淡水生态系统与生物学监测

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一 般 地 讲 ,在 贫 营 养 型 水 体 群 落 的 食 物 网 中 ,牧 食 链 占 主 要 地 位 ,腐 质 链 的 作 用 较 弱 。随 着 水 体 富 营 养 化 程 度 的 增 高 ,腐 质 链 的 相 对 意 义 和 绝 对 意 义 都 增 强 。 1.1.2 群落的时空结构
一个群落无论在垂直方向还是水平方向都会表现出明 显的空间结构特点。
2 水体污染与生物学监测
水体进入某种污染物使水的质量恶化并使水的用途受
到 不 良 影 响 ,污 染 不 仅 改 变 了 水 的 化 学 组 成 和 物 理 性 质 ,
而 且 也 使 水 生 生 物 的 种 、量 发 生 变 化 。有 些 生 物 对 污 染 很
敏 感 ,有 些 则 有 较 大 的 忍 耐 力 ,还 有 些 种 类 仅 出 现 在 污 水
在 研 究 生 物 群 落 结 构 时 ,首 先 要 了 解 群 落 是 由 哪 些 种 类 组 成 的 ,以 及 各 种 生 物 种 群 在 群 落 中 所 处 的 地 位 和 所 起 的 作 用 ,这 些 涉 及 到 群 落 中 的 关 键 种 、优 势 种 ,种 的 相 对多度及种的多样化。
组 成 群 落 的 种 数 随 环 境 条 件 而 不 同 。一 般 说 来 ,环境
方 法 各 有 优 缺 点 。化 学 方 法 较 易 掌 握 ,可 以 得 到 比 较 系 统
的 精 确 数 据 ,但 是 这 些 数 据 往 往 只 能 代 表 采 样 瞬 时 的 水
质 情 况 ,有 些 不 是 连 续 排 放 的 污 染 物 就 不 易 检 出 ,此 外 ,
化 学 监 测 只 能 测 出 各 种 成 分 的 类 别 和 数 量 ,不 能 确 切 说
物 种 多 样 性 是 群 落 组 织 独 特 的 生 物 学 特 征 ,它 决 定 着 群 落 的 功 能 特 点 ,群 落 物 种 多 样 性 反 映 了 两 层 含 义 ,一 是 群 落 中 的 物 种 数;二 是 各 个 物 种 所 拥 有 的 个 体 数 目 及 分 布 特 点 。一 个 群 落 中 ,物 种 的 数 目 越 多 ,且 各 个 物 种 之 间 个 体 数 分 布 越 均 匀 ,那 么 这 个 群 落 的 多 样 性 就 越 大 。
时由于急剧降低水中的溶解氧和放出有毒气体(H 2S 、
N H 、 C O 等 ), 而 使 水 生 生 物 大 量 死 亡 。


2.3 生物学监测
污 染 破 坏 了 水 体 的 生 态 平 衡 ,引 起 生 态 系 统 在 结 构 和
功 能 上 的 一 系 列 变 化 。这 样 变 化 的 范 围 可 以 从 群 落 的 种
明 它 们 对 有 机 体 的 影 响 。因 此 各 种 离 子 之 间 既 有 协 同 作
用 又 有 颉 颃 作 用 ,每 种 离 子 的 毒 性 因 其 他 离 子 的 存 在 和
含 量 而 变 化 。例 如:0.001mg/L 的 铬 离 子 单 独 存 在 时 是
无 毒 的 ,但 与 砷 或 汞 离 子 在 一 起 时 ,因 协 同 作 用 就 可 能 有
其 次 ,采 用 生 物 学 方 法 不 需 庞 大 的 实 验 设 备 ,并 且 较
快 地 得 出 结 果 。有 时 微 小 的 污 染 甚 至 化 学 方 法 和 细 菌 方
法 都 测 不 出 来 ,都 可 能 从 水 生 生 物 种 和 量 的 变 化 中 反 映
水 生 群 落 的 分 层 主 要 决 定 于 光 的 穿 透 性 、水 温 和 氧 气 的 分 层 ,水 化 学 性 质 和 食 物 条 件 也 起 重 要 作 用 。在 夏 季 , 一 个 层 次 性 较 好 的 湖 泊 自 上 而 下 可 以 分 为 湖 上 层 、温跃 层 、湖 下 层 和 底 泥 层 等 四 层 。
