水域与湿地生态系统的恢复重建

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❖ 原因:一是滇池地处昆明城市下游,是滇池盆地最低凹地带;二是生活污 水进入滇池;三是工业废水进入滇池;四是农业面源污染;五是滇池流域 城镇化迅速发展;六是滇池属于半封闭性湖泊,缺乏充足的洁净水对湖泊 水体进行置换;七是在自然演化过程中,湖面缩小,湖盆变浅,进入老龄 化阶段,内源污染物堆积,污染严重。
(三)海岸带生态系统的功能
产品
服务
食品:1997年海产类提供的蛋白质 就业:1990年渔业和水产业共提
占人类总蛋白质消费量16.5%,是全 供290万个就业岗位,1998年仅加
球最主要的蛋白质来源
勒比海岸的旅游业就提供就业岗
位29万个
建筑材料:河床开采出的沙石以及 珊瑚中开采出的石灰可用于生产水 泥和混凝土
(三)河岸生态系统的功能
❖ 廊道功能(具有通道和阻隔的双重作) ❖ 缓冲带功能(靠近受控制区域的边缘,或在具有不同控制
目标的两个区域之间的过渡地区)隔离生境,使之免受破 坏、干扰和污染。 ❖ 护岸功能(保护岸坡、防止波浪和海流侵蚀 )
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(四)河岸带生态系统退化机制
第五章 水域与湿地生态系统的恢复重建
第一节 岸带生态系统的恢复重建 第二节 河流生态系统的恢复重建 第三节 湖泊生态系统的恢复重建 第四节 湿地生态系统的恢复重建
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第一节 岸带生态系统的恢复重建
❖ 海岸带生态系统的恢复重建 ❖ 河岸带生态系统的恢复重建
❖ 河流水文特征的改变
❖ 筑坝、修建水库和引水分洪 ❖ 河道沟渠化 ❖ 人类活动 ❖ 外来物种的入侵 ❖ 流域尺度的干扰
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(五)河岸带生态系统的恢复策略与方法
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第二节 河流生态系统的恢复重建
一、河流生态系统的功能
➢ 输水泄洪 ➢ 航运 ➢ 输沙 ➢ 发电 ➢ 供水 ➢ 自净 ➢ 生态 ➢ 景观娱乐
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四、退化河流生态系统恢复重建的原则和方法
(一)原则
➢ 自然循环原则(自我调节) ➢ 功能性需求原则(健康依赖于功能的发挥) ➢ 主功能优先原则(不同河段,不同时段) ➢ 多功能协调原则(各功能之间相互协调) ➢ 分时段考虑原则(时间、不同河段的动态变化) ➢ 分段细化原则
➢ 缓冲带修复 (分蓄、削减洪水) ➢ 植被恢复 (影响河流流动,抗冲刷,泥沙沉积,稳定河床) ➢ 工程修复 (降低塌方,减少泥沙,增加河道宽度) ➢ 浅滩和深塘构建(适合坡度较陡和错颗粒泥沙的河流恢复)
河流纵向生态修复
➢ 流量补偿 (流量变化影响河流和流域生物分布及其丰度) ➢ 库区自然环境的补偿性恢复 ➢ 消落带生态系统的生态恢复
三、受损河流生态系统的修复
1、河流生态系统受损的主要方式及影响 ①水利工程建设对河流生态系统的影响 ②农业活动对河流生态系统的影响 ③城市化对河流生态系统的影响
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2、受损河流生态系统的修复 ①建立沿岸绿化带,加强植被的生态功能 ②人工清淤 ③控制污染源 ④科学调控河水流量和流速 ⑤加强渔业管理
不同河段河道比降、断面和平面形态差异 ➢ 生物多样性原则
(二)技术方法
河道近自然恢复
是指人类基于对生态系统的深刻认识,为实现生物多样性的保护 以及对河流自然资源的永续利用,以生态为基础、以安全为原则、以 恢复河流的生态系统功能为目的的系统工程。(包括生态调节措施和 工程改造措施)
河流横向生态修复
图 12.7 过度捕捞对生态系统的影响(引自 Pew Oceans Commission 2005)
