论文部分内容阅读
摘要:珠三角湿地由于在经济发展过程中,受到了极大的破坏,湿地建设已经成为广东省发展过程中重中之重。本文从沉水植物在水生生态系统中对维持水体生物多样性、促进水体自净化的作用方面论述了沉水植物珠三角湿地建设的环境价值。
关键词:沉水植物,珠三角湿地, 生态修复 ,水质改善
Abstract: because of the pearl river delta wetland in the economic development process, a great damage to wetland construction has become a top priority in the process of the development of guangdong province. This article from the submerged plant in aquatic ecological system to maintain water biodiversity, promote water purification role since discusses the submerged plant construction in the pearl river delta wetland of environmental value.
Keywords: heavy water plants, the pearl river delta wetland, ecological restoration, water quality improvement
中圖分类号: S156.8文献标识码:A 文章编号:
珠三角湿地建设的情况
珠江三角洲的湿地主要分布于广州以南,北纬22°00′,东经113°05′,面积 475000公顷的区域。珠江三角洲湿地,通常是指主要流入伶仃洋的西江(珠江)和几条较小河流包括东江、陪江、潭江、林西河和庄江的特大三角洲系统。有许多相互连通的河道,低地岛屿,河滩沼泽地,成为稻田、鱼池和虾塘的大型低洼田,及大片的潮间泥滩,现在存在很少红树林。
据不完全统计,到目前为止,广东现有湿地类型多达22种,湿地面积达186.4万公顷,占全省国土面积的10.47%,其中近海及海岸湿地面积最大,占全省湿地总面积的58.04%。广东也是全国红树林面积最大的省份,现有红树林面积10065.3公顷。目前全省已建湿地类型国家级自然保护区4个,省级自然保护区4个,市县级自然保护区13个,并将湛江红树林、惠东海龟国家级自然保护区列入国际重要湿地名录予以重点保护。珠三角湿地分布如下图:
图(一)珠三角湿地分布图
沉水植物的介绍
定义
沉水植物(submergedplants )是指植物体全部位于水层下面营固着生活的大形水生植物。它们的根有时不发达或退化,植物体的各部分都可吸收水分和养料,通气组织特别发达,有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。这类植物的叶子大多为带状或丝状,如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等,如图(二)(三)。
图(二)图(三)
沉水植物的生态功能
沉水植物的生态作用。影响水体流速;为水生动物提供生存环境;净化水质;沉水植物还能吸收水中的重金属离子,并降低水体的COD 值。
环境条件对沉水植物生长的影响。但其生长也会受到诸如可利用光、温度、养分、沉淀物稳定性、波浪、水位变化以及被一些鸟类和鱼类捕食等各种环境因子的制约;同时在水生生态系统中,水深也是一个影响沉水植物生物量和空间分布的主要因子。因此通过提高水体的透明度,合理配置上层挺水、浮水植物等方法来改善水中光照条件,并注意控制温度、光照、水深和生物量等要素间的关系,将有助于沉水植物的繁殖、生长和扩展。
沉水植物在珠三角湿地中的生态修复和水质改善作用
(一)珠江三角洲湿地面临的问题
珠江三角洲湿地面临的威胁,主要来自于人类活动的干扰,从而导致了湿地生态系统的减少或者退化:1、污染:一些来自当地农业和生活污水的污染,还有深圳河上游深圳市工业的发展,给珠江三角洲湿地带来了严重的污染威胁,并可能会增加。2、盲目开发:大片红树林几乎已完全被改造成鱼塘,部分滩涂被围垦作其它用途。3、破坏生态平衡:可能由于大量使用杀虫剂,鹭类避免在大面积稻田上取食。大量捕捉繁殖鹭类食用。1985年报道当地村民每年在广州附近捕捉4000多只幼鸟出口香港当野味。这种贸易仅开始于70年代,需求量每年增加。
