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1、环境生态工程环境生态工程PPTPPT课课件件环境生态工程环境生态工程Source: OSTP人类活动人类活动化石燃料燃烧化石燃料燃烧森林砍伐森林砍伐化石燃料燃烧化石燃料燃烧森林砍伐森林砍伐化石燃料燃烧化石燃料燃烧森林砍伐森林砍伐导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的二氧化碳等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。造成温室效应的温室气体除了二氧化碳外，还有甲烷、氧化亚氮等。燃烧化石燃料、农业和畜牧业、垃圾处理等等都会向大气中排
2、放温室气体。Atmospheric CO2 1850: 280 ppm 2005: 379 ppmAtmospheric CH4: 715 ppb 1850 -1774 ppb in 2005Atmospheric N2O: 270 ppb 1850 -319 ppb in 2005Hansen et al. 2006. PNAS0.76 oC since 18501.8-4.0 oC by 2100Global mean temperatures are rising faster with time100 0.074 0.018 50 0.128 0.026Warmest 12 years
3、:1998,2005,2003,2002,2004,2006, 2001,1997,1995,1999,1990,2000Period RateYears /decadeRecent Observations: Formerly known as Glacier National ParkWe know that climate is warm-ing19381981http:/www.nrmsc.usgs.gov/research/glacier_retreat.htm Kerr, 2007. Science 315: 754海平面上升经济发达、人口密集的三角洲、海岸带和低地地区淹没损失。气
4、候带北移热带多雨地区将面临洪涝多发威胁，沿海城镇将遭受风暴频繁袭击。极地冻土带下的大量CH4将释放出来，加速全球增温。给许多病菌的繁殖、传播提供更为适宜的温床。世界经济损失据UNEP报告,如不对温室气体排放采取措施，今后 50年内，每年所造成的全球经济损失最多可达3000 亿 美元。引发自然灾害，破坏生态系统良性循环，损害生物多样性使中国农业生产的不稳定性增大生态问题和环境问题水资源不均衡中国南方雪灾与中国北方暖冬干旱Plausiblescenarios(May 06 “Vanity Fair”)+3mMarthas VineyardDistrict of ColumbiaFrisco Bay
5、PlausiblescenariosThe Hamptons3 m sea level riseCategory 3 stormNew York City minus an ice sheetForestfiresMore frequentMore intenseUntil fuels are goneA. L. Westerling, H. G. Hidalgo, D. R. Cayan, T. W. Swetnamwww.sciencexpress.org / 6 July 2006 / Page 5/ 10.1126/science.1128834第二节第二节 环境生态学环境生态学1 1
