03-海洋主要生态过程

1、扬州大学扬州大学 海洋防污染与环境保护海洋防污染与环境保护 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海洋防污染与环境保护海洋防污染与环境保护 一、绪论-海洋环境科学的形成和发展 二、海洋环境要素-海洋环境生态系统中的各种因子 三、海洋环境的主要生态过程 四、主要海洋环境类型 五、海洋资源及其与环境的关系 六、各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状 七、海洋环境保护理论及法规 八、 海洋环境保护的任务 九、 海洋环境保护技术 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v 海洋已建立起和谐协调的生态系统。其 在调节全球气候、提供可再生资源和维持 全球生态平衡方面起着举

2、足轻重的作用， 海洋这些功能的实现依赖于海洋环境中一 系列的生态学过程的正常进行。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海洋防污染与环境保护海洋防污染与环境保护 三、海洋环境的主要生态过程 3.1 海洋环境的主要化学过程 海水的组成、海水中的溶解气体、海-气界面的气体交换、 海水中的二氧化碳体系、海洋富营养化、污染物质在海洋中 的主要生态过程 3.2 海洋环境中的物质生产、能量流动与物质循环 3.3 海洋生态环境破坏现状 生物多样性与生态平衡、海洋生物资源严重衰退、海洋 生态系统的破坏、海洋生物多样性锐减、其它生态破坏 3.4 海洋环境污染的生态效应 海洋污染生态效应的概念

3、、海洋污染生态效应的发生机 制、海洋污染生态效应的基本类型、几种典型污染物质的海 洋污染生态效应 3.5 海洋环境自净能力 物理净化、化学净化、生物净化 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1 海洋环境的主要化学过程海洋环境的主要化学过程 v3.1.1海水的化学组成 v化学组成的概念 (包括元素组成和元素的存在形态) v“海水”是非常复杂的多组分水溶液 v一共发现80多种，含量差别很大。 P149表3-1 常量元素 A、B 微量元素 C 痕量元素 D v溶解气体 v有机物质 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 常量元素及其化学形态常量元素及其化学形态

4、 v K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl-、SO42-、Br-、 HCO3-、F-、H3BO3，浓度大于1ppm v 占海水盐分的99.9% v 涉及到13种元素，另外还有Si v 主要成分遵守“恒比例定律”? v 海水是重要的海洋化学原料 v 相对来说对海水主要组分的研究较为成熟 v 海水中含量在1ppm（10-6）以下的元素统称为微量元 素，有时把浓度在10-7以下的元素又称为“痕量元素” 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.1.1.2 海水中的营养元素 v广义上讲，凡是参与了生命代谢活动的元 素，都可被称为营养元素 v化学海洋学中，营养元素主要是指

5、N、P和 Si 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海水中的海水中的N及其化学形态及其化学形态 v海水中的氮 v游离态的N2 v氮的化合物 无机化合态N（NH3、NH4+、NO2-、NO3-） 有机化合态N（氨基酸、蛋白质等） 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 溶解的 N2 95.2% 化合态 N4.8% 有机N化合物 47.9% 无机N化合物 52.1% 非生命有机物 99.9% 生命有机物 0.1% 植物 44% 动物 56% 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v氮的生物化学过程P151 v海水中氮的循环转化 1-6 扬州大学

6、扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海水中的海水中的P及其化学形态及其化学形态 海水总海水总P 无机无机P 有机有机P 溶解态无机P 颗粒态无机P 溶解态有机P 颗粒态有机P 存在于：海洋水体、海洋生物体、 海洋悬浮物、海底沉积物中。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海水中的海水中的Si及其化学形态及其化学形态 v海水中的Si元素主要是溶解态硅酸盐系列和 颗粒态SiO2 v海水中的硅藻是Si的主要吸收者 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.2 海水中的溶解气体海水中的溶解气体 v大其中的主要气体成分在海水都存在 (O2、N2、 H

