中，莖、葉等光合作用部分暴露在空氣中。該類群植物處于水陸過渡地帶，因而葉表現(xiàn)出具有同陸生植物相似的結(jié)構(gòu)，具有表皮毛、角質(zhì)層、氣孔等。浮葉植物：植株扎根基底，光合作用部分僅葉漂浮于水面。漂浮植物：與浮葉植物相比，整個(gè)植物體懸浮于水面，根沉水中，但不接觸基底。也有浮水葉與沉水葉之分。沉水植物：大部分生活周期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)體全部沉沒水中，植株扎根基底。由于完全沉水，該類群植物適應(yīng)水環(huán)境的特性更為典型，葉面上的氣孔已喪失功能或沒有氣孔；通氣組織特別發(fā)達(dá)；葉綠體大而多，主要分布于植物體表面；OOO在同一水體中，各生活型的水生植物分布呈一定規(guī)律，自沿岸帶向深水區(qū)呈連續(xù)分布態(tài)，依次為挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物。水生植被的功能：首先，作為初級(jí)生產(chǎn)者，為各類水生動(dòng)物直接或間接提供食物基礎(chǔ)，進(jìn)而形成復(fù)雜的食物鏈，為最終形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)提供了必要條件；其次，調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，如通過其礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)代謝實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)；可有效增加空間生態(tài)位，形成更多樣你給的小生境；能影響并穩(wěn)定水體理化指標(biāo)，如通過光合作用放氧提高水體中溶氧濃度和氧化還原電位；通過呼吸作用利用一氧化碳改變水體pH和無機(jī)碳的形態(tài)和含量等；再次，大型水生植物通過與浮游植物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)空間，以及形成遮光效應(yīng)和分泌克藻物質(zhì)，可以很好地抑制藻類的過量繁殖，減少水華的暴發(fā)，維持較高的生物多樣性和健康的水環(huán)境；還具有各種物理、化學(xué)效應(yīng)，如固化底泥、提高其氧化性、附著和吸收有害物質(zhì)，通過吸附和過濾作用，降低生物性和非生物性懸浮物，增加透明度，凈化水質(zhì)；水體中植物的生存，可減少水動(dòng)力，降低水體擾動(dòng)所帶來的底泥營(yíng)養(yǎng)鹽向水體釋放；最后，具有景觀美化效應(yīng)等。第二章主要生態(tài)因子對(duì)水生植物的影響2-1光照強(qiáng)度光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)是植物需光特性的兩個(gè)主要指標(biāo)。真光層深度是指在水柱中支持凈初級(jí)生產(chǎn)力的部分，其底部為臨界深度，即水柱的日凈初級(jí)生產(chǎn)力為0值的深度，也就是光合作用和呼吸作用達(dá)到平衡的深度，也稱為補(bǔ)償深度。按經(jīng)驗(yàn)看，光補(bǔ)償深度一般是水體透明度的1?5倍，或光照弓魚度約為表面光弓魚的1%處的水深。只有實(shí)際水深小于或等于光補(bǔ)償深度的水域，沉水植物才能生長(zhǎng)。2溫度對(duì)水生植物光合作用和代謝活動(dòng)的影響、對(duì)其越冬和繁殖的影響、對(duì)其生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響。多數(shù)水體水生植被恢復(fù)或重建是通過整株移植或利用其他營(yíng)養(yǎng)體進(jìn)行，主要依據(jù)是其具有廣泛而高效的無性繁殖系統(tǒng)。3pH對(duì)無機(jī)碳源的影響、對(duì)非離子氨的影響。某些沉水植物在水體低無機(jī)碳條件下會(huì)產(chǎn)生各種形態(tài)和生理適應(yīng)機(jī)制，如長(zhǎng)出浮水和挺水葉片吸收空氣中的CO：，從沉積物中吸取CO"CAM途徑，C4途徑，以及吸收HCO「作為無機(jī)碳源等，這些都是解決無機(jī)碳源不足的有效途徑。4底泥底泥的質(zhì)地是指底泥的粗細(xì)情況，是底泥重要的物理性質(zhì)之一。pH和氧化還原電位被認(rèn)為是影響底泥磷吸附和釋放最重要的因素。pH對(duì)于底泥磷釋放的影響主要體現(xiàn)在改變磷的存在形態(tài)：偏酸性時(shí)，磷主要以H2PO4-形式存在，此時(shí)沉積物對(duì)磷的吸附沉淀作用較大，不利于沉積物內(nèi)源磷的釋放；在堿性環(huán)境下，過量的0H-與P043-發(fā)生反應(yīng)而造成Fe-p,A1-P的釋放，隨pH增高，磷酸根離子從沉積物中解吸速率加快，使更多的內(nèi)源磷釋放進(jìn)入上覆水體。氧化還原電位高（底泥處于好氧狀態(tài)），沉積物中的鐵和猛以Fe3+和Mn2+形式存在，易與磷結(jié)合，以沉淀物的形式穩(wěn)定沉積在底泥中；氧化還原電位低時(shí)，F(xiàn)e3+還原成Fe2+，與磷酸根的反應(yīng)產(chǎn)物山難溶的磷酸鐵沉淀轉(zhuǎn)變成溶解性的磷酸亞鐵，使磷酸根脫離底泥進(jìn)入間隙水，進(jìn)而向上覆水?dāng)U散。