人类活动对水中浮游生物和植物影响

如题所述

一、修建水库对水生生物和植物影响

水库建成后,由于库区流速减慢,泥沙下沉,河流透明度较建库前有所增加,在水库没岸以及库湾往往形成静水水体,有利于浮游动植物和底栖生物的增殖和发展。一般讲,水库蓄水后,河内鱼类组成不会受影响,但大坝阻挡了某种鱼类的回游通道,会对鱼类生活习性产生不利影响(胡喜荣,1996)。

兴建水库后不仅使部分陆生天然植被演替为人工栽培植被,并且在水库蓄水后,大量的陆生植被被淹没,人类活动对环境的改变会影响植被的演替过程。因为水库的调运,丰水期为水域,枯水期为光秃陆相,肥沃、湿润的土壤使一些陆生草本植物得以发芽生长,并迅速演化为繁茂的草本植被,这些有机物随水而进入水库中,被微生物分解给水域生态系统,一方面可提供大量的营养物质,增加浮游生物,在一定的时间对鱼类有利;另一方面因有机物的腐败分解又降低水的溶解氧,增大耗氧量。加之微生物对有机物的转化,使水体富营养化,影响水质。对植被演替进程的另一个影响是可能出现水生植物群落(中国科学院三峡工程生态与环境科研领导小组,1987)。

因此,水库对水生生物、植物的影响可以分成两个时期:在水库建成初期,主要是通过改变水生生物、植物生存的物理环境而影响其种类和数量;随着水库的运作,库区所产生的有机物以及微生物的分解作用而使水库显现不同程度的富营养化,从而影响水生生物的群落结构。

二、生产排污对地表水体中水生生物和植物影响

由于以往对白洋淀水系水生生物、植物的研究较多,这里以白洋淀、府河为重点,并参照官厅水库水生生态学资料来探讨由于水质改变而对地表水体中水生生物、植物的影响。

(一)白洋淀水体营养水平与浮游生物群落结构的关系

白洋淀的水量缩小与生产排污引起了水质恶化(表16-1)。从表中看出,白洋淀有机污染有逐年加重的趋势,其中COD、NH3-N和TP均超过三级地面水标准。水质污染引起了水生生物、植物的种类、数量及群落结构的明显变化。

表16-1 白洋淀淀区有机污染指标平均含量年际变化(mg·L-1

(据许木启等,1995)

1.浮游生物

由于保定污水氮、磷的排入,白洋淀水体富营养化呈发展趋势,从而影响了水体中浮游生物的种类和数量。随着水质的逐渐变差,白洋淀浮游生物呈现种类减少数量增多的变化趋势,其中藻类的变化趋势尤为明显。在1958年,白洋淀水体清澈,浮游藻类种类很多,为129属,但数量很少,数量为7.5×104个/L(中国科学院动物研究所白洋淀工作站,1958);1975年,种类减少为92属,数量上升为130.2×104个/L;1993年,种类较少,为109属,数量大增,为1367.6×104个/L(黄玉瑶,1995)。

由于白洋淀重金属及剧毒有机物污染并不严重,主要是有机污染,N、P等营养盐丰富,因此,白洋淀藻类的种类数和数量较高。在污染程度不同的站点,其水体中藻类群落结构也不相同(表16-2)。

表16-2 白洋淀几项生态指标实测值

(据高玉荣等,1995,有删略)

2.水生维管束植物的群落演替

1958年调查结果表明,白洋淀水生维管束植物有15 科30 种(中国科学院动物研究所白洋淀工作站,1958),遍布大小淀泊与河道,为部分鱼类提供饵料基础和产卵场所,也为螺类、水生昆虫等底栖动物提供生存环境。1975年也发现有15 科33 种水生植物,种类不少,但部分地区群落结构发生变化(黄玉瑶,1995)。

(二)府河水生生物的变化

府河因污染严重,高等水生植物已全部消失(黄玉瑶,1995;高玉荣等,1995):府河上游的望亭和安洲两站由于接纳保定大量生活污水和一定量的工业废水,水质较差,为Ⅲ、Ⅳ级,对藻类的抑制作用大,浮游生物的结构特征表现为少的种类数目、高的耐污个体数量和较高的生物量;向下游方向,藻类的种类和数量不断上升,耐污种类和数量不断下降,在水质为Ⅲ级时,中污种成为优势种。在水体呈现净化趋势、水质为Ⅱ级的王家寨站清洁种类和数量也占有相当的比例。在中游的东向阳和漾堤口,水质得到净化,污染物毒性降低,种类恢复快,但由于水体的水质富营养化程度较严重,耐污种种群的个体数量和生物量在此两站形成高峰。下游的王家寨和枣林庄由于与淀区水相连,水中长满水草、芒苇等水生植物,污水得到有效的净化,浮游动物种类组成发生较大变化,出现不少分布在正常水体中的种类,与前面站点相比,种类数增加很多,耐污种类的个体数量下降,生物量降低(许木启等,1995)。

