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外国对浮游植物的研究报告论文

发布时间:2024-07-08 10:41:22

外国对浮游植物的研究报告论文

正如前文所说,遗传性和变异性是一切生物的本质属性 (王焕校,2000) ,生物种群对特定污染条件的响应是客观存在的 (孙铁珩等,2001) 。不论是个体微生物还是微生物群落,其生长发育都严格地受到环境条件的制约 (杨京平等,2002; Tansley A G,1939) 。通过研究矿区塌陷塘和参照湖泊的浮游植物群落,摸清其浮游植物群落的组成特征以及水域的营养状况,找出影响浮游植物群落的主要驱动因子,寻找最能指示其环境状况的优势浮游植物种属 (群) ,从而阐明矿区塌陷塘和非矿区湖泊限制初级生产力的关键因子,反映其浮游植物群落的构成特征,为控制塌陷塘的富营养化程度,合理开发和利用矿区塌陷塘,促进其生态环境状况的改善等工作提供科学的依据 (王振红,2005) 。

群落的研究可追溯至 19 世纪。群落的定量研究始于 Hesen (1887) 对海洋浮游生物的工作,此后一段时间关于浮游生物的研究甚多。在 20 世纪前半叶,浮游植物的研究主要集中在种类鉴定、数量比较和个体大小划分等领域 (周晓燕,2005) 。Kolkwitz R(1912) 首先研究了德国一些湖泊中浮游生物与环境的关系; Birge E & Juday C (1922)研究了美国 Wisconsin 内陆湖泊的浮游植物数量和内含的化学物质,是较早开始研究内陆湖泊的浮游植物的人员之一; Fott B.(1931) 开始了浮游植物的 “被动浮游”特征和机理,揭示其浮游于水体中的本质; Griffiths B M (1939) 对英国湖泊中的 “水华”现象的研究可以说是最早的湖泊富营养研究。70 年代以来群落生态学有明显的发展,有较多的定量分析 (如排序) 和模型模拟的研究。到了 80 年代,Wetzel (1983) 通过 《湖泊学》(Limnology) 一书将浮游植物生态学纳入了湖泊学研究的范畴。Reynold C S (1984) 将浮游植物生态学系统化和理论化,完成了 《淡水浮游植物生态学》 (The Ecology of Freshwa-ter Phytoplankton) 一书,完整总结了浮游植物生态学自创立以来的研究成果; Gentner S R(1983) 等人深化了浮游植物初级生产力的研究。Dokulil (1984) 则开始关注大型浅水湖泊中浮游植物的生态学问题。Kyong Ha et al.(1998) 从 1993 年 4 月每隔一周对韩国的Nakdong 河浅水域的浮游植物研究表明: 由于城市化和工业化的迅速发展,Nakdong 河的富营养化程度很高,1993 年硅藻纲占优势,在春季和深秋出现峰值; 1994 年的 3、4 月优势种群为硅藻纲,5 月为绿藻纲和隐藻纲,11 月为硅藻纲。浮游植物的季节性生长和演替受生物因素的影响,如竞争、捕食和寄生的支配,也受诸如理化因素的影响,如气候、人为扰动、水温、光照、电导率、pH 值、溶解氧和营养盐利用率的影响 (方文惠,2006) ,其中降水和人为扰动的强度及频率是控制浮游植物动态的重要因素 (Reynolds et al.,1988; Sommer,1989; Reynolds et al.,1993) 。

我国于 1953 ~1956 年由中国科学院水生生物研究所组织人员对长江中下游、淮河流域众多的湖泊进行了调查,从而全面开创了我国淡水生物资源和群落的研究。国内的科研人员在湖泊调查的基础上出版了 《中国淡水藻类》、 《江苏湖泊志》等成果。孙军等(2004) 2001 年对冬季覆盖渤海 56 个测站的浮游植物进行监测,共发现浮游植物 3 门 37属 42 种 (不包括未定名物种) ,物种主要以温带近岸型硅藻为主,优势种主要为尖刺伪菱形藻、浮动弯角藻、偏心圆筛藻、具槽帕拉藻 (Paralia sulcata) 和环纹劳德藻。其中的尖刺伪菱形藻、偏心圆筛藻和具槽帕拉藻是冬季渤海浮游植物的关键种。他们认为: 细胞丰度的平面分布由浮游硅藻的分布所决定。同 1983 年同期资料相比发现,优势种没有较大变化,但其优势程度顺序和细胞丰度发生了一定的改变,整个浮游植物群落的细胞丰度有大幅度增加。冬季渤海浮游植物群落的多样性程度是低的。马徐发等 (2004) 1999年 6 次采样观测到道观河水库浮游植物有 7 门 89 种,平均密度为 ×104ind / L,平均生物量为 mg/L,优势种为肘状针杆藻 (Synedra ulna) 、小胶鞘藻 (Phormidiumtenue) 、水华微囊藻 (Microcystis flosaquae) 、颗粒直链藻 (Melosira granulata) 、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa) 、小环藻 (Cyclotella sp) 和小型色球藻 (Chroococcus minor) 。从浮游植物种类组成、现存量看,该水库为中富营养类型,并已向富营养化方向发展。中国科学院水生生物研究所东湖实验站对武汉东湖浮游植物群落的季节变化进行了近 30 年观测记录 (饶钦止,章宗涉,1980; 刘建康 1990,1995) 。藻类群落的组成也显示了武汉东湖浮游植物群落 20 年间的明显变化。在 1956 ~1957 年,甲藻的数量占第一位,硅藻次之,这两门藻类占藻类总数的 60% ~70%,蓝藻和绿藻加在一起的数量比甲藻和硅藻的数量要少得多。60 年代以后,蓝藻和绿藻的藻类数量增加到全部藻类总数量的 50%。蓝藻越来越突出,硅藻则已退居很次要的地位 (中国国家环境保护总局 “水和废水监测分析方法编委会”,2002) 。王振红等 (2005) 通过分析淮南矿区生态环境对塌陷塘水体的影响及不同时序采煤塌陷塘浮游植物的种类变化,探讨了塌陷塘浮游植物对矿区生态变化的响应,阐述了塌陷塘的浮游植物演替不同于一般的水库和湖泊,其特殊性较为显著。

如上所述,水中浮游植物为鱼类等水生动物的食物。就鱼类而言,对浮游植物的摄食具有选择性,因此浮游植物生存繁衍的生态环境条件在某种程度上决定了鱼种和鱼产力。这里就影响浮游植物的几个主要生态因子进行简要介绍。

光对浮游植物的影响

光是水生态系统主要资源之一 (唐汇娟,2002) 。光合有效辐射 (PhotoSynthesis Ac-tive Radiation,PAR ) 与 可 见 光 的 范围 一 致, 占 地面 辐射 的 46% ~ 48% (Reynolds,1989) 。水表面的光照通常在饱和水平以上,由于吸收和散射作用,水下光强随着深度的增加呈指数式下降。同样,由于水本身有机及无机物质以及浮游植物的吸收,水中的光谱分布也随着水深变化表现出较大的差异。光对浮游植物的影响主要表现在以下两个方面:

(1) 光强的大小对浮游植物的影响

在一定范围内,随着光照强度的增加,总光合作用 (gross photosynthesis) 速率呈直线上升,并经过补偿点 (在补偿点时,光合作用与呼吸作用速率相等) ,随着光照强度的持续上升,光合作用速率减慢并逐渐达到光饱和,当光强超出饱和强度时,光合作用的速率不再增加,甚至下降以至于停止,浮游植物表现出光抑制 (Happer,1992) 。在一定程度上,藻类细胞对光有一定的适应,也就是在低光照条件下,细胞色素含量提高,光合作用的效率也提高; 在高光强度下,细胞色素成分也相应改变,如提高胡萝卜素与叶绿素的比值 (Paerl,1988) 。浮游植物对光的需求具有种间差异,在对小球藻 Chlorella vulgaris、栅藻 Scenedesmus protuberans、水华束丝藻 Aphanizomenon flos-aquae 和微囊藻 Microcystisaeruginosa 光限制连续单培养中,Huisman 等 (1999 ) 发现,小 球藻 具有最低 临 界 光 强(critical light) 从而对光表现出竞争优势,其次是微囊藻、水华束丝藻,栅藻的临界光强最高。一般来说,蓝藻比较能适应低光,其中颤藻尤甚 (Scheffer et al.,1997) 。Foy(1976) 研究发现,颤藻 Oscillatoria redekei 只有在光照强度小于 12 ~ 18μmol/sm2时,才能成为优势种。蓝藻对低光的适应可能是因为蓝藻需要的维持能量较小,所以在低光条件下,比其他藻类更具有竞争优势。具有伪空胞的蓝藻 (如微囊藻) 对光的适应还表现在其浮力调节上,当处于低光状态下,由于呼吸作用,细胞内多糖平衡体被消耗,细胞因浮力提高而上升到光照相对充分的表层。而当细胞处于强光照下时,一方面由于多糖平衡体的合成,另一方面由于细胞分裂对伪空胞的稀释作用,使细胞浮力下降而下沉。

