楊品紅, 王志陶

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湖泊主要生態(tài)因子及富營(yíng)養(yǎng)化治理研究展望

楊品紅1,2,3, 王志陶1

(1. 湖南文理學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院, 湖南 常德, 415000；2. 湖南省水產(chǎn)工程技術(shù)研究中心, 湖南 常德, 415000；3. 大湖水殖股份有限公司, 湖南 常德, 415000)

湖泊是一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)部各種生態(tài)因子彼此交織在一起構(gòu)成網(wǎng)狀生態(tài)結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)循環(huán)引起的水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化也是自然因素和人類活動(dòng)綜合作用的結(jié)果，而人類活動(dòng)更為突出. 湖泊面積減少，營(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重，引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境問題. 為此綜述了湖泊水域主要生態(tài)因子的研究進(jìn)展，并在總結(jié)藻型湖泊與草型湖泊的主要區(qū)別以及主流的富營(yíng)養(yǎng)化治理方法的同時(shí)介紹了一種富營(yíng)養(yǎng)化治理的新方略——能效漁業(yè)，以期為更好的開發(fā)利用湖泊以及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治提供理論依據(jù).

湖泊; 生態(tài)因子; 富營(yíng)養(yǎng)化; 能效漁業(yè)

湖泊是地球上最重要的淡水來源之一，我國(guó)湖泊總面積約90 000 km2，有面積大于1 km2的湖泊約3 000個(gè)(主要分布在長(zhǎng)江中下游、蒙新和青藏高原地區(qū))[1]，近年來，在自然因素及人為因素的共同脅迫下湖泊水質(zhì)持續(xù)惡化，生態(tài)與環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，湖泊功能與效益不斷下降，日趨成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，湖泊水體面臨著嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化威脅. 目前57%的國(guó)家控制重點(diǎn)湖泊和水庫水質(zhì)屬于V類和劣V類[2]，采用現(xiàn)有的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治措施，其治理的環(huán)境效果可能偏離人們的期望. 例如太湖的水環(huán)境問題在過去十年不但沒有好轉(zhuǎn), 反而其污染和富營(yíng)養(yǎng)化問題愈演愈烈, 至今, 太湖水質(zhì)仍然是劣V類為主, 藍(lán)藻水華依然在夏季時(shí)頻頻出現(xiàn)[3]. 由于基礎(chǔ)研究的不足, 難以全面揭示生命過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來源、轉(zhuǎn)化和歸宿，構(gòu)建出氮磷生物地球化學(xué)循環(huán)為湖泊污染和富營(yíng)養(yǎng)化治理實(shí)踐提供有力的理論支撐，我國(guó)的湖泊治理走了不少彎路[4-6]. 本文綜述了湖泊水域主要生態(tài)因子及富營(yíng)養(yǎng)化治理的研究進(jìn)展，以期為更好地開發(fā)利用湖泊資源以及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理提供參考.

1 湖泊主要生態(tài)因子研究進(jìn)展

1.1 非生物因子

光：光(400-700 nm)在水體中的衰減程度取決于水中溶解性有機(jī)碳(Dissolved organic carbon, DOC)、無極懸浮顆粒(Particulate inoganic matter, PIM)和葉綠素A的含量[7]. 輻照度沿物理深度的衰減較大地影響浮游植物光合作用[8-9].

透明度：水體中懸浮物的組成和含量、氣象狀況極大地影響著湖水的透明度變化[10-11]. 水體透明度降低，直接影響水生植物的光合作用，從而導(dǎo)致浮游植物銳減、沿岸帶水生植被萎縮、沉水植物消失[12-14]，極大地破壞了原有生態(tài)環(huán)境.

水溫：水溫與浮游生物的消長(zhǎng)密切相關(guān)，溫度升高有利于藻類的生長(zhǎng)，并提高了藻吸收營(yíng)養(yǎng)鹽類的速度[15-16]，浮游動(dòng)物最大攝食率亦隨溫度增高而增大[17-18]，魚在夜間遷移到溫度較低的水域，在28 ℃時(shí)，它們吸收的能量用于生長(zhǎng)的就可從20％提高到50％[19-20].