7、2、CO2、CH4、惰性气体等） v海水中溶解气体还来源于海洋生物活动。受生物、 化学过程影响。一般海水中氧气的含量低于淡水 中的含量。P155表-溶解氧的含量。 v海底热泉和火山喷发也是想海水中输入气体的重 要途径 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.3海海-气界面的气体交换气界面的气体交换 v 一、气体交换模型 v 气体成分在海空界面间的交换方向取决于气体在海水和 空气中的分压差。 v pG PG ：大气海水 v pG PG ：无净交换（从大气进入海水的量从海水进 入大气的量） v pG PG ：海水大气 v 气体在海空界面间的交换速率除与分压差外，还与气体 性

8、质、海面环境条件（气体交换系数）有关。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v影响气体交换速率的因素 风速、温度、气体种类 v海-气界面气体的通量 依照气体在气-液相中的分压，对气体 交换量进行估算。P156 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海水中的有机物质海水中的有机物质 v海水中的有机物质主要是海洋生物的代谢产物 v河流和大气颗粒沉降亦向海水输入有机物质 v海水中有机物质种类繁杂，最主要的是海洋腐 殖质 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.4 海水中的二氧化碳体系

9、海水中的二氧化碳体系 一、海洋碳酸盐体系的重要性一、海洋碳酸盐体系的重要性 海洋中的碳主要包含于二氧化碳海洋中的碳主要包含于二氧化碳碳酸盐系碳酸盐系 统中，该系统包括如下几个反应平衡：统中，该系统包括如下几个反应平衡： CO2(g)CO2(aq) CO2 (aq) + H2O H+HCO3 HCO3 H+CO32 Ca2+ +CO32 CaCO3(s) 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.4.1海水的海水的pH值值 海水的海水的pH值值 海水是多组分的电解质溶液，其中的主要阳离子为碱 土金属离子，而阴离子除了强酸型阴离子外，还有部分弱 酸性阴离子（HCO3-、CO3

10、2-、HBO3等），后者的水解作用 导致海水呈弱碱性。 海水pH值变化不大，一般在7.5-8.2左右，但仍有小的 变化，影响海水pH值的主要因素是海水无机碳体系与生物 活动。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.4.1海水的海水的pH值值 无机碳体系对海水pH值的影响 海水海水pH值变化与海水中碳酸的两级离解平衡密切相关值变化与海水中碳酸的两级离解平衡密切相关 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.4.1海水的海水的pH值值 无机碳体系对pH值的影响因素： （1）温度的影响：当温度升高时，由于电离常数变大，导致海水pH 值降低。 （2）盐度

11、的影响：海水盐度增加，离子强度增大，海水中碳酸的表 观电离常数变小，海水pH值增加。 （3）压力的影响：海水静压增加，碳酸的表观电离常数变大，pH值 降低。 （4）CaCO3、MgCO3沉淀的形成与溶解：海水中的Ca、Mg等阳离 子可与CO32-形成CaCO3、MgCO3沉淀，这些沉淀在一定深度下，受 压力、生物等作用可溶解。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.1.4.2 海水的缓冲容量 P157 v3.1.4.3 海水中二氧化碳体系与温室效应 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v来源：主要有生活污水（如，食品残渣、 排泄物、洗涤剂）、农田化肥

12、、农村家畜 饲养、工业污水（如，食品、酿造工业、 造纸工业、化肥工业等）以及海水养殖。 3.1.5 海洋富营养化海洋富营养化 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v海洋环境中有机物质和营养盐污染会引起 水域的富营养化。 v海洋富营养化的主要原因：人口迅速增加， 城市不断扩大、生活污水越来越多，处理 水平低；过度的海水养殖、农业面源增加。 3.1.5 海洋富营养化海洋富营养化 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v富营养化的机理是：水体中含有的过量 氮、磷等植物营养元素，逐渐氧化分解， 成为水中微生物和藻类的营养，使得藻 类迅速生长。越来越多的藻类繁殖、死

13、 亡、腐败，引起水中氧气大量减少，使 水质恶化，导致鱼虾等水生生物死亡。 v水域的富营养化发生在湖泊中称为“水 华” ，发生在海域称为 “赤潮”。 3.1.5 海洋富营养化海洋富营养化 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v海洋水质中有机物质和营养盐的环境评价因子： 生化需氧量 BOD5 ； 化学耗氧量 COD ； 氮、磷。 海水水质标准(GB 3097-1997) v评价方法：单因子法、多因子法（物理、化学、 生物因素） 3.1.5 海洋富营养化海洋富营养化 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.1.6 污染物质在海洋环境中的主要生态过程污染物质在海