蓝藻不仅对低光具有较强的适应能力,而且对高光强的耐受力也较高,一些蓝藻具有抵制光氧化的能力 (Eloff et al.,1976) 。相对于其他藻类来说,微囊藻似乎不受紫外光的抑制作用,当它们分别在可透过紫外线的石英容器和不透过 UV 的 Opaque Pyrex 容器中培养,并未发现两者存在光合作用的差异。而在相同的条件下,对非微囊藻占优势的春季种群进行培养,却得出不同的结果 (Paerl,1988) 。

(2) 起伏的光照 (fluctuating light) 对浮游植物的影响

由于水层的搅动或者是浮游植物的主动移动 (如鞭毛藻类和具有伪空胞的藻类) ,使浮游植物处于一个光强不断变动的环境中。然而关于起伏的光强对浮游植物的影响的研究还比较少 (Litchman,1998; 2000) 。Ibelings (1992) 的研究表明,与微囊藻相比,栅藻更容易适应高的光密度,它可以通过提高最大光合作用速率以充分利用短时间的高光强,从而在水层充分混合的环境下比微囊藻更具有竞争优势。此外还发现,微囊藻需要较长的时间来适应高光强。因此,如果这两个种类在垂直移动很显著的水体,栅藻有可能取代微囊藻。

在超富营养的巴西水库,微囊藻Microcystis的生物量为总生物量的70%以上,微囊藻的生长局限于水柱分层时期,在水体混合时期,尽管生物量保持较高的水平,初级生产力下降,当光照大于1100μmol/sm2时,表面光合作用受到抑制,但是两天以上的风平浪静的日子,并未发生光抑制。Kohler(1992)的研究表明微囊藻需要2天的时间来适应高的光照。

温度对浮游植物的影响

藻类细胞内的代谢过程在不同程度上受到温度的调节。藻类的最大生长率在~2代/天之间变动,当光照和营养都处于饱和的条件下,在一定的温度范围内(10~20℃),温度每升高10℃,浮游植物的生长率就增加一倍多(Q10>),一般来说,SA/V(表面积与体积的比值)值越小,Q10值越大,如隐藻的Q10值为,集胞藻的Q10值为,星杆藻Asterionella formosa的Q10值为。对于某一特定的SA/V值来说,蓝藻Q10值低于绿藻,却与硅藻差不多,其中微囊藻是个例外,其Q10值高达9(Renolds,1989)。

不同的浮游植物具有不同的临界和最大生长温度。Ukeles (1961) 指出,Chrysophyta的最大生长温度为 24 ~ 27℃。然而最大生长温度并不一定等于最适生长温度,Rodhe(1948) 发现意大利直链硅藻 Melosia italica 在 20℃生长最快,但很快衰亡,10℃时比 5℃生长快,但也有一定的衰亡,5℃才能获得持续生长,所以 5℃被认为是意大利直链硅藻的最适生长温度。微囊藻的最适生长温度为 30 ~35℃ (Imamura,1981) ,阿氏颤藻 Oscil-latoria agardbii (或 Planktotbrix agardbii) 的最适生长温度为 30 ~ 35℃ (Ahlgren,1978) 。

浮游植物对其生长环境温度具有很强的适应能力。Braarud (1961) 发现生长在暖水中的甲藻与生长在冷水中的同一种甲藻具有不同的最适温度,从而表现出对其环境的适应。Spencer 等 (1998) 发现,Kentucky 湖冬季浮游植物在 5℃时碳的同化效率比夏季浮游植物在同一温度下同化效率高出 165%,同样,其冬季浮游植物在 30℃时的碳同化效率则相当于其夏季浮游植物在同一温度下碳同化效率的 75%,这表明了浮游植物对不同季节温度变化的适应。

温度还可以影响浮游植物的大小,Hayakawa 等 (1994) 对来自两个不同的温带湖泊的星杆藻 Asterionella formosa 进行培养,发现它们在高温培养时的群体比低温培养时的群体大两倍,Semina (1972) 报告了个体较小种类多出现在冷水中,而个体较大的种类多出现在暖水中。

除了直接影响浮游植物外,温度的改变往往导致其他环境因子的改变从而对浮游植物产生间接的影响: ①温度的变化将导致湖泊分层的变化,如温带的深水湖泊在春季由于温度升高,水体垂直分层被破坏,水下层丰富的营养物质被带到表层,形成春季浮游植物的高峰: ②高温导致蓝藻水华爆发的另一个可能的原因就是高温常常伴随着水体分层,从而为具有伪空胞的蓝藻提供了优势; ③在高温时,一些浮游动物,如 Daphnia pulex 的摄食活动加强,使浮游植物的种类组成向不可食方向发展。

温度控制着绝大多数水生藻类的生活,是决定藻类分布的重要因子之一。对有些淡水藻类来说,温度也是重要的因子 (Whitford 和 Schumacher,1968) 。温带许多硅藻和金藻在春天和秋天低温时狭冷性的种类大量生长,但随着水温很快升高,这些狭冷性的藻类又很快地消失,例如,金藻类中一种鱼鳞藻 Mallomonas schwemmlei (Glenk,1956) ,硅藻类的星杆藻属 Asterionella 等 (Landingham,1964) 。相反,有些蓝藻和绿藻则在夏天水温较高时才大量生长。当然,水温对藻类的正常出现来说并不是唯一的因素。每一种藻类都生活在一定的温度范围内,都有其能忍受的最高温度和最低温度,如蓝藻类中的颤藻目的一些种能忍受的温度极限为 ℃,硅藻 ℃,绿藻科 ℃,双星藻目为 ℃,金藻纲 ℃,隐藻纲 ℃以上 (Copeland,1936) 。

有学者证明,温度能影响光合作用和呼吸作用,而这两个作用是生长发育的基础,所以温度是单细胞藻类生长发育的重要条件。藻类在能生存的温度范围内还有最适的范围(最适温度) 。据大量观察表明,藻类在生活的温度范围内,耐高温的适应能力远较耐低温的能力差。不同藻类适应温度的范围是不一样的。淡水种类如小球藻、栅藻、衣藻等,一般适应温度的范围上限在 35℃左右,下限在 5 ~8℃,最适温度为 25 ~30℃; 蓝藻最适温度 28 ~35℃,钝顶螺旋藻 Spirulina platensis 在 30℃时生长最快 (王起华等,1994) 。有些藻在 5 ~30℃生活得很好。硅藻类的新月菱形藻的最适温度为 15℃ (朱树,1964) 。绒毛平板藻 Tabellaria flocculosa 下限为 ~℃,上限为20℃,最适温度为17 ~19℃。当遇到不良环境条件时,藻类可形成厚壁孢子,以渡过不适环境。温幅不易定得很准,极限温度也是如此,藻类在有些温度下能存活,但不能完成全部生命周期,有时在某一温度下短时间存活,但长时间仍要死亡。

水体的温度变化没有陆地那样大,一般淡水湖泊,温度变化在 0 ~36℃。由于生活在温度变化幅度较陆地为小的水环境中,水生生物对环境温度的过高或过低的忍受力,远不如陆地生物,甚至在温度波动不大的情况下也能引起致命的伤害。据国外有关资料报道,在不适合的季节,河流的水温增高 5℃,就会完全瓦解鱼类的生活。

藻类种群也随温度而发生改变,在具有正常混合藻类种群的河流中,观察到在 20℃左右时,硅藻占优势; 在 30℃时,绿藻占优势; 在 35 ~40℃时蓝藻占优势,这些蓝藻类占优势往往可引起饮用水有不好的味道,已知有些蓝藻对家畜有害。

浮游植物的各种生理活动及一系列生化反应都必须在一定的温度条件下才能进行,温度变化也能引起湖泊环境中其他因子 (如 pH 值等) 的变化 (全为民等,2004) ,而这些环境诸因子 (综合体) 的变化又能影响到浮游植物的生长发育,所以温度对浮游植物的生长有重要意义。对塌陷塘水体 2004 年 4 ~11 月的监测数据进行处理后表明,水温与叶绿素 a 呈负相关 (r = ) ,说明随着温度的升高,藻类生长相对较慢,同时由于塌陷塘水体受气候的影响季节变幅较大,因此温度对藻类的影响也相对较为敏感。