6、 环境生态学的概念环境生态学的概念环境生态学是研究在人为干扰下生态系统内在的变化机制、规律等，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学理论，阐明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径。2 2 环境生态学的研究内容环境生态学的研究内容人为干扰下生态系统内在变化机制和规律生态系统受损程度的判断各类生态系统的功能和保护措施的研究解决环境问题的生态对策维护生物圈的正常功能，改善人类生存环境，并使两者得到协调发展，这是环境生态学的根本目的。运用生态学理论，保护和合理利用自然资源，治理被污染和被破坏的生态环境，恢复和重建生态系统，以满足人类生存发展的需要，是环境生态学的主要任务。3
7、3 环境生态学的应用与发展环境生态学的应用与发展干扰和受害生态系统特征的判断受害生态系统恢复和重建途径重视生态规划积极参与区域污染治理环境生态工程是在生态学原理的指导下，为使受损生态系统恢复，进行重建和保护的生态工程。运用生态控制论原理去促进资源的综合利用、环境的综合整治及人类社会的综合发展是环境生态工程的核心。第三节第三节 污染生态工程污染生态工程1 1 污水土地处理技术污水土地处理技术1.1 1.1 污水土地处理技术概念及组成污水土地处理技术概念及组成利用土壤植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理城市污水及某些类型的工业废水，使水质得到根本的改善。完整的土地处理系统由预处理、水
8、量调节与贮存、配水与布水、土地处理田间工程、植物、排水及监测等七部分组成。土地处理田间工程是土地处理技术系统的核心部分，处理污水的主要过程在这里发生，可分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地系统与地下渗滤等不同类型。1.2 1.2 土地处理系统对污水的净化作用机土地处理系统对污水的净化作用机制制物理过滤 土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中悬浮颗粒的性能。污水流经土壤，悬浮物被截留，污水得到净化。物理化学吸附 金属离子与土壤中的无机胶体和有机胶体颗粒，由于螯合作用而形成螯合化合物；有机物与无机物的复合化而生成复合物；重金属离子与土壤颗粒之间进行阳离子交换而被置换吸附；某些有机物与土壤中重金属生成
9、螯合物而固定在土壤矿物的晶格中。化学反应与化学沉淀 重金属离子与土壤的某些组分进行化学反应生成难溶性化合物而沉淀；如果调整、改变土壤的氧化还原电位，能够生成难溶性硫化物；改变pH，能够生成金属氢氧化物；某些化学反应还能够生成金属磷酸盐等物质，而沉积于土壤中。微生物代谢作用下的有机物分解 在土壤中生存着种类繁多、数量巨大的土壤微生物，它们对土壤颗粒中的有机团体和溶解性有机物具有强大的降解与转化能力，这也是土壤具有强大的自净能力的原因。1.3 1.3 污水土地处理系统基本工艺污水土地处理系统基本工艺慢速渗滤处理系统 将污水投配到种有作物的土地表面，污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗滤，一部分污水
10、直接为作物所吸收，一部分则渗入土壤中，从而使污水得到净化的一种土地处理工艺。本工艺适用于渗水性能良好的土壤如砂质土壤和蒸发量小、气候湿润的地区。快速渗滤处理系统 将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土地表面，在污水向下渗滤的过程中，在过滤、沉淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化学及生物的作用下，得到净化处理的一种污水土地处理工艺。回收处理水是本工艺的特征，可用地下排水管或井群回收经过净化的处理水或将净化水补给地下水。地表漫流系统 本系统是将污水有控制地投配到种植有多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的土地上，污水以薄层方式沿土地缓慢流动，在流动的过程中得到净化。净化出水大部
