淡水水体中生物群落与其环境构成的生态系统。淡水水体总面积约占地球表面积的0.5%,按淡水生境可划分为静水系统和流水系统两大类型。前者包括湖泊、水库、池塘和沼泽;后者包括江河、溪流、沟渠及泉水等。在淡水生态系统中,除池塘为半人工生态系统外,其它均为自然生态系统。自20世纪60年代以来,淡水生态系统的研究已受到人们的重视。
淡水水体中生物群落与其环境构成的生态系统。淡水水体总面积约占地球表面积的0.5%,按淡水生境可划分为静水系统和流水系统两大类型。前者包括湖泊、水库、池塘和沼泽;后者包括江河、溪流、沟渠及泉水等。在淡水生态系统中,除池塘为半人工生态系统外,其它均为自然生态系统。
自20世纪60年代以来,淡水生态系统的研究已受到人们的重视。中国在淡水池塘生态系统中,采用以鲢、鳙或鲩为主体的多层次分级与多品种混养,合理地利用水体空间和充分利用环境中各种饵料资源,获得了每公顷塘鱼15000千克以上的高产量,居世界首位。在以提高水体鱼产为中心的湖泊生态综合研究方面也取得了良好效果。国外有采用系统分析方法建立淡水生态系统数学模型的,尤其是关于营养物质循环和初级生产过程的数学模型在水质管理实践中得到了成功的应用。
淡水生态系统的各种生物和非生物组分是很复杂的。水环境中的温度、光照、水流、溶解氧、酸碱度、营养盐类(主要是磷酸盐和硝酸盐)等,通常是最重要的环境因素。与陆地环境相比,水域温度相对稳定,水的密度很高,其水平与垂直流动,使溶解的气体和盐类得以均匀分布,并促进了物质能量在各组分间的传递与交换;水中的含氧量较大气中为低。虽然水中CO2含量丰富,但由于光的透入有限,使光合作用受到限制。
淡水中的生物依其生活方式不同,可分为浮游生物、自由生物、漂浮生物、底栖生物和周丛生物五个生态类群。按栖息地及生境的多样性,可分为静水生物群落与流水生物群落。各生物群落又因水的流速和水层的光亮度不同而呈现不同的特征。上层的光亮带和藻类形成的绿色带为自养层;在较低的暗处和沉积物形成的褐色带为异养层,它们之间主要以食物链(网)的形式相互联系。在淡水中初级生产者多为体型极小、种类和数量极多的浮游植物及水生高等植物组成,其次为一些光合细菌和化能自养细菌。藻类为池塘生态系统中消费者的主要食物,藻类的代谢率很高,其数量多少决定着池塘饵料的丰欠程度。大型消费者主要是各种浮游动物、底栖动物和各种鱼类,它们分别属于各个消费者营养级。其中体型很小,种类与数量很多的浮游动物是主要的初级消费者,它们利用植物资源的效率很高,运转速度很快。小型消费者即分解者,主要是细菌和真菌,还有腐食性生物,特别是一些小型的腐食性或屑食性动物(如原生动物、线虫等)在某些系统中其分解作用甚至比细菌或真菌更为重要。
淡水生态系统通过与大气保持连续的气体交换,以及通过迳流与陆地、农田和邻近水体的广泛联系等多种途径接受一定的外源营养物,但经常的和大量的营养物供应主要依赖于系统内部的循环。系统中营养物质的输入与输出关系经常处于变动状态,营养物的吸收与释放存在着周期性变化。水生生物最易于缺乏磷和氮,水中磷的含量通常很微小,在未污染的湖泊中总磷量在10~50微克/升之间,大部分磷被结合在沉积物中或存在生物体内,如美国东部的埃尔湖总磷中80%沉积在水底,因此浮游植物的繁殖与发育常因磷不足而受到限制。沉积物中营养物的释放率在很大程度上反映了循环的速度,一般小型浅水湖泊沉积物中磷的周转时间较短。淡水生态系统的初级生产力水平相对较低,其光能利用率只有陆地的1/4,据国际生物学计划(IBP)的广泛调查结果:世界湖泊的毛初级生产力变动在500千卡/米2·年和10000千卡/米2·年之间。河流的初级生产力通常很少超过1000千卡/米2·年。世界湖泊与河流的总净初级生产量约0.6×1016千卡/年,平均净初级生产力为2250千卡/米2·年。由于水的溶解能力强,淡水中相当部分的物质与能量可通过渗透进行传递,故草牧食物链的传递作用较陆地生态系统的为小。一般说,大型湖泊和水库中仍以草牧食物链为主;在高等植物繁茂的水体中以碎屑食物链为主。能量传递效率,湖泊中生产者营养级的能量同化效率(PG/L)变动在0.02~1.7%之间,平均为0.4%;营养级间的生产效率(Pt/Pt-1)一般为10~20%。
淡水生态系统演替的基本形式是从贫营养到富营养和从水体到陆地。如湖泊在形成初期,营养物含量很低,常常只有一些浮游生物。随着外源营养物的输入和有机物的增加,促进了藻类的繁殖和水生高等植物的生长,多种水生动物陆续迁入。由于营养物的不断输入,大量沉积物填满湖底,造成湖水的下层严重缺氧,水质恶化,湖中生物数量减少,水生动物逐渐消失,结果导致湖泊由深变浅,由大变小。若沉积作用继续下去,则变成沼泽,直至整个水体完全消失。这种演替过程一般进程缓慢,且往往经历着复杂曲折的过程。淡水生态系统经过一定的发育阶段后,系统中各成分之间及结构与功能间的相互关系便处于相对稳定状态,维持自身的动态平衡。但系统内这种自调能力是有限的,常因强度过大的外来干扰,特别是人类经济活动的干扰,使自然生态平衡遭到破坏,如围湖造田,农药、化肥及工业废水等的输入,引起并加速淡水水体的污染和富营养化,致使淡水生物资源遭到破坏。
淡水生态系统除提供人类生活与工农业用水外,在防洪、灌溉、航运、发电、渔业等方面给人类带来许多利益,并对调节一定范围内的气候、维持自然地理环境的稳定性起着重要作用。基于保持生态平衡和发展渔业的基本思想,在开发与合理利用时应注意下列诸方面:①保护水环境,实现淡水生态系统的优化管理:如退田还湖,恢复鱼类生栖繁衍的场所;在江湖兴建水利工程(建闸、筑坝)时,应考虑经济鱼类的洄游习性和过鱼设施的建立;加强水体的水质管理,防治水体污染或富营养化。②开展增殖与养殖,进行多级利用:如加强渔政管理,防止滥捕,保护鱼类及其它水生经济动、植物;注意天然杂食性鱼类的繁殖保护;控制凶猛鱼类种群的发展;选择食物链短的鱼类并增加屑食性鱼类的放养量,使系统中的能源物质尽可能转化为鱼产品,最大限度地提高鱼产量。③与农、牧业相结合,建立良性循环的复合生态系统,提高系统生产力。
所有评论仅代表网友意见