(二)沉水植物在珠三角湿地建设中的应用
1、在大多数水域生态系统中,限制浮游植物生长的主要营养元素是氮和磷。近几十年来由于人类活动的影响,大量富含氮和磷的有机物和废水排入珠三角海湾、河口和沿岸水域,导致浮游植物在适宜的光温条件下异常繁殖,初级生产力(有机碳)急剧增加,水域呈现富营养化特征。沉水植物生长过程需要吸收大量的氮磷作为营养源合成自身物质,所以,在富营养化水体中有选择地种植水生植物(包括沉水植物),可以有效吸收水中氮磷,从而减轻水体富营养化程度。黄蕾等人工模拟太湖地区冬春季寒冷的自然条件,对伊乐藻、菹草、石菖蒲、水芹菜等4 种水生植物在不同营养条件下去除氮磷的能力进行了研究,发现虽然所选植物均能很好吸收水中营养物质,但水芹菜和伊乐藻(沉水植物)对环境适应能力更强,相同条件下脱氮除磷的效果也更好。因此,在珠三角湿地建设的过程中,降低珠三角湿地水体富营养化可适当增加水芹菜和伊乐藻类沉水植物。
2、随着经济的发展,近几十年来,珠三角地区的工业迅速发展,导致冶炼、电镀、采矿等各种工业的废水和固体废弃物的渗出液直接排入水体,致使水体中重金属含量越来越高。重金属不可自然降解或生物降解,往往在水体或沉积到水域底部,被水生植物吸收,并通过食物链积累损害人类健康。利用水生植物所具有的富集能力,定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物,并对其进行妥善处理,防止水体二次污染,这样不仅可以净化水质,而且能够对一些贵重金属进行回收利用。沉水植物因为完全水生,所以其对重金属的忍耐能力要小于漂浮植物和挺水植物,但其对重金属的吸收积累能力要高于漂浮植物和挺水植物。王艳华等研究了金鱼藻和水盾草对重金属Cu2+的富集情况,结果表明,金鱼藻对水中Cu2+有很强的富集能力,达到了Brooks 定义的Cu 超级积累植物标准,但金鱼藻对Cu2+的耐受浓度很低,水盾草对Cu2+也有一定的富集能力,且对铜污染的耐受性比较高;而在野外条件下,菹草和川蔓藻组织中的Se 含量接近,但根茎部分的Se 积累量要高于茎叶部分。实验室条件下,向培养液中施加氯盐和硫酸盐的话,则川蔓藻表现出高的耐盐性,但菹草组织积累的Se更多。因此,对于珠三角湿地中贵金属污染严重的地区可多培养金鱼藻类、水盾草、菹草和川蔓藻等沉水植物。
3、抑制藻类生长。在水生生态系统中,沉水和藻类同属初级生产者,均以水体中营养盐、光照和生长空间为生长资源,两者之间通过激烈的竞争而相互影响。鲜啓鸣等研究了4种沉水植物(金鱼藻、微齿眼子菜、苦草、伊乐藻)对铜绿微囊藻的抑制作用。结果表明,金鱼藻、微齿眼子菜、苦草的种植水具有较强的克藻效应,连续滴加种植水其抑藻作用进一步加强。汤仲恩等通过连续滴加培养液的方式研究了3种沉水植物对5种富营养化藻类生长的化石效应,结果表明,马来眼子菜培养液对铜绿微囊、小球藻、衣藻和四尾栅藻的生长都具有明显的抑制作用。根据相关新闻报导,最近几年,珠三角河道及湖泊中的浮游植物和底栖生物生长迅速,已严重影响了珠三角湿地中的水质质量,甚至导致大量的鱼虾的死亡。为了抑制浮游植物的进一步繁殖,可在珠三角各湿地地区有规划的种植、培养金鱼藻、微齿眼子菜、苦草和马来眼子菜等沉水植物。
4、沉水植物对水体物理环境的改变作用显著。当沉水植物生长繁茂时,往往使得水下的植株因光饥饿而枯萎死亡;沉水植物区的垂直温差可达10℃/m,而临近的无被区仅为0.2℃/m;沉水植被能减缓风浪,有利于保持小颗粒底质的稳定性,增加碎屑的沉积量,提高水体的透明度。近年来,珠三角各湿地地区盲目开发和采沙严重,导致水体中的小颗粒底质极不稳定性,水体混浊。因此,沉水植物在珠三角湿地建设中对于改善水体物理环境具有很好的作用。
总结
沉水植物通过有效增加珠三角湿地中的空间生态位、为湿地中的其他水生生物提供避难场所,抑制生物性和非生物性悬浮物,改善水下的光照和溶解氧条件,能缓冲营养循环速度和增加水体稳定性,能有效提高珠三角湿地水环境质量。通过不断优化生态系统结构,生态环境改善、水质保护和城市发展最大限度的协调统一,建立一个可持续发展的珠三角湿地景观生态系统是完全可能的。
参考文献
[1]黄蕾.翟建平,王传瑜,等.4种水生植物在冬季脱氮除磷效果的试验研究[J].农业环境科学学报,2005,24(2):366~370
[2]王艳华.两种沉水植物对Cu2+的富集作用以及生理生化效应研究:[硕士学位论文].上海:上海师范大学,2004
[3]种云霄.利用沉水植物治理水体富营养化[J ]. 广州环境科学,2005(9):41 - 43.