❖ 2001 年中国海洋环境质量公报表明,渤海未达到清洁海 域水质标准的面积 18990 平方公里,占总面积的 24.6%, 其中中度污染与重度污染面积约2080 平方公里。 渤海渔 业资源衰退的第二个原因是捕捞过度。新中国成立以来, 我国海洋捕捞业得到了快速发展,长期的盲目造船,使捕 捞能力远远超过渔业资源增长量。尤其是1985 年水产品 价格放开后,沿海渔民纷纷造船下海,严重的酷渔滥捕现 象,渔业生态资源遭到惨重的破坏。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长江 中下 游湖 泊富 营养 化过 程中 沉水 植被 演替 模式
• 富营养化湖泊生态修复技术
** 优化水产养殖结构,恢复生态系统平衡
对于长江流域富营养化浅水湖泊的生态修复 必须以沉水植物为主的水生植物重建为重点, 将工程措施和生态调控措施结合起来。对外源 与内源污染负荷的削减是有效的生态调控措施 的前提。
生物多样性:海洋系统中生活的 已知生物约有25万种,还有许多 未知海洋生物。
医药品:很多海洋生物都可以分泌 抗生素以及抗发炎、抗肿瘤和抗癌 物质
旅游业:海岸旅游业的收入颇丰, 1988年仅加勒比海地区,旅游业 收入高达280亿美元
(四)海岸带主要的生态环境问题
➢ 赤潮(种群大爆发) ➢ 红树林破坏 ➢ 渔业资源下降 ➢ 海水养殖过度 ➢ 化肥农药污染 ➢ 工业和生活污染 ➢ 海岸工程建设、围海造田和海水入侵
• 养殖海水体的生物修复与生态技术
太湖水域富营养化生态恢复工程
• 富营养化成因—多水系入湖、城市化带来超营养 负荷、底质(富含营养盐)、水生生物不合理分 布(枯竭)
• 治理方案— * 大型水生植被恢复工程 * 底泥疏竣工程 * 养殖污染控制工程(控制围网养殖、鱼草
轮养) * 水源地水质保护的物理-生态工程 * 藻类收集与利用工程 * 环湖绿化生态保护工程 * 截污和换水工程
❖ 据测算,渤海每年的最高可捕产量应控制在50 万吨左右, 但从上世纪90 年代以后,年捕捞量都超过50 万吨,到 2000 年以后,捕捞量猛增到100 万吨以上。从事渤海海 区作业的渔船上世纪70 年代不到5000 艘,80 年代发展到 近1 万艘, 90 年代达到1.5 万艘,到2000 年猛增到近3 万艘;2002 年黄渤海区捕捞渔船总功率超出控制指标 64%。为解决捕捞过度问题,国家从上世纪 80 年代开始, 控制近海捕捞强度,制止近海渔船盲目发展
养殖水域的有机污染和富营养化
污染来源:
➢ 养殖动物排泄:如NH4+-N ➢ 残饵、粪团沉降过程释放:大量溶解有机物 ➢ 海底沉积物释放:大量营养盐类
❖形成的原因:
▪ 养殖技术水平低:单一化养殖、养殖密度高、饵料质量差、 投饵方式不科学、……
▪ 养殖场所规划差:多处封闭、半封闭海湾,物理自净能力较 弱,需要合理的布局和规划
生态交错带
一、海岸带生态系统的恢复重建
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(一)海岸生态系统的定义
是海陆之间起相互作用的过渡地带,又可称 为海陆交界带或水陆交界带,具有复杂多样的环 境条件和丰富多彩的自然资源。
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(二)全球海岸带生态系统的概况
监测结果表明,绝大部 分珊瑚礁、红树林和海 草床生态系统处于健康 状态,雷州半岛西南沿 岸珊瑚礁生态系统处于 亚健康状态。主要海湾、 河口及滨海湿地生态系 统处于亚健康或不健康 状态。其中锦州湾、莱 州湾、杭州湾和珠江口 生态系统处于不健康状 态,主要表现在富营养 化及营养盐失衡,生物 群落结构异常,河口产 卵场退化,生境丧失或 改变等。主要影响因素 是陆源污染物排海、围 填海侵占海洋生境、生 物资源过度开发。
• 富营养化湖泊生态修复技术
** 恢复水生植被 —根据湖泊水生植被自身的演替规律
和水生植物的生理生态特征,选择耐污性 强的植物作为先锋种类,然后逐步对水生 植被的结构加以优化。
• 富营养化湖泊生态修复技术
** 优化水产养殖结构,恢复生态系统平衡
在湖泊富营养化过程中,水生植被本身也 发生演替变化,以适应不同的营养水平和水环 境条件。
❖ 黄河文明(公元前4000年至公元前2000年之间)主要是夏、商、周三 代。这时的黄河文明主要凝聚在黄河中下游的大中原地区,以今天的 河南省为核心,大中原地区文化是黄河文明的中心(仰韶文明)。
❖ 长江文明(河姆渡文明、良渚文明 等)