水的酸碱性对浮游植物的影响

各种藻类的繁殖和发育所要求的最适 pH 值均不相同。如刚毛藻属 Cladphora,当 pH值降到 ~ 时即停止植物性繁殖而形成游动孢子; 实球藻属 Pandorina 则在弱碱性环境 (pH 值为 ) 中繁殖最好。也有一些藻类在微酸性环境中繁殖良好,如卵形隐藻Cryptomonas ovata 在 pH 值为 5 ~ 7 的环境中繁殖最快。裸藻属 Euglena 在 pH 值为 5 ~ 7 发育最好,囊裸藻属 Trachelomonas 在中性环境中发育良好,有些种类仅生活在低 pH 值的水中,如许多鼓藻类、甲藻类及团藻目中的嗜酸衣藻 Chlamydomonas acidophila 和两种四鞭藻 (Carteria turfosa、) ,绿胞藻中的膝口藻 Gonyostomum semen 等 (林碧琴,1988) 。

除水的物理性质和化学性质对藻类的营养和有机物的形成有限制外,共同生活的其他生物种类对藻类的出现和生成也有决定性作用。根据对自然界的观察和实验所得材料均可证明,藻类及其他生物能分泌一些物质,对其他生物种类的形成和发展能产生抑制作用(异体对抗) ,也能产生一些物质对自身的发展产生限制作用 (自体对抗) 。另外通过细菌的生命活动产生的生长素和维生素也对各因子的总的作用发生效应,有时能刺激一些微观藻类大量出现。

酸碱度虽然是藻类及其他生物生活中的一个因素,但常常不是主要的因素。因为生物体具有对氢离子和羟基离子极不容易穿透的外膜,同时它们体内有缓冲系统可以抑制 pH值的变化。当环境的 pH 值超出环境正常范围因而产生对生物体的危害时,常常不是因为pH 值本身的改变,而是某些相联系的变化直接对水生生物有害。

氮磷比对浮游植物的影响

关于氮磷比在浮游植物中的作用,存在着较大的争议。Bulgakov 和 Levich (1999)指出,不同的浮游植物种类的相对丰度取决于环境中氮磷的相对含量。他们的这一结论得到了大量经验数据和实验数据的证明。关于氮磷比运用得最多的就是解释湖泊和水库中蓝藻的优势问题。Tilman (198) 等人认为,相对其他藻类来说,蓝藻对氮具有竞争优势,因此蓝藻可能在氮磷比较低的水体中占优势 (Schindler,1977) ,Schindler 的假说首先得到了 Smith (1983a,b) 的证明,并指出,蓝藻容易在氮磷质量比小于 29 的湖泊中占优势,从那以后很多研究者都指出了氮磷比对浮游植物群落的影响。当 Otario 湖的氮磷质量比从 1977 年的 16 升高到 1982 年的 32 时,浮游植物的主要种类也发生了变化,即固氮蓝藻消失,小个体种类的比重上升 (Hartig et al.,1991) 。在 Hamilton 港口,尽管水柱中的硝态氮的含量从小于 mg/L (1948) 上升到 24 mg/L (1980) ,但由于其氮磷比高达100,浮游植物由绿藻而不是蓝藻占优势 (Barica,1989) 。在纽约的 George 湖,湖上层的TN / TP 沿着 北 部 呈 现 出 上升 的 梯 度,在 这 个 梯 度 上,蓝 藻 的 优势 呈 现 出 下 降 的 趋 势(Siegfricd,1985) ,Takamura (1992) 的研究表明,氮磷比的提高是日本霞蒲湖微囊藻水华消失的主要原因。在南非一个超富营养的湖泊 (Hartbeespoort Dam) 中,微囊藻水华所形成的浮沫 (scum) 是水库的主要特征,叶绿素 a 的含量甚至超过 mg/L,然而当水体的氮磷负荷的质量比从 1982 ~1983 年的 上升到 1988 ~1989 年的 时,微囊藻水华从湖泊中消失了,Chutter 和 Rossouw (1992) 将该湖泊中微囊藻的消失归结为氮磷比的升高。在 6 m3的围隔实验中,保持围隔中 TP 的浓度不变 ( mg/L) ,在不同的处理中添加不同质量的硝酸钠,形成氮磷质量比为 5 ~ 50 的梯度,结果发现,随着氮磷比的升高,蓝藻在总浮游植物中所占的比重急剧下降 (Smith,1992) 。而在 Bulgakov 和 Levich(1999) 的实验中发现,绿球藻目的藻类 (主要是栅藻) 随着氮磷质量比由 5 升高到 50逐渐成为优势种。

虽然氮磷比假说得到了广泛的证明,另外一些学者却对此提出了质疑 (Trimbee 和PTopas,1987; Reynolds,1999; Pick 和 Lean,1987) ,并列举了不少的反例。Olirik (1980)观察到,在超富营养的丹麦 Arreso 湖中以绿球藻目占优势,尽管其中氮磷负荷的比值很低。在 Wisconsin 湖中添加硝酸铵以提高氮磷比,却并没有导致夏季微囊藻水华的消失(Lathrop,1988) 。通过对 Florida 的 165 个湖中蓝藻的情况进行分析,Canfield (1989) 发现蓝藻优势并没有随着氮磷质量比大于 29 而呈下降的趋势。Trimbee 和 PrePas (1987) 认为营养浓度比 (总氮或总磷) 比氮磷比能更好地预测蓝藻的优势,Downing (1997) 指出,在过去的分析中,蓝藻丰度与氮磷比所表现出的相关关系是由于富营养程度通常与氮磷比呈现出强烈的负相关关系。在营养丰富的营养源中,由于吸收和反硝化作用,相对于磷来说,氮常常被耗尽,随着湖泊富营养化程度的加剧,氮磷比逐渐下降,所以是磷的升高而不是氮磷比的下降增强了蓝藻的优势 (Trimbee 和 Prepas,1987; Scheffer 等,1997) 。Pearl 等 (2001) 认为在氮磷负荷都很高的富营养湖泊里,氮磷比这一通例并不太实用,由于氮和磷都不受限制,氮磷以外的营养元素或者其他环境因子可能对浮游植物起主导作用。

我简单说一下,浮游植物作为一种低等生物,对于环境变化十分敏感,所以能较清晰的体现出当地环境的变化.

生态因子:对生物有影响的各种环境因子

外国对浮游植物的研究进展论文

淡水养殖对浮游植物和浮游动物的影响是综合的,浮游植物和浮游动物的种类数量变动总是密切相关的 (何春贵,2006) 。许多经济鱼类,特别是我国特有的鲢鳙都以浮游生物为食; 不少经济甲壳动物,如各种蟹、虾类在幼虫期以硅藻、裸藻为食。浮游动物更是许多经济鱼类和甲壳动物的优质食物和开口饵料。Drernardi R et al.(1965) 研究罗非鱼在 Kinneret 湖中对浮游生物的摄食选择性后指出,罗非鱼对浮游动物和大型的浮游植物的繁衍具有明显的抑制作用。Brooks J L et al.(1965) 在研究美国 Crystal 湖滤食性鱼类时指出,在鱼种群密度较小的 1#、2#观察站中的桡足类、枝角类浮游动物的数量明显高于种群密度较高的 3#观察站。张国华等 (1997) 发现养殖生物对浮游动物的摄食促进了浮游植物种群的增长,小型藻类大量繁殖,生物量和数量急剧上升,水体 pH 值升高,嗜酸性浮游动物种类减少,浮游动物的群落结构趋于简单,多样性指数下降。滤食性养殖动物对浮游植物的摄食必将恶化植食性浮游动物的饲料条件,引起植食性浮游动物种群数量降低。在水平分布上,浮游植物的密集区总是同浮游动物高生物量区的位置一致,而且浮游动物的生物量高峰期总是紧跟浮游植物的数量高峰期,显示了植食性浮游动物对浮游植物的摄食依存关系。

鱼类的捕食作用对浮游生物的群落结构的数量动态有明显的影响。一般说来,没有选择性和选择性小的鱼类对浮游动物的影响主要体现在密度上,而不是在种类组成上 (刘正文,1997) 。捕食作用对生物多样性的影响也是很重要的,既可能提高群落的物种多样性,又可能降低群落的物种多样性。

唐鑫生等 (1999) 研究新溪口江段发现,轮虫的四季数量变化,明显地与浮游植物的数量呈正相关,这可能与轮虫以浮游植物为主食有关。蔡庆华 (1995) 在进行浮游生物间相互关系的多元分析中发现,武汉东湖浮游动物的密度和生物量由叶绿素 a 的含量决定,与叶绿素 a 相关程度由大到小依次为轮虫、桡足类和原生动物。王春生等 (1998)研究发现,秋季浮游动物丰度与浮游藻类的细胞总密度和浮游硅藻的细胞密度之间有正相关的趋势。