SO：pH>&厭氧狀態(tài)下水體中P增加，不好ooo底泥再懸浮過程中，上覆水中無機(jī)礦物顆粒等顯著增加，會(huì)使上覆水中的可溶性磷被迅速吸附，重新進(jìn)入底泥，進(jìn)而形成難被生物利用態(tài)磷。5水位和水流2.6動(dòng)物牧食第三章水生植物的生態(tài)功能31初級(jí)牛產(chǎn)功能3〕2水生植物的生物多樣性維護(hù)功能3底質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定功能4營(yíng)養(yǎng)固定和緩沖功能5水生植物的清水功能6水生植物對(duì)藻類的化感作用化感作用：指植物釋放的次生代謝產(chǎn)物對(duì)環(huán)境中其他植物有利或不利的作用。7其他生態(tài)作用第四章主要水體污染物對(duì)水生植物的影響1高氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的脅迫作用研究了不同脅迫條件對(duì)苦草、范草和伊樂藻生長(zhǎng)力、可溶性蛋口、葉綠素、SOD、POD等的影響2有機(jī)污染物對(duì)水生植物的影響3重金屬污染第五章重建水生植被的主要理論依據(jù)51多穩(wěn)態(tài)理論：2營(yíng)養(yǎng)鹽限制理論5.3生物操縱理論第六章水質(zhì)改善與水生植被重建和管理6.1水生植被恢復(fù)、重建的主要環(huán)境障礙、應(yīng)對(duì)措施和一般步驟主要障礙和應(yīng)對(duì)措施：障礙一：透明度低導(dǎo)致水下光照不足應(yīng)對(duì)措施：1用人工濕地凈化；用生態(tài)礫石凈化；3用植物浮床凈化水質(zhì)；用漂浮植物凈化水質(zhì)，如鳳眼蓮；5用人工水草凈化水質(zhì)，如阿科曼；機(jī)械收割是調(diào)控沉水植物的有效措施之一。7健康系統(tǒng)形成和維持通過調(diào)整漁業(yè)結(jié)構(gòu)，即放養(yǎng)適當(dāng)?shù)牟菔承贼~來控制水生植物的過度生長(zhǎng)是一個(gè)有效的手段。6.2外源污染控制包括點(diǎn)源和面源，點(diǎn)源性污染主要包括各種工業(yè)廢水、城市生活污水、固體垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液處理出及其他固定排放源。面源包括地表徑流、農(nóng)業(yè)面源污染及湖庫養(yǎng)殖污染。點(diǎn)源污染控制技術(shù)：按作用原理，分為物理、化學(xué)和生化三類，物理方法主要包括沉淀、吸附、過濾、膜分離技術(shù)，去除污水中大顆粒和膠體；化學(xué)方法包括混凝、氧化還原、高級(jí)氧化等技術(shù)，去除污水中有機(jī)污染物；生化方法包括活性污泥法、生物膜法等技術(shù)，去除污水中COD、N、Po按處理程度。。。。按處理方式。。。。。面源污染控制技術(shù)：1人工濕地技術(shù)（水平流、潛流、垂直流）土壤凈化床削減外源污染CRI（人工快滲污水處理系統(tǒng)）控制外源污染湖濱生態(tài)帶和水陸交錯(cuò)帶對(duì)外源污染的凈化技術(shù)6.3內(nèi)源污染控制7水生植物群落的調(diào)控與管理中小型湖海中恢復(fù)沉水植物前，一般要控制草食性魚類的數(shù)量，以使種植的沉水植物能迅速定居，并擴(kuò)大種群規(guī)模。H前恢復(fù)沉水植物時(shí)，通常選用易存活、生長(zhǎng)快、繁殖能力強(qiáng)的種類作為先鋒植物。但沉水植物過度生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生一些較為嚴(yán)重的后果，如。。。。因此，應(yīng)進(jìn)行合理調(diào)控。即在先鋒物種初步恢復(fù)、形成一定規(guī)模并改善水體環(huán)境后，采取適當(dāng)調(diào)控措施抑制或削減先鋒種的生長(zhǎng)和擴(kuò)散，促進(jìn)后來種的生長(zhǎng)與繁殖，改善群落結(jié)構(gòu)，增加物種多樣性。之后根據(jù)水域功能的定位與沉水植物的恢復(fù)情況，引入草食性動(dòng)物，最終使水體成為一個(gè)以生物調(diào)控為主，能基本自我維持平衡的生態(tài)系統(tǒng)。收割、除草劑、生物調(diào)控、水位調(diào)節(jié)、遮光第七章重建湖泊水生植被的實(shí)踐7.1先鋒植物的選擇及種植技術(shù)根據(jù)湖泊的現(xiàn)狀、湖泊的功能、植物的適應(yīng)力、凈化功能、觀賞和漁業(yè)價(jià)值而定的。土著種生長(zhǎng)速度快、耐污性強(qiáng)：黑藻、五刺金魚藻、苦草、范草易采購(gòu)可利用：從飼料、綠肥、沼氣或藥用等方面考慮季節(jié)性：要進(jìn)行季節(jié)間搭配，牯草和伊樂藻為冬季種，景觀效果常用先鋒植物：苦草、狐尾藻、荷草、金魚藻、黑藻、伊樂藻植被恢復(fù)/重建初期的主要問題：1植物群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)：易形成章優(yōu)群落，穩(wěn)定性差。