1、水域生态学水域生态学养殖水域生态系统的结构与功能养殖水域生态系统的结构与功能第十三章第十三章第一节第一节 河流生态系统河流生态系统 河流本身有一定渔业价值，同时又是许多湖泊、水库、池沼的水源，对后者的非生物环境和生物群落都有重要的影响。我国河流众多，江河总面积约占内陆水域总面积的45%。其中内流河多分布于西北地区，以湖泊为尾闾最后消失在陆地上，外流河系多分布于东部地区。源于青藏高原东南侧者多为源远流长的巨河大川。如黄河、长江、怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等，分别注入太平洋和印度洋；缘于我国中部第二阶梯的有黑龙江、辽河、海河、淮河、西江等；缘于东部沿海第三阶梯的河流有鸭绿江、闽江、瓯江等，河流流程较
2、短。水平分布沿着河流纵向可以分为上游、中游和下游三个部分，三部分在流速、底质和水量上都有明显不同。上游流速最大，水的侵蚀和搬运作用最为强烈。侵蚀作用使河床的深度逐渐加深，由于较轻的物质随水流运走。上游的底质通常由石砾构成。中游水流速度减慢，因而沉积作用加强，由于支流水的汇入、水量增多。下游流速最弱，河水挟带的质粒在这里大量沉积，形成浅滩，深槽和三角州等，通常沿着河长交替分布着浅滩和深槽，在河口出现三角洲。主要限制因子 河流的形态影响河中生物的分布。在水深的河槽环境条件较稳定，动植物均较丰富，浅滩生活条件极不稳定，生物最为贫乏。水流和底质是决定河流生物群落结构和分布的主要因素。上游流速大，底栖生
3、物多聚集在不易被水流冲走的大石块上。由于水流湍急，浮物生物很少，只有一些着生种类被冲落水中，形成以硅藻为主的偶然性浮游生物。中下游随着流速的减弱，底质也发生变化。砂底群落种类较少，泥底群落生物种、量都较丰富，常有水草丛生并形成草丛群落。一、非生物环境一、非生物环境 1.流量和水位流量和水位 2.含砂量含砂量 3.透明度透明度 4.水温水温 5.水的含盐量和主要离子水的含盐量和主要离子 二、生物群落二、生物群落 (一一)浮游生物浮游生物(二二)底栖生物底栖生物(三三)鱼类鱼类 河流浮游植物特点河流浮游植物主要是由相通的静水水域流进的，在本河流中仅在水流微弱的河湾中可以形成，此外就是由被水流冲刷而
4、悬浮水中的底生藻类所组成。一般情况下在山溪急流或山区河流上游因水流湍急，浮游植物几乎全为底生藻类，且种、量皆少；中、下游随着水流的减弱和支流的汇集，浮游植物种类和数量均有增高。珠江水系 珠江水系西江、北江、东江及支流的上游，凡流速达到13米/秒，河底均为卵石和跞石，石上附生卵形藻、曲壳藻、针杆藻、异端藻、等片藻之类底生硅藻和一些丝状绿藻，浮游植物主要也由这些藻类组成，生物量极低；到了中下游的平原河段，流速大减，底质转为淤泥或细砂，一些真性浮游种类开始发展起来，绿藻中如衣藻、小球藻、栅藻、盘星藻等，甲藻中如多甲藻、角藻都很常见，生物量也明显增高。西江干流在广西江段，上游流速不高，且水源来自各方面
5、，其中也包括湖泊和池塘等，带进一些外源性浮游生物，因而生物量较高。黄河、长江等浮游植物黄河干流也是中游进入黄土高原后，水的含砂量急增以致浮游植物生物量降到极低点，呈现下游最高，上游次之，中游最低的情况。长江浮游植物生物量在上游和中游各出现一个峰，总趋势是从上游逐渐往下游递减，到近河口区又稍见回升，这种情况可能与水的污染有关。我国河流浮游植物量从0.1到2030 mg/L升。黑龙江水系各河通常较高，淮河干流及内蒙古一些河流也较高，黄河、长江以珠江水系各河一般偏低。河流浮游动物特点河流浮流动物的种量都较少，并且多是由周围静水水域流进的。原出于冰雪融化的山区河流没有真正的浮游动物，在平原河流中可能出
