水域生態(tài)學(xué)7

1、水域生態(tài)學(xué),養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,第十三章,第一節(jié) 河流生態(tài)系統(tǒng),河流本身有一定漁業(yè)價值，同時又是許多湖泊、水庫、池沼的水源，對后者的非生物環(huán)境和生物群落都有重要的影響。 我國河流眾多，江河總面積約占內(nèi)陸水域總面積的45%。其中內(nèi)流河多分布于西北地區(qū)，以湖泊為尾閭最后消失在陸地上，外流河系多分布于東部地區(qū)。源于青藏高原東南側(cè)者多為源遠流長的巨河大川。如黃河、長江、怒江、瀾滄江、雅魯藏布江等，分別注入太平洋和印度洋；緣

2、于我國中部第二階梯的有黑龍江、遼河、海河、淮河、西江等；緣于東部沿海第三階梯的河流有鴨綠江、閩江、甌江等，河流流程較短。,水平分布,沿著河流縱向可以分為上游、中游和下游三個部分，三部分在流速、底質(zhì)和水量上都有明顯不同。 上游流速最大，水的侵蝕和搬運作用最為強烈。侵蝕作用使河床的深度逐漸加深，由于較輕的物質(zhì)隨水流運走。上游的底質(zhì)通常由石礫構(gòu)成。 中游水流速度減慢，因而沉積作用加強，由于支流水的匯入、水量增多。

3、 下游流速最弱，河水挾帶的質(zhì)粒在這里大量沉積，形成淺灘，深槽和三角州等，通常沿著河長交替分布著淺灘和深槽，在河口出現(xiàn)三角洲。,主要限制因子,河流的形態(tài)影響河中生物的分布。在水深的河槽環(huán)境條件較穩(wěn)定，動植物均較豐富，淺灘生活條件極不穩(wěn)定，生物最為貧乏。 水流和底質(zhì)是決定河流生物群落結(jié)構(gòu)和分布的主要因素。上游流速大，底棲生物多聚集在不易被水流沖走的大石塊上。由于水流湍急，浮物生物很少，只有一些著生種類被沖落水中，形成以

4、硅藻為主的偶然性浮游生物。 中下游隨著流速的減弱，底質(zhì)也發(fā)生變化。砂底群落種類較少，泥底群落生物種、量都較豐富，常有水草叢生并形成草叢群落。,一、非生物環(huán)境,1.流量和水位 2.含砂量 3.透明度 4.水溫 5.水的含鹽量和主要離子,二、生物群落,(一)浮游生物 (二)底棲生物 (三)魚類,河流浮游植物特點,河流浮游植物主要是由相通的靜水水域流進的，在本河流中僅在水流微弱的河灣中可以形成，此外就是由被水流沖

5、刷而懸浮水中的底生藻類所組成。一般情況下在山溪急流或山區(qū)河流上游因水流湍急，浮游植物幾乎全為底生藻類，且種、量皆少；中、下游隨著水流的減弱和支流的匯集，浮游植物種類和數(shù)量均有增高。,珠江水系,珠江水系西江、北江、東江及支流的上游，凡流速達到1—3米/秒，河底均為卵石和躒石，石上附生卵形藻、曲殼藻、針桿藻、異端藻、等片藻之類底生硅藻和一些絲狀綠藻，浮游植物主要也由這些藻類組成，生物量極低；到了中下游的平原河段，流速大減，底質(zhì)轉(zhuǎn)為淤泥或細砂

6、，一些真性浮游種類開始發(fā)展起來，綠藻中如衣藻、小球藻、柵藻、盤星藻等，甲藻中如多甲藻、角藻都很常見，生物量也明顯增高。西江干流在廣西江段，上游流速不高，且水源來自各方面，其中也包括湖泊和池塘等，帶進一些外源性浮游生物，因而生物量較高。,黃河、長江等浮游植物,黃河干流也是中游進入黃土高原后，水的含砂量急增以致浮游植物生物量降到極低點，呈現(xiàn)下游最高，上游次之，中游最低的情況。長江浮游植物生物量在上游和中游各出現(xiàn)一個峰，總趨勢是從上游逐漸往下

7、游遞減，到近河口區(qū)又稍見回升，這種情況可能與水的污染有關(guān)。 我國河流浮游植物量從0.1到20—30 mg/L升。黑龍江水系各河通常較高，淮河干流及內(nèi)蒙古一些河流也較高，黃河、長江以珠江水系各河一般偏低。,河流浮游動物特點,河流浮流動物的種量都較少，并且多是由周圍靜水水域流進的。原出于冰雪融化的山區(qū)河流沒有真正的浮游動物，在平原河流中可能出現(xiàn)一些習(xí)見的輪蟲、橈足類和枝角類。浮游動物的種、量都與流速和會砂量成反比。如黃河中游由于流急和多

8、泥砂，浮游動物量平均僅0.039(0.003～0.0095)mg/L。我國四大河流浮游動物量的平均值以長江最高，0.908(0.34～5.16)mg/L，組成上橈足類和枝角類居多，黑龍江次之，0.63(0.12～1.7)mg/L，以輪蟲為主，珠江0.433，以輪蟲和橈足類居多，黃河最低，0.128(0.04～0.29)mg/L，以輪蟲和橈足類為主。,底棲生物,河流底生群落的特征主要取決于流速和底質(zhì)，深度和透明度也有重要影響。根據(jù)底質(zhì)

9、的不同，可以分為五種基本類型： 1.石底群落  2.草叢群落  3.粘土群落  4.砂底群落  5. 淤泥群落,1.石底群落,生活于水流湍急的堅硬基質(zhì)上，以固著生物為主，所有成員都有抵抗水流和從急流中取食的適應(yīng)，并且對氧氣的要求都很高。 植物主要為苔蘚類和某些藻類［水樹藻(Hydrurus)、串珠藻(Ratraehospermum)和多種硅藻］，