溶解氧：葉綠素A含量與溶解氧具有正相關(guān)的關(guān)系[21-24]，藻類的產(chǎn)生量也可根據(jù)溶解氧的變化估算[25-28].

pH：研究表明：水中浮游植物或藻類由于它們的呼吸及光合作用，影響碳酸鹽物種間的化學(xué)平衡，進(jìn)而影響地面水的pH變化[29]，魚類最適宜在pH值為7.5～8.5的中性或微堿性的水體中生長(zhǎng). 夏季浮游藻類爆發(fā)性增長(zhǎng)，光合作用增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)致湖水pH值的升高以及對(duì)磷的大量需求是促使沉積物中的磷向間隙水中釋放的關(guān)鍵因子[29-30]. pH值的降低會(huì)引起鈣磷酸鹽與碳酸鈣共沉淀的溶解，表層沉積物的磷釋放受沉積物上覆水的pH值控制[31].

可溶性碳：水體中的可溶性碳(DOC)來源于浮游植物光合作用過程中向胞外的釋放以及水體中木質(zhì)素和纖維素的分解[32]，水體DOC的含量會(huì)影響水下光場(chǎng)，直接或間接的影響水體中各種生物的生存和發(fā)展，進(jìn)而影響整個(gè)水體的生態(tài)系統(tǒng)[33].

水體N、P：氮磷分為有機(jī)和無機(jī)兩種形態(tài)存在[34]. 氮在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)是開放循環(huán)，湖泊中的動(dòng)物、植物、微生物等構(gòu)成湖泊生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈,各種生物通過同化吸收或選擇性捕食，使得氮素在營(yíng)養(yǎng)級(jí)中自下而上進(jìn)行傳遞[35-40]. 磷在水體中主要以溶解性有機(jī)磷和懸浮態(tài)顆粒磷存在，可分別占到總磷的12％～30％和62％～82％，但生物可直接利用的溶解性反應(yīng)磷僅占5％～8％[41-44]，正磷酸鹽(PO4-P)是生物體直接利用的磷形態(tài)[45-46]，至于有機(jī)磷，只有少部分溶解性有機(jī)磷組分如ATP和6-磷酸葡萄糖能被生物直接吸收．大多數(shù)有機(jī)磷組分不能被直接利用，但可被細(xì)菌產(chǎn)生的胞外酶分解而轉(zhuǎn)化為生物可利用磷[47]. 但在國(guó)內(nèi)外有關(guān)湖泊氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的研究中，大部分工作主要在分析總氮、總磷和無機(jī)氮磷，對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理的認(rèn)識(shí)也主要建立在對(duì)這些組分的研究之上，而對(duì)有機(jī)氮磷的來源、循環(huán)及生態(tài)學(xué)效應(yīng)的研究相對(duì)薄弱[48-57].

浮游植物最適氮磷比：Ryding[58]等從藻類的“經(jīng)驗(yàn)分子式”C106H263N16P出發(fā)，換算出相應(yīng)的氮、磷質(zhì)量濃度比為7.2：1[59-60]. Reynolds的研究發(fā)現(xiàn)在淡水水體中N／P>30時(shí)，會(huì)出現(xiàn)P的抑制，N／P<8的時(shí)候，可能出現(xiàn)N的抑制，而N／P在8-30之間是正常的波動(dòng)，在l5-l6之間時(shí)為浮游植物最佳生長(zhǎng)需要[61]. Redfield則提出海水中平均N／P原子比是15：l，浮游植物在生長(zhǎng)時(shí)N和P也以15：1的比例被消耗[62]. 宋玉芝等認(rèn)為N／P為25：1時(shí)最有利于浮游藻類的生長(zhǎng). 在有沉水植物的體系中，當(dāng)N／P為15時(shí)，附著藻類的生物量隨水體中氮濃度的升高而顯著增加，但浮游藻類的變化不顯著．當(dāng)N／P為25時(shí)，浮游藻類及附著藻類的生物量均隨水體中氮濃度的升高而顯著升高[63]，該結(jié)果與Austin[64]等的研究相一致. 多數(shù)學(xué)者持16：1為浮游植物生長(zhǎng)的最適氮、磷比[65-67]，以該濃度為最佳，但不同的浮游植物有適合各自生長(zhǎng)的最適氮、磷比[68-69].