14、洋环境中的主要生态过程 v多种污染物质及其危害现象P162 石油对海洋的污染 重金属对海洋的污染 耗氧有机物质和营养盐对海洋的污染 有毒有机污染物对海洋的污染 放射性核素对海洋的污染 热废水对海洋的污染及其危害 固体废弃物对海洋的污染及其危害 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v生态学过程主要包括： 混合 扩散 溶解与沉淀 吸附 络合 转化 降解 生物吸收 3.1.6 污染物质在海洋环境中的主要生态过程污染物质在海洋环境中的主要生态过程 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.2 海洋环境中的物质生产、能量流动和物质循环海洋环境中的物质生产、能量流动和

15、物质循环 v海洋初级生产力：海洋初级生产者通过光合 作用和化学合成作用生产有机物的能力。 海洋初级生产力的影响因素：光照、温度、二氧化碳和营 养物质、浮游动物对浮游植物的摄食作用 利用放射性同位素测定海洋生产力 海洋初级生产力的大小和分布 v海洋次级生产和能量流动P172 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.2.3 海洋环境中的物质循环海洋环境中的物质循环 v生命元素与物质循环 v生物地球化学循环： 水循环水 气体型循环氧气、二氧化碳、氮气等 沉积型循环磷、硫、硅、钙、铁、 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.海洋环境生态破坏现状海洋环境生态

16、破坏现状 v3.3.1概 述 海洋生态及生物资源多样性 v3.3.2海洋生物资源严重衰退 v3.3.3典型海洋生态系统的破坏 v3.3.4海洋生物物种多样性的丧失 v3.3.5其它生态破坏 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v海洋生物多样性海洋生物多样性：海洋中动植物、微生物的纷 繁多样及其遗传和变异，以及丰富多样的动植物、微 生物与环境的生态复合体、各种生态过程。包括基因 多样性（产生新物种的基础）、物种多样性（遗传变 异、长期进化的结果）、生态系统多样性 （能量流 动、水循环、养分循环、生物间关系的复杂性）。 3.3.1海洋生物多样性 扬州大学扬州大学-环境科学与工程

17、学院环境科学与工程学院 生物多样性的意义生物多样性的意义 n具有重要的环境功能：植物通过光合 作用固定太阳能，为所有物种提供维 系生命的能源；生物是生态系统能量 流动、物质循环的传递者；调节气候、 稳定水文、维持进化过程、吸收分解 污染物；丰富的自然环境娱乐价值。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v是人类赖以生存的物质基础：为人类提供 必需的食物（如，农作物、家禽家畜、鱼、 海产品、蔬菜、水果等）；为农业和养殖 业提供品种改良的来源；为人类提供药物； 为人类提供多种多样的工业原料和能源 （如，木材、纤维、橡胶、淀粉、油脂等， 以及煤、石油、天然气）。 扬州大学扬州大学-

18、环境科学与工程学院环境科学与工程学院 生物多样性生物多样性-热泉生物群落热泉生物群落“深海绿洲深海绿洲” 热泉喷出的海水含有丰富的硫化氢和硫酸盐， 这一环境内硫化细菌非常丰富，它们进行 有机物初级生产。 这一环境内生物组成主要有细菌、双壳类、 铠甲虾、与细菌共生的巨型管栖动物、管 水母、腹足类和一些红色的鱼类。这一群 落随着“热泉”的长消而出没，当“热泉” 停止喷发而消失时，这一群落也随之消失。 当新的“热泉”产生时，又能形成新的群 落。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 偷吃蠕虫的螃蟹偷吃蠕虫的螃蟹 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大