[4]]梁威,吴振斌,詹发萃,等.人工湿地植物根区微生物与净化效果季节变化[J].湖泊科学, 2004,16(4):312~316
[5]苏胜齐,姚维志.沉水植物与环境关系评述[J].农业环境保护,2002,21(6):570~573
关键词:沉水植物,珠三角湿地, 生态修复 ,水质改善
Abstract: because of the pearl river delta wetland in the economic development process, a great damage to wetland construction has become a top priority in the process of the development of guangdong province. This article from the submerged plant in aquatic ecological system to maintain water biodiversity, promote water purification role since discusses the submerged plant construction in the pearl river delta wetland of environmental value.
Keywords: heavy water plants, the pearl river delta wetland, ecological restoration, water quality improvement
中圖分类号: S156.8文献标识码:A 文章编号:
珠三角湿地建设的情况
珠江三角洲的湿地主要分布于广州以南,北纬22°00′,东经113°05′,面积 475000公顷的区域。珠江三角洲湿地,通常是指主要流入伶仃洋的西江(珠江)和几条较小河流包括东江、陪江、潭江、林西河和庄江的特大三角洲系统。有许多相互连通的河道,低地岛屿,河滩沼泽地,成为稻田、鱼池和虾塘的大型低洼田,及大片的潮间泥滩,现在存在很少红树林。
据不完全统计,到目前为止,广东现有湿地类型多达22种,湿地面积达186.4万公顷,占全省国土面积的10.47%,其中近海及海岸湿地面积最大,占全省湿地总面积的58.04%。广东也是全国红树林面积最大的省份,现有红树林面积10065.3公顷。目前全省已建湿地类型国家级自然保护区4个,省级自然保护区4个,市县级自然保护区13个,并将湛江红树林、惠东海龟国家级自然保护区列入国际重要湿地名录予以重点保护。珠三角湿地分布如下图:
图(一)珠三角湿地分布图
沉水植物的介绍
定义
沉水植物(submergedplants )是指植物体全部位于水层下面营固着生活的大形水生植物。它们的根有时不发达或退化,植物体的各部分都可吸收水分和养料,通气组织特别发达,有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。这类植物的叶子大多为带状或丝状,如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等,如图(二)(三)。
图(二)图(三)
沉水植物的生态功能
沉水植物的生态作用。影响水体流速;为水生动物提供生存环境;净化水质;沉水植物还能吸收水中的重金属离子,并降低水体的COD 值。
环境条件对沉水植物生长的影响。但其生长也会受到诸如可利用光、温度、养分、沉淀物稳定性、波浪、水位变化以及被一些鸟类和鱼类捕食等各种环境因子的制约;同时在水生生态系统中,水深也是一个影响沉水植物生物量和空间分布的主要因子。因此通过提高水体的透明度,合理配置上层挺水、浮水植物等方法来改善水中光照条件,并注意控制温度、光照、水深和生物量等要素间的关系,将有助于沉水植物的繁殖、生长和扩展。
沉水植物在珠三角湿地中的生态修复和水质改善作用
(一)珠江三角洲湿地面临的问题
珠江三角洲湿地面临的威胁,主要来自于人类活动的干扰,从而导致了湿地生态系统的减少或者退化:1、污染:一些来自当地农业和生活污水的污染,还有深圳河上游深圳市工业的发展,给珠江三角洲湿地带来了严重的污染威胁,并可能会增加。2、盲目开发:大片红树林几乎已完全被改造成鱼塘,部分滩涂被围垦作其它用途。3、破坏生态平衡:可能由于大量使用杀虫剂,鹭类避免在大面积稻田上取食。大量捕捉繁殖鹭类食用。1985年报道当地村民每年在广州附近捕捉4000多只幼鸟出口香港当野味。这种贸易仅开始于70年代,需求量每年增加。
(二)沉水植物在珠三角湿地建设中的应用