應(yīng)對(duì)方法：1豐富物種，達(dá)成多樣性與復(fù)雜性：冬季種與夏季種搭配；多年生與一年生物種搭配；空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化。2兼顧景觀美化性。3水生植被恢復(fù)示范及工程應(yīng)用實(shí)例環(huán)境科學(xué)概論 徐慧、陳林第一章緒論第二章生態(tài)環(huán)境科學(xué)弟三節(jié)全球性生態(tài)熱點(diǎn)問題主要有：溫室效應(yīng)與氣候變暖；臭氧層破壞；酸雨；土地沙漠化；生物多樣性減少；森林銳減；礦產(chǎn)資源短缺；海洋污染；有毒有害越境轉(zhuǎn)移。生物多樣性減少的因素：生境的破壞或消失；對(duì)動(dòng)物的非法捕撈；外來物種引進(jìn)。第三章可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境第四章清潔生產(chǎn)第五章循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展第六章資源與環(huán)境第七章大氣污染及其防治第八章水環(huán)境科學(xué)我國(guó)水資源特點(diǎn)：總量較豐富，人均擁有量少；時(shí)空分布不均衡；水污染問題嚴(yán)重；水資源利用效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重；地下水開采過量。水污染的來源：工業(yè)污染源；農(nóng)業(yè)污染源；生活污染源污水是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的降水和流入排水管渠的其他污染水的總稱。水污染的防治原則：堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則。綜合防治措施：減少?gòu)U水和污染物排放量，發(fā)展區(qū)域性水污染防治系統(tǒng)，發(fā)展效率高、能耗低的污水處理技術(shù)水污染處理的基本方法物理處理法：沉淀，氣浮，離心分離，過濾化學(xué)處理法：混凝法，中和法，化學(xué)沉淀法，氧化還原法物理化學(xué)處理法：吸附，離子交換，萃取，膜分離，生物處理法廢水處理的工藝流程：一級(jí)處理：經(jīng)篩濾、沉淀和浮選法。。。，除去大顆粒物質(zhì)，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，僅作為預(yù)處理階段二級(jí)處理：生物法和絮凝法，除去有機(jī)物，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)處理：進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、N和P等可洛性無機(jī)物。的是控制富營(yíng)養(yǎng)化或使廢水能重新利用。污泥是污水處理后的產(chǎn)物。污泥處理方法：農(nóng)業(yè)利用、填埋、焚燒、投入遠(yuǎn)洋兒種典型廢水的處理方法1?印染廢水的處理多種方法聯(lián)用，與其他污染聯(lián)合治理。ego堿性印染廢水和鍋爐除塵煙氣聯(lián)合治理；厭氧生化預(yù)處理工藝；高級(jí)氧化法、電化學(xué)法2汽車涂裝廢水的處理預(yù)處理一一連續(xù)處理——深度處理：采用砂濾和活性炭過濾第九章固體廢棄物及土壤污染物的處理與處置第十章物理性污染及其防治第十一章環(huán)境保護(hù)法與環(huán)境管理環(huán)境保護(hù)法：是國(guó)家制定或認(rèn)可，并山國(guó)家強(qiáng)制保證執(zhí)行的關(guān)于保護(hù)環(huán)境和自然資源、防治污染和其他公害的法律的總稱。環(huán)境保護(hù)法的特征：綜合性、技術(shù)性、社會(huì)性、共同性環(huán)境保護(hù)法的U的和任務(wù)：1保護(hù)環(huán)境：合理利用環(huán)境與資源，防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞；2保護(hù)人民健康：建設(shè)一個(gè)清潔適宜的環(huán)境；3促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)：協(xié)調(diào)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展。第十二章環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境監(jiān)測(cè)：是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)代表環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的各種環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)控和測(cè)定，從而科學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢(shì)的操作過程。環(huán)境監(jiān)測(cè)程序：1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)