19、学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 珊瑚珊瑚 v珊瑚：珊瑚大多分布于大陆架或海山,在高纬度 50 1 200m的浅水和低纬度 4 000m下的深水中 都有分布,保守估计全球冷水珊瑚礁的覆盖面积达 284 30平方千米。珊瑚礁以造礁石珊瑚为主,是 约 1 000种海洋生物聚集和生活的场所,该生态系 统中包括各种海绵动物、 腔肠动物、 软体动物、 甲壳动物等。冷水珊瑚物种遗传多样性很高。珊 瑚礁为海洋生物提供了栖息地, 在其生长和繁殖阶 段起到掩护物的作用。珊瑚礁的生长对水质、 盐 度和水温都有一定要求，因此极易受到毁坏。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州

20、大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.1.2 3.3.1.2 海洋生态系统：海洋生态系统： v 海洋生物群落与非生物环境之间相互联系、相互作用、彼 此间存在着物质不断循环和能量连续流动的统一整体。 v 类型：在近岸分为滩涂湿地、红树林、珊瑚礁、河口泻湖、 基岩海湾等；在远岸分为岛屿海域、上升流、深海、外洋 等生态系统等。 v 组成： 非生物环境（无机物、有机物、温度、盐度、光照等） 生产者（植物、细菌） 消费者（一级（食草）、二级、三级，） 分解者（异养细菌、腐食生物）

21、。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海洋生态系统特点：海洋生态系统特点： v海洋面积大，连续而面貌相同。 海洋上层透过阳光进行光合作用， 约占海洋容积的2，自养生物 只在上层活动。 v氮、磷等营养物质在海洋大部分 区域贫乏，只在上升流地区丰富 （海洋水产资源的主要基地）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 海洋生态系统的作用：海洋生态系统的作用： v是人类赖以生存的宝贵资源（如，食物、工业原 料、药用）； v有重要的环境功能：吸收二氧化碳，产生大量的 氧气； v海洋植物通过光合作用产生的氧气，占全球氧气 产生总量的70； v蒸发水蒸气，为陆地补充大

22、量的淡水； v吸收大量的热量，调节全球的气候； v容纳和降解陆源的大量污染物。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 生态平衡生态平衡 v生态平衡的含义：当生态系统发展到成 熟的稳定阶段，它的能量和物质输入、 输出，生物种类的组成以及各个种群的 数量比例处于长期相对稳定状态。由于 自然界非生物因素和生物因素总在不断 变化，生态系统是相对动态的平衡。 v破坏的途径：生物组成种类的改变、环 境因素的改变、信息系统的破坏。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 我国海洋生物资源的现状：我国海洋生物资源的现状： v我国海域辽阔，海洋生物种类繁多。我国海 洋水产品年产

23、量居世界第一位。 v但由于长期的过度捕捞和环境污染等原因， 我国的海洋生物资源正面临着严重衰退的局 面 优质经济鱼类数量急剧减少，海洋生物资源低 龄化、小型化、低质化； 环境污染导致海洋生物种群数量减少，使海洋 生物致畸、致死和致突变，导致赤潮。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 我国海洋生物资源的开发、利用和保护：我国海洋生物资源的开发、利用和保护： v大力发展沿岸海水养殖和增殖，保护近海 生物资源（如，海水养殖，在浅海和滩涂 养殖鱼、虾、贝类和藻类； v发展海水增殖，人工放流，建造人工渔礁 或人工海藻林）。 v逐步发展深海网箱养殖和远洋捕捞。 扬州大学扬州大学-环境科

24、学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.2 海洋生物资源严重衰退海洋生物资源严重衰退 3.2.1 传统经济种类种群破坏严重 v渔业专捕损害大量幼鱼（网具增多，设置网 过密，网目缩小）； v沿岸盐场、电厂等纳潮水严重损害鱼虾幼体。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 列入列入 濒危动物名单濒危动物名单 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.2.2 3.3.2.2 资源结构严重失衡资源结构严重失衡 v传统优质经济鱼类越来越少且小型化、低 龄化； v经济价值较低的鱼类、竞食物种上升，为 主要渔获种类

25、 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.2.33.3.2.3优势资源更替频繁优势资源更替频繁 严重的过度捕捞，使受捕的资源很快衰退，目 标转移到另一种资源。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.3典型海洋生态系统的破坏典型海洋生态系统的破坏 v3.3.3.1珊瑚礁生态系统 v3.3.3.2红树林生态系统 v3.3.33滩涂湿地生态系统 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.3.1珊瑚礁生态系统珊瑚礁生态系统 v特点：是热带特有 的浅水生态系统， 存在2529水 温，水深40米的 海域；是生产力最 高，生物多样性最

