富营养化 - 定义，原因，类型，过程，例子

表的内容

富营养化定义

富营养化是水体中磷，氮和其他植物营养素浓度逐渐增加的条件，导致植物过度植物和藻类生长。

富营养化是淡水系统面临的最普遍的挑战之一，并且在水管理方面也具有悠久的历史。
这是几个世纪以来在不同水源中发生的自然过程，但人类活动通过增加富营养化的速度和范围，加速了这一过程。
由于可以分解为更简单可用的营养成分，因此出现了水生生态系统的生产率或生育能力增加。
水资源富营养化最突出的影响是恶臭浮游植物的形成。这些微生物降低了水的清晰度，可能会降低水质。
这种绽放的增长扰动了光渗透并破坏了沿海地区的植物的生长。
富营养化威胁到系统的生态稳定性，因为营养增强可以与源特异性条件相互作用，如存在其他污染物和传染性剂。
与非富营养化水域相比，富营养化水域通常容纳的鱼类和鸟类等大型动物较少。
销毁水质和生态多样性丧失是富营养化的最有害后果之一。这些已经重定向了各种研究对富营养化的控制的重点。
水源中的营养过剩通常是由于陆地径流将陆地生态系统的产品带入水源造成的。
几十年来，富营养化一直被认为是一个不可逆的过程，但在过去几年里，通过管理人类营养物排放和切断营养物的来源负荷，几个湖泊的富营养化得到了逆转。
像其他植物一样的藻类盛开的生长需要以不同于天然浓度的某些比例的营养素。
富营养化是一种紧迫的威胁，因为超过30％的湖泊和世界的水库受到富营养化的影响。

富营养化的原因

天然富营养化是一种自然过程，通过几个世纪作为生态系统循环的一部分发生。然而，人类活动得到了增强的过程，导致过程以立即后果的速度更快地发生。富营养化的主要原因是将大量易用的营养物进入水资源，这增加了各种植物和藻类的生育率和过度生长。通过增加水资源的营养含量来增强富营养化过程的一些因素;

1.肥料

含有磷酸盐和硝酸盐的肥料以增加作物的生产率是文化富营养化的主要原因之一。
在水资源附近的土地上使用的肥料最终最终沉积在雨中和其他自然过程中的水资源中。
来自不同地区的径流最终进入湖泊、河流和海洋，这增加了水资源的营养供应。
由于肥料含有易于使用的营养素，因此由水生生态系统的植物，藻类和水生植物占据。
水资源的光合活性增加，进一步增加了生态系统中有机物的浓度。
营养物含量的增加导致藻华和植物密集生长，导致富营养化。

2.集中动物饲养作业

集中的动物饲养行动是农业实践，其中大量动物被限制在某个区域一段时间，以提高动物的生产力和质量。
像这样的操作每年产生数百万吨的粪便，所有这些最终都会进入水资源。
粪肥主要含有氮和磷，这两者都是藻类盛开的必要元素。
氮和磷作为限制因子出现在藻华中，因为它们在藻类分子式(C106H262O110N16P)中所占比例最小。
因此，在许多生态系统中，浮游植物的生物质受到磷和氮的低可用性的限制。
然而，富含氮和磷的动物粪肥对这些生态系统的释放导致植物产生的增加，诱导富营养化。

3.污水及工业废物排放

在许多发展中国家，家庭污水和工业污水被排放到湖泊、池塘和河流等水资源中。
从不同来源进入的废水往往含有大量的化学营养物质，刺激这些资源中藻华的密集生长。
家庭和社区的废水具有高浓度的氮和磷，对生态系统的健康有直接影响。
即使在治疗时，工业污水也含有许多化学品的小浓度。随着时间的推移，这种化学品的连续沉积导致水资源中的养分可用性增加，最终导致富营养化。

