水体特性及水体中的物质循环

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1、第二章水体特性及水体中的物质循环2.1天然水体的特性2.1.1化学特性水是一种良好的溶剂，能溶解与之接触的气体，液体和固体物质，任何地方的水都来源于降水、地表径流和地下水，都不是化学上的纯水。天然水中的各种物质，离子之间还会发生许多物理、化学作用，诸如物质溶解与析出，化合与分解、氧化与还原、凝聚与胶溶、吸附与解析、气体溶入与逸出等，随时都在改变着水中物质组成及其含量，再加上水生生物的吸收、分解与排泄等生物作用，水中物质组成更加复杂与丰富。2.1.2生物学特性水中所有生物依其生态功能可分为三大类(1)生产者(2)消费者(3)分解者2.1.2.1生产者(1)水生高等植物

2、①沉水植物整个植物体完全沉没在水下，鱼一草、尹绿藻等②浮水植物浮在水面a.浮叶植物根扎入水体底泥中，只有叶片浮于水面，菱等b.漂浮植物全株浮于水面浮萍、风叶莲、水葫芦等③挺水植物茎叶大部分直立水面，如鸢尾、芦苇等(2)藻类：主要有浮游藻类和固着藻类两大类，例：硅、绿、蓝、甲、金、黄藻等。上述生产者的共同特点就是含有叶绿素，每年在春、秋两季出现藻类生长繁殖高峰，如果水体营养物质很丰富(含大量氮、磷)往往在水中大量繁殖，形成“水华”对其它水生生物造成危害。2002年7月5日、梅梁湖2002年7月5日、梅梁湖2.1.2.2消费者水中消费者指水生动物，包括：(1)浮游动物：原

3、生动物、轮虫类；枝角类；桡足类(2)底栖动物：生活在水体底部的各种动物的总称(3)游泳动物：主要指各种鱼类2.1.2.3分解者主要指细菌、真菌、病毒三类的微生物以及部分原生动物，这类生物的特点是身体结构简单、形体微小、生长繁殖快、种类和数量多，分布广，其主要功能是分解所有水生动、植物残骸及其排泄物，使之转化为可供生产者重新利用的形态。2.1.2.4初级生产和次级生产初级生产者是指：生产者在阳光作用下进行光合作用，以无机物碳水化合物、氮、磷等为原料，生成有机物这个生产者就指初级生产者、初级生产者的生产过程。次级生产过程：是指消费者和分解者利用初级生产者的初级生产物的同化过程。它

4、表现为动物和微生物的生长、繁殖和营养物质的贮存。次级生产量：在单位时间内由于动物和微生物的生产和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量即为次级生产量。2.1.2.5初级生产力初级生产力：光合作用积累太阳能进入生态系统的初级能量，称初级生产；初级生产积累能量的速率称为初级生产力。初级生产力的计算方法如下：一般是根据产氧量来进行计算，光合作用大、产氧量大；光合作用小，产氧量小；具体为：白瓶测24小时后的溶氧量黑瓶测24小时后的溶氧量初始瓶测当时的溶氧量(1)水层日产量的计算(mgO2/L)净生产力=白瓶溶解氧量-初始瓶溶解氧量呼吸作用量=初始瓶溶解氧量-黑瓶溶解氧量毛

5、生产量=白瓶溶解氧量-黑瓶溶解氧量(2)水柱日产量计算水柱日产量：指面积为1m2，从水表面到水底的整个柱形水体的日生产量，可用算术平均值累积法计算2.1.3沉积物特性水流在流动中，一部分物质在沿途沉降下来，堆积在水的底部。天然水体沉积物来源于流域范围内的岩石风化产物，地表径流挟带的泥沙，粘土颗粒以及生物及残骸。流速大，这些物质悬浮在水中，流速小，这些物质沉积在水底。研究沉积物可以：①了解当前水体水质状况；②追溯水体污染历史；③预测水体水质变化趋势。沉积物中的某些成份，由于水体物化条件的变化，可以重新释放或者成为次生污染源。2.2河流、湖泊、水库水体的特点2.2.1河流

6、(1)特点①与其它天然水体比较，河水的矿化度较低；②河水的化学成份，由于季节、水文和气象因素的影响，变化剧烈；③河水的溶解性气体富裕，而且表层水与底层水的溶气量几乎没有什么差别；④河水的表层水与底层水的温度也比较一致，不存在分层现象；⑤河流的有机物质基本上来自陆地和邻近的静水水体，河水的初级生产力比较低。(2)河流与水污染的关系①流速：流速慢，某些污染物易于沉淀，延长了污染物降解作用时间，稀释扩散能力减慢；流速快稀释扩散能力强，搅拌河底淤泥，沉淀作用小②宽窄：窄：排出不远后横向易完全混全；③水深：浅：纵向易混合；深：纵向不易混合。④底质：若河底淤积污染物质，在水

7、流的冲刷下会再次溶出，造成二次污染2.2.2湖泊(1)矿化度较高。这是由于湖水停留时间长，蒸发量大，一些矿物盐分浓度提高，甚至发生盐类结晶沉淀，这个现象在干旱地区的湖泊中常可见到。(2)湖泊中温度，溶解性气体和营养盐类等空间分布的特点引起湖水分层现象。(3)湖泊按水中营养盐分(主要氮、磷)的多少划分为：①贫营养湖泊；中营养湖泊和富营养湖泊等类型。一般来说，湖泊的初级生产力比河流高；②中营养湖泊的初级生产力和次级生产力都比河流高；③富营养湖泊的初级生产力过剩；造成水体极度缺氧，对其它生物不利，