受损水域生态系统恢复

　　摘要:生态系统受到人为因素干扰和损害的后果已成为目前全球面临的日益突出的重大问题和人类社会共同关注的焦点，因而受损害生态系统的恢复与重建理论研究与技术应用愈加受到人们的重视。本文主要对受损害水域生态系统恢复与重建的研究概况和发展趋势进行了综述和展望。同时重点分析和讨论了我国内陆水体环境质量现状及其主要影响因素。

　　关键词:水生生态系统损害生态恢复

　　1引言

　　淡水生态系统由江河、湖泊、湿地、水库、池塘等内陆特定水域组成。有许多学者将淡水生态系统与陆地生态系统和海洋生态系统并列为地球上的三大生态系统[1]。作为生物圈的一个重要环节，淡水生态系统在连接陆地和海洋生态系统，进行物质循环和能量流动及调节全球气候中发挥着特殊作用。内陆水体不仅是人类生活与生产用水的主要来源，而且在渔业、航运、水利灌溉、发电、旅游和净化污染物质等方面给人类带来诸多利益。本文对受损水域生态系统的恢复与重建工作进展及任务作了以下简要的叙述和讨论。

　　2我国水域生态恢复的研究进展

　　目前淡水资源的缺乏和水域生态系统的损害已成为影响我国国民经济发展和人民生活质量的重要甚至是首要制约因素。根据多年来的监测和统计分析：全国25个大中型湖泊进行的调查，已趋富营养化的湖泊达92%，多数湖泊总氮浓度一般高出5～12.5倍，多数湖泊总磷浓度高出10～50倍[2]。江苏太湖、云南滇池、武汉东湖等湖水中的TN、TP含量的年上升幅度也十分明显[3];湖泊(湿地)面积大幅度减少，从1950年到1980年的30年代间，全国在1km2以上的湖泊消失了543个，其他许多湖泊同样面临着沼泽化、陆地化、人为干扰的严重威胁[4]。

　　我国在对内陆水体的理论与方法的研究，特别是对其资源的开发和利用方面历史悠久。在开展水域生态系统的恢复与重建的科研工作是近20年来的事情，中国科学院水生生物研究所在对长江中下游典型浅水型湖泊，如武汉东湖、洪湖、保安湖等的生态系统特征、湖泊富营养化机理和其他影响因素分析、预测及调控对策、水域生产力的开发利用与湖泊生态环境优化管理等进行了长期的调查研究并积累了丰富的资料。70年代，中国科学院水生生物研究所在我国首次利用水域生态系统藻菌共生的氧化塘生态工程技术，使昔日污染严重的湖北鸭儿湖地区水相和陆相环境得到很大的改善，推动了我国水污染生态综合治理的研究工作。中国科学院南京地理与湖泊研究所、中国科学院生态环境研究中心对江苏太湖、安徽巢湖的富营养化形成与发展进行了系统的研究分析，进而提出富营养化防治措施，其中提出了流域控制规划和应用了多水塘系统净化技术。

　　在过去十多年中，环境保护科研单位和大专院校开展了对我国湖泊(水库)和湿地的自然环境现状及其变化趋势，出版了不少专著。中国政府1994年制定的“中国21世纪议程”中，把水污染控制和水域生态系统的保护和恢复作为我国的长期奋斗目标。

　　3恢复水生生态系统的可能途径

　　现在我国水域生态系统污染严重，富营养化加剧，水质受到直接的影响。不仅如此，这还影响到工农业生产和人民生活质量。因此如何治理受损水域，已经成为摆在我们面前迫在眉睫的任务。根据我国水体的污染现状，可以考虑采用物理、化学及生物的方法进行治理[5]。

　　3.1物理方法

　　3.1.1清除底泥：从理论上讲，疏浚是最有效的去除内源污染物的方法，但也是最具风险的方法[6]。这不仅要耗费大量的人力物力，而且其结果有时事与愿违。

　　3.1.2引水冲污：一般认为，引水冲污能稀释营养盐和藻类浓度高的湖水。但另一方面，稀释作用同时也会减低藻类生长空间密度的制约压力。引水冲污后，藻类生长往往呈现加剧趋势。因此，单纯引水冲污难以控制藻类过量生长。以西湖为例，连续引水时西湖总磷(TP)，化学耗氧量(COD)等有所下降，但停水10年后，引水效果即行消失，所有化学指标均恢复如初。

　　3.2 化学方法

　　3.2.1无机盐类对磷的絮凝作用：一些国家曾利用CaCO3、Ca(OH)2、Ca(NO3)2、明矾等化学物质，通过凝聚沉淀，达到除磷目的。这些物质对环境无危害作用，价钱也便宜。

