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水下水生植被回归是切萨皮克湾生态系统恢复的

2019-08-30 10:00

像一颗海草,海草,随风飘摇……最近朋友圈疯传的一首《海草舞》,非常有魔性,让人不禁“随风飘摇”。但实际上,海草真的很魔性哦,深居海底照样具有强大的光合作用,照样会发芽开花结果。今天我们的主角不是票圈的海草,而是位于美国东海岸中部的切萨皮克湾的海草。有报道说,自从污染条例启动后,切萨皮克湾海底的水草开始疯长,郁郁葱葱,面积是1984年的三倍多。正是因为污染条例的实施,减少了工业氮的污染,才使切萨皮克湾海底成为“草原世界”。这个成功的环境案例表明,为保护海湾的健康而制定的法规具有至关重要的作用。

水下水生植被回归是切萨皮克湾生态系统恢复的前哨。

我国目前大水面粗放式养殖业的基本结构,是以草鱼、鲢、鳙等草食性和滤食性鱼类为养殖主体,以利用水体天然饵料为技术依托,主要优点是能量转化率高,成本低。主要缺点在于水面利用率低、效益低、对环境的压力大。

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营养和雨水减少对海湾的影响——国家最大的河口。

湖泊放养与湖泊生态系统的退化

事实上,自1984年以来,相关法规限制农场和废水处理厂养分径流的规定,使得氮磷钾等污染源得到控制,最后海湾减少了23%的氮浓度吸收。无可否认,这项新的研究表明,氮肥的减少使17000公顷的海底植物得以恢复,足以覆盖大约32000个足球场。

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湖泊生态系统的退化是指湖泊在其自然演替和发展过程中,由于受人类活动的较强干扰,其生态系统的结构与功能严重受损的变化过程。结构的退化主要是指生物群落的受损和变化,如水草的消失,物种多样性下降,食物网结构简化,稳定性下降等。功能的退化主要是指湖泊自净能力的衰减,主要表现为物质循环速率加快,系统对环境干扰的反应敏感。使湖泊生态系统保持良性运行的关键生物类群是水生高等植物,整个水体动植物的多样性的基础也在于水生高等植物。水生高等植物,尤其是沉水植物可贮存大量营养物质,从而抑制另一类初级生产者——浮游藻类的生长,使水质清澈。当过量放养草鱼时,水草吸收和贮存的营养物质便通过草鱼的摄食、排泄被大量释放到水中,加速了浮游藻类的繁殖。然后因浮游藻类生物量增加,降低了湖水透明度和补偿深度,又将进一步缩小水草的生存范围,如此恶性循环,沉水植物越来越少,直至消失。这类湖泊透明度小,自净能力差,水体的多元功能难以维系,一个良性生态系统的湖泊演变成了生态系统退化的湖泊,造成湖泊富营养化。我国放养渔业的初期,大多数浅水湖泊在自然状况下,水草的覆盖率一般都很高,通常多以放养草鱼“垦荒”,有意识地限制水草,促使水质转肥,以利鲢、鳙鱼增产,最终滤食性鱼类取得绝对优势。这样的技术路线是值得反思的。

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发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一篇新的研究文章分析了长期营养减少对切萨皮克湾一个重要而有价值的生态系统的积极影响。科学家们指出,水下草的复活支持了EPA每日最大负荷(TMDL)的营养减少,同时保护措施也导致了更健康的切萨帕克湾。

滤食性鱼类在湖泊富营养化过程中的作用

很显然这是我们把长期研究数据与政府管理联系起来的最好例子之一,以表明这在恢复海底植物栖息地方面有多么重要,没有参与这项研究的弗吉尼亚大学环境科学家凯伦·麦克格雷西(Karen McGlathery)说,“生态系统之间的联系是如此庞大和复杂,找到这些连接点是在哪里建立的至关重要。”

乔纳森Lefcheck博士曾在弗吉尼亚海洋科学研究所和如今毕格罗海洋科学实验室,连同13合著者,表明减少了23%的平均氮水平在海湾和平均磷水平减少百分之十八导致大量的水下水生植被增加到了原来的4倍(干腊肠)在切萨皮克湾。生态系统的恢复是一个前所未有的事件;根据现有数据的广度和复杂的数据分析,这是世界上记录的水下草最大的复苏。

湖沼学和内陆水体生物学的研究者,从一开始就将水体生物生产力的开发研究作为学科的主导方向。20世纪六十至七十年代通常是从外源营养物输入及初级生产力入手,探讨水质变化及初级生产力水平对生物群落的影响。如:物理和化学因素→浮游植物→浮游动物→鱼类,即所谓上行途径。国际和国内都以开发水体生物生产力为主导,有力地推动了内陆水体生态系统的研究和内陆水体渔业的发展。其后,人们迅速认识到水生态系统结构和功能的脆弱性与不稳定性,将注意力从生产力开发转移到环境保护上来,八十至九十年代,人们采用了另一种研究途径:即探讨食物链上层生物的变化对下层生物、初级生产力及水质的影响,即下行效应。其中的一个研究重点和热点问题,就是浮游生物食性鱼类如何通过对浮游生物的影响,进而对水体的水质产生影响。

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