水体特性及水体中的物质循环课件.ppt

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1、第三章水体特性及水体中的物质循环3.1天然水体的特性3.1.1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。3.1.2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、2)消费者(3)分解者3.1.2.1生产者(1)水生高等植物①沉水植物整个植物体完全沉没在水下，鱼一草等②挺水植物③浮水植物鱼一草（沉水植物）眼子菜沉水植物狐尾藻沉水植物苦草沉水植物③挺水植物茎叶大部分直立水面，如鸢尾、蒲草、芦苇等鸢尾（挺水植物）蒲草（挺水植物）菖蒲（挺水植物）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b.漂浮植物全株浮于水面蒓菜（漂浮植物）芡实（漂浮植物）水草分布图(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

3、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3.1.2.2消费者水中消费者指水生动物，包括：(1)浮游动物：原生动物、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3.1.2.3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，

4、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。3.1.3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。3.2水体中的物质的循环3.2.1有机物分解在富

5、氧水体中，很多有机物被多种多样的细菌和真菌通过呼吸作用而分解，分解程度决定于水中理化条件及有机物本身的组成。也有相当一部分有机物来不及分解而沉积水底。在厌氧条件下，沉淀到水底的有机质分解速度较慢，程度较不完全。有些有机质(木质素)在微生物作用下形成一种特殊的有机物质，通常称为腐殖质。由于水体的运动或机械扰动，腐殖质可再次进入水体，矿化释放出营养元素，归还到环境，从而完成有机物的矿化作用。3.2.2水体中氧的来源与消耗(1)水中氧的来源有二个①大气中的氧源源不断的溶解于水并与水处于动态平衡；②水生植物(藻类和水生高等

6、植物)的光合作用释放的氧。(2)水中氧的消耗主要有三个途径①水生动植物的呼吸作用；②水生微生物的呼吸作用；③水中微生物参与下的有机物生物化学降解过程，大量消耗溶解氧。3.2.3氮循环水体中的氮的主要来源有二个：①地表径流和农田排水中挟带大量的无机氮和有机氮物质；②水体中某些生物的固氮作用。水体中氮的消耗有下述4个途径：①随水流出；②沉积于水底；③由于水中存在反硝化作用而逸出；④水生动、植物以水产品形式被人类或动物捕捞而脱离水体。水体中各种含氮物质之间的转化是通过下述几种反应和在特定的生物参与下完

7、成的。a.氨化作用b.硝化作物c.反硝化作用d.无机氮的同化作用3.2.4磷循环来源：主要为径流流入。消耗：①径流流出；②沉积；③以水产品形式被人捕捞磷在水中的存在形式有溶解性无机磷，溶解性有机磷和悬浮性颗粒磷。溶解性无机磷主要为磷酸盐，也包括多磷酸盐和胶体无机磷溶解性有机磷包括大部分胶态有机磷悬浮性颗粒磷包括悬浮性粒状有机磷和泥沙粘土颗粒胶体吸附的磷水体中的各种磷化合物主要通过有机磷矿化、无机磷同化和不溶性无机磷有效化三个途径进行循环：(1)有机磷的矿化作用有机物中的磷，在其生物降解过程中，生成无

8、机磷和磷化物，许多细菌和真菌都参与这个矿化过程；(2)磷的同化作用水中溶解性无机磷首先为上层水中的浮游植物所吸收，转化为有机磷。其中一部分用于本身生长的需要，大部分(95%以上)积累在细胞中以备磷源不足时使用。(3)不溶性磷转化为可溶性磷沉积物中不溶性磷不能为水中生产者所利用，水中pH值向酸性转变时，可使沉积