6、现一些习见的轮虫、桡足类和枝角类。浮游动物的种、量都与流速和会砂量成反比。如黄河中游由于流急和多泥砂，浮游动物量平均仅0.039(0.0030.0095)mg/L。我国四大河流浮游动物量的平均值以长江最高，0.908(0.345.16)mg/L，组成上桡足类和枝角类居多，黑龙江次之，0.63(0.121.7)mg/L，以轮虫为主，珠江0.433，以轮虫和桡足类居多，黄河最低，0.128(0.040.29)mg/L，以轮虫和桡足类为主。底栖生物底栖生物 河流底生群落的特征主要取决于流速和底质，深度和透明度也有重要影响。根据底质的不同，可以分为五种基本类型：1.石底群落 2.草丛群落 3.粘土群落
7、 4.砂底群落 5.淤泥群落1.石底群落 生活于水流湍急的坚硬基质上，以固着生物为主，所有成员都有抵抗水流和从急流中取食的适应，并且对氧气的要求都很高。植物主要为苔藓类和某些藻类水树藻(Hydrurus)、串珠藻(Ratraehospermum)和多种硅藻，它们一般呈丝状或身体延长，紧附于石头上，常复有粘液或胶质鞘以减少水的摩擦和保护藻体。动物种类十分丰富，除了许多习见的固着动物外，还有多种昆虫及其幼虫(蜉蝣幼虫等)和高等甲壳动物、软体动物等。石底群落中的动物一般背腹扁平以减少对水的阻力，常有尾丝、鳃叶之类构造来增大与基质的接触面，具有附着或吮吸器官使本身不被水流冲走，并有特殊的取食器官。石底
8、群落不但种类多，生物量也大，每平方米可达50250g。但在浑浊的山区河流，生物量较低。2.草丛群落多分布于水流缓慢的淤泥底质上，常见的水草为各种眼子菜、金鱼藻等。水草既是固着生物的附着基底，又是一些动物的食物，还能减缓水的速度。动物种类与石底群落接近。3.粘土群落 粘土底质通常作狭带状，分布于受冲蚀的土质河岸附近。生物栖居于粘土表面或挖掘洞穴和孔道在其中生活。属于前一类的如蚊蚋幼虫和某些软体动物，属后一类的如某些蜉蝣幼虫和摇蚊幼虫。有些甲壳动物本身不挖掘孔道，但生活于其他动物挖掘的洞穴或孔道中。粘土群落的生物量可能很大，每平方米可达50g。4.砂底群落 通常分布于水流较大处，在平原河流占较大面
9、积。生物种类极少，常见的为某些肉食性摇蚊幼虫、寡毛类蠕虫和底埋生活的甲壳类(某些糠虾和钩虾)，有时还出现球蚬、豌豆蚬(Pisidium)等。藻类仅在浅处出现。砂底群落成员都具有一系列特殊适应，使本身能在经常被搅动的基质上生活。如有分泌粘质的器官，借粘质而附着，有坚固的外覆物，能迅速在砂质中钻掘活动等。砂底群落种类少，但生物量有时很大，每平方米可达9000170000个。5.淤泥群落 在平原河流极常见。生物的种和量都很丰富，如寡毛类、摇蚊和其他昆虫幼虫以及蚌类等数量都较大，生物量可达每平方米40g。所有成员对低氧都有较大的适应性。我国主要河流底栖动物量一般下游高于上游，但黄河情形特殊，呈现上游下