三 和 更 高 一 些 营 养 级 按 次 序 又 可 称 为 第 一 、第 二 和 更 高 级 的 消 费 者 。淡 水 生 物 群 落 的 每 一 个 营 养 级 上 分 布 着 多 种 生 物 ,它 们 在 群 落 中 所 起 的 作 用 很 不 相 同 。系 统 中 的 能 量 活 动 ,是 通 过 牧 食 链 和 腐 质 链 共 同 实 现 的 。
第 31 卷第 1期 2006年 2月
环境科学与管理 ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT
文章编号:1673-1212(2006)01-0145-03
淡水生态系统与生物学监测
Vol.31.No.1 Feb.2006
赵静媛 1,陈家厚 2,赵剑飞 3
( 1.3黑龙江省肇源环境保护监测站,黑龙江 肇源 166500;2. 黑龙江省环境保护对外合作中心,黑龙江 哈尔滨 150090 )
毒 。生 物 学 方 法 则 不 同 。由 于 许 多 水 生 生 物 较 长 时 间 在 水
体 的 一 定 区 段 生 活 ,它 们 的 种 和 量 不 仅 反 映 采 样 当 时 的
水 体 情 况 ,并 且 反 映 了 采 样 前 相 当 一 段 时 间 和 水 体 的 情
况和各种因素的综合影响。
摘 要:淡 水 生 态 系 统 的 种 群 分 布 、物 种 的 多 样 性 和 水 体 的 环 境 状 况 密 切 相 关 。水 体 受 到 污 染 ,相 应 的 群 落 结 构 就 会 发 生 演 替 ,指 示 生 物 和 优 势 种 群 可 能 变 更 ,本 文 对 淡 水 生 态 系 统 和 生 物 监 测 进 行 介 绍 。 关键词: 水 生 生 物 水 污 染 生 物 监 测 中图分类号:X171 文献标识码:B
从 水 平 结 构 来 说 ,一 般 情 况 下 ,浮 游 生 物 种 类 和 数 量,在 靠 近 湖 岸 的 区 域 或 在 港 湾 中 ,要 比 湖 中 心 多;湖水 较 浅 的 区 域 要 比 较 深 的 区 域 为 多;无 水 草 的 区 域 要 比 有 水草的区域为多。 1 . 1 . 3 群 落 的 种 类 结 构
类 组 成 ,种 群 的 数 量 消 长 直 到 某 些 有 机 体 在 生 理 和 生 化
上 的 改 变 。因 此 ,分 析 水 生 生 物 的 种 、量 组 成 ,可 以 较 准
确地判定水体的污染性质和程度。
水 体 的 生 物 学 监 测 通 常 和 化 学 监 测 配 合 进 行 。这 两 种
中。因 此 根 据 水 生 生 物 的 种 、量 变 化 情 况 ,可 以 判 断 水 体
的污染程度。
2.1 引起水体污染的原因
2.1.1 工业废水的排入
2.1.2 农地排水和水土流失
2.1.3 生活污水
2.1.4 工业废渣的溶解
2.1.5 大气中污染物的降落
2.2 污染物对水生生物的危害
1 淡水生物群落
在 河 流 生 态 系 统 中 ,有 两 类 基 本 群 落:水层区群落和 水 底 区 群 落 。前 者 包 括 浮 游 植 物 、浮 游 动 物 、游 泳 动 物 和 各 种 浮 游 性 微 生 物;后 者 包 括 沿 岸 水 生 植 物 、底 生 藻 类 、 底栖动物和各种底生微生物。
收稿日期:2 0 0 5 - 0 5 - 3 0 作者简介:赵静媛( 1 9 5 8 - ),女,工程师,主要从事生物监测、质量控制工作。
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第 31 卷第 1期 2006年 2月
赵 静 媛 等·淡 水 生 态 系 统 与 生 物 学 监 测
Vol.31.No.1 Feb.2006
条 件 越 多 样 化 且 越 接 近 于 生 活 的 最 适 度 ,那 么 组 成 群 落 的 种 类 也 越 多;反 之 环 境 条 件 越 单 纯 化 且 越 偏 离 生 活 的 最 适 度 ,群 落 中 的 种 类 就 越 少 ,并 且 某 些 种 的 个 体 数 量 越 大。