26、大的生态系统之一。 v主要分布在南海 （如，海南三亚国 家级珊瑚礁自然保 护区）、广东、广 西、福建、台湾。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 珊瑚礁生态系统珊瑚礁生态系统经济环境功能：经济环境功能： v是生产力最高，生物多样性最大的生态 系统之一：是昼夜活动鱼类群体共享的 栖居地；礁中生物十分密集，种类多样； 是巨大的新化合物来源库和物种储存库 （抗菌素、抗癌药等）。 v在环境意义上，它能防止海岸侵蚀和风 暴损伤；珊瑚岛也是永久居住、种植、 海上避难的基地、娱乐区域和各种生物 的庇护场所。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 被破坏的途径：被破坏的途

27、径： v过量捕鱼（炸药、毒药）； v开礁和炸礁（烧制石灰水泥）； v附近港口疏浚（泥沙）； v电厂排放的冷却水（使水温升高）； v石油和磷肥装运长期污染海区； v旅游业造成的破坏（如，炸礁通航，游 船在珊瑚礁处抛锚，潜水员脚踏、采集 珊瑚、贝壳作纪念品）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 全球珊瑚礁的状况：全球珊瑚礁的状况： v2004年世界珊瑚礁状况报告，全球三分之二以上的 珊瑚礁遭到严重破坏或处于进一步退化的险境，而 气候变暖是珊瑚礁所面临的最大的长期威胁。 v大气二氧化碳的增加，气候变暖，导致海水变暖。 将使珊瑚释放体内的海藻，导致珊瑚礁被漂白、死 亡或者退化。

28、v溶解在海水里的二氧化碳浓度的增加造成海水酸度 增加，将减缓石灰化即珊瑚礁形成的速度。 v岌岌可危的珊瑚礁 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.3.2 红树林生态系统红树林生态系统 v特点： 是热带、亚热带（低盐、高温、淤泥质）潮间带特 有的木本植物群落，是高生产力海洋生态系统之一； 生存在独特的环境（热带海滩阳光强烈；潮起潮落， 海水不断淹没和冲刷；土壤富含盐分）； 有独特的生命史和生理结构（如，种子“胎生现 象 ”、革质的叶、众多的气根）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 红树林我国的主要分布：红树林我国的主要分布： v海南、广东、广 西

29、和福建沿海的 河口两岸和淤泥 质海湾。国家级 红树林生态保护 区有：湛江、山 口、北仑河口、 东寨港。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 红树林的经济价值：红树林的经济价值： v是高生产力海洋生态系统之一； 是一种森林资源，具有多种用途（木材、薪 材、纸浆原料等）； 林中鸟类、昆虫众多，林下鱼、虾、蟹、贝 丰富； 生物种类多达2000多种，也有许多珍贵濒危 物种。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 红树林的环境功能：红树林的环境功能： v红树林美化环境，景观奇异多姿，是良好的旅游胜 地； v红树林是有自我修复能力的天然沿海防护林（防风 抗浪、固堤护岸

30、 、防止侵蚀、保护沿海设施）； v能防治污染（过滤陆源入海污染物、净化海水减少 海域赤潮发生）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 被破坏的途径：被破坏的途径： v破坏途径： 沿海工业发展、城市扩张和倾废， 侵占红树林区； 红树林被砍伐，改造成稻田、椰子种 植场、鱼池虾塘、盐田等； 砍伐的红树林用于工业生产。 v保护方法： 禁止乱砍乱伐 海滩植红树 病虫害防治 福建沿海互花米草正在向红树福建沿海互花米草正在向红树 林区扩张林区扩张 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.3.3 滩涂湿地生态系统滩涂湿地生态系统 v湿地和滩涂湿地的定义： 1993年

