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1、湖泊富营养化及湖泊富营养化及综合治理方法综合治理方法湖泊生态1报报 告告 内内 容容2我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状1 1湖泊富营养化发生机制湖泊富营养化发生机制2 2综合治理的思路与方法综合治理的思路与方法3 3湖泊生态安全评价方法简介湖泊生态安全评价方法简介4 43我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状1 1l东部平原湖区东部平原湖区l东北平原与山地湖区东北平原与山地湖区l青藏高原湖区青藏高原湖区l蒙新高原湖区蒙新高原湖区l云贵高原湖区云贵高原湖区1.1.我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状4 4我国湖泊概况我国湖泊概况湖泊数：湖泊数：2742( 1 km2)总面积总面积:
2、 91020 km2重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东湖湖东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦湖湖 镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛湖湖 抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳木木错 青青海湖海湖 博斯博
3、斯腾湖湖 柴柴窝堡湖堡湖长白天池白天池 我国主要湖泊富营养化的状态我国主要湖泊富营养化的状态0.2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0中 营养69 富营养27 贫营养4 70 年代后期贫营养0 富营养85 中营养15 90 年代后期中营养35 贫营养4 富营养61 80 年代后期据调查的26个湖泊，在70年代末富营养化湖泊只占27，80年代末达61，90年代末高达85，2000年以后发展更为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。湖泊富营养化发展速度迅速1.1.我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状7 720072007年重点湖库营养状态指数年重点湖库营养状态指数
4、富营养化的趋势富营养化的趋势 指标指标2006年年2010年预测值年预测值富营养化面积富营养化面积（km2）50006700具备发生富营养化的具备发生富营养化的湖泊面积湖泊面积（km2）14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化湖泊分布情况富营养化湖泊分布情况滇池巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化太湖环湖河流水质年际变化太湖环湖河流水质年际变化 随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950s1970s19801987199420002006太湖蓝藻水华
5、发生面积的变化太湖蓝藻水华发生面积的变化滇池湖体水质年际变化滇池湖体水质年际变化滇池环湖河流水质年际变化滇池环湖河流水质年际变化巢湖湖体水质年际变化巢湖湖体水质年际变化巢湖环湖河流水质年际变化巢湖环湖河流水质年际变化18湖泊富营养化湖泊富营养化发生机制发生机制2 2营养状态与富营养化营养状态与富营养化1919营养状态是水体对营养盐的响应。营养状态是水体对营养盐的响应。富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入封闭性、半封闭富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入封闭性、半封闭性水体，或某些滞留（流速性水体，或某些滞留（流速1m/min）河流水体中，导致）河流水体中，导致水体初级生产力异常增殖，致使水体透
6、明度下降，溶解氧水体初级生产力异常增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生生物随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。降低，水生生物随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。湖泊富营养是一个状态，而富营养化指的是一个过程。湖泊富营养是一个状态，而富营养化指的是一个过程。富营养化是自然演变过程，但不能忽视人类活动对富营养富营养化是自然演变过程，但不能忽视人类活动对富营养的促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响的促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。导致的湖泊自然演变过程的浓缩。营养状态与富营养化营养状态与富营养化湖泊富营养化评价方法及分级湖泊富营养化评价方法及分
7、级2020 TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchl） TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP） TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN） TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD） 单位：单位：chla：mg/m3，SD：m；其它为；其它为mg/L。010070605030贫营养养中中营养养富富营养养轻度度中度中度重度重度营养状养状态TLI()我国湖泊营养状态评价方法我国湖泊营养状态评价方法分级标准分级标准参数项目参数项目单位单位贫营养贫营养中营养中营养富营养富营养总磷浓度总磷
8、浓度mg/Lmg/L0.010.020.02叶绿素浓度叶绿素浓度g/Lg/L41010赛克板透明度赛克板透明度mm3.73.72.03.72.03.72.08080108010801010吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准 评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。和水生高等植物中的氮、磷总量。2营养增加阶段营养增加阶段34生产力上升阶段生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段藻华严重发生阶段黑臭阶段黑臭阶段健康阶段健康阶段1湖泊富营养