10、它們一般呈絲狀或身體延長，緊附于石頭上，常復(fù)有粘液或膠質(zhì)鞘以減少水的摩擦和保護藻體。 動物種類十分豐富，除了許多習(xí)見的固著動物外，還有多種昆蟲及其幼蟲(蜉蝣幼蟲等)和高等甲殼動物、軟體動物等。 石底群落中的動物一般背腹扁平以減少對水的阻力，常有尾絲、鰓葉之類構(gòu)造來增大與基質(zhì)的接觸面，具有附著或吮吸器官使本身不被水流沖走，并有特殊的取食器官。 石底群落不但種類多，生物量也大，每平方米可達50～250g。但在渾

11、濁的山區(qū)河流，生物量較低。,2.草叢群落,多分布于水流緩慢的淤泥底質(zhì)上，常見的水草為各種眼子菜、金魚藻等。水草既是固著生物的附著基底，又是一些動物的食物，還能減緩水的速度。動物種類與石底群落接近。,3. 粘土群落,粘土底質(zhì)通常作狹帶狀，分布于受沖蝕的土質(zhì)河岸附近。生物棲居于粘土表面或挖掘洞穴和孔道在其中生活。屬于前一類的如蚊蚋幼蟲和某些軟體動物，屬后一類的如某些蜉蝣幼蟲和搖蚊幼蟲。有些甲殼動物本身不挖掘孔道，但生活于其他動物挖掘的洞

12、穴或孔道中。粘土群落的生物量可能很大，每平方米可達50g。,4.砂底群落,通常分布于水流較大處，在平原河流占較大面積。生物種類極少，常見的為某些肉食性搖蚊幼蟲、寡毛類蠕蟲和底埋生活的甲殼類(某些糠蝦和鉤蝦)，有時還出現(xiàn)球蜆、豌豆蜆(Pisidium)等。藻類僅在淺處出現(xiàn)。 砂底群落成員都具有一系列特殊適應(yīng)，使本身能在經(jīng)常被攪動的基質(zhì)上生活。如有分泌粘質(zhì)的器官，借粘質(zhì)而附著，有堅固的外覆物，能迅速在砂質(zhì)中鉆掘活動等。 砂底群

13、落種類少，但生物量有時很大，每平方米可達9000～170000個。,5.淤泥群落,在平原河流極常見。生物的種和量都很豐富，如寡毛類、搖蚊和其他昆蟲幼蟲以及蚌類等數(shù)量都較大，生物量可達每平方米40g。所有成員對低氧都有較大的適應(yīng)性。 我國主要河流底棲動物量一般下游高于上游，但黃河情形特殊，呈現(xiàn)上游＞下游。這點取決于河水的含砂量。上游雖處于高寒地區(qū)，但水質(zhì)清晰，含砂量少，中游由于水流減緩泥砂沉淀，而下游一直處于泥漿狀態(tài)，泥砂含

14、量很高。,(三)魚類,河流中自游生物主要是魚類，魚類組成在不同地理緯度的河流間有所不同，這在很大程度上決定于河流的大小、流域面積、主河道長度和類型等。一般在急流河流多為帶有吸盤和硬鰭的魚類如爬巖鰍和呈流線型游速快能抵抗急流的魚類或能隱藏在巖石縫隙中魚類；緩流河流魚類更多些?？傊恿黥~類在不同河流差異較大，就我國河流魚類而言，仍是以鯉科魚類為主，魚類群落組成與湖泊類似。河流中魚類生物量在不同的河流差異很大，與河流營養(yǎng)鹽含量、水流大小、

15、地理緯度等有關(guān)，如國外河流魚類生物量范圍在35～2166 kg/hm2之間,多瑙河主河道魚類生物量達35 kg/hm2，而韋梅河魚類生物量為1010～2660 kg/hm2。,三、能流和生物生產(chǎn)力,在河流上游從集水區(qū)和地下水帶入的DOM和落葉、陸生植物腐爛形成的腐屑等是生態(tài)系物質(zhì)和能量的主要源泉。DOM沉積在水中石頭表面(光面和暗面都有)形成一個粘液層，上面叢生藻類和微生物，為水生動物提供重要的餌料基礎(chǔ)。在森林和草原地區(qū)的河流，落葉是最

16、重要的能源，年均輸入量(干重)可達1～5g/ m2，并且陸生昆蟲糞粒也占一定份量。 在河流下游底生藻類和水草增多，水深的河灣浮游植物也有生長，自生初級產(chǎn)量開始占一定比重。藻類可被動物直接利用，水草主要形成腐質(zhì)后被利用。例如，位于森林區(qū)的熊溪(Bear Brook)，由于陽光受擋，河里完全沒有藻類和大型植物，唯一自生初級產(chǎn)量為苔蘚植物，但僅占輸入能源的0.2%，其余99.8%均為外來有機質(zhì)。所有輸入有機質(zhì)66%以溶解和懸浮狀態(tài)流出，

17、其余均為細菌所分解利用。動物產(chǎn)量(干重)只有4.8g/m2(83.74 kJ/m2)的昆蟲。這種河流系統(tǒng)幾乎全靠外來能源供應(yīng)，只起了運輸有機質(zhì)的作用。,銀泉河,另一例子為奧當(dāng)姆(Odum,1957)對美國佛羅里達州銀泉河的研究。該河有熱水流入，常年水溫為21～25℃，由于水溫穩(wěn)定，群落組成也較穩(wěn)定。主要生產(chǎn)者為一種慈姑(Sagittaria)和附生硅藻與藍藻。一級消費者(Λ2)為鯔魚、擬龜(Psendemys spp.)和小型無脊椎動

18、物；二級消費者(Λ3)為太陽魚、鯰魚、肉食性昆蟲和其他底棲動物；三級消費者(Λ4)為狗魚等。 全年太陽輻射能為71.18×105 kJ/m2，被吸收的有17.17×105 kJ/m2。初級毛產(chǎn)量總值87.09×103 kJ/m2，凈產(chǎn)量為34.89×103 kJ/m2。在凈產(chǎn)量中大型植物占33%，周生藻類占67%，浮游植物微不足道，外來有機質(zhì)僅為初級產(chǎn)量的5.4%(圖14-1)。