1.2 生物因素

浮游動(dòng)物：浮游動(dòng)物的變動(dòng)直接波及到其它營(yíng)養(yǎng)級(jí)和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化[70-74]，浮游動(dòng)物也是經(jīng)典生物操縱(biomanipulation)的主要環(huán)節(jié)之一[75-76].

浮游植物：研究表明中國(guó)50個(gè)主要湖泊葉綠素與總磷具有顯著相關(guān)性[77-80]，即P元素為浮游植物的營(yíng)養(yǎng)限制因子. 浮游植物影響因子眾多，除前文所述因子外還受到鐵、錳因子[81-82]，硫酸鹽含量[83]，高等水生植物的消長(zhǎng)[84]，鰱、鳙放養(yǎng)密度[85-88]等因素的影響. 同時(shí)，認(rèn)為藻類的種類組成可以很好地指示水體的營(yíng)養(yǎng)狀況, 進(jìn)而為水質(zhì)變化提供早期預(yù)警信息[89-91].

微生物：微生物在氮素的輸入和向大氣釋放過程中起著非常重要的作用[92-93]，微生物的硝化反硝化等過程能夠影響沉積物-水界面的氮素物質(zhì)動(dòng)力學(xué)[94]，藍(lán)細(xì)菌以及沉積物中的部分異養(yǎng)細(xì)菌的固氮作用是補(bǔ)償反硝化導(dǎo)致氮素輸出的唯一途徑，厭氧氨氧化可能是去除NH4+的一個(gè)重要途徑[93]，另外浮游細(xì)菌對(duì)微食物網(wǎng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)起著關(guān)鍵性作用. 同時(shí)，浮游細(xì)菌的活性水平和種群的動(dòng)態(tài)變化又受到復(fù)雜的生物和生態(tài)關(guān)系的調(diào)控[95].

1.3 人為因素

人類活動(dòng)和各種生物活動(dòng)不斷將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從地下向地表由流域到湖泊水體遷移和富集, 而人類現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)方式大大加劇了這個(gè)過程[96]. 通過人工筑壩形成水庫，水壩是人類影響地球表面水體最重要的工程建筑，筑壩修建水庫利用水資源對(duì)全球水環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的影響[97-100].

2 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治

富營(yíng)養(yǎng)化(Eutrophication)即營(yíng)養(yǎng)過剩，水體由于接納過多的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力和藻類生物的異常繁殖[101]，水體富營(yíng)養(yǎng)化可以是由諸多物理因素(溫度和光)、化學(xué)因素(氮、磷、有機(jī)質(zhì)、鈣、鐵、pH、溶解氧和二氧化碳等)和生物變量共同作用的結(jié)果，而氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽通常被認(rèn)為是最重要的因素[102]. 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)直接后果是藍(lán)藻水華暴發(fā). 而藍(lán)藻水華形成經(jīng)歷越冬、復(fù)蘇、生長(zhǎng)和上浮集聚形成水華四個(gè)彼此相對(duì)獨(dú)立但是又相互連續(xù)的階段[103].

2.1 富營(yíng)養(yǎng)化防治的方法及存在問題

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治的基本措施主要包括內(nèi)源污染控制(疏浚底泥、覆蓋底泥、固定營(yíng)養(yǎng)鹽、天然或改性粘土礦物治理藻華污染等措施[104])，外源污染控制(截污與集中處理等措施)和生態(tài)控制(恢復(fù)水生植被與控制魚類等措施[105]. 但治理的環(huán)境效果可能偏離人們的期望，例如底泥疏浚能有效的削減沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、和持久性有機(jī)物等污染物的含量，降低營(yíng)養(yǎng)脅迫對(duì)水生植物的影響(底泥是湖泊中污染物的蓄積庫和內(nèi)污染源[106])，底泥疏浚能消減湖泊內(nèi)源氮、磷負(fù)荷[107-108]、降低沉積物的反硝化速率[25]以及沉積物微生物活性和群落功能多樣性，影響沉積物生源要素的循環(huán)[109]，但疏浚過程中會(huì)引起污染物向水體釋放，往往對(duì)底棲生物產(chǎn)生危害，引起種類、豐富度與生物量的減少，群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，多樣性減低，對(duì)水生植物種子庫造成破壞[110]. 新近的研究發(fā)現(xiàn), 藍(lán)藻水華復(fù)蘇主要不是發(fā)生在沉積物中, 而是在水柱中[111]. 底泥疏浚雖然短期內(nèi)(約半年時(shí)間)可以顯著降低底泥的內(nèi)源釋放, 但是, 隨著時(shí)間的延長(zhǎng), 底泥上會(huì)出現(xiàn)新生的污染底泥, 或稱“活化”[112]. 這些新“活化”的污染底泥, 實(shí)際上是外源污染沒有切斷的情況下, 外源污染輸入后沉積在底部形成的. 秦伯強(qiáng)[3]提出了生態(tài)恢復(fù)應(yīng)該首先降低營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷，其次才是生態(tài)恢復(fù)的新觀念, 以及湖泊治理必須先控源截污，后生態(tài)恢復(fù)的新思路.