大 多 数 群 落 都 具 有 清 楚 的 层 次 性 ,即 不 同 种 类 出 现 于 水 面 下 不 同 的 深 度 ,形 成 一 定 层 次 ,群 落 的 层 次 性 保 证 了 各 种 群 在 单 位 空 间 中 能 够 更 充 分 利 用 自 然 环 境 条 件 。在 浮 游 生 物 中 ,蓝 藻 、裸 藻 、部 分 甲 藻 多 分 布 于 水 的 上 层 、 硅 藻 、金 藻 、黄 藻 和 部 分 甲 藻 多 分 布 于 较 深 水 层 。
在 水 环 境 中 ,水 生 生 物 作 为 生 态 系 统 的 重 要 组 成 部 分 ,长 期 栖 息 在 水 体 中 。它 们 的 生 存 与 发 展 与 水 环 境 质 量 有 密 切 的 联 系 。水 生 生 物 对 于 水 质 与 水 体 底 质 的 污 染 状 况 极 为 敏 感 ,无 论 是 单 一 的 污 染 物 或 是 多 种 污 染 物 的 综 合影响,都 集 中 表 现 在 水 生 生 物 的 群 落 结 构 变 化 。
河 流 中 组 成 群 落 的 不 同 物 种 ,虽 然 对 主 要 环 境 因 素 表 现 着 或 多 或 少 的 相 同 适 应 ,但 更 重 要 的 是 ,它 们 通 过 食 物 关 系 而 集 合 起 来 的 。群 落 有 一 定 的 结 构 ,对 生 境 有 共 同 的 适 应 。并 且 在 发 展 和 演 替 着 ,群 落 的 结 构 包 括 其 外 貌 、种 类、组 成 、数 量 和 群 落 的 总 量 ,水 平 分 布 和 垂 直 分 布 格 式 以及与环境节律相适应的周期性变化。
2.2.2 机械影响
污 水 中 夹 带 的 悬 浮 物 截 断 光 线 ,阻 碍 水 生 植 物 的 光 合
作 用 ,悬 浮 物 还 可 以 伤 害 鱼 鳃 ,浓 度 很 大 时 甚 至 使 鱼 死
亡 。悬 浮 物 沉 淀 时 ,由 于 覆 盖 水 底 引 起 底 生 生 物 的 死 亡 和
改 组 ,轻 者 也 使 底 生 生 物 量 降 低 。若 含 有 毒 物 时 ,则 同 时
群 落 的 主 要 特 征 表 现 为:物 种 多 样 性 、优 势 度 、物 种 相 对 多 度 、营 养 结 构 、空 间 ห้องสมุดไป่ตู้ 时 间 格 局 ,在 进 化 趋 同 过 程 中 ,不 同 物 种 形 成 了 对 环 境 相 似 的 形 态 和 生 理 适 应 。在 共 同 进 化 过 程 中 ,群 落 的 物 种 形 成 了 种 种 相 互 适 应 ,使 种 群 间 在 数 量 上 相 互 调 节 ,并 保 持 种 类 组 成 的 相 对 稳 定 。 1.1 结构分析 1.1.1 群落的营养结构
2.2.1 直 接 毒 害
直接毒害水生生物的主要是一些重金属物质和某些有
机 质 和 农 药 等 。对 淡 水 生 物 毒 害 最 猛 烈 的 为 氰 化 物 、硫、
铜 盐 、铅 盐 、汞 盐 等 ,其 次 为 甲 酚 、酚 、环 烷 酸 等 。这 些
物 质 轻 者 影 响 水 生 生 物 的 生 长 和 发 育 ,重 者 使 其 死 亡 。
还能起化学的毒害作用。
2.2.3 影响气体情况
污 水 中 所 含 的 溶 解 和 悬 浮 有 机 质 进 入 水 体 后 ,在 微 生
物 作 用 下 进 行 强 烈 的 氧 化 过 程 ,消 耗 水 中 的 氧 气 。如 果 其
中 还 有 氧 化 的 无 机 物 时 ,这 个 过 程 就 进 行 得 更 加 强 烈 。这
淡 水 生 物 依 其 生 态 功 能 ,即 在 群 落 中 所 占 据 的 营 养 地 位 可 以 分 为 生 产 者 ,大 型 消 费 者 和 微 型 消 费 者 三 大 类 。生 产 者 组 成 了 群 落 的 第 一 营 养 级;直 接 以 生 产 者 或 其 分 解 产 物 为 食 的 消 费 者 组 成 了 第 二 营 养 级;即 植 食 动 物;以 植 食 动 物 为 食 的 动 物 组 成 了 第 三 营 养 级 ,余 类 推 。第 二 、第
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