19、 內(nèi)生和外來的有機質(zhì)(39.44×103 kJ/m2)有54%左右為細菌分解利用，35%隨水流出，僅11%(14.10×103 kJ/m2)為植食性動物(Λ2)所利用。 Λ2總產(chǎn)量為6146 kJ/ m2，Λ2/Λ1能量效率為16.7%。Λ3攝食26%Λ2產(chǎn)量(1603.54 kJ/ m2)并提供本身280.52 kJ/ m2產(chǎn)量。Λ3/Λ2能量效率為17.5%。Λ4攝食31%Λ3(87.92 kJ/ m2

20、)并提供本身產(chǎn)量25.12 kJ/ m2，能量效率為28.5%,,,第二節(jié) 湖泊生態(tài)系統(tǒng),湖泊由湖盆和淹浸湖盆的湖水構(gòu)成。湖水的來源包括雨水、地表水和地下水。湖泊是淡水漁業(yè)的主要基地，是主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng).,一、生境特點—水溫,湖水溫度的水平分布，自南向北隨緯度的增高而遞降，但同時又與所處海拔高度和湖泊本身形態(tài)有關(guān)。在高緯度、高海拔地區(qū)年平均水溫最低，如新疆賽里木湖面高程2072 m，年均水溫僅7 ℃，7月份也不過11～19 ℃

21、；西藏的高山湖納木錯湖，高4718 m，7月份表面水溫僅10.3 ℃，而緯度與納土錯湖相近的平原湖泊，7月份平均水溫多在25 ℃ 以上。,(二)含鹽量,通常用離子總量或礦化度來表示，對于有機質(zhì)含量不多的天然水，同一水樣的礦化度值較離子總量值稍小，但兩者大致尚可相互比較。 礦化度受地區(qū)自然條件的制約，我國湖泊礦化度地區(qū)分布的特點是：1.東部平原湖區(qū)礦化度低。長江中下游水量充沛，湖水的礦化度大多在200mg/L以下，低的只有3

22、0～40mg/L。如鄱陽湖礦化度一般在70mg/L左右，最低的僅23.7 mg/L。從長江中下游向北，湖水礦化度有隨緯度而增高的趨勢。2.云貴高原湖泊區(qū)和黃河、海河流域湖泊的礦化度稍高，一般都超過200mg/L。如云南的撫仙湖離子總量平均316.6mg/L，異龍湖為355.2mg/L。3.蒙新高原湖區(qū)和青藏高原湖區(qū)，由于氣候干燥，湖水的含鹽量較高，大多在1～20 g/L之間，已出現(xiàn)許多鹽水湖。,（三）透明度,透明度隨湖水化學(xué)成分的不同

23、和水中懸浮物質(zhì)和浮游生物的多少而變化。在自然條件相近的情況下，湖泊透明度是深水湖泊大于淺水湖泊，咸水湖大于淡水湖。我國的湖泊透明度大小差別十分明顯，透明度最大的達14 m(藏南的瑪旁雍錯湖)，最小的僅0.1 m，如長江中下游的一些淺水湖。,(四)主要離子、硬度、堿度,淡水湖中陰離子以重碳酸根為主，陽離子以鈣離子為主，湖水的硬度和堿度一般與離子總量正相關(guān)。長江中下游湖水的硬度不及1.5mmol/L，云貴高原和黃淮海平原的湖泊都超過2.2m

24、mol/L?？倝A度的區(qū)域性也很明顯。珠江和長江水系湖泊的堿度一般較低，如太湖為1.22 mmol/L，巢湖為1.02 mmol/L。黃河水系和云貴高原巖溶地區(qū)湖水的堿度都高于3 mmol/L，東北地區(qū)湖水堿度相差較大，鏡泊湖僅0.65 mmol/L，連環(huán)湖則高達5.89 mmol/L。,(六)有機物耗氧量(COD),珠江水系和長江水系的COD較低，如巢湖僅1.8mg/L，太湖為4.8 mg/L，東北湖泊的COD普遍高于珠江和長江水系，

25、多數(shù)在3～15mg/L之間，大體說來，我國湖水的COD有一個從南向北增加趨勢。,(七)營養(yǎng)鹽類 主要為氮化合物、磷酸鹽和硅酸鹽,(1)  氮化合物 我國湖泊的氮化合物常以硝酸氮(NO3-)為主，約占無機氮總量的75%，含量在0.01～1.01 mg/L之間，絕大多數(shù)湖泊的含量在0.2～0.5 mg/L之間。銨態(tài)氮(NH4+)次之，約占無機氮總量的23%，為0.01～0.02mg/L，亞硝酸氮(NO2-)含量最低，僅占2%

26、，為0.01～0.12mg/L。我國東北和長江中下游地區(qū)湖泊的無機氮含量較其它地區(qū)的湖泊豐富。,(1)  磷酸鹽我國湖泊磷酸鹽含量不高，表現(xiàn)明顯的磷限制。極大多數(shù)湖泊均在0.02～0.06之間，僅呼倫池、五大連池等少數(shù)湖泊含量略高，分別為0.24、0.20 mg/L。(2)  二氧化硅我國湖泊二氧化硅含量普遍豐富，淡水湖含量一般為3～10 mg/L，高的達10mg/L以上，如五大連池、月亮泡、呼倫池等湖泊的

27、含硅量分別為13.7、18.8和21.31mg/L，也以東北和長江中下游地區(qū)的湖泊為高。,(八)溶解氣體,天然湖泊除少數(shù)污染嚴重或淺水湖冬季冰下缺氧外，一般溶氧都很豐富。湖水中溶氧、CO2和pH值都有明顯的時空分布，其分布和變化情況與湖泊形態(tài)有密切聯(lián)系。,二、生物群落,湖泊中浮游植物包括浮游細菌和浮游藻類。浮游藻類是浮游植物的主要成分，包括藍藻門、隱藻門、甲藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、裸藻門和綠藻門等的一些種類。其中以藍藻、硅藻和