11、分以地面径流汇集、排放或利用。这种工艺对地下水的污染较轻。污水在地表漫流的过程中，只有少部分水量蒸发和渗入地下，大部分汇入建于低处的集水沟。本系统适用于渗透性较低的黏土、亚黏土，最佳坡度为28。2 2 污水稳定塘处理技术污水稳定塘处理技术2.1 稳定塘系统概述稳定塘，我国曾长期习称氧化塘。稳定塘是经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。传统的塘处理系统大都为菌藻共生系统塘。其中细菌将进入塘中污水的有机污染物氧化降解为二氧化碳和水、氨氮、硝酸盐和磷酸盐，藻类摄取上述物质进行光合作用，使藻类增殖，同时释放氧供好氧菌氧化降解有机
12、物质。2.2 稳定塘对污水的净化机制在太阳能(日光辐射提供能量)作为初始能源的推动下，通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生植物和水产，水禽的形式作为资源回收，净化的污水也可作为再生水资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。 稳定塘中的生物作用好氧微生物的代谢作用厌氧微生物的代谢作用浮游生物的作用水生维管束植物的作用物理稀释作用物理化学的沉淀和絮凝作用2.3 稳定塘系统组成用于处理污水的稳定塘系统包括预处理系统，厌氧塘、兼性塘、曝气塘、好氧塘、生物塘、水生植物塘、养鱼塘、控
13、制排放塘和储留塘，通过上述这些塘的不同组合从而形成了多种多样的塘系统。预处理系统。稳定塘系统的预处理系统主要是通过物理的方法分离、去除对后续塘处理单元有害和产生影响的大块污染物、砂粒等无机固体颗粒，减小这些无机物质在稳定塘内的淤积，减轻后续塘处理的负荷，延长其使用寿命，保证稳定塘的正常运行和处理效果。厌氧稳定塘。厌氧稳定塘即在无氧状态下净化污水的塘。塘水深度一般在2.0 m以上，有机负荷率高，其功能旨在充分用厌氧反应高效低耗的特点去除有机负荷，改善原污水的可生化降解性，保障后续塘的有效运行。兼性稳定塘。简称兼性塘，塘水较深，一般在1.0 m以上，从塘面到一定深度(0.5m左右)，阳光能够透入，
14、藻类光合作用旺盛，溶解氧比较充足，呈好氧状态；中层呈缺氧(兼性)状态，介于好氧与厌氧之间为兼性区，存活大量的兼性微生物；塘底为沉淀污泥，处于厌氧状态，进行厌氧发酵。兼性塘的污水净化是由好氧、兼性、厌氧微生物协同完成的。好氧稳定塘。简称好氧塘，深度较浅，一般不超过0.5m，阳光能够透入塘底，主要由藻类供氧，全部塘水都呈好氧状态，由好氧微生物起降解有机污染物与净化污水的作用。曝气稳定塘。简称曝气塘，塘深在2.0m以上，曝气塘是设有曝气充氧设备的好氧塘和兼性塘，其有机物和营养物的容积负荷比普通兼性塘或好氧塘大得多。适于土地面积有限，不足以建设成靠风力自然复氧为特征的塘系统。生物塘。生物塘是具有菌藻共
15、生系统、人工种植水生植物或养殖水生动物(水产)的塘，在生物塘中菌类、藻类、水生植物以及水生动物形成许多条食物链，并由此构成食物网，使污水中的有机污染物和营养物质被生物塘中的生物摄取，在食物链中逐级传递、迁移和转化，最终得到去除，同时实现资源化。水生植物塘。种植水生维管束植物和高等水生植物的塘称为水生植物塘。塘中的水生植物主要起如下作用：水生植物通过光合作用吸收氮、磷等营养物质用于自身的合成和增殖，提高塘中有机物和氮磷的去除功能；水生植物根部具有富集金属的功能，可提高金属的去除效率；拥有较大的表面生长区的大型水生植物物种已被证明对于那些不被溶解的金属氢氧化物沉淀的截留作用也十分有效。养鱼塘。养鱼