除少数肉食性浮游动物种类外,一般的浮游动物,尤其是甲壳动物主要依靠浮游植物为食。所以,在浮游植物丰富的水体中,滤食性浮游动物一般也较多 (侯来利,2007) 。普遍认为浮游动物滤食浮游植物的效率不是决定浮游植物的种类而是浮游植物的大小。浮游动物滤食颗粒的大小范围通常为 1 ~15 μm,滤食峰值在 2 ~5μm 之间。所以,当水体中大型藻类大量繁殖之际,由于食物不适口,浮游动物的数量反而下降。杨宇峰等(1998) 的研究认为,近邻剑水蚤能捕获和摄食实验所提供的所有浮游动物,尤喜食小型浮游动物。郑师章等 (1994) 认为植食性浮游动物的摄食活动导致浮游植物种群数量降低,而当浮游植物数量降低到一定水平后,必然会影响浮游动物的数量,而随着浮游动物数量的下降,摄食压力减小,浮游植物种群又会再次增加,这样就形成了一个双波动的种间数量变动特征。

正如前文所说,遗传性和变异性是一切生物的本质属性 (王焕校,2000) ,生物种群对特定污染条件的响应是客观存在的 (孙铁珩等,2001) 。不论是个体微生物还是微生物群落,其生长发育都严格地受到环境条件的制约 (杨京平等,2002; Tansley A G,1939) 。通过研究矿区塌陷塘和参照湖泊的浮游植物群落,摸清其浮游植物群落的组成特征以及水域的营养状况,找出影响浮游植物群落的主要驱动因子,寻找最能指示其环境状况的优势浮游植物种属 (群) ,从而阐明矿区塌陷塘和非矿区湖泊限制初级生产力的关键因子,反映其浮游植物群落的构成特征,为控制塌陷塘的富营养化程度,合理开发和利用矿区塌陷塘,促进其生态环境状况的改善等工作提供科学的依据 (王振红,2005) 。

群落的研究可追溯至 19 世纪。群落的定量研究始于 Hesen (1887) 对海洋浮游生物的工作,此后一段时间关于浮游生物的研究甚多。在 20 世纪前半叶,浮游植物的研究主要集中在种类鉴定、数量比较和个体大小划分等领域 (周晓燕,2005) 。Kolkwitz R(1912) 首先研究了德国一些湖泊中浮游生物与环境的关系; Birge E & Juday C (1922)研究了美国 Wisconsin 内陆湖泊的浮游植物数量和内含的化学物质,是较早开始研究内陆湖泊的浮游植物的人员之一; Fott B.(1931) 开始了浮游植物的 “被动浮游”特征和机理,揭示其浮游于水体中的本质; Griffiths B M (1939) 对英国湖泊中的 “水华”现象的研究可以说是最早的湖泊富营养研究。70 年代以来群落生态学有明显的发展,有较多的定量分析 (如排序) 和模型模拟的研究。到了 80 年代,Wetzel (1983) 通过 《湖泊学》(Limnology) 一书将浮游植物生态学纳入了湖泊学研究的范畴。Reynold C S (1984) 将浮游植物生态学系统化和理论化,完成了 《淡水浮游植物生态学》 (The Ecology of Freshwa-ter Phytoplankton) 一书,完整总结了浮游植物生态学自创立以来的研究成果; Gentner S R(1983) 等人深化了浮游植物初级生产力的研究。Dokulil (1984) 则开始关注大型浅水湖泊中浮游植物的生态学问题。Kyong Ha et al.(1998) 从 1993 年 4 月每隔一周对韩国的Nakdong 河浅水域的浮游植物研究表明: 由于城市化和工业化的迅速发展,Nakdong 河的富营养化程度很高,1993 年硅藻纲占优势,在春季和深秋出现峰值; 1994 年的 3、4 月优势种群为硅藻纲,5 月为绿藻纲和隐藻纲,11 月为硅藻纲。浮游植物的季节性生长和演替受生物因素的影响,如竞争、捕食和寄生的支配,也受诸如理化因素的影响,如气候、人为扰动、水温、光照、电导率、pH 值、溶解氧和营养盐利用率的影响 (方文惠,2006) ,其中降水和人为扰动的强度及频率是控制浮游植物动态的重要因素 (Reynolds et al.,1988; Sommer,1989; Reynolds et al.,1993) 。

我国于 1953 ~1956 年由中国科学院水生生物研究所组织人员对长江中下游、淮河流域众多的湖泊进行了调查,从而全面开创了我国淡水生物资源和群落的研究。国内的科研人员在湖泊调查的基础上出版了 《中国淡水藻类》、 《江苏湖泊志》等成果。孙军等(2004) 2001 年对冬季覆盖渤海 56 个测站的浮游植物进行监测,共发现浮游植物 3 门 37属 42 种 (不包括未定名物种) ,物种主要以温带近岸型硅藻为主,优势种主要为尖刺伪菱形藻、浮动弯角藻、偏心圆筛藻、具槽帕拉藻 (Paralia sulcata) 和环纹劳德藻。其中的尖刺伪菱形藻、偏心圆筛藻和具槽帕拉藻是冬季渤海浮游植物的关键种。他们认为: 细胞丰度的平面分布由浮游硅藻的分布所决定。同 1983 年同期资料相比发现,优势种没有较大变化,但其优势程度顺序和细胞丰度发生了一定的改变,整个浮游植物群落的细胞丰度有大幅度增加。冬季渤海浮游植物群落的多样性程度是低的。马徐发等 (2004) 1999年 6 次采样观测到道观河水库浮游植物有 7 门 89 种,平均密度为 ×104ind / L,平均生物量为 mg/L,优势种为肘状针杆藻 (Synedra ulna) 、小胶鞘藻 (Phormidiumtenue) 、水华微囊藻 (Microcystis flosaquae) 、颗粒直链藻 (Melosira granulata) 、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa) 、小环藻 (Cyclotella sp) 和小型色球藻 (Chroococcus minor) 。从浮游植物种类组成、现存量看,该水库为中富营养类型,并已向富营养化方向发展。中国科学院水生生物研究所东湖实验站对武汉东湖浮游植物群落的季节变化进行了近 30 年观测记录 (饶钦止,章宗涉,1980; 刘建康 1990,1995) 。藻类群落的组成也显示了武汉东湖浮游植物群落 20 年间的明显变化。在 1956 ~1957 年,甲藻的数量占第一位,硅藻次之,这两门藻类占藻类总数的 60% ~70%,蓝藻和绿藻加在一起的数量比甲藻和硅藻的数量要少得多。60 年代以后,蓝藻和绿藻的藻类数量增加到全部藻类总数量的 50%。蓝藻越来越突出,硅藻则已退居很次要的地位 (中国国家环境保护总局 “水和废水监测分析方法编委会”,2002) 。王振红等 (2005) 通过分析淮南矿区生态环境对塌陷塘水体的影响及不同时序采煤塌陷塘浮游植物的种类变化,探讨了塌陷塘浮游植物对矿区生态变化的响应,阐述了塌陷塘的浮游植物演替不同于一般的水库和湖泊,其特殊性较为显著。

国外对氚的研究报告论文

据了解在氢元素的家族中,有着三个兄弟,亲密无间,科学家们给他们分别起了名字,老大叫做氕,老二叫做氘,老三叫做氚。

这三兄弟都是氢元素的同位素。他们共同的地方,是其原子核中都只有一个质子,一个电子。他们不同的地方,在于老大氕的原子核只有一个质子,没有中子。老二氘的原子核有一个质子,一个中子,老三氚的原子核,一个质子,两个中子。

三兄弟中,唯一表现出放射性的就是氚了。氕和氘不具备放射性。

下面,简单介绍一下氚的独特物理化学性质。

第一,氚因为具有放射性,所以可以放出β射线,衰变为氦3。在此过程中放出的β射线,通过和周围物质的相互作用,使其分子激发或者化学键受到破坏,并形成电子,离子对和自由基,进一步对物质产生辐射效应。

第二,氕氘氚的化学性质类似,物理性质有微小差异。

按照氕氘氚的顺序,其气态密度逐渐增加,液态沸点和凝固点逐渐升高,液态和固态蒸气压以及气态在固体物质中的溶解度和扩散率都逐渐减小。

例如,氕水的熔点是0度,沸点100度,而氘水的熔点是度,沸点度,氚水的熔点是度,沸点度。

第三,氚的放射生物学效应

氚的β射线比钴60的γ 射线具有更大的电离密度,可能导致更为严重的生物辐射损伤。

氚的不同化学形态在细胞中表现出不同的生物学效应。比如,氚水对生物表现出的辐射损伤是氚气的25000倍。

氚可以很容易被人体吸收。由于氚的β射线百分之九十射程只有1微米,所以氚对人体的外照射损伤可以忽略。值得重视的是氚在人体体内的内照射损伤。氚的内照射,相当于一个β射线放射源放置在人体内不间断照射。损伤的效果和进入体内的氚剂量多少有关。过量的氚照射可以引起白内障,不育,贫血,皮肤损伤。

事实上,从1935年发现氚以来,物理学家,化学家,以及其他学科的科学家们,早已经把氚研究了个底儿掉。仅仅是专门讲氚的专著,就有许多。氚有着鲜明的两面性,又有对人们有益的一面,又有对人们有害的一面。只要我们正确认识氚的特性,趋利避害,使用其长处,氚就能为人们做出贡献。

同样,对于氚的危害,也要有清醒认识,做好氚防护,把氚关在笼子里,氚就不能跑出来危害人类了!