4.环境因素

不同的环境因素，如温度，盐度和大气条件起到富营养化的基本作用，但其影响的确切机制尚未完全理解。
藻华通常发生在23°C至28°C的温度和23%至28%的盐度之间。这些因素的变化影响藻类的生长速度，特别是当温度升高和盐度降低时。
二氧化碳的浓度也影响了蓝藻的生长，因为这些微生物可以利用低水平的二氧化碳，变得浮力，以保持自己在水面和获得阳光。
水中游离二氧化碳浓度也会影响水资源的pH值，进而影响不同微生物的生长。
同样，增加光强也有利于生长，4000勒克斯是最有利的光强。

富营养化类型

富营养化可以根据该过程的根本原因分为两种类型;

1.天然富营养化

天然富营养化是在很长一段时间内在水资源中养分和有机物质逐渐积聚的结果发生的过程。
当自然沉积和有机质沉积物增加需要很长时间时，天然富营养化可能需要100年。
通过洪水和山体滑坡等自然条件增强了天然富营养化的过程，其中来自土地的有机物被冲入水资源。
此外，温度、二氧化碳浓度、光照等环境因素在自然富营养化过程中也起着重要作用。
天然富营养化的方法在寡营的水资源中开始，因为营养物积聚以达到富营养量的稳定状态，生产率增加。
随着养分积累和利用过程的继续，状态可能会向富营养化转变，但这需要数百年的时间。时间长短取决于水资源的性质、资源周围的土地面积和气候。

2.文化(人为)富营养化

养殖富营养化即人为富营养化是人类活动导致水体生态系统中过量养分积累的过程。
文化富营养化是加速自然富营养化的过程，在短时间内导致严重的条件。
文化富营养化的主要原因是一系列人类活动，主要增加生态系统中磷和氮的浓度。
这种类型的富营养化发生在较短的时间内，并且通常对所有生物的健康产生重大影响。
许多人类活动，如过度受精，工业和农业扩张以及污水释放到水资源之中是该过程的主要原因。
在淡水和咸水体中，文化富营养化可以发生，其中浅水区是最容易影响的。
浅湖和池塘经历风浪，导致巨大的营养物质悬浮在上面的水中。
富营养化制约了这种水资源的使用，因为由于不希望的藻类的增长增加，因此各种目的就像饮用，水生命和工业用途。

富营养化的过程/步骤

富营养化的整体过程可以通过以下步骤进行说明;

1.积累的营养

富营养化过程的第一步是不同生态系统中养分的积累。
这些营养物质通常富含氮和磷，这是藻华的两种限制元素。
这种积累可以通过各种自然和人为手段获得。土壤侵蚀、滑坡、降雨和风暴等自然过程将土壤从邻近的土地转移到水资源，从而显著增加了各自资源的养分含量。
生活和工业污水排放到水资源以及农业和居民区的扩张等人为活动，直接或间接地导致附近水资源中营养物质的积累。
在这个过程的开始，水生生态系统是营养贫乏的，可用的营养更少。随着营养物浓度的增加，微生物和植物物种利用营养物来提高它们的生产力。

2.提高生产力

水生系统中营养物质浓度的增加导致浮游植物和植物种类的产量增加。
水生生态系统由各种微生物组成，可以利用各种复杂以及简单的营养素。
微生物的生物量以及植物物种在生态系统中显着增加。当生物开始死亡时，进一步的生物量在生态系统中积累。
只要生态系统中营养物质的浓度足够高，这个过程就会继续下去。

3.藻类盛开形成

随着藻类生产率的增加，藻类绽放开始形成水资源表面。
藻类绽放形成也导致恶性藻类绽放循环，释放水中的更多营养素。
水中的藻类接受了足够的阳光，这使得它们能够通过氧气和营养素光合作用．这导致藻类群增加，导致水面上的藻类盛开。
最终，这些藻类开始覆盖大部分水面，导致阳光无法渗透到水中。这影响了光合作用的过程，导致氧气消耗。
结果，使用剩余的氧气用于呼吸的各种细菌分解的藻类模具。
所有这一切最终都会降低水生生活的健康，以及水的质量。