朱廣偉等[99]的研究發(fā)現(xiàn)在自然條件下，長(zhǎng)江中下游淺水湖泊沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽釋放主要基于化學(xué)平衡條件下的水土界面擴(kuò)散作用, 以及水動(dòng)力擾動(dòng)對(duì)水土界面物理破壞條件下的底泥懸浮釋放作用二種釋放方式，并受水土界面的氧化還原環(huán)境，鐵、錳、鋁等元素含量的影響. 此外降水通過直接影響地表徑流, 可將湖泊流域的營(yíng)養(yǎng)鹽攜帶入湖，區(qū)域的高降水使得湖泊水位提高, 江水倒灌入湖, 可攜帶豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 導(dǎo)致湖泊營(yíng)養(yǎng)水平增高[113].

王海軍等[114]對(duì)長(zhǎng)江流域40多個(gè)湖泊多年比較研究的最新成果表明：無論水體中總氮濃度是高還是低，總磷濃度總是限制浮游藻類生長(zhǎng)的最重要因素，藻類總量決定于總磷而不是總氮. 并從多方面論證指出：富營(yíng)養(yǎng)化治理無需控氮、只需控磷，但也有學(xué)者認(rèn)為通過減少外源磷負(fù)荷的措施可在一定程度上改善水質(zhì)，可結(jié)果卻往往被沉積物中磷向水體的釋放延緩或抵消[115-116]，往往導(dǎo)致治理效果成效不大.

如何才能更好的協(xié)調(diào)好湖泊資源的有效開發(fā)，養(yǎng)殖增殖同時(shí)實(shí)行對(duì)水體資源的保護(hù)，筆者認(rèn)為應(yīng)該踐行能效漁業(yè)

2.2 能效漁業(yè)的實(shí)踐

能效漁業(yè)(Energy-efficient Fishery)是以現(xiàn)代生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)，以水域環(huán)境生態(tài)現(xiàn)有能量為基礎(chǔ)，根據(jù)水域中能量特色及生態(tài)系統(tǒng)中特定食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一種旨在保護(hù)水生態(tài)環(huán)境，充分利用水域漁產(chǎn)潛力與生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力的能量－生態(tài)控制(Energy-cybernetics)技術(shù)或能量－食物網(wǎng)操縱技術(shù)(Energy-biomanipulation). 通過能效漁業(yè)可調(diào)控水體的N、P含量，改善N、P的比例關(guān)系，使浮游植物獲得必要的營(yíng)養(yǎng)元素，擴(kuò)大“生物金字塔”的基部，大幅度提高適口優(yōu)質(zhì)高營(yíng)養(yǎng)的浮游生物量和種群，對(duì)以濾食性水產(chǎn)動(dòng)物(魚、蝦、蟹、蚌、貝等)為主體養(yǎng)殖對(duì)象的水體成效顯著[117-118]，對(duì)大水面養(yǎng)殖由粗放型轉(zhuǎn)向集約型意義重大.

長(zhǎng)期以來，在摸清水域N、P現(xiàn)存量及來源量的基礎(chǔ)上對(duì)水體的養(yǎng)殖容量進(jìn)行了綜合估算，在湖南津市西湖、岳陽東湖、澧縣北民湖等湖區(qū)，采用磷平衡氮的方法[119]，抑制藍(lán)、綠藻的生長(zhǎng)，定向培養(yǎng)水產(chǎn)品的適口藻類，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)鹽的“上行效應(yīng)”[120]. 并通過向水體放養(yǎng)適量的鰱、鳙魚及細(xì)磷斜頜鲴等浮游生物食性魚種，浮游藻類經(jīng)食物鏈被濾食性魚類攝食而順利完成“下行效應(yīng)”[120]，并隨水產(chǎn)品的收獲而離開水域. 由此來消除水體污染，改善水質(zhì)，增加養(yǎng)魚的產(chǎn)量，提高湖泊、水庫等大水面的綜合效益，為內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)鹽從水體的移出另辟新徑，實(shí)現(xiàn)水體營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)人工干預(yù)達(dá)到“越加越少”的目標(biāo).