氚是是氢的同位素之一,具有放射性,但是它的放射性远低于其他已知的放射性金属元素,因为其毒性较低,且具有较好的放射自显影特性,所以也被用作标记化合物,使用在军事、工业、水文、地质、生命科学等多个学术领域。

氚的危害性主要在于可能发生的β衰变,但β衰变所放出的电子并不会穿透人体,所以只有当大量吸入氚气时才会对人体造成伤害。

但是,在日本福岛附近海域测出的氚含量每升海水放射量为1100左右,已经远远超出了限定测量值。除此之外,世界各国之所以反对日本向海洋排放核废水是因为目前每天都会发现新增的辐射物,如碳-14、钴-60和锶-90等。海洋是全球人类共同的财产,在未能够百分之一百确定核废水的安全性,谁也能不会同意日本这样轻率地危害我们的海洋生态环境。

虽然目前核废水的处理技术可以将铯、锶、碘等放射性元素过滤掉,但氚作为氢的同位素,和氢原子一样参与了水分子的构成,所以以目前的技术仍难以实现完全清除。氚元素如果随着海水进入到海洋生物体内,然后人类通过食用海鲜,最终还是进入了人体内,从而参与新陈代谢,进入细胞内部,就有可能会直接参与到我们人体的核苷酸构建,那么此时带有放射性的氚元素,将有可能直接攻击人体的DNA,从而导致人类发生畸形和癌变。这些深远的危害,使得我们不得不重视日本的此次行为。

而这种变异一旦发生,对人类的影响将是毁灭性的。太平洋作为我们远洋渔船前往的主要渔场,平均每年的渔获总量均在200万吨,一旦日本开始向太平洋排放这130多万吨核废水,对全球人类的“餐桌子”将影响巨大。

日本核废水中的氚是氢的一种同位素,具有着很强的放射能力的一种元素。

氢的一种同位素 ,带有放射性,可以致癌,一旦吸入身体很难排出去。

国内外植物资源研究论文

完全可以找找个领域的(植物学研究)等书籍啊,

具体的,给我说

这个还真不知道,你百度关键字搜索一下吧

浅议我国草原野生植物保护与利用摘要:草原野生植物是草原的主要组成部分,是重要的物种资源,是我国生物多样性的具体体现,对维持草原生态平衡具有重要作用。保护草原野生植物,达到永续利用的目的是一个值得探讨的问题,本文介绍了保护草原野生植物重要性及我国草原野生植物保护现状,并对如何保护草原野生植物从几方面进行了探讨,初步提出了一些保护措施。关键词:草原 野生植物 保护我国是草原资源大国,草原资源极其丰富。草原植物是草原的基本构成成分。经调查,我国共有草原饲用植物6704种,分属5个植物门、246科、1545属。我国特有的草原植物种类也很丰富,共有13个科、45个种是我国特有的植物种。我国草原是中国乃至世界重要的种质资源库。保护草原野生植物重要性草原野生植物是我国重要的生物种质资源,对于维持草原生物多样性和保持草原生态平衡具有十分重要的作用。这些重要的野生植物资源在漫长的自然选择过程中获得了适应当地环境的优良特性,蕴藏着丰富的种质资源。草原野生植物一是具有重要的药用、工业用等经济价值,如虫草、从蓉、甘草、麻黄草;二是许多草原饲用野生植物是栽培植物的野生祖先和亲缘种,新植物品种选育的基础素材,如禾本科的大看麦娘、豆科的细齿草木犀、野大豆等。我国草原饲用野生植物种质资源概括体来有"三多",即当今世界栽培牧草的野生祖先在我国的多、近缘野生种多及珍贵牧草种类多;草原野生植物还是非常重要的保护生态环境的作用,如发菜、固沙草等。因此保护和利用草原野生植物具有十分重要的作用。2我国草原野生植物保护现状由于长期以来生态环境的日益恶化导致我国草原生态环境不断恶化,生态景观遭到破坏,生物多样性受到严重威胁,草原植物种质资源日益减少,许多草原野生植物己面临濒危。根据国家环保总局第一批公布的《中国珍稀濒危保护植物名录》389种植物中,我国草原植物有29科、51种及3个变种,占全部的。我国草原野生植物种类受威胁高出10%-15%的世界平均水平5个百分点,特别是自然条件严酷的长江、黄河源头及上游高寒草地,其植被及野生植物资源更是遭到严重破坏。虽然我国在80年代曾经组织有关单位开展了全国性的草原资源调查,基本上摸清了我国草原野生植物家底,但近二十多年来,我国草地生态环境的恶化以及滥采滥挖对草原野生植物种质造成了极大的破坏,因此急需组织开展草原野生植物调查研究工作。3草原野生植物保护探讨在开发利用草原饲用植物资源时有必要十分珍视它们的存在与发展。因此积极采取措施,保护我国草原野生植物,特别是珍稀濒危植物,是当前急需要开展的工作,也是一项重要的历史性任务。草原野生植物普查组织开展草原野生植物种质资源普查工作。主要按照《中国珍稀濒危保护植物名录》,同时结合《中国草地资源》所收集的草原野生植物种类进行普查,重点调查内容有种类、分布、数量等,并进行统计分析,指出每一种类现状和发展趋势,最终提出保护方案。通过普查,建立为建立我国草原野生植物的数据库。技术路线可以以80年代草地资源调查为基础,制定切实可行的普查方案,以地面调查为主,充分利用遥感技术。提高效率,节约资金,保证数据科学性。草原野生植物种质资源收集整理组织开展草原野生植物种质资源收集整理保存工作。采取异地保护措施,组织有关单位将植物种质资源的繁殖材料(主要是种子)采回,放在人工控制的环境中进行长期保存,主要是采用低温冷库进行异地保存。目前急需针对普查结果,将那些濒临灭绝的草原野生植物进行保存。利用草原自然保护区开展保护建立草原自然保护区是国内外公认的保护草原动植物资源的重要措施。因此,急需对现有的13个草原类自然保护区(其中国家级保护区1个)进行摸底调查。重点对保护区法规、规程制定、勘测划界(核心区、实验区和缓冲区)、保护区生物多样性保护情况、标本收集、制作、维护、更新以及科研等情况进行调查研究。通过这项工作基本摸清和掌握目前我国草原类自然保护区的生物和物种多样性,及其动态变化情况,在此基础上提出草原类自然保护区建设规划,同时提高保护区的管理水平,并为保护全国生态环境建设提供理论依据和实践证明。开展草原野生植物保护与利用情况调研通过实地调研和发放有关调研问卷,对全国草原野生植物保护与利用情况进行调研,对目前各地在草原野生植物保护与利用方面所采取的政策和主要措施调查,进一步总结分析我国草原野生植物保护与利用工作,提出草原野生植物保护与利用工作思路,向有关部门提出切实可行的工作措施,进行实施,提高草原野生植物保护与利用工作水平,加大保护力度,保护资源,保持生物多样性。加强草原野生植物保护管理长期以来,我国对草原野生植物缺乏有效的机构进行管理,同时采取的措施难以保证这项工作长期有效的开展。2003年农业部成立了农业部草原监理中心,对草原野生植物进行监督管理是中心的主要职能之一。各级政府部门也加强了对草原野生植物保护管理工作。当前急需在明确管理机构后,制定相应的规章制度,采取有效措施,加强对草原野生植物管理,尤其是那些具有一定经济价值的野生植物,如甘草、麻黄草等,更要加强采集、收购等管理工作,切实保护资源,维护生物多样性和生态平衡。