28、綠藻門的種最多。每個湖泊記載的種類屬數(shù)多在幾十到一百多個以上，一般說來多水草的淺水湖出現(xiàn)的種類常較深水湖為多，大湖常較小湖為多。,湖泊浮游植物生物量特點,我國湖泊浮游植物生物量相差極為懸殊，最低的如西藏納木錯湖和新疆的賽里木湖均不到0.1 mg/L，高的如連環(huán)湖，忙牛泡超過40mg/L，但大多數(shù)湖泊，約在1～10 mg/L之間。 四大水系浮游植物量分布總的趨勢和初級生產(chǎn)力一樣，也是從南向北增高。在生物量組成上一般以硅藻、藍藻和

29、綠藻為主，個別情況下以鞭毛藻類占優(yōu)勢,各類湖泊按生物量組成特點可分為以下5種類型： 1.硅藻型 生物量中硅藻占顯著優(yōu)勢，又可分為兩類： ①高寒地區(qū)貧營養(yǎng)型湖，如鄂陵湖、扎陵湖、羊卓雍湖等，除硅藻外綠藻、金藻也有相當(dāng)比重； ②水有一定交換率的中或富營養(yǎng)湖，如金雞湖、玄武湖、五大連池、大興凱湖等。 2.藍藻型 生物量中藍藻占顯著優(yōu)勢，如鏡泊湖、連環(huán)湖、茂興湖、異龍湖、達里湖等，常有總量越高藍藻所占百

30、分比越大的趨勢。 3.綠藻型 生物量中綠藻占顯著優(yōu)勢，如小興凱湖、可魯克湖、撫仙湖等，多為中營養(yǎng)型湖。4.甲藻型 生物量中甲藻占顯著優(yōu)勢，如紅堿淖、納木錯湖、英犭茶湖、梅家蕩等。5.混合型 由兩個門以上的藻類共占優(yōu)勢，如賽里木湖、草海、前進湖、扎龍湖和東平湖以綠藻和硅藻為主，太湖和烏梁素海以藍藻和硅藻為主，鯉魚泡以綠藻和甲藻為主，哈素海以裸藻和硅藻為主，忙牛泡以綠藻、藍藻和硅藻為主。,(二)湖泊浮游動物 特點,我國

31、湖泊浮游動物生物量在80年代以前的資料多以數(shù)量(個/L)表示，一般每升湖水中原生動物數(shù)千個，輪蟲幾百個，枝角類10幾個至幾十個不等，橈足類10～100個不等。80年代以后才注重測定生物量(mg/L)，據(jù)80年代初的資料，貧營養(yǎng)型平均0.96(0.16～2.19)mg/L。中營養(yǎng)型2.10(0.28～17.6)mg/L。富營養(yǎng)型3.59(0.59～3.52) mg/L。從地域分布來看，黑龍江水系湖泊最高，平均為3.44(1.54～7.06

32、)mg/L，而黃河、長江和珠江三水系變動于0.26～4.77 mg/L之間。,浮游的原生動物有肉足蟲綱和纖毛綱的一些種類。肉足蟲常見的有變形蟲、表殼蟲、匣殼蟲、砂殼蟲等等。纖毛蟲常見種類有片狀漫游蟲、櫛毛蟲、焰毛蟲、斜管蟲、草履蟲、膜袋蟲、鐘蟲、累枝蟲、彈跳蟲、筒殼蟲、似鈴殼蟲、游仆蟲、尖毛蟲等。 輪蟲常見的種類有角突臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲、壺狀臂尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、矩形甲輪蟲、尖削葉輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、對棘同尾輪蟲、異尾輪

33、蟲、針簇多肢輪蟲、奇異巨腕輪蟲、長三肢輪蟲等。 枝角類常見種類有長肢秀體溞、大型溞、隆線溞、長刺溞、蚤狀溞、透明溞、僧帽溞、老年低額溞、方形網(wǎng)紋溞、微型裸腹溞、多刺裸腹溞、長額象鼻溞、矩形尖額溞、點滴尖額溞、圓形盤腸溞等。 橈足常見種類有湯匙華哲水蚤、大型中鏢水蚤、咸水北鏢水蚤、直刺北鏢水蚤、白色大劍水蚤、鋸緣真劍水蚤、英勇劍水蚤、近鄰劍水蚤、廣布中劍水蚤、臺灣溫劍水蚤、透明溫劍水蚤等。,(三)水生大型植物,淡水湖

34、最常見的水生維管束植物有挺水植物：蘆葦、菰、蒲草、荊三棱、水蔥等；漂浮植物：滿江紅、浮萍、鳳眼蓮、槐葉萍等；浮葉植物有：芡實、蓮、睡蓮、杏菜、菱等；沉水植物：輪葉黑藻、金魚藻、馬來眼子菜、菹草、蓖齒眼子菜、輪藻等。湖泊中水生大型植物大多數(shù)僅分布于淡水湖中，個別種類生長在鹽度較低的內(nèi)陸鹽水湖環(huán)境中，如溝草、菹草、角果藻、蓖齒眼子菜等。,湖泊大型底棲動物,湖泊大型底棲動物包括環(huán)節(jié)動物、軟體動物、甲殼動物、昆蟲類等，我國湖泊底棲動物的主要優(yōu)勢

35、種類有： 環(huán)節(jié)動物：中華顫蚓、蘇氏尼鰓蚓、霍甫水絲蚓、扁蛭類(Glossiphonia)、寬體金錢蛭(Whifmania pigra)等； 軟體動物：中國圓田螺、中華圓田螺、環(huán)棱螺類、紋沼螺、方格短溝蜷、蘿卜螺類、扁卷螺類、圓頂珠蚌、劍狀矛蚌、背瘤麗蚌、背角無齒蚌、蚶形無齒蚌、褶紋冠蚌、河蜆等。 甲殼動物：腺介蟲(Cypris sp)、鉤蝦、秀麗白蝦、中華小長臂蝦、米蝦類、日本沼蝦等。