10、游。这点取决于河水的含砂量。上游虽处于高寒地区，但水质清晰，含砂量少，中游由于水流减缓泥砂沉淀，而下游一直处于泥浆状态，泥砂含量很高。(三三)鱼类鱼类河流中自游生物主要是鱼类，鱼类组成在不同地理纬度的河流间有所不同，这在很大程度上决定于河流的大小、流域面积、主河道长度和类型等。一般在急流河流多为带有吸盘和硬鳍的鱼类如爬岩鳅和呈流线型游速快能抵抗急流的鱼类或能隐藏在岩石缝隙中鱼类；缓流河流鱼类更多些。总之河流鱼类在不同河流差异较大，就我国河流鱼类而言，仍是以鲤科鱼类为主，鱼类群落组成与湖泊类似。河流中鱼类生物量在不同的河流差异很大，与河流营养盐含量、水流大小、地理纬度等有关，如国外河流鱼类生物量
11、范围在352166 kg/hm2之间,多瑙河主河道鱼类生物量达35 kg/hm2，而韦梅河鱼类生物量为10102660 kg/hm2。三、能流和生物生产力三、能流和生物生产力 在河流上游从集水区和地下水带入的DOM和落叶、陆生植物腐烂形成的腐屑等是生态系物质和能量的主要源泉。DOM沉积在水中石头表面(光面和暗面都有)形成一个粘液层，上面丛生藻类和微生物，为水生动物提供重要的饵料基础。在森林和草原地区的河流，落叶是最重要的能源，年均输入量(干重)可达15g/m2，并且陆生昆虫粪粒也占一定份量。在河流下游底生藻类和水草增多，水深的河湾浮游植物也有生长，自生初级产量开始占一定比重。藻类可被动物直接利
12、用，水草主要形成腐质后被利用。例如，位于森林区的熊溪(Bear Brook)，由于阳光受挡，河里完全没有藻类和大型植物，唯一自生初级产量为苔藓植物，但仅占输入能源的0.2%，其余99.8%均为外来有机质。所有输入有机质66%以溶解和悬浮状态流出，其余均为细菌所分解利用。动物产量(干重)只有4.8g/m2(83.74 kJ/m2)的昆虫。这种河流系统几乎全靠外来能源供应，只起了运输有机质的作用。银泉河另一例子为奥当姆(Odum,1957)对美国佛罗里达州银泉河的研究。该河有热水流入，常年水温为2125，由于水温稳定，群落组成也较稳定。主要生产者为一种慈姑(Sagittaria)和附生硅藻与蓝藻。
13、一级消费者(2)为鲻鱼、拟龟(Psendemys spp.)和小型无脊椎动物；二级消费者(3)为太阳鱼、鲶鱼、肉食性昆虫和其他底栖动物；三级消费者(4)为狗鱼等。全年太阳辐射能为71.18105 kJ/m2，被吸收的有17.17105 kJ/m2。初级毛产量总值87.09103 kJ/m2，净产量为34.89103 kJ/m2。在净产量中大型植物占33%，周生藻类占67%，浮游植物微不足道，外来有机质仅为初级产量的5.4%(图14-1)。内生和外来的有机质(39.44103 kJ/m2)有54%左右为细菌分解利用，35%随水流出，仅11%(14.10103 kJ/m2)为植食性动物(2)所利用
14、。2总产量为6146 kJ/m2，2/1能量效率为16.7%。3摄食26%2产量(1603.54 kJ/m2)并提供本身280.52 kJ/m2产量。3/2能量效率为17.5%。4摄食31%3(87.92 kJ/m2)并提供本身产量25.12 kJ/m2，能量效率为28.5%第二节第二节 湖泊生态系统湖泊生态系统 湖泊由湖盆和淹浸湖盆的湖水构成。湖水的来源包括雨水、地表水和地下水。湖泊是淡水渔业的主要基地，是主要的水产养殖生态系统.一、生境特点水温湖水温度的水平分布，自南向北随纬度的增高而递降，但同时又与所处海拔高度和湖泊本身形态有关。在高纬度、高海拔地区年平均水温最低，如新疆赛里木湖面高程2