浮游生物研究进展论文2500字

浮游植物的生长情况反映了一个地区的生态情况,如水资源的污染程度等,是判断环境变化的重要依据

在地球表面上,生物圈是一个厚度很薄却又十分独特的圈层。它的概念约在一个世纪前就由奥地利地质学家休斯(Suess)引入自然科学之中。他于1875年出版了一本关于阿尔卑斯山起源的论著,在最后总结性的一节内,首先提出了“生物圈”这个术语,但是一直未被科学界所接受。直到苏联科学院院士维尔纳斯基(В.И.Вернадский)首先在1926年的苏联科学界,而后又于1929年在法国发表了题为生物圈的两篇演说后,生物圈的概念才得到了全世界的广泛反响,一直延续至今,有关生物圈的内容和基本概念,仍然属于维尔纳斯基所定义的范畴。1970年,美国出版的《科学美国人》,以专刊的形式,系统地总结了有关生物圈研究的主要进展,尤其是哈奇逊(Hutchinson)的论文,更对于生物圈的基本特性,作了全面的综合性论述。 生物体系中存在的这个薄层,比地球上该薄层之外的空间具有更加独特的地方。如果没有这一独特的自然环境存在,结果将正如其它星体上目前尚未正式发现生命现象一样,地球本身也只能是一片死寂的世界。那么,在生物集中存在的空间,具备着哪些独特的表现呢?归纳起来大致应具如下的基本条件: (1)它必须伴随有大量液态水的存在,而且在这种液态水存在的部位上,还应同时存在或交替存在着固、液、汽3种状态,并可在其间实行能量和物质的积极转换。 (2)它必须具有一个稳定而有效的外来能源??太阳,以满足生物生命过程所必须得到的能量,同时它亦可为生物环境的改变和进化提供基本的动力。 (3)在生物圈中,一定要具备充分大的三相物质界面,即具有固体的岩石圈,液体的水圈与气体的大气圈三者相邻接的庞大界面活动带。例如象绝大多数的绿色植物那样,它的根要伸入固体的土壤中,茎叶充分伸展于大气中,液态水则通过植物体联系着物质和能量的转换和流通。倘若无这种三相界面的存在,要发展到高等植物是不可能的。因为高等的生命形式,尤其是第一性生产力,很少只在一个单独的物质相中存在。 (4)必须有一个气压较为恒定、组成成分较为一致的大气。一方面为初始生命力的形成提供二氧化碳源以及为生物的呼吸作用提供氧源,另一方面又可保护生物体免受致命的紫外线辐射,并且是形成温室效应,防止能量过分逸失的贮能器。 (5)在这个生物圈中,必须具备全球规模的能量和物质循环,以助于能量物质分配的均衡并创造出一种特殊的环境结构,这种环境结构执行着有利于生命活动的特殊功能。事实上,生物本身的循环过程,与无机界的地质循环过程、大气循环过程、水循环过程,紧紧地交织在一起,而这种交织的空间,恰好只能位于地表界面附近狭小的范围中。因此在生物圈内,是唯一允许这四大循环同时并存并产生复杂偶合效应的场所。 (6)在生物圈中,环境因素的日变幅及年变幅不能太大。要求它们有一个比较精巧的组合,以满足生物生长和发育的要求。因此,过冷、过热、过湿、过干、营养元素的过度缺乏和过度富集、极端的盐碱度、过小的比表面积等,以及在各自然环境要素中过于偏离正常的组合关系,均不可能期待有丰富的生物物质量以及正常的生物活动,尤其不能期待会有高等植物的正常活动。 基于上述6个基本条件,适于生物活动大量集中的空间所占据的体积,既是很独特的,也是很小的。 前已述及,在距今30多亿年前,地球上产生了生命,这可视为地表无机环境进化的第一次质变。由此开始,在原来单一的无机环境中分离出有机和无机这两大部分,并产生了二者之间的物质能量交换。这种原始的生物物理与生物化学过程,显示了生命在地球的某一特定环境(最初的生命似乎只能在水中产生)内,已经牢牢地奠定了生存的基础。同时,随着生物化学过程的释氧反应,使原来地表环境所表现的还原性气氛,逐渐改变并趋于消失,氧化性气氛逐渐增强。大约进化到9~10亿年前,地表环境已由还原性占统治地位反转到以氧化性占统治地位了。这种改变将使生物进入第二次质变。 在第二次质变以前,生物的存在尚未形成一个圈层,只不过在海洋这个庇护所内生存,以躲避致死的紫外辐射的伤害。这样从全球来看,生物的分布还只是一种不连续的存在。直至大气中的氧达到某个特定的浓度时(目前一些学者倾向认为,大气中的氧是由生物放氧而来的),这种游离的氧就成为整个地球表面的主要化学营力。生物体亦逐渐地适应了这种游离氧的新环境,生物体中的过氧化氢酶体系也已发展起来,以抵抗氧气对有机体的氧化破坏作用,形成了有氧呼吸的生理生化功能(所谓碳?3与碳?4型植物的区别,与此有很大关系)。好气生物的产生和发展,光合自养生物数量的不断增殖,加速了氧气向大气的逸入,致使大气中游离氧所占的比重进一步加大,当其浓度占整个大气组成的10%左右时,就逐渐在大气圈的上部形成了有巨大意义的臭氧层。由于臭氧(O3)能强烈吸收来自宇宙的紫外线,阻挡了致生命于死地的紫外线大量到达地表面,为水生生物向陆地的发展创造了一种基本条件,因此在大约4亿年前的泥盆纪,终于实现了生物从海到陆的飞跃。从此时起,由植物、动物、微生物所共同组成的生物界,才549能遍布全球,名副其实地形成一个连续的圈层。 现在氧在大气中所占的比例,基本上保持一个常数。一年中,1公顷年轻的、生长茁壮的森林,将产生10吨氧气并消耗30吨二氧化碳。每200万年左右,地球上就有15亿立方公里的水,被绿色植物的光合作用所裂解并为呼吸作用再形成。裂解后形成的氧暂时存留于大气中,大约相当于2000年的时间,它本身再循环一次。 地球上生物圈的垂直幅度,大约从最深的海洋(超过11000米)到达高出海平面以上9000米的距离之内。科学家们已于海平面以下7000米处发现有鱼类;在海洋深度达6000米处,每立方米海水中的浮游生物量仍有毫克。根据水生生物的考察,在超过10000米海深的底部(如菲律宾深海沟),每一克湿泥中仍含有10万个细菌甚至达到100万个细菌。而在地表以上海拔9000米的地方,也发现了细菌和真菌的孢子,在大气中飘浮。在距离地表面较远的极为恶劣的环境条件下,只有这种极原始的低等生物才能存活,而生物物质总量中的绝大部分(%),只能生存于比上述所列范围小得多的薄层内。 生物圈的垂直幅度,如果和地球本身相比,则显得微不足道了。暂且抛开地球的大气层不计在内,仅仅从地球的半径来看,生物圈的厚度也只占一个极小的份额。例如,截止到1966年,据全球的12个地面观测站对13颗人造地球卫星所进行的46500次观测结果,计算出地球的赤道半径值为±公里,它大约是生物圈厚度的3200倍(生物圈平均厚度以2公里计算)。 为了认识生物圈在地球中的地位,表10-1列出了它与地球其他部分的比较。 另据美国学者埃尔里奇()等在1977年的著作,将生物物质的质量与全球其他成分作了一个对比。经笔者稍加计算 整理后,列于表10-2中。 地球上所分布的元素自生命起源以来,一直是在变化的。随着原核生物的发展,在岩石内的元素碳和元素氧,就开始转换到有机物中或大气之中。于是,大气也就逐渐地从一种还原性介质,变成为含氧介质,以支持生命的延续和进化。 非生物物质(岩石圈、水圈和大气圈)中的成分,不同于生物圈中物质的成分,于是有机物不得不从所选择的介质中,萃取有关的各类元素,关于这一点可以参看图10-1,它标出了在岩石圈中所存在的元素成分及浓度,它们是整个有机界得以存在和发展的物质基础,也是衡量一个区域空间内资源丰枯程度的标志。因此在地理环境中,如果研究化学元素的迁移和积累,研究生物地球化学过程等问题时,就必须顾及到岩石圈中这种元素的存在状况。 更进一步加以分析,由于这些基本元素广泛分散于地球表层中,生物圈就不得不强烈地摄取、贮存和重新利用某些元素,以维持生命物质的存活过程和整个生物圈的发展。由此,发现了生命体内所进行的有关元素循环的本质,这种生物地球化学过程以及生物物质循环的发现,是生物圈中诸多伟大发现之一,它将导致人们更深刻地揭示地理学的动态规律,而各种动态规律的综合研究又将会把理论地理学的研究水平推向一个新的层次。