富营养化的例子

波托马克河的富营养化

图:波托马克河的富营养化明显地从明亮的绿色的水，造成了密集的蓝藻细菌爆发。图片来源:Alexandr Trubetskoy．

马里兰州华盛顿县的波托马克河是水资源富营养化的经典例子之一。
河流最初鉴定为基于溶解氧值，生物需氧量和水生生命的健康的分析在富营养性条件下。
各种研究发现，来自河流周围的土地的营养成导致氮和磷等化学品的积累。
这条河环绕着陆地使用的土地，农业用途，也支持畜牧业运营。
据信，来自牲畜的粪便和来自土地的洗脱肥料是富营养化的主要原因。
这条河仍然是一些水生生物的港湾，如鱼类和节肢动物，但生物多样性每年都在减少。

富营养化的影响/问题

富营养化被认为是水污染问题，影响了世界上所有水体的30-40％。除了水污染外，富营养化还对生态系统和各种生物的生命产生其他影响。以下是富营养化的一些影响;

1.增加浮游植物的生物量

浮游植物生物量的增加，特别是藻华形式的增加是富营养化最突出的影响之一。
藻类绽放甚至可能造成毒性的毒性毒性，这些毒性伤害了水生生物以及人类。
水华还导致水的清晰度降低和水质下降。一些浮游植物甚至可能形成恶臭的藻华，进一步影响生态系统。

2.氧气耗尽

在水面上形成的藻华减少了存在于水源中的生物获得阳光的机会。
缺乏阳光导致光合作用降低和水中存在的植物物种的最终死亡。
然后，死掉的植物被各种利用水中剩余氧气的细菌分解。
所有这些都导致水源中的氧气耗尽，这带来了其他问题。缺氧导致缺氧过程，产生各种有毒和臭味的气体。
缺氧会导致各种水生植物和动物的死亡。

3.减少生物多样性

由于富营养化，水生生态系统的生物多样性降低。随着藻类群体由于营养增加而增加，其他生物等人口，如植物和动物等。
藻类绽放将阳光的可用性限制在底栖生物体中，并导致群体变异的降低。

4.毒性

各种藻类绽放被称为有害藻类绽放，产生有毒化合物，可以使食物链向不同的营养水平进行。
淡水中的绽放可能对各种动物吃掉时对牲畜有害。有毒化合物然后将动物从动物传递给人类，对人类的生命造成威胁。
影响人体的藻类毒素的一个常见实例是贝类中毒，其中藻类产生的毒素被贝类吸收，并被传递给在这种贝类上喂食的人。

水污染

藻华的形成降低了水的清晰度，造成了广泛的水污染。
它使饮用水或任何其他娱乐活动的水不安全，最终降低水体的审美价值。

富营养化的解决方案

因为富营养化影响世界各地的大部分水体，重要的是，应该控制过程。由于人类活动是营养富集和富营养化的主要原因，因此解决这些问题很重要。以下是一些减少富营养化的解决方案或控制措施:

1.生物防治

磷是诱导富营养化过程的重要元素之一。因此，从各种来源中去除磷是重要的。
其中一种自然去除磷的工具是通过浮游生物。这些微生物通过吸收和沉积磷以及从水中过滤磷来去除磷，
还提出了各种植物化方法，用于有效降低水的毒性。
水生甲状腺素Eichhornia凤眼莲和Salvinia auroculata.降低水中氮气和磷化合物的浓度。
此外，浮萍也已被用于废水处理，因为这些废水处理除了从虾农场清除流出物，并从水中除去大量的氨。

2.减少过度施肥

肥料是引起富营养化的重要营养素的重要来源之一，从而减少肥料的使用可能是减少营养投入的良好策略。
优化的肥料使用还需要定期的土壤测试，以确保使用最佳肥料。
类似地，也可以使用可以使用可以以缓释形式供应磷的替代肥料来源。
在磷含量高的土壤中，可以使用其他化学物质，如钾和硫来达到最大的产量。

3.公众意识和立法

公众意识决定了公众了解周围世界，对不断变化环境的敏感性的能力，并了解环境和人类行为之间的原因关系。
公众意识可以使有机肥的使用和污水在排入水源之前的处理成为可能。
此外，不同的组织可以提出关键的立法，以降低富营养化程度。
其中一些立法命令包括欧洲联盟的订单，旨在保护地面和表面水域的水质，并降低城市废水排放的不利影响。

参考

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