9、化过程湖泊富营养化过程大量营养盐输入大量营养盐输入水化学平衡变化水化学平衡变化pH值升高值升高DO降低降低CO2降低降低生态系统失调生态系统失调藻类异常增殖藻类异常增殖初级生产力失衡初级生产力失衡生态系统结构破坏生态系统结构破坏湖泊生态系统功能丧失湖泊生态系统功能丧失水化学平衡变化水化学平衡变化湖水湖水pH上升。上升。pH上升有利于水华藻类的生长，而大上升有利于水华藻类的生长，而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的pH值，进而值，进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。环境。DO下降。下降。DO下降有利
10、于蓝藻的生长，而对其他藻下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。CO2降低。降低。CO2在水中溶解度随水温升高而降低，当在水中溶解度随水温升高而降低，当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。藻类生长。湖泊湖泊生态系统中的生物结构生态系统中的生物结构2424营养盐增加 沉水植物沉水植物浮游植物浮游植物挺水植物挺水植物底栖固底栖固着藻类着藻类相对初级生产力营养盐限制光限制富营养
11、湖泊中初级生产力失衡与异常增殖几十万个几十万个L几千万个几千万个L 浮游动植物群落波动规律浮游动植物群落波动规律生生物物量量营养盐营养盐小型浮游动物小型浮游动物大型浮游动物大型浮游动物浮游植物浮游植物清水期清水期浮游动物浮游动物小型化小型化PEG-PEG-模型的分析模型的分析湖泊生态系统失调湖泊生态系统失调 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作）和呼吸作用（用（R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征： 106CO2+ 16NO3-+ HPO42-+122H2O +18H+（+痕量元素和能量）痕量元
12、素和能量） P R C106H263O110N16P + 138O2 水生态系统中，腐屑链的能流大于牧食链。据水生态系统中，腐屑链的能流大于牧食链。据Newell(1984)的估算，初级生产量有的估算，初级生产量有80%被直接利用，仍然被直接利用，仍然有有10%(沉淀沉淀)+10%(分解分解)+40%(2的粪的粪)=60%能量进入腐屑能量进入腐屑链，湖泊富营养化程度越高，进入腐链，湖泊富营养化程度越高，进入腐屑屑链的能量越多。链的能量越多。(Modified from Scheffer et al. 1993)正效应正效应负效应负效应底泥再悬浮底泥再悬浮透明度透明度藻类藻类大型水生植物大型水生
13、植物营养盐营养盐水深水深鱼类鱼类风浪风浪化感物质化感物质浮游动物浮游动物浅水湖泊的稳定机制浅水湖泊的稳定机制1 1）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体自净的能力水体自净的能力2 2）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复养料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复3 3）大型水生植物能够分泌化感物质，抑
14、制藻类生长）大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长4 4）水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着）水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，的基质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，卵的孵化率大大降低卵的孵化率大大降低5 5）水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，）水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少了这样的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到少了这样的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物多样性。生态系统的生物多样性。大型水生植物消失的影响大型
15、水生植物消失的影响30综合治理的思路与方法综合治理的思路与方法3 3水的性质基本不变3131湖泊流域水自然循环特征湖泊流域水自然循环特征抽 提处 理河流、湖泊生产、生活水的性质不断变化水的性质不断变化3232水的社会循环水的社会循环自然降水山体山体云与水汽云与水汽降水降水水汽输送水汽输送蒸发蒸发植物蒸腾植物蒸腾湖泊小水体小水体地下径流地下径流下渗下渗地表径流地表径流林地、湿地林地、湿地33331 1、维持水的自然循环，保证上游清水来源、维持水的自然循环，保证上游清水来源2 2、规范水的社会循环，减少人为污染、规范水的社会循环，减少人为污染3 3、恢复或保育湖泊生态系统，平衡系、恢复或保育湖泊生
16、态系统，平衡系统结构，发挥系统功能统结构，发挥系统功能流域综合治理思路流域综合治理思路 人口人口 与分布与分布 经济发经济发 展模式展模式循环经济循环经济清洁生产清洁生产乡镇污水工业废水村落污水农田径流其它面源污染源污染源 监控监控 管理管理 治理治理湖泊低污染水入入流流湖湖河河湖泊湖泊 流域流域湖泊污染综合治理思路湖泊污染综合治理思路COD0.02.04.06.08.010.002004006008001000人口密度人口密度(人人/km2)COD(mg/l)人口人口+农田人口+农田+牲畜环境限值 150P/km2环境限值 800P/km2n若按降雨1500mm/a，形成径流n用水量500/
17、人/dn若每年流出 P 70% ， COD70%，N 50%.流域污染综合治理思路流域污染综合治理思路怎样解决这个问题呢怎样解决这个问题呢? 改变生活方式改变生活方式 研发新的技术研发新的技术 采取新的对策采取新的对策0.13.00.21.51.00.30.0类类IV类类V类类(类类0.2)(IV类类0.3)(V类类0.4)河流水环境河流水环境质量标准值质量标准值(A:1.0(前前)/0.5 (后后) )(级级3.0)城镇生活污城镇生活污水排放标准水排放标准(1B:1.5/1.0)(类类0.05)(IV类类0.1)(V类类0.2)湖库水环境湖库水环境质量标准值质量标准值生活污水排放与湖库、河流水质标准的比较生活污水排放与湖库、河流水质标准的比较(单单位位： mg/L )湖泊富营养化综合治理思路湖泊富营养化综合治理思路2006年年1月月1日日200mg/L20mg/L5mg/L100安全安全75-100一般一般55-75不安全不安全40-55很不安全很不安全40