16、塘是利用养殖鱼类来摄食水中藻类和各类水生植物达到水体净化，实现资源回用，获得经济效益的塘。在用于污水处理和利用的稳定塘系统中，适宜于放养的鱼类有杂食性鱼类(如鲤鱼、鲫鱼)，它们捕食水中的食物残屑和浮游动物；鲢、鳙等滤食性鱼类；以及草食性鱼类如草鱼、鳊鱼等，它们能够控制藻类和水草的过度增殖。在北部干旱地区应用的稳定塘污水：预处理兼性塘储存塘或储留塘(在温暖季节中运行的养鱼塘或水禽养殖塘) 农田灌溉出水补充地下水或地表水体。高浓度有机废水：预处理厌氧塘兼性塘储存塘(温暖季节进行养鱼和/或水禽养殖)农田灌溉出水补充地下水或地表水体。在南部地区应用的稳定塘污水：预处理(格栅沉砂池)生长有水生植物的兼性
17、塘稻田养鱼出水。有机废水：预处理(格栅沉砂池) 生长有浮水植物的兼性塘养鱼塘水禽养殖塘荷塘或芦苇塘出水。3 3 受损水体生态修复工程受损水体生态修复工程水体富营养化水体生态修复技术原理就是利用培养的生物或培育、接种的微生物的生命活动，对水中营养盐进行转移、转化及降解，从而使水体得到恢复。这种技术是对自然界自我恢复能力、自净能力的一种强化，工程造价低、运行成本低、治污效果好，应用前景广阔。3.1 3.1 改变水动力要素，改善水体交换改变水动力要素，改善水体交换污染源的控制是保护水环境的先决条件，从源头控制污水排入河网应该是解决水质污染问题的最根本措施。目前，我国大型的湖泊治理工程都基本上采用这一
18、措施。从一些湖泊的引水经验来看，从外流域引水对降低湖泊的富营养化水平有较好的效果，如引江济太(湖)工程，引水入滇(池)工程等。3.2 3.2 底泥生态疏浚底泥生态疏浚湖泊底泥中累积了大量的营养物质，当湖泊底层氧化还原环境发生变化时，底泥中的营养物质和污染物质会重新释放加入水体，成为水体富营养化的主要营养源。底泥疏浚工程就是用装有搅吸式离心泵的船只在湖中抽出底泥，经过管道输送到岸上一个专用的堆积场所。3.3 3.3 沉水植被恢复沉水植被恢复如果没有水生植物将大量的营养束缚在体内，湖泊的富营养化速度将是迅速的。从整体上看，以水生植物为主要初级生产者的湖泊水质较好，水生生物的多样性程度较高，因为大量
19、的营养物质被积存在水草中，从营养上抑制了浮游藻类的生长，使得水质清澈，这常常被称为水草的“净化功能”。3.4 3.4 漂浮植物恢复漂浮植物恢复漂浮植物都有较强的过滤和吸收，吸附污染物、悬浮物的作用，同时还是水中生物栖息、繁殖的场所，能够提供各类水生动物的食物。水中植物的多样性，不仅发挥了很强的水质净化作用，而且还为水中生物的生长繁殖创造了必备条件，更为水边环境增添了自然风光。3.5 3.5 水生动物生态恢复水生动物生态恢复水生动物的多样性，使它们在水中互相依存，与水生植物互相依赖、互相作用，形成生态平衡，同时也不断地消耗和降解着水体中的有机物质，使水体得以净化。3.6 3.6 植被缓冲带建设植
20、被缓冲带建设植被缓冲带是一个位于水生和陆地之间的过渡地带，一般被描述为长的、线状的邻近溪流，河流湖泊水库等各种水体的植被带。它既受陆地系统影响，又受水体的影响。植被缓冲带可以是生长于湖滨，也可以是河岸、河口海岸带，因此这里通称为岸线植被缓冲带或岸线缓冲带。岸线缓冲带是保护湖泊生态系统健康的最后一道防线，它将水体与其他各种土地利用类型分离，一方面阻止水体的波浪和洪水对岸线的侵蚀；另一方面，在径流进入湖泊以前过滤其中的多种有害物质，包括化肥和除草剂等；同时它还提供了水生昆虫、微生物、鱼类和其他动物的栖息地，从而维持一个脆弱的水生生态系统的平衡。4 4 固体废物处理工程固体废物处理工程固体废物一般指