1、在大多数水域生态系统中,限制浮游植物生长的主要营养元素是氮和磷。近几十年来由于人类活动的影响,大量富含氮和磷的有机物和废水排入珠三角海湾、河口和沿岸水域,导致浮游植物在适宜的光温条件下异常繁殖,初级生产力(有机碳)急剧增加,水域呈现富营养化特征。沉水植物生长过程需要吸收大量的氮磷作为营养源合成自身物质,所以,在富营养化水体中有选择地种植水生植物(包括沉水植物),可以有效吸收水中氮磷,从而减轻水体富营养化程度。黄蕾等人工模拟太湖地区冬春季寒冷的自然条件,对伊乐藻、菹草、石菖蒲、水芹菜等4 种水生植物在不同营养条件下去除氮磷的能力进行了研究,发现虽然所选植物均能很好吸收水中营养物质,但水芹菜和伊乐藻(沉水植物)对环境适应能力更强,相同条件下脱氮除磷的效果也更好。因此,在珠三角湿地建设的过程中,降低珠三角湿地水体富营养化可适当增加水芹菜和伊乐藻类沉水植物。
2、随着经济的发展,近几十年来,珠三角地区的工业迅速发展,导致冶炼、电镀、采矿等各种工业的废水和固体废弃物的渗出液直接排入水体,致使水体中重金属含量越来越高。重金属不可自然降解或生物降解,往往在水体或沉积到水域底部,被水生植物吸收,并通过食物链积累损害人类健康。利用水生植物所具有的富集能力,定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物,并对其进行妥善处理,防止水体二次污染,这样不仅可以净化水质,而且能够对一些贵重金属进行回收利用。沉水植物因为完全水生,所以其对重金属的忍耐能力要小于漂浮植物和挺水植物,但其对重金属的吸收积累能力要高于漂浮植物和挺水植物。王艳华等研究了金鱼藻和水盾草对重金属Cu2+的富集情况,结果表明,金鱼藻对水中Cu2+有很强的富集能力,达到了Brooks 定义的Cu 超级积累植物标准,但金鱼藻对Cu2+的耐受浓度很低,水盾草对Cu2+也有一定的富集能力,且对铜污染的耐受性比较高;而在野外条件下,菹草和川蔓藻组织中的Se 含量接近,但根茎部分的Se 积累量要高于茎叶部分。实验室条件下,向培养液中施加氯盐和硫酸盐的话,则川蔓藻表现出高的耐盐性,但菹草组织积累的Se更多。因此,对于珠三角湿地中贵金属污染严重的地区可多培养金鱼藻类、水盾草、菹草和川蔓藻等沉水植物。
3、抑制藻类生长。在水生生态系统中,沉水和藻类同属初级生产者,均以水体中营养盐、光照和生长空间为生长资源,两者之间通过激烈的竞争而相互影响。鲜啓鸣等研究了4种沉水植物(金鱼藻、微齿眼子菜、苦草、伊乐藻)对铜绿微囊藻的抑制作用。结果表明,金鱼藻、微齿眼子菜、苦草的种植水具有较强的克藻效应,连续滴加种植水其抑藻作用进一步加强。汤仲恩等通过连续滴加培养液的方式研究了3种沉水植物对5种富营养化藻类生长的化石效应,结果表明,马来眼子菜培养液对铜绿微囊、小球藻、衣藻和四尾栅藻的生长都具有明显的抑制作用。根据相关新闻报导,最近几年,珠三角河道及湖泊中的浮游植物和底栖生物生长迅速,已严重影响了珠三角湿地中的水质质量,甚至导致大量的鱼虾的死亡。为了抑制浮游植物的进一步繁殖,可在珠三角各湿地地区有规划的种植、培养金鱼藻、微齿眼子菜、苦草和马来眼子菜等沉水植物。
4、沉水植物对水体物理环境的改变作用显著。当沉水植物生长繁茂时,往往使得水下的植株因光饥饿而枯萎死亡;沉水植物区的垂直温差可达10℃/m,而临近的无被区仅为0.2℃/m;沉水植被能减缓风浪,有利于保持小颗粒底质的稳定性,增加碎屑的沉积量,提高水体的透明度。近年来,珠三角各湿地地区盲目开发和采沙严重,导致水体中的小颗粒底质极不稳定性,水体混浊。因此,沉水植物在珠三角湿地建设中对于改善水体物理环境具有很好的作用。
总结
沉水植物通过有效增加珠三角湿地中的空间生态位、为湿地中的其他水生生物提供避难场所,抑制生物性和非生物性悬浮物,改善水下的光照和溶解氧条件,能缓冲营养循环速度和增加水体稳定性,能有效提高珠三角湿地水环境质量。通过不断优化生态系统结构,生态环境改善、水质保护和城市发展最大限度的协调统一,建立一个可持续发展的珠三角湿地景观生态系统是完全可能的。
参考文献
[1]黄蕾.翟建平,王传瑜,等.4种水生植物在冬季脱氮除磷效果的试验研究[J].农业环境科学学报,2005,24(2):366~370
[2]王艳华.两种沉水植物对Cu2+的富集作用以及生理生化效应研究:[硕士学位论文].上海:上海师范大学,2004
[3]种云霄.利用沉水植物治理水体富营养化[J ]. 广州环境科学,2005(9):41 - 43.
[4]]梁威,吴振斌,詹发萃,等.人工湿地植物根区微生物与净化效果季节变化[J].湖泊科学, 2004,16(4):312~316
[5]苏胜齐,姚维志.沉水植物与环境关系评述[J].农业环境保护,2002,21(6):570~573