　　3.2.2化学抑藻或杀藻：(1).向水面喷洒5～10μg•L-1的CuSO4溶液，可以达到很好的效果，是进行水质控制的常用方法，成本也不高[7]。(2).用黏土(Clay)作为絮凝剂去除有害藻类。(3).降低Fe2+浓度，以求抑制藻类生长。Fe2+是藻类生长，特别是其光合作用与固氮过程中必不可少的重要元素，尤其是在固氮过程中，所需的铁量可达其它藻类按相同速度增长时的10倍。(4).降低Mo含量：Mo也是藻类光合作用和固氮作用必不可少的营养元素，1960年Coldman教授在California州CastleLake的整湖试验中[8]，首次发现Mo在一年内的某些时段是藻类的生长限制因子。因此，降低Mo含量不失为控制浮游藻类生长的一种好方法。Mo可用一般化学方法沉淀，氧化或者钝化。

　　3.3生物方法

　　3.3.1用生物量输出氮磷：水草能以比渔产品更大的比例进行氮磷的输出，它不仅能为其他生物提供栖息、繁殖、和庇护场所，还可以有效地吸收湖泊中的营养物质，以及吸收、降解人工合成物质和有害物质，是净化水质的常用手段之一。有文献报道，在水面以浮床技术栽培水稻或美人蕉旱伞草(冬季套种黑麦草)等陆地经济作物，对氮磷有吸收和吸附作用，也可达到净化水质目的[9]。

　　3.3.2利用微生物分解去除氮磷：李正魁等曾从太湖水生植物根部提取天然无害的氮循环细菌，经过驯化提高其负荷氮污染能力，再为之提供具有良好生存环境的载体，使氮循环细菌在载体中保持活性。

　　3.3.3小型浮游藻类的控制：水体富营养化的一个显著标志是由于水体的营养污染导致蓝绿藻的大量繁殖，形成“水花”[10]。因此，控制蓝绿藻的大量生长也是湖泊富营养化治理中要解决的一个重要课题，但这方面的研究还大多停留在实验室研究阶段，离实际应用尚有很长的一段路要走。

　　4 结论

　　4.1由于人为活动的种种干扰作用加强，内陆水域生态系统被损害程度日益严重，导致系统的结构和功能受到破坏，发生逆向生态演替或恶性循环，直接给社会的经济发展和人们的生活环境带来严重的影响[11]。

　　4.2水域生态系统具有一定的抵御和调节自然和人类干扰的能力。欧美发达国家十分重视退化水域生态系统恢复与整治研究，并投入大量财力进行恢复与治理工作，在水域生态系统的维持、恢复、增加景观多样性方面已取得显著成绩。

　　4.3我国自然生态系统破坏与退化现象十分普遍，内陆水域生态系统的退化情况尤其严重。忽视退化或受损生态系统恢复工作，随后将导致物种或生态类型的灭绝和消失，甚至导致永久的生态破坏，人类将为自己的生存环境付出更加高昂的代价。因此，生态学家应该更多地投入到生态系统的恢复和重建的实践中去。

　　4.4生态恢复与重建是一个涉及面很广的综合性课题,需要在有关政府部门的支持领导下，多学科、多部门协调行动，生态恢复工作才能取得成效并持续协调发展下去[12]。

　　参考文献

　　[1]谢平,崔亦波,陈宜瑜.中国浅水湖泊退化生态系统[A].陈灵芝,陈伟烈.中国退化生态系统研究[C].北京:中国科学技术出版社,1995221-233.

　　[2]孙顺才.富营养化湖泊治理与湖泊管理国际讨论会在云南昆明召开[J].湖泊科学,14(1):46.

　　[3]刘恩栋.东湖富营养化研究及防治措施[J].环境与开发,1996,02.

　　[4]陆健健.中国湿地.上海:华东师范大学出版社,1990

　　[5]MagnusonJJ,RegierHAetal.TorehabilitateandrestorateGreatLakesecosystems.intherecoveryprocessindamagedecosystems.AnnArbrrSciencePublishers,Michigan.1980.95～111

　　[6]李小平.美国湖泊富营养化的研究和治理[J].自然杂志,2002,24(2):63～68.

　　[7]倪乐意,李纯厚,黄祥飞.在富营养化水体中重建沉水植被研究[M],刘建康.东湖生态研究,(二)1995:302～310.

　　[8]MagnusonJJetal.ToRehabilitateandRestoreGreatLakesEcosystems:TheRecorveryProcessinDamagedEcosys-tems.AnnArbrrSciencePublishersINC,AnnArbor,Mich.1980.95～110

　　[9]王朝晖,骆玉敏,江天久,林秋奇,札桑.环境条件对水网藻(Hydrodictyonreticulation)生长的影响[J].应用生态学报,1999,10(3):345～349.

　　[10]CairnsJJr,DicksosKL.andHerricksEE.(ed).Recoveryandrestorationofdamagedecosystems.Univ.PressofVir-ginia,Charlottesvill.1977.1～80

　　[11]陈昌笃.生态学与持续发展:持续发展与生态学.陈昌笃、王祖望主编.北京:中国科学技术出版社,1993.3～7

　　[12]董全,李晓军.面向21世纪的西方生态学:走向21世纪的中国生态学——中国生态学会第五届全国会员代表大会暨学术讨论会论文集.北京:中国科学技术出版社,1995.63～70