21、被丢弃的固体和泥状物质，以及从废水、废气中分离出来的固体颗粒等。主要来源于人类生产和消费活动。有机废物，无机废物有害废物和一般废物固体状(颗粒状、粉状、块状)，泥状矿生固体废物、工业固体废物、农业废弃物、城市垃圾与污水处理厂固体污泥固体废物处理主要包括物理处理化学处理生物处理热处理固化处理固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。处置方法分为：海洋处置和陆地处置。海洋处置包括深海投弃和海上焚烧，陆地处置包括土地耕作、土地填埋和深井灌注等。控制固体废弃物污染的技术政策包括减量化、资源化和无害化。处理处置技术发展方向为最终实现资源化。减量化：通过适宜手段减少固体废物的数量
22、，减小其容积。资源化：通过各种方法从同体废物中回收有用组分和能源，旨在减少资源消耗，加速资源循环，保护环境。无害化：将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围自然环境的目的。4.1 4.1 固体废物处理生态工程模式固体废物处理生态工程模式肥料化，通过直接利用或加工利用的方式，将固体废物转化为肥料或土壤改良剂。饲料化，将固体废物转化为养殖业所必需的饲料。原料替代化，利用固体废物可替代部分生产活动中的宝贵资源，如利用米糠、蔗渣等可替代木材生产木腐性食用菌。能源化，即利用工业废物生产沼气，其发酵残余物又可在农业生产中广泛应用。4.2 4.2 城市生活垃圾堆肥技术城市生活垃圾堆肥技术堆肥化
23、是在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程，在微生物分解有机物的过程中，不但生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物，而且还合成新的高分子有机物腐殖质，它是构成土壤肥力的重要活性物质。垃圾堆肥是在微生物作用下垃圾中有机物的生化降解过程。由于堆肥内的环境不同，既可以是厌氧菌为主的腐败发酵过程，也可以是好氧菌为主的氧化分解过程。厌氧堆肥是在不通气条件下，将有机废弃物(包括城市垃圾、人畜粪便、植物秸秆、污水处理厂剩余污泥等)进行厌氧发酵，制成有机肥料使固体废弃物无害化的过程。酸性发酵阶段。产酸细菌分解有机物，产生有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氢等，使pH下
24、降。产气发酵阶段。产甲烷菌分解有机酸和醇，产生甲烷和二氧化碳，随有机酸下降，pH迅速上升。好氧堆肥主要优点为处理周期短，不产臭气，其堆肥产物化学性质稳定，不会对环境造成影响，故当前垃圾堆肥均以好氧堆肥为主。微生物湿度养分温度通风5 5 大气污染防治生态工程大气污染防治生态工程大气污染可分为物理性污染、化学性污染与生物性污染三种类型。目前对大气污染的控制工程技术可分为两种，即常规控制技术与生态工程技术。大气污染净化的生态工程主要靠绿色植物完成。5.1 5.1 植物对大气中化学污染物的净化作植物对大气中化学污染物的净化作用用大气中的化学污染物包括：二氧化碳、二氧化氮、氟化氢、氯气、乙烯、苯、光化学
25、烟雾等无机、有机气体，以及汞、铅等重金属蒸气及大气飘尘所吸附的重金属化合物。在选择植物对大气污染物净化时，不仅要考虑其对污染物的吸收净化能力，同时也要求其对该污染物有较强的耐性。对芳烃抗性较强的植物品种包括：侧柏、龙柏、桧柏、毛白杨、山桃、臭椿、紫穗槐、刺槐、银杏、垂柳、泡桐、大叶女贞、新疆杨等。对烯烃污染物抗性较强的树种包括：侧柏、云杉、臭椿、垂柳、紫穗槐、毛白杨、新疆杨、刺槐、大叶黄杨等。5.2 5.2 植物对大气物理性污染的净化作用植物对大气物理性污染的净化作用植物对大气飘尘的去除效果。植物对噪声的防治效果。植物对城市热污染的防治作用。植物对放射性物质的去除。5.3 5.3 植物对大气生