31、“关 于特别是作为水禽栖息地的国际重要 湿地公约”指出“不问其为天然或人 工，长久或暂时性的沼泽地、湿草原、 泥滩地或水域地带，带有或静止或流 动，或为淡水、半咸水体者，包括低 潮时不超过6米的水域。” v一般理解的湿地包括沼泽、泥滩地、 河流、湖泊、水库、稻田、滩涂（潮 间带）以及低潮时水深不超过6米的 海水区。后两者为滩涂湿地。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 滩涂湿地的分布：滩涂湿地的分布： v 多由河流携沙淤积而成，在河口两侧往往集中连片； v 我国沿海滩涂湿地分布广泛，面积最大为黄河三角洲 滩涂湿地；在低纬度，多生长红树林，构成红树林生 态系统；在中、高纬度，

32、多生长芦苇等或为贝滩（如， 鸭绿江口滨海湿地自然保护区）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 滩涂湿地的经济价值：滩涂湿地的经济价值： v滩涂湿地是高生产力生态系统之一，是人 类的重要资源库。 v是许多有商业价值生物的产卵地和育幼场， 也是众多野生动物繁衍地（两栖类、爬行 类、鸟类甚至哺乳类等），为水产养殖、 盐业发展提供有利条件； v滩涂湿地植物是饵料、燃料、工业原料。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 滩涂湿地的环境价值滩涂湿地的环境价值 v在环境意义上，它能储水、泄洪、抵御风 暴潮，防止海

33、浪冲击、保护海岸； v吸收大量二氧化碳，调节气候； v降解近岸海域污染，也是是旅游观光的良 好场所。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v大规模的盲目围垦被破坏 的主要原因，围垦为工业发展、 城市扩张等工程用地，以及修 建堤坝，开辟为盐田、虾田、 农田及堆场等；此外，湿地污 染加剧，泥沙淤积严重和海岸 侵蚀不断扩展等也是进一步加 剧其破坏。 滩涂湿地滩涂湿地被破坏的原因：被破坏的原因： 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.4海洋生物物种多样性的丧失海洋生物物种多样性的丧失 v3.3.4.1 3.3.4.1 全球生物灭绝进度加快全球生物灭绝进度加

34、快 人口增加、城市化、工业化，造成大量环境 污染； 人类对生物资源掠夺性开发利用，严重破坏 各种生境； 外来物种的引入，压迫和降低当地生物的物 种多样性（船底带进、人工引进）。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院3.3.4.2 珍稀、濒危海洋生物数量锐减 v如，须鲸类、中华白海豚、儒艮、 小须鲸、西太平洋斑海豹、文昌 鱼、海龟。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.5 其它生态破坏其它生态破坏 v3.3.5.1 河口环境急剧破坏： 兴修水库、河流修坝建闸，使河流入海量锐 减，造成不良影响；一些河口有机污染比较 严重，导致河口海域富营养化。 扬州大

35、学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.5.2 3.3.5.2 海岸自然度明显降低海岸自然度明显降低 v围海造地和造田； v在湾口和岬角间修建堤坝（岸线缩短的主 要原因）； v大大减少了纳潮量、削弱水交换能力； v航道和浅滩淤积;影响湾内污染物的稀释、 扩散，使污染加重、赤潮频发。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.3.5.3 3.3.5.3 临岸渔场严重破坏临岸渔场严重破坏 v过度捕捞； v围海造地、造田、修建堤坝； v近海污染：严重有机

36、污染，富营养化，赤 潮频发； v石油、重金属、热污染等其他污染。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.4 海洋污染的生态效应海洋污染的生态效应 v3.4.1 海洋污染生态效应的概念 生态效应：人们把不利于生态系统进化的现象 称为“生态效应”。P175 生物效应：污染物对海洋中的生物造成的不良 影响。 v海洋污染的生态效应与造成海洋污染的污染物数 量和性质有关，同时亦因生物类型表现出差异。 v把海洋污染生态效应分为三个层次： 海洋生物个体污染效应 海洋生物群体污染效应 海洋生态系统污染效应 扬州大学扬州大学-环境科学