(三)官厅水库水生生物的变化

朱新源和陈淑云(1993)对于官厅水库几个监测站生物和水质的研究表明:除个别站位外,都属严重有机污染或工业废水污染水体,因此,大多数站生物指数〔*生物指数=(寡毛类个体数/底栖动物总个体数)×100〕都超过了80%。一般来说,贫营养和清洁水体以金藻、黄藻为主,中营养和轻污水体以甲藻、硅藻、隐藻占优势,富营养水体和中污多污水体以蓝、绿、裸藻为主(金相烂和屠清英,1990)。表16-3的数据表明:1982~1988年间水库的富营养化水平的快速发展引起了浮游植物优势种类的变化。

表16-3 几项水质富营养化指标和历史资料的比较

(据朱新源和陈淑云,1993)

三、水利工程与生产排污对河口及近海地区生态影响

大规模的流域治理和全流域水资源开发利用导致了河流入海水量的减少(表16-4),也使得随河水带入近海的各类营养物质大为减少,但污染物质却在增多。海河流域内各河系污水排放量见表16-5。渤海纳污能力差,水交换能力更差,海水的自净能力有限,渤海海水的更新周期为15年(据1998年7月27日《人民日报》“渤海再也经不起污染了”),其生态环境极易受人类活动的破坏,属于生态环境效应敏感区。海水的污染、营养物质的减少,以及修建防潮闸引起的繁衍通道堵塞,直接影响到了近海的生态环境,使得海岸带及近海自然生态环境遭到破坏,并促使其向新的平衡演变。渤海污染的80%是陆源污染,污染使海洋生态系统遭到破坏,生物多样性发生变化,部分海域出现了局部的无底栖生物的“死海”。在人类活动影响下,生态环境效应具体表现为:近海海洋生物随之锐减,海洋渔业资源的数量和分布也发生了很大变化,过去盛产的毛蟹濒于绝迹,曾是渤海名产的小黄鱼、带鱼、靳鱼等经济鱼种自1972年以来就没有过鱼汛。据国家海洋局提供的资料,最近7年间,渤海发生近20起赤潮,对养殖破坏很大,其中黄骅赤潮造成2亿~3亿元的损失。1997年渤海无机氮超标66%,无机磷超标68%,油类超标63%,一些海底已没有生物,成为海底沙漠(据1998年7月27日《人民日报》“渤海再也经不起污染了”)。

表16-4 不同时段各岸段入海水量(亿m3

(据孙建中等,1995)

表16-5 海河流域各水系污水排放量统计

(据天津市海岸带和深海资源综合调查领导小组办公室,1987)

四、小结

人类活动(水利工程、生产排污)对不同生态环境产生的影响不同。修建水库等水利工程主要是通过改变河北平原陆地水生生物、植物的物理生存环境而影响它们。人类产生生活污水和工业废水以其所含的毒性物质及N、P而影响水体中水生生物、植物的群落结构。白洋淀淀区没有受到保定排污废水的直接冲击,但随着水体富营养化程度的加重趋势,水生生物的物种多样性不断减少,耐污优势种群的数量大幅度增加。府河中的高等水生植物则已全部消失。水利工程和生产排污对属于环境效应敏感区的河口和近海地区的影响,则严重地影响到了渤海大陆架水生生物、植物的生存环境,特别是对海水的污染引发了灾难性的后果,如鱼类种类的减少以及赤潮等现象。因此,我们要重视人类活动对渤海的河口及近海地区的影响,努力保护那里的生态环境。

讨论:水文界已公认水不仅是一种工业原料,还有着保护生态环境的重要功能。在河北平原,20世纪40年代时是良好的洼淀河水相连的水生生态环境,现今则主要以水库区为主,使得整个区域上的水生生态环境完全改变。原有的水生生态环境改变所引起的后果对人类社会发展的影响是令人担忧的问题。为了社会的可持续发展,这种水生生态环境的剧烈变化是不容许的,因而我们必须增强保护水生生态环境的意识,并要进行进一步研究工作,设法恢复它。特别是要保护和恢复渤海的河口和近海地区的生态环境。

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