26、物污染的净化效果植物对大气生物污染的净化效果空气中的细菌借助空气中的灰尘等飘浮物传播，由于植物有阻尘、吸尘作用，因而也减少空气病原菌的含量和传播。同时，许多植物分泌的气体或液体也具有抑菌或杀菌作用。研究表明，茉莉、黑胡桃、柏树、柳杉、松柏等均能分泌挥发性杀菌或抑菌物质，柠檬、桦树等也有较好杀菌能力。第四节第四节 湿地生态工程湿地生态工程1 1 湿地的概念和分类湿地的概念和分类1.1 1.1 湿地的概念湿地的概念湿地是指不问其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水，包括低潮时水深不超过6m的海水水域。每年的2月2日是世界湿地日 湿地广泛分布于世界各地
27、，拥有众多野生动植物资源，与海洋、森林并称为地球三大生态系统。湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地的特征植物。 1.2 1.2 湿地的分类湿地的分类湿地公约的湿地分类湿地公约的湿地分类1999年国家林业局为了进行全国湿地资源调查，参照湿地公约的分类将中国的湿地划分为近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽与沼泽化湿地、库塘等5大类28种类型。我国的湿地分类我国的湿地分类2 2 湿地生态系统的结构湿地生态系统的结构2.1 2.1 淡水沼泽湿地淡水沼泽湿地所有远离海岸带或不受海水影响的湿地统称为内陆湿地生态系统，主要包括淡水草本沼泽生态
28、系统、泥炭湿地生态系统、淡水木本沼泽生态系统和河漫滩湿地生态系统。2.1.1 2.1.1 淡水草本沼泽生态系统淡水草本沼泽生态系统占湿地总面积的20，是最复杂的湿地生态系统之一。淡水草本沼泽湿地的剖面结构自上而下一般分为草根层，腐殖质层(泥炭层)，潜育层和母质层(一般为黏土或亚黏土)。淡水草本沼泽有许多植被类型，常见优势种有芦苇、香蒲、黑三棱等挺水植物，水葫芦等浮水植物，马尾藻等沉水植物。以碎屑食物链为主要能量通道的生态系统。低等生物起着重要作用。分解者有线虫、放射菌等；昆虫，如蚊子，是重要的消费者。大型消费者有两栖类、鱼类、贝类、鸟类和哺乳动物等。2.1.2 2.1.2 泥炭湿地生态系统泥炭
29、湿地生态系统泥炭湿地的两个主要特征是：多余的水分和泥炭积累。潮湿、寒冷的气候是泥炭湿地发育的基本条件。泥炭湿地通常具有酸性环境和有限的可用养分，是贫营养和低生产力的生态系统。泥炭沼泽湿地的植被主要是由泥炭藓、莎草、石楠、柳树等一些嗜酸植物组成。植物呈垫状，木本植物高度通常不到1m。该区域只能发现极少量的两栖与爬行动物，驯鹿、黑熊是比较常见的哺乳动物，泥炭沼泽湿地的鸟类较多。2.1.3 2.1.3 淡水木本沼泽生态系统淡水木本沼泽生态系统在整个生长季或生长季的大部分时间内滞留有较深地表淡水的木本群落称为淡水木本沼泽，如池杉沼泽、落羽杉沼泽、白蜡树沼泽、红栎沼泽及多种水生木本植物的混生群落。在所有
30、的森林生态系统中，淡水木本沼泽生态系统的土壤环境和水环境及其参与的生物地球化学循环是最为复杂的。从富饶的冲积平原到极度贫瘠的酸性水体，从常年的深水区到短时间内没有地表水的洼地，均可发育多种类型的淡水木本沼泽。在淡水木本沼泽中，一些植物发育出呼吸根和根膝进行呼吸，或者发育出板根和不定根起支撑作用。2.1.4 2.1.4 河漫滩湿地生态系统河漫滩湿地生态系统是介于河流和丘陵之间、地下水位较高的生态系统，其土壤至少在生长季期间被泛滥的河水所覆盖。主要特征有三个方面：沿河流分布，呈带状或线形。既与丘陵陆地生态系统和河流水体生态系统侧向相连，又与上游和下游的生态系统相协调。开放的生态系统，接受丘陵、河流