36、 昆蟲類：羽搖蚊、雕翅搖蚊、多足搖蚊、環(huán)足搖蚊、粗腹搖蚊、長跗搖蚊等的幼蟲以及毛翅目、半翅目、鞘翅目的幼蟲和成蟲。,(一)初級生產(chǎn)力,湖泊初級產(chǎn)量由浮游植物、底生藻類、水生大型植物和自養(yǎng)細菌構(gòu)成。各種成分所起的作用大小與水體的深度有密切聯(lián)系。除了淺水湖沼或湖泊的沿岸帶，大型植物和底生藻類可在年產(chǎn)量中占主要地位以外，一般均以浮游植物為主要成分。湖泊水越深，浮游植物的作用越顯著。有些咸水淺湖，因鹽度高，水草不能叢生，初級產(chǎn)量主要由浮游植

37、物和底生藻類組成 (表15—1)。,湖泊的次級生產(chǎn)力,湖泊的次級生產(chǎn)力以自生的初級產(chǎn)量為基礎(chǔ)。在沿岸帶腐質(zhì)鏈占絕對優(yōu)勢，水草是主要生產(chǎn)者，其生活時分泌的胞外產(chǎn)物和死后淋濾形成的大量DOM大部分被細菌利用，另一部分通過物理過程形成無定形腐屑。水草死體在動物和微生物作用下碎裂和降解為粗腐屑并提高含氮量。細菌和腐屑被餌料動物利用并轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)量。浮游植物和水草上附生藻類的初級產(chǎn)量或通過胞外產(chǎn)物或直接被動物所利用，最后也轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)量。位于森林地區(qū)

38、的湖泊，落葉和風(fēng)刮入的POM在沿岸帶也起一定作用。,湖心區(qū)浮游植物初級產(chǎn)量,在湖心區(qū)浮游植物初級產(chǎn)量是物質(zhì)和能量的主要來源，湖越深浮游植物的作用越大。但即使在這種情況下，通過腐質(zhì)鏈的能流也是大于牧食鏈的。據(jù)Newell(1984)的估算，甚至初級產(chǎn)量有80%被直接利用，仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(Λ2的糞)=60%能量進入腐質(zhì)鏈，湖泊富營養(yǎng)化程度越高，進入腐質(zhì)鏈的能量越多。例如據(jù) Hillbricht Llkowske

39、(1979)材料，在波蘭貧營養(yǎng)型湖浮游動物食物中微藻占50%，細菌加腐屑也占50%，在富營養(yǎng)湖則細菌占70%～85%，腐屑占10%～20%，微藻僅占5%～15%。,何志輝(1987)湖泊分類,1. 貧營養(yǎng)型湖：一般分布于高原或山區(qū)，或在氣候極為潮濕且土壤貧瘠的地區(qū)，面積較大，水較深，如青藏高原的顎陵湖、扎陵湖、納木錯湖，新疆賽里木湖，云南的撫仙湖，珠江水系的澄碧河水庫，錦江水庫等等。2.富營養(yǎng)型湖：一般分布于平原或城郊，通常水淺，外

40、源性有機質(zhì)和營養(yǎng)鹽類較豐富，如東北平原高肥力土壤帶的鏡泊湖、連環(huán)湖、龍風(fēng)山水庫，內(nèi)蒙古半干旱地區(qū)的呼倫湖、烏梁素海，位于城郊的武漢東湖、蘇洲金雞湖、南京玄武湖等等。3.中營養(yǎng)型湖：初級生產(chǎn)力一般1～3 gO２/m２·d，浮游植物量一般為1～7 mg/L，通常以甲藻和硅藻占優(yōu)勢的湖庫，暫列為中營養(yǎng)型。如洞庭湖、鄱陽湖、黃河中下游的東平湖、劉家峽水庫，云貴高原的草海、邛海等等。,第三節(jié) 水庫生態(tài)系統(tǒng),水庫可由不同方式建成，但

41、主要是在河流上筑壩欄蓄徑流而成的，下面所要討論的也就是這一類水庫。其他形式的水庫，其非生物環(huán)境和生物學(xué)情況和湖泊相近。 由于是在河流中建成，水庫兼?zhèn)溆泻恿骱秃吹恼飨?。水庫和河流相似點是：有相當(dāng)部分的水團沿一定方向流動；和湖泊的相似點是：水的交換很慢。但是水庫同河流及湖泊又有很大的差異。它和河流的不同點是：在一年的大部分時間內(nèi)，水的流動只限于上層，底層并沒有流動，和湖泊的不同點首先在于庫盆的不對稱，越向下游水越深

42、；此外水庫的水位變化也遠較湖泊劇烈。,水庫特點,水庫按其使用目的，通常有三類，即發(fā)電用的水電站水庫、灌溉水庫和飲用水庫。作為發(fā)電用的水庫，水位在春夏比較穩(wěn)定，而在秋冬時期由于江河水量少，發(fā)電強度又增大，水位降到一年的最低點。作為農(nóng)業(yè)灌溉用的水庫，由于用水量多的時間是夏季，水位也在夏季降到最低點。飲用水水庫的水位則主要決定于降水情況。由于水庫綜合有河流和湖泊的特征，所以其中水文情況可能同時顯示出河流和湖泊的特點。例如，當(dāng)一股暖水由河

43、流注入水庫時，這股水因密度小浮在原有的水的上面；這時在水庫中就有兩層水，上層具有河水的特征，下層具有湖水的特征。,水庫分區(qū),由于庫盆的不對稱，水庫中的物理、化學(xué)和生物情況都是不均勻的。因此，水庫可以劃分為在物理化學(xué)情況上不同的三個區(qū)段：(1)近堤區(qū) 這是水庫中最深的部分，水淹浸了整個河灘。這個區(qū)段的物理化學(xué)情況和湖泊十分相似。夏冬兩季都發(fā)現(xiàn)由于水溫的垂直分布而引起的整個水層區(qū)的分層現(xiàn)象。在底層水由于淤泥的沉積，一年的大部分時間內(nèi)也