物种多样性原则说明,每种生物都有存在的价值。研究一类生物是探索生态系统的一部分。

人类从海洋中获得了许多好处,然而,这些好处不是无限的,事实上,在许多情况下它们正处于危急之中。在气候变化中,首当其冲的是沿海社区尤其是那些生活在小岛屿发展中国家的人民。因此,遏止红树林、盐沼和海草等沿海生态系统的衰退,在有助于减轻气候变化的不利影响的同时,也为亿万人民提供了大量的社会和经济利益。由于海洋是我们未来繁荣和可持续发展的基础,我们需要保持海洋的生产力以及一切至关重要的海洋生态系统的功能。海洋和气候变化相互作用最新的科学研究表明,海洋和气候变化之间的关系非常密切。一方面,海洋是全球气候系统中的一个重要环节,它通过与大气的能量物质交换和水循环等作用,吸收大气中大量的二氧化碳,在调节和稳定气候上发挥着决定性作用,被称为地球气候的“调节器”;另一方面,日益严重的气候变化也对海洋产生巨大影响,造成海平面和海水温度上升、海水酸化、珊瑚礁死亡、小岛屿被淹没、海洋和海岸生态系统遭破坏等问题。去年,总部设在英国剑桥的南极研究科学委员会发布的一份名为《南极气候变化与环境》的研究报告称,气候变化可能导致本世纪末海平面上升1.4米,如果按着个幅度来算,马尔代夫等岛国将被完全淹没,而纽约等全球一些沿海大城市将必须耗费巨资修筑防水设施。国家海洋局去年发布的一份中国海洋环境质量状况报告也显示,由于气候变化等原因,中国海岸带及近岸海域生态系统已经出现了不同程度的脆弱区,海岸带高脆弱区和中脆弱区占全国岸线总长度的36.5%。从海洋局发布的2009年中国海洋灾害公报来看,2009年中国沿海海平面处于近30年来的高位,比2008年高出8毫米,中国海平面上升的速度超过了全球平均速度。去年我国累计发生132次风暴潮、海浪和赤潮过程,其中33次造成灾害,各类海洋灾害造成直接经济损失超过100亿元,死亡和失踪人数达到95人。“沿海地区是社会和经济发展最快、最活跃的区域,但同时也是导致海洋环境恶化、生态系统衰退最严重的地区,已影响到人类健康和社会进步。因此,制定综合的政策措施、健全严格的法律法规、开展科学的空间规划、加强合理的环境整治、实施有效的生态修复,对于沿海城市发展至关重要。”过度捕捞对海洋的伤害很大,应停止过度捕捞,大力推广禁渔期的方法。同时,还要尽量减少围填海项目,如果实在有需要,必须经过严格的、科学的论证后,才能实施,将危害尽量减到最低。此外,大气对海洋也是有影响的,应减少化肥用量,尤其是沿海城市。针对沿海城市所面临的挑战,《北京宣言》特别呼吁,沿海城市的管理,需要用长期的眼光来看,确保把科学、社会、政治和经济等各方面因素都纳入进来,这是至关重要的。面对气候变化的风险,沿海地区可以采取风险和脆弱性评估、健全的发展规划、紧急响应计划来减低风险。以下资料,仅供参考:1近岸海域主要生态环境问题陆源性污染压力大,海域污染严重江浙海域接纳了全国近三分之一的入海污染负荷浙江省近岸海域背靠长江三角洲,沿海经济的高速增长和城市化水平的不断提高,使浙江沿海7大城市和浙江北部、上海市排入海洋的工业废水和生活污水日益增多。浙江省7大水系和北侧长江流域所携带的内陆污水源源不断地注入海洋,成为海域环境污染的罪魁祸首,据调查,这些入海河流携带的污染物其负荷占90%以上。有关资料显示,长江中含有大量污染物的河水和上海市的工业、生活污水如果有一半流入浙江海域,加上浙江本身的入海河水和污水,将达到5千亿方,占全国的近1/3,入海的污染负荷也达近1/3,也就是说,浙江海域接纳了全国近三分之一的入海水量和入海污染负荷,而其中85%以上的入海水量和近60%的污染负荷来自长江和上海市。同时,沿海地区农村生活污水、畜禽饲养排泄物、农田化肥农药流失等形成农村面污染源,经小河小溪排入海洋,其污染物质的数量也甚为可观。而日益发展的海水养殖业所产生的残留饵料和排泄物对近岸局部海域,特别是象山港、三门湾、乐清湾这样的半封闭性港湾来说,是非常重要的污染源。海水高度富营养化由陆地排入海洋的污水中富含氮、磷等营养物质,使近岸海域的海水高度富营养化。浙江近岸海域海水中无机氮、活性磷酸盐的含量严重超标,2003年有的水样无机氮超过一类海水水质标准,其中超过四类水质标准,实测最高值超过一类海水标准倍;有的水样活性磷酸盐超过一类海水标准,其中水样超过四类海水标准,实测最高浓度超过一类海水标准倍。浙江北部近岸海域的无机氮和活性磷酸盐含量和超标率明显高于浙江南部。根据1997和1998年国家环保总局组织开展的渤海、黄海、东海和南海近岸海域环境综合调查结果,浙江省近岸海域的无机氮、活性磷酸盐含量水平居全国沿海各省(直辖市、自治区)的前列。据对海水进行富营养化程度评价,2003年浙江近岸海域海水的富营养化指数(E值)为,远大于富营养化标准值(E=1)。“九五”以来的E值变化见图1,由图可见浙江近岸海域海水的富营养化程度1998年以前逐年上升,1998年后维持在一个较高的水平。需要说明的是,陆源性入海污染物质的数量随入海径流量的大小而有较大变化,干旱年份入海径流量小,污染物入海量相对较少,故而海水中陆源性污染物质含量水平较低。海水存在一定程度的有机污染经济发展和人民生活水平的提高,导致有机污染物的产生数量增加、种类变多,最终归入海洋。浙江近岸海域海水中化学需氧量(有机污染综合指标)的超标率在“九五”期间有所增加,近几年维持在10%左右,2003年超标区域出现在杭州湾、舟山海区和浙南海区。反映有机污染程度的另一个指标是细菌总数(D值),2003年D值平均为2120,属中等污染水平,从“九五”以来的变化趋势来看,海水有机污染的程度在加重。成份复杂的有机物质对海洋生物尤其是幼体所带来的危害是难以估量的,如果一旦生物种群在发育过程中受阻,对整个群落所带来的影响是灾难性的。海水水质不能满足功能需要受无机氮和活性磷酸盐等指标的超标影响,2003年浙江省近岸海域水质超四类海水占,四类海水占,三类海水占,为二类海水。其中杭州湾100%为超四类水质,浙南海区水质相对较好,二类水质占。而近岸海域绝大部分区域是渔业水域,水质要求为一类海水,经水质达标分析,全省2003年仅的近岸海域环境功能区水质达到目标要求。据对“九五”以来浙江近岸海域水质类别构成的变化趋势进行分析(图3),超四类和四类水质所占比例呈现上升趋势,而一类和二类水质所占比例则呈下降趋势,总体上水质状况趋于下降。部分沿岸海域生态环境趋于恶化含有大量有机污染物和病原菌及病毒的污水排放入海,严重地污染了沿岸水域,使局部潮间带生态环境趋于恶化。潮间带系指海水落潮最低点至涨潮最高点之间的区域,陆源的各类入海排污口直接面向潮间带。监测结果显示,浙江北部海域潮间带水质无机氮和活性磷酸盐超标严重,局部区域化学需氧量、石油类、铅、汞等指标超标,水体条件致病菌及粪大肠菌含量较高;表层沉积物主要受到重金属铜、铅、锌等影响,个别区域还受DDT的污染;潮间带生物种类极度贫乏,部分生物体内污染物的残留量较高。总体上,历年来潮间带海水中主要污染指标上升明显,生态环境质量逐年恶化。海域生物多样性降低,生态系统脆弱化海域生物种类越丰富,种类组成越复杂,其多样性就越高,生态系统的稳定性就越好,反之生态系统就越脆弱。监测结果表明,浙江近岸海域海水中异养菌和粪大肠菌数量呈明显的上升趋势,浮游生物及底栖生物的种类数减少。浮游生物种类的优势度和单纯度增加,而丰富度却日益下降;底栖生物种类及群落改变较为明显,主要的经济鱼类及甲壳类种类相当单一,生物量的两极分化现象明显。由此可见,浙江近岸海域的生态环境已相当脆弱。“九五”以来浙江近岸海域生物多样性指数变化情况见图4,可以看出总体上呈下降趋势。造成生物多样性指数降低的原因是多方面的,连续的超强度的海洋捕捞和海底沉积物的污染是底栖生物种类及群落改变的主要原因。同时,进入海洋的有机污染物种类和数量日益增多,造成生物种群在发育过程中受阻,使生态系统趋于脆弱。赤潮灾害严重,威胁加大海水的富营养化为赤潮的发生提供了必要的物质基础条件,一旦其它条件适宜,就有可能引发赤潮。资料表明,浙江海域是我国赤潮发生频率最高的海域,并且从南到北整个海域均有赤潮发生,而舟山海域发生较为集中。2003年在浙江海域发现赤潮46起,累计面积达7000km2。