31、和上游生态系统的能量与物质输入，仅向下游输出，输入大于输出。2.2 2.2 滨海湿地滨海湿地即海岸湿地生态系统，包括盐沼生态系统、潮汐淡水沼泽生态系统、红树林生态系统和河口湾生态系统4个主要类型。2.2.1 2.2.1 盐沼生态系统盐沼生态系统盐沼是发育于淤泥滩地的自然和半自然盐生草地与低矮灌丛，周围被潮汐或非潮汐水位变化的盐水所包围。盐沼植被从海向陆具有明显的梯度分布规律，包括裸滩、碱蓬植被、芦苇、白茅植被。盐沼植被的带状分布和发育主要受土壤盐度、有效营养和通气性的影响。除了高等植物外，盐沼内生存着大量的低等植物和微生物，如绿藻、蓝藻、硅藻、硫细菌等，成为盐沼生态系统的生产者和分解者；消费者
32、包括软体动物、鱼类、虾和多种昆虫。它们分别生活在气生境、水生境和底泥生境中。盐沼中的潮汐沟、水塘是部分鱼类的繁育场所、临时栖息地和食物来源区；涨潮时，浅海鱼类随潮水进入盐沼取食和产卵。2.2.2 2.2.2 潮汐淡水沼泽生态系统潮汐淡水沼泽生态系统在降水丰富或者较大河口湾的附近，盐沼生态系统由于接受了大量的淡水而形成潮汐淡水沼泽，致使该生态系统具有盐沼生态环境特征的同时也具有淡水沼泽的生物群落。因此，潮汐淡水沼泽往往分布于盐沼和内陆淡水沼泽之间。与盐沼不同，潮汐淡水沼泽有大量不同类型的无脊椎动物，如变形虫、枝角类和淡水蜗牛等。依据自由动物活动范围将其分作5个基本类型：淡水种、河口湾种、河口湾海
33、洋种、海洋产卵淡水生活种和溯河产卵与半溯河产卵种。潮汐淡水沼泽可能是所有湿地中鸟类最丰富的区域。2.2.3 2.2.3 红树林生态系统红树林生态系统红树林是分布于热带、亚热带海岸的木本沼泽。包含有盐生乔木，灌木和一些草本、藤本植物。植物具有气生支柱根、胎生现象、呼吸根等特征。与盐沼植物不同，红树植物的生长发育不需要盐水，它们之所以生长于海岸潮间带是因为它们能够忍受盐水。红树植物通过根系避盐和叶片泌盐降低体内组织的盐分。螃蟹是红树林内最重要的动物，其选择性取食行为能够改变红树林的区系和分布，螃蟹在土壤里的洞穴可以大大增加土壤的氧气，进而影响红树林生态系统的碳循环、土壤化学和物种生活等生态过程。2
34、.2.4 2.2.4 河口湾生态系统河口湾生态系统河口湾是一个与外海直接相连的半封闭的沿海水体，受潮汐和河水的强烈影响形成半咸水或咸淡水环境。在大江、大河的入海口，当河水的作用超过潮汐的作用时，淡水在很大的范围内流动于海水的上层，出现明显的淡水与海水分层现象，也即盐跃层现象。由于河口湾的自我富营养作用和经常接受河流污水的输入，因此它非常容易受到污染破坏，金属污染物常被富集，有机污染物常导致“赤潮”的发生。2.3 2.3 湖泊湿地湖泊湿地湖泊湿地是典型的水体生态系统。从湖岸到深水，一般分为三个主要的植被带：沿岸带湖沼带深底带沿岸带阳光能够穿透水底，有根植物常可生长，还可细分为沉水植物、浮水植物、
35、挺水植物亚带，并过渡为陆生群落；湖沼带有一定量的阳光透人，可以有效进行光合作用，有丰富的浮游植物如硅藻、绿藻、蓝藻等；深底带没有光线透入，自养生物不能生存，消费者的食物依赖沿岸带和湖沼带下沉的食物颗粒。2.4 2.4 人工湿地人工湿地人工湿地泛指以人为利用为目的而建立或改造的湿地，包括稻田、盐田、水产养殖场、污水湿地处理系统、水库以及各种沟渠、运河等。稻田生态系统是人工生态系统。耕耙、施肥、播种、收获、灌溉与排水都在人为控制下进行。该系统的生物产量往往高于相类似的自然湿地和旱地农田生态系统。灌溉、排水、渗漏与蒸腾蒸发构成稻田水循环特点，其循环强度远大于旱作农田。稻田生态系统中生物种类繁多。我国
36、各地根据其自然环境条件发展了许多不同类型的稻田生态工程：稻鱼、稻蟹、稻萍鱼、稻萍蟹、稻鸭鱼。3 3 湿地生态系统的功能湿地生态系统的功能湿地具有多种功能与效益，如水资源功能，抵御自然灾害的功能，滞留与降解污染物功能，生物多样性保护功能以及休闲、娱乐、科研等社会功能。这些功能使湿地在全球生态系统中具有不可替代的位置。湿地的作用湿地的美称产生粮食、药材、工业原料、农副产品“资源的宝库”提供水资源，保护生物多样性“生命的摇篮”涵养水源，调蓄洪水“天然空调机”净化水中污染物质“天然水库”调节气候，美化环境“地球之肾”众多鸟类的栖息地“鸟类的乐园”3.1 3.1 湿地的水资源功能湿地的水资源功能直接利用