❖ 河流是各种水生生物生存的自然空间。河流给人类 提供了宝贵的水资源,同时对全球环境起着重要的调 节和改善作用。近几十年来,河流汇水区植被覆盖下 降、城市各类污染排放、河流库坝工程建设、水资 源过量开采、河流渠化、人工化、裁弯取直等对河 流生态系统的结构、功能与动力学过程造成严重破 坏,引发全球范围的河流生态系统退化与服务功能下 降。
二、河流生态系统恢复的迫切性
❖ 河流与人类进化有着密切的联系,人类的文明多起源于河流江 畔。在自然界中河流不仅仅是为人类服务的,也应该是其他生 命生存和繁衍的地方,同时还应是河流自身生命演化的场所。
❖ 如:西亚两河文明(美索不达米亚文明)底格里斯河和幼发拉底河之 间的美索不达米亚平原所发展出来的文明,是最早的文明。主要由苏 美尔、阿卡德、巴比伦、亚述等文明组成。
赤潮
红树林破坏
渔业资源下降
❖ 渔业资源下降的原因是多方面的,最主要的有二点:一是水域污染严 重,二是过度捕捞。 水域污染是造成渔业资源下降的首要原因,而陆 源污染又是造成水域污染的主要元凶。
❖ 渤海是一个近封闭的海域,由陆地所环抱,只有渤海海峡与黄海相通, 海水循环交换能力弱,专家预计,海水全部交换一次,需要16 年以上 的时间。近年来,渤海每年接纳的陆源污水量28 亿吨,各类污染物质 70 多万吨,入海污染物大幅度增加,致使渤海环境质量急剧恶化,几 乎成了一个巨大的纳污池。
案例:滇池污染生态治理工程
背景:
滇池流域位于云贵高原, 地处长江、珠江和红河三大水系 分水岭地带。滇池是中国第六大 内陆淡水湖,是我国13个重点 保护水系之一,具有城市供水、 调蓄防洪、旅游、水产养殖、调 节气候、净化污染和航运等多种
功能。
❖ 近年来滇池的污染十分严重, “七五”以来国家和云南省投入治理经费突破40亿 元。水质污染从70年代后期开始,进入80年代,特别是90年代,富营养化日趋严重。 目前仍属5类重污染湖泊。
水位频繁的大幅度波动,水库周边消落带漫滩湿地和植被系统 容易遭受破坏。最佳选择以植被工程为主,土石工程为辅的模式进行 治理。
第三节 湖泊生态系统的恢复重建
一、湖泊生态系统的服务功能
资源功能 净化功能 防洪排涝功能 维持生物多样性功能
二、外界干扰对湖泊生态系统的影响
(一)环境变化 ➢ 气候变化 ➢ 酸雨 ➢ 臭氧层破坏
化肥农药污染
近岸水域水质中主要污染物为无机氮,磷, 容易造成赤潮,尤其是糠醛工业造成重金属、 有机污染物、化学需氧量 (COD),生化 需氧量或生化耗氧量 (BOD)严重超标,
工业和生活污染
蘑菇湖水质污染
紫金矿业污染
海岸工程建设、围海造田和海水入侵
港口建设
迪拜棕榈岛工程
跨海大桥
旅游度假村
(五)海岸带恢复技术 人工河流水系的重新设计
(二)人类活动
入湖污染 围湖垦殖 水利工程 过度捕捞 外来种入侵
• 富营养化湖泊生态修复技术
富营养化湖泊:人为干扰和影响—藻类大量增 生—水生植被衰退—生物多样性下降—水质迅 速恶化—湖泊功能下降。
修复措施:
* 环境技术—用水处理技术消除进入湖泊水 体中的N、P和有机污染物等;点源
* 生态技术—改善生态系统和周围环境、减 少不利理化因素(N、P和有机污染物)和生物 因素。面源
❖ 滇池属富营型湖泊,水色暗黄绿,内湖有 机污染严重,外湖部分水体已受有机物污 染,有毒有害污染(主要重金属污染), 氮、磷、重金属及砷大量沉积于湖底,致 使底质污染严重,滇池近百年来已处于 “老年型”湖泊状况,污染十分严重。
海水养殖过度
网箱养殖也会改变养殖区的 水文特征,干扰鱼类洄游,导 致海底沉积物的增加
网箱养殖
海藻养殖
海藻养殖过密会遮蔽太阳光, 造成养殖海藻下方的浮游植物和其 他野生海洋植物因光照不足而衰亡
残饵、粪团等沉积物的有机质容易 养殖区底部缺氧,并释放出氨和硫 化氢等有毒物质,对底层和水层的 生物造成更严重的影响。
人工鱼礁生物恢复和护滩技术
生态瓶
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二、河岸带生态系统的恢复重建
(一)河岸生态系统的定义
位于河水与陆地交界处的两侧,其范围包括 河流廊道的高低水位之间以及从河流高水位至被 洪水影响的高地区域,是陆地生态系统和水生生 态系统的生态过渡区。
(二)河岸生态系统的特征
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