一、 機(jī)制
地球是一個(gè)整體,地球上的所有生物都與其生存的環(huán)境息息相關(guān)。生物地球化學(xué)循環(huán)的穩(wěn)定性關(guān)系著生態(tài)系統(tǒng)的平衡性。生源要素在陸源以及水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律是揭示生源物質(zhì)循環(huán)失衡的重要途徑。水體富營(yíng)養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動(dòng)的影響下,生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下,緩流水體也會(huì)從貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。因此,人類活動(dòng)是生物地球化學(xué)循環(huán)失衡的主要驅(qū)動(dòng)力。生源要素在水-沉積物-生物界面的轉(zhuǎn)化機(jī)制及在生物群落間的流轉(zhuǎn)、分布及與環(huán)境因子的關(guān)系等均與水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生、發(fā)展有著重要的內(nèi)在關(guān)系,也是我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理研究中的難點(diǎn)與瓶頸問題。水體富營(yíng)養(yǎng)化需要一定空間和時(shí)間的限定,對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化的大部分過程,數(shù)學(xué)模型的建立是有效的,如對(duì)于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化負(fù)荷的計(jì)算、營(yíng)養(yǎng)濃度的判斷、富營(yíng)養(yǎng)化的判斷等問題建立了一系列模型可用于探索湖泊富營(yíng)養(yǎng)化形成機(jī)理中的部分規(guī)律。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí),浮游藻類大量繁殖,形成水華或赤潮。其中較嚴(yán)重的是以藍(lán)藻為主的水華暴發(fā),其暴發(fā)受到很多因素的影響,不僅涉及藍(lán)藻的生理生態(tài)特征、水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的組成、濃度和形態(tài),還與流域地貌、地理位置、湖盆形態(tài)、氣候變化等相關(guān)。且這些因素并非獨(dú)立而相互影響,在不同情況下,各種因素的影響程度不同。目前,關(guān)于水體富營(yíng)養(yǎng)化問題的成因存在不同的見解。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度升高,是藻類大量繁殖的原因,其中又以磷為關(guān)鍵因素。影響藻類生長(zhǎng)的物理、化學(xué)和生物因素(如光照、營(yíng)養(yǎng)鹽、季節(jié)變化、水溫、pH值,以及生物本身的相互關(guān)系)是極為復(fù)雜的。因此,很難預(yù)測(cè)藻類生長(zhǎng)的趨勢(shì),也難以定出表示富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)。
二、 影響
富營(yíng)養(yǎng)化水體透明度降低,使得陽光難以穿透水層,從而影響水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的過飽和狀態(tài)。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧少,都對(duì)水生動(dòng)物有害,造成魚類大量死亡。同時(shí),因?yàn)樗w富營(yíng)養(yǎng)化,水體表面生長(zhǎng)著以藍(lán)藻、綠藻為優(yōu)勢(shì)種的大量水藻,形成一層“綠色浮渣”,致使底層堆積的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件分解產(chǎn)生的有害氣體和一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素也會(huì)傷害魚類。因富營(yíng)養(yǎng)化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽,人畜長(zhǎng)期飲用這些物質(zhì)含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)的水,也會(huì)中毒致病。