2002—2004年在未對(duì)湖南省津市西湖進(jìn)行大量人工投肥的情況下，連續(xù)３年發(fā)生了大面積水華，從2005年起，借鑒安鄉(xiāng)珊珀湖[117](一中型淺水藻型湖泊)和岳陽東湖[118](一草型湖泊)的成功經(jīng)驗(yàn)，在西湖進(jìn)行能效漁業(yè)的理念實(shí)踐，并對(duì)每次施肥效果及能效實(shí)踐進(jìn)行采樣檢測(cè). 根據(jù)每次氮磷含量測(cè)定結(jié)果，按目標(biāo)N：P=7：1計(jì)算所需N肥量，然后按N：P=(3～10)：1計(jì)算出P肥的投放量，其中磷肥和氮肥分別以過磷酸鈣和碳酸氫銨為主，在魚類生長(zhǎng)季節(jié)，于風(fēng)力小于3級(jí)的晴朗天氣，在水深1～15 m的無草區(qū)投肥(施肥區(qū)面積約為湖泊總面積的5%～20%)，并自2005年以來沒有再發(fā)生水華. P元素在西湖的營(yíng)養(yǎng)限制性基本得到消除，水體N/P被調(diào)控到了較好狀態(tài)[121].

3 展望

湖泊是個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)部各種生態(tài)因子彼此交織在一起構(gòu)成網(wǎng)狀生態(tài)結(jié)構(gòu)，水質(zhì)狀況受系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)循環(huán)的影響. 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換理論認(rèn)為淺水富營(yíng)養(yǎng)湖泊或處于以大型水生植物為主要初級(jí)生產(chǎn)者的清水狀態(tài)，或處于以浮游植物為主要初級(jí)生產(chǎn)者的渾濁狀態(tài)，各種狀態(tài)各具有緩沖機(jī)制來保持穩(wěn)定[122]，該理論表明：在一定的營(yíng)養(yǎng)濃度范圍內(nèi)，通過工程措施，促使湖泊的初級(jí)生產(chǎn)者轉(zhuǎn)化為以大型水生植物為主的狀態(tài). 對(duì)淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊而言，水生植被的恢復(fù)重建是其治理的關(guān)鍵[123]. 而湖泊生態(tài)恢復(fù)必須先診斷、后治理, 先環(huán)境改善、后恢復(fù)生態(tài)[124]. 筆者認(rèn)為，湖泊研究的發(fā)展趨勢(shì)及研究熱點(diǎn)集中在以下幾點(diǎn)：

a. 以恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本理論與方法為指導(dǎo)，借鑒濕地恢復(fù)的成功經(jīng)驗(yàn)[125]及相關(guān)原理(次生演替理論、自我設(shè)計(jì)理論、入侵理論)[126]，結(jié)合我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的自身特點(diǎn)以及實(shí)際操作所面臨的問題，突破水生植物群落恢復(fù)重建關(guān)鍵技術(shù).

b. 非經(jīng)典生物操縱技術(shù)[127]在藍(lán)藻水華控制方面將會(huì)得到進(jìn)一步的應(yīng)用，通過向水體放養(yǎng)鰱、鳙魚[119]、團(tuán)頭魴、細(xì)磷斜頜鲴[119]、奧尼羅非魚[128]等濾食或雜食性魚類，通過對(duì)浮游藻類尤其是水華藍(lán)藻及水中其它顆粒物的攝食，降低水體總懸浮物和葉綠素A的濃度，進(jìn)而有效提高水體透明度，改變水體浮游植物群落結(jié)構(gòu)，使得浮游植物的優(yōu)勢(shì)種由藍(lán)藻變?yōu)槁阍?、綠藻或硅藻，從而有效控制藍(lán)藻水華，但魚類自身的排遺排泄和對(duì)底泥的攪動(dòng)對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽的影響也不可忽視[129].

