水环境生态学(1)

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1、第五章水环境生态与陆地生态系统的环境相比，水生生态系统是以水作为系统的环境因素。水的密度决定了水生生物在构造上的许多特点。由于水的密度大于空气，许多小型生物如浮游生物可以悬浮在水中，借助水的浮力渡过它们的一生。水的比热较大，导热率低，因此水温的升降变化比较缓慢，温度相对稳定，通常不会出现陆地那样强烈的温度变化。水的另一个重要特性是40C时密度最大，低于40C时密度反而变小，因此冰结在水面而不下沉，冰下的水温始终保持在冰点以上（40C），既使在严寒的气候条件下，水生生物仍可在冰层下生活不致冻死，保持着正常的生态功能。水还是一种良好的溶剂，不但酸、碱可以溶解在水中，一些有机物也能溶于水中，这就保证

2、了水生生物得以正常的生长和发育。但是，水中的氧气含量较陆地环境少，光照条件也比陆地差。因此，水中溶解氧的含量和光照常成为水生生物生活和分布的限制因子，水的理化特征使水生生态系统有其独特的系统结构和功能。水生生物群落同其生存的水环境之间以及水生生物群落内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中，构成了水生生态系统。生态系统具有自动调节恢复稳定态的能力，然而这种调节能力也有一定的幅度，当前随着人为干预强度的加大，使许多水生生态系统遭到严重破坏，导致大量湖泊的富营养化和海洋的赤潮。正确认识水生生物群落特征，对于合理利用水生生物资源，加强水生生态系统自我调节

3、和更新能力，实行水环境的综合保护具有重要意义。200第一节　水生生态系统特征水生生态系统由水生生物和非生物环境两大部分组成，多种多样的水生生物在水生生态系统中扮演着重要的角色。根据水生生物在生态系统中发挥的作用和地位不同，分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。如图5.1.1所示。气候因子：光照、温度、水分、空气等环境条件　无机物质：C、H、O、N、P及矿物质盐分等有机物质：碳水化合物、蛋白质、脂类及腐殖质等水生态系统生产者：水生大型植物、藻类、光合细菌等水生生物　消费者：原生动物、微型后生动物等无脊椎动物，鱼类等脊椎动物分解者：大部分的细菌和真菌图5.1.1水生生态系统的组成一.环境组分1.

4、光照其中来自太阳的直射辐射和散射辐射是最重要的辐射成份，通常称短波辐射。辐射成分里还有来自各种物体的热辐射，称长波辐射。2.大气空气中的二氧化碳和氧气与水生生物的光合和呼吸关系密切，氮气与生物固氮有关。3.水体环境中的水体可能存在形式有湖泊、溪流、海洋等，也可以地下水、降水的形式出现。水蒸气弥漫在空中，水分也渗透在土壤之中。200自然环境通过其物理状况(如辐射强度、温度、湿度、压力、风速等)和化学状况(如酸碱度、氧化还原电位、阳离子、阴离子等)对水生生物的生命活动产生综合影响。二.生物组成（一）生产者（producers）指自养水生生物，主要指绿色水生高等植物和藻类，也包括一些化能自氧细菌。这

5、些水生生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中，初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。1.水生植物（aquaticvacuolarplants）水生植物一般指水生高等维管束植物，主要有三种生态类型：（1）漂浮植物　　　　漂浮植物身体组织结构疏松，充满空气，能完全漂浮水面，通过光合作用吸收水中的氮、磷元素及部分重金属，有净化水体的功能，它们在湖泊、池塘和水流缓慢的沟渠中生长，耐有机污染，如凤眼莲、水浮莲、浮萍等（图5.1.2）。凤眼莲（Eichhornia）水浮莲（Pistia）浮萍（Lemna）　　　　　　　图5.1

6、.2　漂浮植物（floatingplants）另一类根植于水底，叶片漂浮水面的水生植物，称为浮叶植物，如睡莲、莼菜和菱等，如图5.1.3所示。200睡莲（Nymphaea）莼菜(Brasenia)菱（Trapa）图5.1.3　浮叶植物（floating-leafplants）（2）沉水植物　　　沉水植物生长在各类水体的底部，一般不露出水面。一般要求水体较清洁，有较高的透明度，使光线能透射进水层以进行光合作用。沉水植物有一定的分布深度，一般在5m以内，具体深度与水的透明度有关，光线不足的水底水生植物不能生存，如苦草、金鱼藻、黑藻等（图5.1.4）。苦草（Vallisneria）金鱼藻（Cerat

7、ophyllum）黑藻（Hydrilla）　　　　　　　　　　图5.1.4　沉水植物（submergedplants）（3）挺水植物　　　挺水植物是根部植于水底茎叶露出水面的植物，一般较耐有机污染，如菖蒲、香蒲、芦苇等，如图5.1.5所示。菖蒲（Acorus）香蒲（Typha）　芦苇（Phragmites）　　　　　　　　　图5.1.5　　挺水植物（emergedplants）2002　藻类（al