44、發(fā)現(xiàn)氧的不足。淹水的河灘土壤和沖刷兩岸的雨水帶入的有機質(zhì)的礦質(zhì)化，豐富了水中含有的營養(yǎng)鹽類，在近堤區(qū)的沿岸，沉水植物很發(fā)達，但是反之由于淺水帶的面積很小，挺水植物通常不發(fā)達。(2)中間區(qū) 水較淺，沿岸淺水帶寬大，因之挺水植物極發(fā)達；反之其他生物(特別是需要日光的藻類)受其影響則不發(fā)達。由于植物殘體的分解常產(chǎn)生泥炭泥沉淀，有許多地點氧氣情況極為不佳。(3)上流區(qū) 水更淺，有顯著的水流，各項情況接近于河流；常呈全同溫情況，溶解物

45、質(zhì)和氣體的垂直分布十分均勻，水底淤泥不多。由于沿河河灘砂質(zhì)土壤中很少有機化合物，注入的河水中有機物也不多，所以上游區(qū)水中的營養(yǎng)物質(zhì)十分貧乏。但水流的存在保證了這一帶高額的含氧量,一、非生物環(huán)境,(一)水位和面積 (二)水流 (三)水溫和透明度 (四)水化學(xué),二、生物群落,水生生物情況和水庫的形態(tài)及物理化學(xué)特點有著直接的聯(lián)系，水庫的植物和動物區(qū)系基本上是起源于由河流的，但隨著水庫情況的發(fā)展，強烈地改變了河流生

46、物的生活條件，因而也大大地改變了生物界的組成。那些適應(yīng)于急流生活和高度需氧的生物幾乎完全消失；代之而起的是通常生活在靜水或微流水水體的種類的大量發(fā)展。水庫的生物界在種類上遠較河流豐富。,水庫浮游植物種類組成,水庫浮游植物首先是在原河流生活的藻類中發(fā)展起來的，以后從支流、河灘、水洼等水體以及風(fēng)的傳播增添一些新種類，并使原有種類進行改組。雖然水庫浮游植物群落形成過程很快，但究竟水域的歷史較短，并且由于很少水草，生境趨于單純化，因此出現(xiàn)的種數(shù)

47、一般較湖泊為少。比如，黑龍江水系22個湖泊中見到浮游藻類146屬，而在39個水庫中僅見到113屬。不同地區(qū)不同類型的水庫在浮游植物生物量及其組成上差別很大，但在種屬組成和主要種類上都很接近。優(yōu)勢種和習(xí)見種都是一些廣泛分布的普生性種類。特別是顆粒直鏈藻、飛燕角藻和銅綠微囊藻3個種在我國各水系的大多數(shù)水庫中都是最常見且生物量很大的優(yōu)勢種。,水庫浮游植物生物量,我國水庫浮游植物生物量從不到1 mg/L到每升幾十毫克，差別極懸殊，主要取決于集水

48、區(qū)的土壤、巖石和植被狀況、水的交換率、水域形態(tài)、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等等。例如黑龍江省龍風(fēng)山水庫、泥河水庫、宋集屯水庫等，庫區(qū)為森林植被和農(nóng)田，集雨面積大，外源性有機質(zhì)和營養(yǎng)鹽類十分豐富，浮游植物生物量都達到10～12 mg/L，同省區(qū)的石人水庫由于水中含大量泥砂和其它懸浮物，降低透明度影響光合作用，浮游植物生物量僅2.8 mg/L。劉家俠水庫和馮家山水庫均因水的交換率過高，浮游植物生物量僅0.65和1.16 mg/L。珠江流域水庫常因集水區(qū)

49、巖石、土壤條件較差和雨水的淋溶，水中營養(yǎng)物質(zhì)貧乏，浮游植物生物量一般不到1～2 mg/L，遠低于北方的大部分水庫。,水庫中浮游動物常見種類,通常水庫浮游動物的形成過程要經(jīng)過2～4年，庫水的渾濁度對浮游動物情況有十分重要的影響。當(dāng)庫水的渾濁度很高時，浮游動物量急減，其分布常常僅局限于近堤區(qū)。大風(fēng)或暴雨后大量懸浮水中的泥砂常使浮游動物大量死亡，特別是枝角類有時死亡率達80～90%。水庫中的浮游動物常見種類有原生動物：累枝蟲(Epist

50、ylissp.)、筒殼蟲(Tintindium)、似鈴殼蟲(Tintinnopsos sp.)、砂殼蟲(Difflugia)；輪蟲：針簇多肢輪蟲、壺狀臂尾輪蟲、萼花臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲和螺形龜甲輪蟲等；枝角類：柯氏象鼻氵蚤、長刺氵蚤、秀體氵蚤、微型裸腹氵蚤等；橈足類：廣布中劍水蚤、溫劍水蚤、近鄰劍水蚤、大型中鏢水蚤及其無節(jié)幼體等。,我國水庫浮游動物生物量,我國水庫浮游動物生物量約在0.1～10 mg/L之間。按生物量計，以枝角類、橈

51、足類占優(yōu)勢，原生動物和輪蟲相對地不如湖泊和池溏的多。如清河水庫1970～1979年浮游動物平均生物量為1.95 mg/L，其中橈足類約占44%，枝角類占40%，輪蟲原生動物約占16%。浮游動物量中游上游高于下游，夏季最高，秋季次之。,水庫水生大型植物,水庫建成后因水位上升原有水生植物和陸生植物都被淹死，因而沿岸植物都是重新發(fā)展起來的。水庫大型植物只能從鄰近水域中得到種子，因此當(dāng)有支流從其他湖泊或沼澤流進時，沿岸植物較易叢生并首先在支流

52、入口處或庫灣中形成。在最初階段對于沿岸植物發(fā)展的最重要條件是水位穩(wěn)定，一般夏季水位變動超過1m時就有不良的作用，但冬季水位的下降沒有影響。水的渾濁度過大時，由于光照不足和水底土壤不穩(wěn)定，沿岸植物也不發(fā)達. 水庫首先出現(xiàn)的通常是澤瀉，水芹之類借種子傳播的種類，以后蒲草、席草、蘆葦?shù)扔酶偷叵虑o繁殖的多年生種類也逐漸定居；在浮葉植物中半水生的蓼類常首先生長起來。 水庫大型植物

