自然界的水生态系统课件.pptVIP

*************************************水文情势的重要性流量变化河流的流量节律，包括季节性高低流和洪水脉冲，对维持河流生态系统至关重要。它影响底质组成、氧气浓度和温度分层；塑造物理栖息地；触发鱼类产卵和洄游；连接主河道与泛滥平原；运输营养物质和沉积物。水位波动湖泊和湿地的水位变化创造了多样化的栖息环境。季节性水位波动支持湿地植被更替；为两栖类和鸟类提供繁殖和觅食场所；促进营养物质循环；维持边缘生态带多样性；控制入侵物种扩散。地表水-地下水交互地表水与地下水的交换对河流生态系统功能至关重要。它调节水温和化学特性；为鱼类提供庇护所和产卵场；支持特化的水生无脊椎动物群落；维持旱季基流；缓冲污染物影响；支持河岸植被生长。水质对生态系统的影响溶解氧(mg/L)物种数量水质参数直接影响水生生物的生存和繁殖。溶解氧是最基本的指标，不同生物对氧浓度有不同需求：鲑鱼等冷水鱼类需要高氧环境（7mg/L），而鲤科鱼类可在较低氧环境生存；蛭类和摇蚊幼虫等能适应极低氧环境。pH值影响生物体内酶的功能，多数淡水生物适宜在pH6.5-8.5范围内生存。温度影响生物的代谢率和溶解氧浓度，过高的水温会导致热应激、氧气不足和疾病爆发。浊度和透明度影响光照穿透深度和初级生产力，也影响视觉捕食者的觅食效率。水体中某些特定污染物，如重金属、农药和内分泌干扰物，即使在低浓度下也可能对水生生物产生毒性效应或导致生理功能障碍。生物多样性与生态系统稳定性1保险假说高多样性系统中包含多种功能相似但对环境条件反应不同的物种，当环境发生变化时，某些物种可能衰退，而其他物种则能填补空缺。例如，多样化的浮游植物群落在不同温度和营养条件下，总能有一部分物种维持初级生产力。2铆钉假说某些关键物种对维持生态系统功能至关重要，就像飞机的关键零部件。例如，海獭控制海胆数量，保护海藻林；海草形成关键栖息地；大型捕食鱼类调控食物网结构。这些关键物种的丧失可能导致整个系统崩溃。3冗余与互补作用物种间功能既有冗余性又有互补性，共同提升系统稳定性。如珊瑚礁上的不同种食草鱼类控制不同类型的藻类；不同种贝类在底泥不同深度滤食；多种分解者共同作用提高有机物分解效率。4多样性与入侵抵抗力物种丰富的生态系统通常展现出更强的抵抗外来物种入侵能力。这可能是因为资源利用更充分，留给入侵者的生态位较少。例如，物种多样性高的珊瑚礁往往比退化礁更能抵抗有害藻类入侵。人类活动对水生态系统的影响75%海洋污染全球超过3/4的海洋污染来源于陆地活动，主要包括农业径流、城市污水和工业废水。33%渔业资源全球约1/3的海洋渔业资源已被过度捕捞，另有约60%已达到最大可持续捕捞量。50%湿地损失自1900年以来，全球已损失约一半的湿地，主要原因是农业开发、城市化和水利工程。90%珊瑚礁退化预计到2050年，若不采取有效措施，全球90%的珊瑚礁将面临严重退化风险。人类对水生态系统的影响是多方面的，既有直接影响如过度捕捞、栖息地破坏和污染排放，也有间接影响如气候变化和流域土地利用变化。这些影响通常是叠加的，形成复合胁迫，使生态系统难以恢复。例如，受污染和温度升高的珊瑚礁更易受到疾病和白化影响。水污染点源污染来自特定、可识别的排放点的污染，如工业废水排放口、城市污水处理厂出水口和船舶排放物等。点源污染物通常包括重金属、石油类物质、合成有机物（如多氯联苯）和病原微生物等。点源污染相对容易监测和控制，但在许多发展中国家仍然是水质恶化的主要原因。面源污染来自分散、广泛区域的污染，如农业径流、城市雨水径流和大气沉降等。面源污染物主要包括农药、化肥（氮、磷）、沉积物和路面污染物等。面源污染难以监测和控制，对水生态系统的影响往往是慢性和长期的，是当前许多地区水质管理的主要挑战。新兴污染物包括药物残留（如抗生素、激素）、个人护理产品、微塑料和纳米材料等。这些物质通常在环境中浓度极低，但可能对水生生物产生内分泌干扰、行为改变和抗药性传播等长期影响。现有处理技术对这些污染物的去除效果有限，它们的生态风险评估和管理方法仍在研究中。过度捕捞过度捕捞指渔业捕获速率超过鱼类种群的自然补充速率，导致种群数量持续下降。全球约33%的鱼类种群被过度捕捞，另有60%已被充分开发至最大可持续产量。过度捕捞不仅影响目标鱼种，还通过副渔获物（非目标物种的意外捕获）和栖息地破坏影响整个水生态系统。过度捕捞的生态后果包括：食物网结构改变，如顶级捕食者减少导致的下行效应；渔获物平均体型和年龄下降，即渔业矮化现象；遗传多样性减少，影响种群应对环境变化的能力；以及生态系统功能退化，如失去关键