15、072 m，年均水温仅7，7月份也不过1119；西藏的高山湖纳木错湖，高4718 m，7月份表面水温仅10.3，而纬度与纳土错湖相近的平原湖泊，7月份平均水温多在25 以上。(二二)含盐量含盐量通常用离子总量或矿化度来表示，对于有机质含量不多的天然水，同一水样的矿化度值较离子总量值稍小，但两者大致尚可相互比较。矿化度受地区自然条件的制约，我国湖泊矿化度地区分布的特点是：1.东部平原湖区矿化度低。长江中下游水量充沛，湖水的矿化度大多在200mg/L以下，低的只有3040mg/L。如鄱阳湖矿化度一般在70mg/L左右，最低的仅23.7 mg/L。从长江中下游向北，湖水矿化度有随纬度而增高的趋势。2
16、.云贵高原湖泊区和黄河、海河流域湖泊的矿化度稍高，一般都超过200mg/L。如云南的抚仙湖离子总量平均316.6mg/L，异龙湖为355.2mg/L。3.蒙新高原湖区和青藏高原湖区，由于气候干燥，湖水的含盐量较高，大多在120 g/L之间，已出现许多盐水湖。（三）透明度（三）透明度透明度随湖水化学成分的不同和水中悬浮物质和浮游生物的多少而变化。在自然条件相近的情况下，湖泊透明度是深水湖泊大于浅水湖泊，咸水湖大于淡水湖。我国的湖泊透明度大小差别十分明显，透明度最大的达14 m(藏南的玛旁雍错湖)，最小的仅0.1 m，如长江中下游的一些浅水湖。(四四)主要离子、硬度、碱度主要离子、硬度、碱度淡水湖
17、中阴离子以重碳酸根为主，阳离子以钙离子为主，湖水的硬度和碱度一般与离子总量正 相 关。长 江 中 下 游 湖 水 的 硬 度 不 及1.5mmol/L，云贵高原和黄淮海平原的湖泊都超过2.2mmol/L。总碱度的区域性也很明显。珠江和长江水系湖泊的碱度一般较低，如太湖为1.22 mmol/L，巢湖为1.02 mmol/L。黄河水系和云贵高原岩溶地区湖水的碱度都高于3 mmol/L，东北地区湖水碱度相差较大，镜泊湖仅0.65 mmol/L，连环湖则高达5.89 mmol/L。(六六)有机物耗氧量有机物耗氧量(COD)珠江水系和长江水系的COD较低，如巢湖仅1.8mg/L，太湖为4.8 mg/L，
18、东北湖泊的COD普遍高于珠江和长江水系，多数在315mg/L之间，大体说来，我国湖水的COD有一个从南向北增加趋势。(七七)营养盐类营养盐类 主要为氮化合物、磷酸盐和硅酸盐(1)氮化合物 我国湖泊的氮化合物常以硝酸氮(NO3-)为主，约占无机氮总量的75%，含量在0.011.01 mg/L之间，绝大多数湖泊的含量在0.20.5 mg/L之间。铵态氮(NH4+)次之，约占无机氮总量的23%，为0.010.02mg/L，亚硝酸氮(NO2-)含量最低，仅占2%，为0.010.12mg/L。我国东北和长江中下游地区湖泊的无机氮含量较其它地区的湖泊丰富。(1)磷酸盐我国湖泊磷酸盐含量不高，表现明显的磷限