53、區(qū)系的形成時間很長，小型水庫要5年以上，大型水庫常達10～20年之久。在發(fā)展過程中后期，營養(yǎng)條件和種間關(guān)系起著主導(dǎo)作用，通常優(yōu)勢種逐漸更替。水庫中高等植物的強烈發(fā)展，可導(dǎo)致水體的沼澤化，但是沿岸植物對于水庫中生物的發(fā)展起了良好的作用。在叢生高等植物的水庫，浮游生物和水底生物都比較豐富，并且這些植物叢還是許多魚類的產(chǎn)卵場所。反之，高等植物不發(fā)達的水庫中，魚類的種類和數(shù)量都比較少。,底棲動物第一階段特點,在水庫形成之初，原來流水性種類如

54、蝦類、蜉蝣幼蟲、毛翅目幼蟲等由于水流減慢、淤泥下沉和溶氧量的下降，除在上游區(qū)尚可見到以外，其他區(qū)段逐漸絕跡，同時某些在土壤生活的兩棲性種類，特別是寡毛類開始在淹水土壤出現(xiàn)。因此第一階段水庫底棲動物的特點是由水生種類和土壤種類形成的混合群落，總生物量較低。,第二階段的特點,第二階段的特點是搖蚊幼蟲，特別是大紅搖蚊幼蟲的滋生。常常在水庫建成的當(dāng)年秋季以前，這種幼蟲就已經(jīng)到處廣布了，這時顫蚓等寡毛類僅在原來河床有泥砂沉淀的部分存在。搖蚊幼蟲

55、所以很快在水庫發(fā)展起來的原因與其生物學(xué)特點有關(guān)。首先較大型的搖蚊其成蟲可以在空中飛行相當(dāng)距離，直接把卵產(chǎn)到水中并且一年可生殖幾次。早期幼蟲是浮游性的，易于隨水流擴播，并且食性又很廣泛，既能濾食又能捕食。它們對低氧及水質(zhì)條件又有很大的適應(yīng)能力。但是如果水庫中水流較強且不斷向外排水，那么由于浮游幼蟲不斷被水流帶走，搖蚊幼蟲群落就難于形成或延遲到第二年在水流微弱區(qū)段小規(guī)模發(fā)展。第二年后櫛蝦、鉤蝦、蛭類、貝類等的數(shù)量也逐漸增多。,第三階段

56、的特點,第三階段也是群落的穩(wěn)定化階段。一般要經(jīng)3～4年后，某些適應(yīng)于當(dāng)?shù)厣顥l件的種類開始占優(yōu)勢，同時總種數(shù)和生物量都下降，僅在原河床地帶因顫蚓類的繁殖生物量才見上升。,在水庫中移殖底棲餌料動物容易,由于原有河川種類的消跡而新種類又較難入棲、所以即使?fàn)I養(yǎng)水平不高的水庫，其底棲動物群落也多是不飽和的，因此在水庫中移殖底棲餌料動物容易得到經(jīng)濟效果。由于水較深，且水草匱乏，底棲動物種、量一般少于湖泊，特別是軟體動物更少。底棲動物的主要類群

57、是寡毛類和搖蚊幼蟲，寡毛類是山谷型水庫和水庫深水區(qū)的優(yōu)勢類群，并發(fā)展成非常單純的種群，如湖北潭口水庫，未采到昆蟲，但寡毛類的密度為2830 ind/m2,生物量為3.16 g/m2；在平原型水庫和水庫的淺水區(qū)昆蟲較多，如太平湖水庫的上游、中游和庫灣地區(qū)搖 蚊占優(yōu)勢，而在下游則以寡毛類為主。水庫底棲動物的密度和生物量差別較大，如湖北省30座大中型水庫的密度平均值為7-4407個/m2，平均生物量為0.001-5.85g/m2。,(三)魚類

58、區(qū)系的形成,水庫的形成，從根本上改變了河流魚類的生活條件。各種魚類對于這種變化的反應(yīng)是不同的。那些在急流中生活和繁殖的魚類如真鰷(Leuciscus leuciscus)、爬巖魚(Ggastromyzon)等在水庫中不能找到適宜的條件，通常都離開水庫而上溯到河流去。它們的數(shù)量在水庫的最初二、三年即已急劇減少。相反地，在靜水或微流水中生活和繁殖的魚類(鳊、鯉、狗魚等等)則迅速地在這里發(fā)展起來。此外，除去原河流的魚類以外，在該河流域的湖泊

59、中生活的魚類，也有可能進入水庫。,水庫魚類演替,在水庫形成的最初一年，對于在水草上產(chǎn)卵的魚類，創(chuàng)造了極好的發(fā)展條件。因為被淹沒的大片陸地上叢生陸生植物，為產(chǎn)卵場提供了廣闊的面積。如果水庫的水位需在二年內(nèi)達到設(shè)計高度，那么在第二年由于新的陸地被淹沒，產(chǎn)卵條件還是很優(yōu)良的。第一年魚卵和稚魚的成活率也比較高，因為這時在水庫中棲息的魚類還不多，卵和稚魚被敵害吃掉的機會也比較少。但是，此后由于水庫的水位不穩(wěn)定，被淹浸的陸地植物又腐敗了，常干涸的沿

60、岸帶內(nèi)水生植物的繁殖也極微弱，使草叢產(chǎn)卵性魚類的生物條件大大地惡化了。這時那些對產(chǎn)卵附著物選擇嚴格的經(jīng)濟魚類如鯉、鳊等將處于極惡劣的條件下，而一般野雜則能利用去年的植物的殘體以及沖進水庫的陸生植物殘體作為產(chǎn)卵附著物。產(chǎn)卵期間水位的下降也有不良影響，這會使已產(chǎn)出的魚卵干死。由于水庫中水位狀況的這種特點，水庫魚類區(qū)系在自然形成過程中，無經(jīng)濟價值的野雜魚在數(shù)量上將逐漸占優(yōu)勢。因此，必需采取措施以保證水庫魚類區(qū)系能與漁業(yè)利益相適應(yīng)地定向形成。,