37、的水资源作为集水区内地势较低的另一块湿地的水源补充地下水3.2 3.2 湿地抵御自然灾害的功能湿地抵御自然灾害的功能洪水控制防止盐水侵入3.3 3.3 地球之肾地球之肾滞留与降解污染物吸纳多余的营养物湿地的碳库作用3.4 3.4 湿地的生物多样性保护功能湿地的生物多样性保护功能生物多样性保护基因保存库3.5 3.5 湿地的天然产品湿地的天然产品直接来源于湿地间接来源于湿地3.6 3.6 湿地的社会功能湿地的社会功能在多湿地的国家，水运是最有效和有利于环境保护的运输和交通方式。湿地是休闲旅游的理想之地，可为潜水、游泳、垂钓等旅游项目提供多样化的场地。在宗教、历史、美术等方面湿地也具有一些独特的功
38、能。4 4 退化湿地的生态恢复与重建退化湿地的生态恢复与重建4.1 4.1 我国湿地退化现状与原因我国湿地退化现状与原因我国湖泊已有2/3受到不同程度的富营养化污染，不仅水质恶化，也对湿地生物多样性造成了严重危害。掠夺性开发和不合理利用湿地，加剧湿地功能退化甚至丧失。持续大量围垦湿地，已经使我国自然湿地面积迅速减少。洞庭湖形态的变化洞庭湖形态的变化 据有关部门统计，建国以来，我国约有2/3的滨海滩涂湿地不复存在，约13的湖泊已经消亡，黑龙江三江平原约78的天然沼泽湿地丧失；洪湖水生植物种类减少了20 余种、鱼类减少了约 50 种；七大水系（松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江）有2/3的
39、河段水质污染问题突出。目前，在一些天然湿地相对集中的地区，因围垦、污染及过度开发利用，所造成的湿地破坏仍在加剧。4.2 4.2 湿地恢复湿地恢复所谓湿地恢复，是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿池进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。建立湿地自然保护区 中国从20世纪70年代开始建立湿地自然保护区，截至2004年底，中国已建立湿地自然保护区353 处，面积达1600万 hm2，使我国44%的天然湿地和 33 种国家重点保护水禽在保护区内得到了较好保护。全国湿地保护工程规划提出的总体目标是到 2030 年，使全国湿地保护区达到713个
40、，国际重要湿地达到 80 个。 湿地水质的恢复中国对恢复的研究与实践相对较晚，最初主要是针对湖泊的富营养化进行治理。20 世纪 70 年代，中国科学院水生生物研究所，利用水域生态系统中藻菌共生的生态工程技术，改善了污染严重的湖北鸭儿湖湿地的水质。此后，对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保安湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和生态恢复进行了大量的研究，获得了许多成功的经验。湿地水量的恢复 近年来，由于水资源的过度开发利用导致许多湿地因来水量减少而干涸，为了满足生态用水的需求，一些重要湿地都纷纷采取紧急补水措施，对湿地进行灌溉以解燃眉之急，如贵州草海的湿地蓄水工程，恢复了水面面积，生物物种已得到恢复。又如吉林省向海自然保护区的引霍入向和引察济向工程；黑龙江省扎龙自然保护区的引嫩补水工程等等。 湿地面积及调蓄洪水功能的恢复 1998 年夏季，长江、松花江、嫩江等地发生的特大洪水给人们敲响了警钟，国务院提出的 32 字方针，“封山植树，退耕还林；平垸行洪，退田还湖；以工代赈，移民建镇；加固干堤，疏浚河湖”，推动了湿地恢复的进程。国家投资数百亿元开展了大规模的长江综合防洪体系建设，恢复水面 2900km2，增加蓄洪容积130 亿 m3。 结束结束