19、制。极大多数湖泊均在0.020.06之间，仅呼伦池、五大连池等少数湖泊含量略高，分别为0.24、0.20 mg/L。(2)二氧化硅我国湖泊二氧化硅含量普遍丰富，淡水湖含量一般为310 mg/L，高的达10mg/L以上，如五大连池、月亮泡、呼伦池等湖泊的含硅量分别为13.7、18.8和21.31mg/L，也以东北和长江中下游地区的湖泊为高。(八八)溶解气体溶解气体天然湖泊除少数污染严重或浅水湖冬季冰下缺氧外，一般溶氧都很丰富。湖水中溶氧、CO2和pH值都有明显的时空分布，其分布和变化情况与湖泊形态有密切联系。二、生物群落二、生物群落 湖泊中浮游植物包括浮游细菌和浮游藻类。浮游藻类是浮游植物的主要
20、成分，包括蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、裸藻门和绿藻门等的一些种类。其中以蓝藻、硅藻和绿藻门的种最多。每个湖泊记载的种类属数多在几十到一百多个以上，一般说来多水草的浅水湖出现的种类常较深水湖为多，大湖常较小湖为多。湖泊浮游植物生物量特点我国湖泊浮游植物生物量相差极为悬殊，最低的如西藏纳木错湖和新疆的赛里木湖均不到0.1 mg/L，高的如连环湖，忙牛泡超过40mg/L，但大多数湖泊，约在110 mg/L之间。四大水系浮游植物量分布总的趋势和初级生产力一样，也是从南向北增高。在生物量组成上一般以硅藻、蓝藻和绿藻为主，个别情况下以鞭毛藻类占优势 各类湖泊按生物量组成特点可分为以下5
21、种类型：1.硅藻型 生物量中硅藻占显著优势，又可分为两类：高寒地区贫营养型湖，如鄂陵湖、扎陵湖、羊卓雍湖等，除硅藻外绿藻、金藻也有相当比重；水有一定交换率的中或富营养湖，如金鸡湖、玄武湖、五大连池、大兴凯湖等。2.蓝藻型 生物量中蓝藻占显著优势，如镜泊湖、连环湖、茂兴湖、异龙湖、达里湖等，常有总量越高蓝藻所占百分比越大的趋势。3.绿藻型 生物量中绿藻占显著优势，如小兴凯湖、可鲁克湖、抚仙湖等，多为中营养型湖。4.甲藻型 生物量中甲藻占显著优势，如红碱淖、纳木错湖、英犭茶湖、梅家荡等。5.混合型 由两个门以上的藻类共占优势，如赛里木湖、草海、前进湖、扎龙湖和东平湖以绿藻和硅藻为主，太湖和乌梁素海
22、以蓝藻和硅藻为主，鲤鱼泡以绿藻和甲藻为主，哈素海以裸藻和硅藻为主，忙牛泡以绿藻、蓝藻和硅藻为主。(二二)湖泊湖泊浮游动物浮游动物 特点特点我国湖泊浮游动物生物量在80年代以前的资料多以数量(个/L)表示，一般每升湖水中原生动物数千个，轮虫几百个，枝角类10几个至几十个不等，桡足类10100个不等。80年代以后才注重测定生物量(mg/L)，据80年代初的资料，贫营养型平均0.96(0.162.19)mg/L。中营养型2.10(0.2817.6)mg/L。富营养型3.59(0.593.52)mg/L。从地域分布来看，黑龙江水系湖泊最高，平均为3.44(1.547.06)mg/L，而黄河、长江和珠江
23、三水系变动于0.264.77 mg/L之间。浮游的原生动物有肉足虫纲和纤毛纲的一些种类。肉足虫常见的有变形虫、表壳虫、匣壳虫、砂壳虫等等。纤毛虫常见种类有片状漫游虫、栉毛虫、焰毛虫、斜管虫、草履虫、膜袋虫、钟虫、累枝虫、弹跳虫、筒壳虫、似铃壳虫、游仆虫、尖毛虫等。轮虫常见的种类有角突臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、螺形龟甲轮虫、矩形甲轮虫、尖削叶轮虫、前节晶囊轮虫、对棘同尾轮虫、异尾轮虫、针簇多肢轮虫、奇异巨腕轮虫、长三肢轮虫等。枝角类常见种类有长肢秀体溞、大型溞、隆线溞、长刺溞、蚤状溞、透明溞、僧帽溞、老年低额溞、方形网纹溞、微型裸腹溞、多刺裸腹溞、长额象鼻溞、矩形尖额溞、点滴尖额溞、