61、三、生物生產(chǎn)力和利用,我國水庫普遍放養(yǎng)鰱、鳙等濾食性魚類，可直接濾食大型浮游植物，使食物鏈大為縮短，特別是鳙魚在水庫中既能充分利用大型浮游植物，又能有效地利用以外來有機質(zhì)為主要能源的浮游動物，這點可能是許多水庫中鳙產(chǎn)量高于鰱的主要原因。,第四節(jié) 養(yǎng)魚池生態(tài)系統(tǒng),養(yǎng)魚池是一種人工生態(tài)系統(tǒng)，它具備天然生態(tài)系統(tǒng)的一切共性，但在人類控制和影響下，在結(jié)構(gòu)和功能上又有其特點：,養(yǎng)魚池生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能特點,1.養(yǎng)魚池面積小、水淺，易受天氣及人類活

62、動的影響，非生物環(huán)境的變化很大。同一池塘在一個生長期內(nèi)可經(jīng)歷貧營養(yǎng)型、中營養(yǎng)型、富營養(yǎng)型到腐營養(yǎng)型的不同階段。由于冬季常排干水，又具有間歇性水體的許多特點。2.生物群落不是自然發(fā)展起來的，主要在人類的支配和影響下形成，種類組成趨于單純化，種間的相互適應(yīng)能力一般較差，優(yōu)勢種突出。3.生產(chǎn)者幾乎全由浮游植物組成，大型消費者中魚類都是人工放養(yǎng)的，浮游動物和底棲動物大多是由具保護性結(jié)構(gòu)，易于擴布，世代時間短、繁殖快、生態(tài)輻廣的種類組

63、成。微型消費者中細菌、鞭毛藻類非常豐富。4.初級生產(chǎn)力高，外來有機質(zhì)量大，食物鏈短、魚產(chǎn)力高。5.由于生境易變和群落組成的簡單化，降低了系統(tǒng)本身的自動調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。,一、非生物環(huán)境,(一)面積和深度 池大水深，生境變化較緩，魚類活動空間大，但池過大不便管理，一般不超過20～30畝，而從10畝左右較好。水過深了易形成溫躍層，國內(nèi)主張不超過2～3 m深，但在密養(yǎng)條件下魚在水中游動本身起了攪拌器作用，使用增養(yǎng)

64、機也能破壞水團分層，因此水深達到了3～4 m仍是有利于高產(chǎn)的。,(二)水溫,池水溫度隨氣溫而變化，但晝夜溫差和季節(jié)溫差均比氣溫小得多。我國主要養(yǎng)殖魚類的適溫范圍多在20～32 ℃之間，15～20 ℃間尚可生長。因此全年15 ℃以上的生長期天數(shù)和20 ℃以上的天數(shù)的長短都是高產(chǎn)塘的重要指標(biāo)。,(三)光照條件,特別重要的有下列兩個指標(biāo)：1.日照長度和實際日照時數(shù) 北方地區(qū)生長期雖短，但每天日照時間和實際日照時數(shù)都較長。比如：廣東生長

65、期達330天，而生長期日照時數(shù)僅50～600小時，黑龍江省生長期僅165天，實際日照時數(shù)則達到700小時。這樣在光照條件方面彌補了溫度條件的不足。2.水的透明度 透明度既表示光透入水中的程度，又大致反映浮游植物的密度，太大和太小都不好，一般以20～40cm較好。,(四)池水運動,風(fēng)流、波浪、密度流、魚群游物引起的渦流均可促進水層的垂直混合，有利于溶氧和養(yǎng)分的上下交流，提高魚產(chǎn)力，開動增氧機也能起到這樣的作用。,(五)溶解鹽類,通

66、常為淡水，但鹽度2～3以內(nèi)的微鹽水更有利于魚的生長，總堿度以1.5～3.5 mmol/L為佳，總硬度宜與堿度相近。,(六)溶解氣體,溶氧變幅極大，可以從＜1 mg/L到過飽和，時空分布極顯著。溶氧量變幅大說明水中物質(zhì)循環(huán)強烈，魚產(chǎn)力高。氨在水中形成NH3和NH4，NH3有劇毒，安全濃度應(yīng)在0.05 mg/L以下。水溫和pH升高時，總氨中NH4比值增大，這時總氨濃度不變卻可能致毒。硫化氫為極毒氣體，在北方鹽堿地池塘有時產(chǎn)生并致毒

67、。主要是在水中有機質(zhì)多，水溫高，pH 7～9，透明度低時，在缺O(jiān)2條件下，水較深的老魚池中硫酸鹽還原而形成。,其它因子,(七)pH值 通常在7～9之間。10以上短時間(中午和午后)尚可，長時間則有危險。pH日變幅大的也是高生產(chǎn)力的標(biāo)志。 (八)有機物耗O2量 有機質(zhì)是水肥度標(biāo)志，但過多又會惡化氧氣情況，高產(chǎn)塘C0D多在15～60mg/L之間。 (九)營養(yǎng)鹽類 無機氧達到1～2mg/L即可，磷酸鹽一般應(yīng)為無機量的1/5以上，我

68、國高產(chǎn)塘通常缺磷。 (十)池底淤泥 具有供肥，保肥和調(diào)節(jié)水質(zhì)的作用。但淤泥過多又易惡化水質(zhì)，造成下層水氧債高，可能引起泛塘。一般以保持10～15 cm厚度為宜。,二、生物群落,(一)浮游植物 養(yǎng)魚池生境多樣，多變，各類生態(tài)習(xí)性的藻類均有出現(xiàn)的可能性，但優(yōu)勢種類則較有限。我國高產(chǎn)塘習(xí)見優(yōu)勢種類多為富貧養(yǎng)型到腐營養(yǎng)型指示種：甲藻和隱藻門：隱藻、膝口藻、裸甲藻等；藍藻門：魚腥藻、擬魚腥藻、微囊藻等；綠藻門：衣藻、小球藻、柵藻