2000年5月发生在浙江中部海域的一次赤潮,总面积近7000平方千米,持续时间长达1个月,是历年来我国发生的面积最大、持续时间最长的一次,属世界罕见,该次赤潮造成的海水养殖直接经济损失近1800万元。从近几年的赤潮发生状况分析,赤潮发生的频率有加快趋势,发生的范围也越来越大,赤潮生物发生的主要种类由原来的硅藻占绝对主导地位逐渐向原生动物及甲藻转变,同时,由于很多甲藻具毒性,对生物资源和渔业生产及人类健康的威胁也在逐步加大。沿海湿地逐年减少,湿地生态系统失去平衡浙江省面积在百公顷以上的近海与沿岸湿地总面积达万hm2,其中海岸湿地占近一半。沿海湿地中的庵东沼泽区湿地、灵昆岛东滩湿地、南麂列岛自然保护区湿地被列入中国重要湿地名录。浙江海岸湿地虽然总体上是淤涨的,但建国后围涂建设发展较快,至1999年底,全省共围涂万hm2,一些现有滩涂已围涂2~3次,而岸滩的自然淤涨速度跟不上围涂建设发展速度,使现有滩涂的地面高程大都较低。围涂可以增加陆地面积,满足经济发展的需要,但围涂速度过快,岸滩的自然淤涨速度跟不上围涂建设发展的速度,势必使得海岸湿地面积特别是滩涂面积连年减少,湿地植被、自然景观遭到破坏,湿地生物失去家园,湿地生态系统失去平衡,同时也造成了可围面积正逐年减少,围垦成本增大。优良的沿海滩涂资源得不到有效的保护,将会彻底改变这些滩涂的自然生态结构,一些在生态学上、遗传基因上及生物进化史上具有重要保护意义的珍贵物种将会消失,自然的沿岸生态景观将会发生很大的变化。油品储运量日增,溢油事故威胁加大社会经济的快速发展,对原油和成品油的需求量日益增大。浙江近岸海域得天独厚的深水良港资源,为油品储运业提供了条件。目前,我省沿海散装油品吞吐量达到8000万吨,全国5个原油战略储备库中我省占2个。主要的油码头和储运基地集中在宁波、舟山港,仅舟山港每年进出港的油船达4000多艘次。油品储运过程中可能造成的溢油事故给海域生态环境带来了严重的威胁。自上世纪90年代以来,我国海上石油泄漏事故呈现不断上升的趋势。1987~2002年,船舶和码头共发生大小溢油事故1984起,共溢油14188吨,其中溢油不足10吨的1918起,溢油量10~50吨的26起,溢油量50吨以上的大事故有40起,其中4起发生在浙江海域。2000年10月,东海平湖天然气海底输油管道在位于我省的岱山登陆点公里处断裂,造成约300立方米(约230吨)的原油泄漏;2002年7月,浙普渔油98号在舟山港沉没,造成200多吨柴油泄漏。这些溢油事故给当地海域生态环境带来了巨大影响。2对策建议随着全球工业化和城市化的推进,优美的生态环境成为人类最为稀缺的资源之一。海洋生态环境的保护工作关系到人类的生存和可持续发展。浙江省近岸海域的生态环境问题涉及到方方面面,科学有效地解决这些问题,同样需要各方长期不懈的共同努力。加强领导,深化管理,全民参与海洋生态环境保护工作是一项跨地区、跨部门、跨行业的复杂而特殊的系统工程,涉及面广,工作任务重,必须加强领导,协调行动。根据《中华人民共和国环境保护法》的有关规定,保护和改善本行政区域近岸海域的生态环境是沿海地方人民政府的一项重要职能。因此,省、市、县三级人民政府必须加强对海洋生态环境保护工作的领导,实行海洋生态环境保护工作行政首长负责制,将其工作任务作为考核内容之一。根据《中华人民共和国海洋环境保护法》和《浙江省海洋环境管理条例》的规定,海洋生态环境保护工作在环保部门的“指导、协调、监督”下,由环保、海洋、海事、渔业和军队等五大部门分工负责。我国的国情决定了多部门管海的必然性,但这种管理体制的弊端是显而易见的,在这样的情况下,作为对环境保护工作实施“统一监督管理”的各级环境保护主管部门,加强对海洋生态环境保护工作的“指导、协调、监督”,将其落到实处,显得尤为重要。环境保护行为涉及每个人,要充分利用各种媒体和组织机构宣传海洋生态环境知识,深入开展海洋环境的国情、国策和省情教育,切实提高社会各界的海洋环境保护意识和法制观念,形成人人参与保护海洋生态环境的良好氛围。加强区域合作,开展流域(尤其是长江流域)综合整治浙江近岸海域的污染物质主要来自陆源径流,尤以长江为甚,上海市的污染物入海也有相当影响。因此要改善近岸海域的生态环境状况,一方面要加强对陆源直排污染源和各类海上污染源的管理;另一方面须开展沿海各大流域,特别是长江的综合治理;同时应联合上海和江苏,共同开展长三角近岸海洋环境保护与生态修复。开展流域的综合整治,要在加大工业污染源治理力度,提高城市生活污水的氮、磷处理程度的同时,加强水土保持工作,控制农村生活污水和畜禽养殖污水的无组织排放,以逐步减轻进入海域的污染负荷。对于长江流域的综合整治,必须由国家牵头,建立切实有效的区域性共同防治污染的合作机制。开展长三角近海环境保护与生态建设一体化管理体系建设,建立国家协调、地方政府组织的长江三角洲近岸海域环境保护与生态建设行动机构,联合协作,统一调控。要建立健全海岸带管理和污染物排放总量控制管理制度;建立区域性海上统一执法机制,逐步完善多职能海上监察执法队伍,实施统一监督与执法;联合建立长三角近岸海域生态环境现场监测网络体系、生态环境遥感动态监测系统和海洋灾害防治预测预报系统。完善投资保障机制,增加海洋生态环境保护投入保护近岸海域生态环境是沿海各级政府的基本职责,各级政府应将开展海洋生态环境保护工作和建设所需资金纳入本级财政预算,并确保投入与增长比例。把海洋生态环境建设重点工程项目优先纳入本地区国民经济与社会发展计划,并通过财政转移支付、扩大开放公共服务领域和延长项目经营期限等政策,采取拍卖、租赁、承包等多种形式,鼓励各类投资主体参与开发治理海岸滩涂、浅海和岛屿。要在提高经济和社会效益的基础上,积极创造条件,实行机制创新,对海洋旅游、码头运输、油气开发等建设工程建立海洋生态环境建设补偿资金制度。启动《浙江省碧海行动计划》,全面开展海域污染控制和生态保护与恢复工作《浙江省碧海行动计划》是一项未来十多年我省海洋生态环境保护工作的综合性分阶段实施计划。该行动计划以恢复、改善近岸海域生态环境和加强污染事故应急防备为立足点,以调整沿海地区的产业结构和生产方式、转变经济增长方式为基本途径,陆海兼顾、河海统筹,以控制入海污染物和海洋环境综合治理与生态修复为重点,遏制海域环境的恶化,促进海域环境质量的改善,增强海洋生态系统服务功能,从而保障浙江省沿海地区社会经济的可持续发展。《浙江省碧海行动计划》结合《浙江生态省建设规划纲要》,确定了2020年前分阶段行动目标,明确了针对我省近岸海域生态环境问题的行动策略,列出了各行动阶段对沿海和流域内各类污染源实行污染物排放总量控制的具体措施任务以及近岸海域生态环境建设的重点项目,提出了各阶段海域重大污染事故应急行动计划。《浙江省碧海行动计划》批准实施后,各涉海部门应按照各自的职责,加强监管,沿海各地人民政府应认真组织落实。进行优势整合,提高近岸海域生态环境监测能力环境监测是是环境管理的技术保障,也是环境管理执法体系的重要组成部分。海洋生态环境监测专业性强,投入要求高,不宜遍地开花建立专业监测站。目前,我省的海洋生态环境监测力量在全国来说是比较强的,舟山海洋生态环境监测站规模较大,技术力量雄厚,是全国近岸海域环境监测的中心。根据浙江近岸海域生态环境特点,以该站为主,辅以其它部门和沿海环境保护部门的监测力量,完全可以实施对全省近岸海域的生态环境监测。因此,应充分利用舟山海洋生态环境监测站这支监测力量,并在现有基础上加大投入,进一步提高其监测能力。同时,还应加强沿海环境保护监测部门的业务指导,使其能承担起本行政区内沿岸海域的环境监测任务。对于赤潮灾害和溢油等海域污损事故的监视监测,应建立全方位、多层次的监视监测网络和预警预报监测体系,提高其准确性和及时性,为决策部门提供科学依据。深入开展海洋生态环境保护基础技术研究海洋生态环境保护工作需要强大的科技支撑,涉及的社会、自然学科门类众多,很多领域在技术上还不成熟,因此必须加强基础技术的研究工作。这些技术包括:海洋生态环境地理信息系统和遥感应用技术;重点海域污染物总量控制技术;近岸海域生态环境质量综合评价技术;典型海域污染防治和海岸带生态修复应用技术;赤潮和海域污损灾害监测预测及防治技术等。同时还应积极探索近岸海域生态环境保护工作的管理机制,研究制订地方性海洋生态环境质量标准。

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