24、圆形盘肠溞等。桡足常见种类有汤匙华哲水蚤、大型中镖水蚤、咸水北镖水蚤、直刺北镖水蚤、白色大剑水蚤、锯缘真剑水蚤、英勇剑水蚤、近邻剑水蚤、广布中剑水蚤、台湾温剑水蚤、透明温剑水蚤等。(三三)水生大型植物水生大型植物 淡水湖最常见的水生维管束植物有挺水植物：芦苇、菰、蒲草、荆三棱、水葱等；漂浮植物：满江红、浮萍、凤眼莲、槐叶萍等；浮叶植物有：芡实、莲、睡莲、杏菜、菱等；沉水植物：轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、菹草、蓖齿眼子菜、轮藻等。湖泊中水生大型植物大多数仅分布于淡水湖中，个别种类生长在盐度较低的内陆盐水湖环境中，如沟草、菹草、角果藻、蓖齿眼子菜等。湖泊大型底栖动物 湖泊大型底栖动物包括环节动物
25、、软体动物、甲壳动物、昆虫类等，我国湖泊底栖动物的主要优势种类有：环节动物：中华颤蚓、苏氏尼鳃蚓、霍甫水丝蚓、扁蛭类(Glossiphonia)、宽体金钱蛭(Whifmania pigra)等；软体动物：中国圆田螺、中华圆田螺、环棱螺类、纹沼螺、方格短沟蜷、萝卜螺类、扁卷螺类、圆顶珠蚌、剑状矛蚌、背瘤丽蚌、背角无齿蚌、蚶形无齿蚌、褶纹冠蚌、河蚬等。甲壳动物：腺介虫(Cypris sp)、钩虾、秀丽白虾、中华小长臂虾、米虾类、日本沼虾等。昆虫类：羽摇蚊、雕翅摇蚊、多足摇蚊、环足摇蚊、粗腹摇蚊、长跗摇蚊等的幼虫以及毛翅目、半翅目、鞘翅目的幼虫和成虫。(一一)初级生产力初级生产力 湖泊初级产量由浮游
26、植物、底生藻类、水生大型植物和自养细菌构成。各种成分所起的作用大小与水体的深度有密切联系。除了浅水湖沼或湖泊的沿岸带，大型植物和底生藻类可在年产量中占主要地位以外，一般均以浮游植物为主要成分。湖泊水越深，浮游植物的作用越显著。有些咸水浅湖，因盐度高，水草不能丛生，初级产量主要由浮游植物和底生藻类组成(表151)。湖泊的次级生产力湖泊的次级生产力以自生的初级产量为基础。在沿岸带腐质链占绝对优势，水草是主要生产者，其生活时分泌的胞外产物和死后淋滤形成的大量DOM大部分被细菌利用，另一部分通过物理过程形成无定形腐屑。水草死体在动物和微生物作用下碎裂和降解为粗腐屑并提高含氮量。细菌和腐屑被饵料动物利用
27、并转化为鱼产量。浮游植物和水草上附生藻类的初级产量或通过胞外产物或直接被动物所利用，最后也转化为鱼产量。位于森林地区的湖泊，落叶和风刮入的POM在沿岸带也起一定作用。湖心区浮游植物初级产量在湖心区浮游植物初级产量是物质和能量的主要来源，湖越深浮游植物的作用越大。但即使在这种情况下，通过腐质链的能流也是大于牧食链的。据Newell(1984)的估算，甚至初级产量有80%被直接利用，仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(2的粪)=60%能量进入腐质链，湖泊富营养化程度越高，进入腐质链的能量越多。例如据 Hillbricht Llkowske(1979)材料，在波兰贫营养型湖浮游动物食物中微