c. 衛(wèi)星遙感具有快速、大范圍、周期性、一次成像成本相對(duì)低廉的特點(diǎn), 是湖泊水色遙感的實(shí)用基本平臺(tái)，它具有常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可比擬的優(yōu)越性，因而在湖泊水體監(jiān)測(cè)的實(shí)踐中被廣泛引用，結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以有效地把遙感信息以及其它方式所輸入的信息相結(jié)合處理分析，把分析結(jié)果以圖形和報(bào)表的形式輸出，使結(jié)果更直觀[130].

d. 人工介質(zhì)水質(zhì)凈化技術(shù)采用具有較大比表面積和容積利用率的人工介質(zhì)作為生物載體，對(duì)湖水中的土著微生物進(jìn)行有效富集，利用微生物的硝化－反硝化作用，去除部分氮磷營(yíng)養(yǎng)元素，將原有的以水－土界面為主的好氧-厭氧、硝化-反硝化條件擴(kuò)大到整個(gè)水體，同時(shí)利用微生物對(duì)有機(jī)有機(jī)物污染物的降解作用，可去除水體中的有機(jī)污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的[131].

e. 人工濕地對(duì)氮具有較為穩(wěn)定的去除效果，而對(duì)磷的去除效果卻不明顯[132]，因此濕地在磷限制性湖泊治理中前景可觀.

f. 將宏觀的湖泊營(yíng)養(yǎng)化治理與微觀的微生物氮代謝過程相結(jié)合，在傳統(tǒng)的生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)研究基礎(chǔ)上輔之以現(xiàn)代基因組學(xué)、分子生物學(xué)方法，進(jìn)一步了解湖泊營(yíng)養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)，推動(dòng)富營(yíng)養(yǎng)化控制及治理進(jìn)程[133].

g. 有機(jī)氮磷是湖泊水體和沉積物中的重要組分，可以通過酶解和微生物活動(dòng)轉(zhuǎn)化成生物可利用性營(yíng)養(yǎng)鹽，在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中起著十分重要的作用[34]，但現(xiàn)有的研究主要集中在總氮、總磷和無機(jī)氮磷等方面，對(duì)有機(jī)氮磷的來源、循環(huán)及生態(tài)學(xué)效應(yīng)的研究相對(duì)匱乏. 在現(xiàn)有的無機(jī)氮磷研究的基礎(chǔ)上，開展各種有機(jī)氮磷等營(yíng)養(yǎng)成分的研究，揭示有機(jī)氮磷與湖泊生命過程的耦合關(guān)系，完善氮磷循環(huán)理論，將是未來的主要研究方向[4].

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Characteristic of main ecological factors in lakes and energy-efficient fishery, a new strategy of eutrophication management

YANG Pin-hong1 ,2 ,3, WANG Zhi-tao1

(1.College of Life Science, Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, China; 2.Hunan Province Marine Products Engineering Technique Research Center, Changde 415000, China; 3.Dahu Aquaculture Co.,Ltd. Changde 415000, China)

Lake is an opened ecological system, where various ecological factors combined into a ecological net. The dynamic changes of the water quality, induced by energy flowing, as well as substance circulating, were caused both by natural evolution and human impacts, while the human activities exert greater influence on this changes. The reduction of the lake area, as well as the daily serious eutrophication results in a series of ecological and environmental problem. This paper summarized the characteristic of main ecological factors in lakes 、the differences of alga and grass type water、the current treatment of eutrophication,as well as the energy-efficient fishery, a new strategy of eutrophication management, which will be likely to provide an effective theoretical basis to the development and utilization of lake resources, as well as the prevention and treatment of eutrophication phenomena.

lake; ecological factor; eutrophication; energy-efficient fishery

Q 175

A

1672-6146(2010)03-0045-08

10.3969/j.issn.1672-6146.2010.03.013

2010-06-03

國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2003EA770038); 湖南省重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(01NKY2004-1); 湖南省“十一五”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“動(dòng)物學(xué)”項(xiàng)目(07-A-2); 湖南省高校產(chǎn)學(xué)研示范基地—水生生物資源與利用(2008-2010); 湖南省高校技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目(2010-2012).

楊品紅(1964-), 男, 教授, 研究方向?yàn)樗飳W(xué)及應(yīng)用.