37、与工程学院环境科学与工程学院 v 3.4.2 海洋污染生态效应的发生机制 P177 污染物进入海洋后，污染物之间、污染物与海洋环境间 相互作用，最后可能转化为能够对海洋生物、海洋生态系 统产生作用的状态，进而被海洋生物吸收，并随着食物链 传递，在海洋生态中产生各种复杂的生态效应。由于污染 物的种类不同，生态环境条件和生物个体不同，所以海洋 污染的生态效应的发生及其机制也多种多样。包括： 物理机制：沉降、吸附、解吸、凝聚、扩散、稀释、 混合、气化、放射性蜕变. 化学机制： 各种化学反应，比如汞、砷、Cr 生物机制：生物积累富集，生物吸收、代谢、降解 综合机制： 协同、加和、拮抗、竞争、保护、抑制

38、、 独立 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.4.3 海洋污染生态效应的基本类型 污染物进入海洋环境后，与生态系统的一般组分发生 作用，使生态系统的组成、结构和功能发生相应的变化， 表现为生物物种的变化（生物多样性减少）、生态系统的 相对稳定性减弱，食物链变短。 对生物个体而言，生物的个体遭受毒害、生理指标发 生变化、个体基因突变。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.4.3 海洋污染生态效应的基本类型 3.4.3.1 组成变化类型P179 a：非生物环境组成的变化 环境组成的变化和生物代谢产 物的变化 b：生物体内成分的变化 生物富集、浓缩

39、、传递 c: 群落生物种类组成的变化 大量生物死亡，多样性减少 3.4.3.2 结构变化类型 物种结构、营养结构、空间结构。有机锡的例子 3.4.3.3 功能变化类型 环境激素效应 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.4.3.4 基因突变类型 有毒有机污染物、放射性 3.4.3.5 个体毒害类型 与个体的特定部位发生相互作用 3.4.3.6 生理变化类型 生理生化过程的变化，生物对营养的吸收异常 3.4.3.7 综合变化类型 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.4.4 几种典型污染物质的海洋污染生态效应 石油的海洋污染生态效应 重金属的海洋污染

40、生态效应 农药的海洋污染生态效应 放射性物质的海洋污染生态效应 塑料废弃物的海洋污染生态效应 P181-186 专门章节讲述 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.5 海洋环境自净能力海洋环境自净能力 海洋环境自净能力：海洋环境存在着多种机 制，这些机制是的海洋环境中的多种污染 物通过物理的、化学的、生物的作用使其 浓度降低乃至消失，达到自然净化。P186 污染物的海洋容量巨大 物理自净、化学自净、生物自净相互影响 海洋自净能力有限度，是海洋资源之一 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.5.1 物理净化 定义： P187 影响因素： 物理条件（温

41、度、盐度、 酸碱度、海面风力、潮流和海浪），污染 物本身性质， 地形条件（河口地形、径流、 湍流） 稀释扩散过程 海洋湍流扩散过程 扩散模型1-4 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 稀释扩散过程 海流输送和湍流扩散 海洋湍流扩散过程 扩散模型1-4 海湾物理自净能力 海水交换律的定义 1-4 P191 箱式模型 海湾海水交换的计算 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.5.2 化学净化 定义：P195 影响因素： 溶解氧 酸碱度 氧化还原电位 温度 海水的化学组成和形态 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 v3.5.3 生物净化

42、 定义： P197 影响因素：生物物种组成、生物丰度、污染 物本身的性质和浓度。 微生物 有氧降解和无氧降解 海洋浮游生物 直接降解和间接提供能源动力， 吸收营养物质 大型藻类 直接吸收有机物重金属等 海洋动物 直接食用有机物 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 在海洋环境中，物理净化、化学净化和 生物净化是同时发生又相互影响的过程， 特定海域净化能力的强弱在很大程度上取 决于该海域三方面的协作。 扬州大学扬州大学-环境科学与工程学院环境科学与工程学院 3.5.4 海洋环境容量P198 定义：一定的自然、经济条件下，结合各海域 的使用功能及其环境质量管理目标，预测该海域 允许排放的污染物最大量 特点：有一定的阈值，可以量化，有时间限制。 决定因素：海洋环境本身条件、人们对特定海 域使用功能的规定、污染物的理化特征。 扬州大学扬州大