28、藻占50%，细菌加腐屑也占50%，在富营养湖则细菌占70%85%，腐屑占10%20%，微藻仅占5%15%。何志辉(1987)湖泊分类1.1.贫营养型湖贫营养型湖：一般分布于高原或山区，或在气候极为潮湿且土壤贫瘠的地区，面积较大，水较深，如青藏高原的颚陵湖、扎陵湖、纳木错湖，新疆赛里木湖，云南的抚仙湖，珠江水系的澄碧河水库，锦江水库等等。2.2.富营养型湖：富营养型湖：一般分布于平原或城郊，通常水浅，外源性有机质和营养盐类较丰富，如东北平原高肥力土壤带的镜泊湖、连环湖、龙风山水库，内蒙古半干旱地区的呼伦湖、乌梁素海，位于城郊的武汉东湖、苏洲金鸡湖、南京玄武湖等等。3.3.中营养型湖中营养型湖：初
29、级生产力一般13 gO/md，浮游植物量一般为17 mg/L，通常以甲藻和硅藻占优势的湖库，暂列为中营养型。如洞庭湖、鄱阳湖、黄河中下游的东平湖、刘家峡水库，云贵高原的草海、邛海等等。第三节 水库生态系统 水库可由不同方式建成，但主要是在河流上筑坝栏蓄径流而成的，下面所要讨论的也就是这一类水库。其他形式的水库，其非生物环境和生物学情况和湖泊相近。由于是在河流中建成，水库兼备有河流和湖泊的征象。水库和河流相似点是：有相当部分的水团沿一定方向流动；和湖泊的相似点是：水的交换很慢。但是水库同河流及湖泊又有很大的差异。它和河流的不同点是：在一年的大部分时间内，水的流动只限于上层，底层并没有流动，和湖泊
30、的不同点首先在于库盆的不对称，越向下游水越深；此外水库的水位变化也远较湖泊剧烈。水库特点水库按其使用目的，通常有三类，即发电用的水电站水库、灌溉水库和饮用水库。作为发电用的水库，水位在春夏比较稳定，而在秋冬时期由于江河水量少，发电强度又增大，水位降到一年的最低点。作为农业灌溉用的水库，由于用水量多的时间是夏季，水位也在夏季降到最低点。饮用水水库的水位则主要决定于降水情况。由于水库综合有河流和湖泊的特征，所以其中水文情况可能同时显示出河流和湖泊的特点。例如，当一股暖水由河流注入水库时，这股水因密度小浮在原有的水的上面；这时在水库中就有两层水，上层具有河水的特征，下层具有湖水的特征。水库分区由于库
31、盆的不对称，水库中的物理、化学和生物情况都是不均匀的。因此，水库可以划分为在物理化学情况上不同的三个区段：(1)近堤区 这是水库中最深的部分，水淹浸了整个河滩。这个区段的物理化学情况和湖泊十分相似。夏冬两季都发现由于水温的垂直分布而引起的整个水层区的分层现象。在底层水由于淤泥的沉积，一年的大部分时间内也发现氧的不足。淹水的河滩土壤和冲刷两岸的雨水带入的有机质的矿质化，丰富了水中含有的营养盐类，在近堤区的沿岸，沉水植物很发达，但是反之由于浅水带的面积很小，挺水植物通常不发达。(2)中间区 水较浅，沿岸浅水带宽大，因之挺水植物极发达；反之其他生物(特别是需要日光的藻类)受其影响则不发达。由于植物残
32、体的分解常产生泥炭泥沉淀，有许多地点氧气情况极为不佳。(3)上流区 水更浅，有显著的水流，各项情况接近于河流；常呈全同温情况，溶解物质和气体的垂直分布十分均匀，水底淤泥不多。由于沿河河滩砂质土壤中很少有机化合物，注入的河水中有机物也不多，所以上游区水中的营养物质十分贫乏。但水流的存在保证了这一带高额的含氧量 一、非生物环境一、非生物环境(一一)水位和面积水位和面积(二二)水流水流 (三三)水温和透明度水温和透明度 (四四)水化学水化学 二、生物群落二、生物群落 水生生物情况和水库的形态及物理化学特点有着直接的联系，水库的植物和动物区系基本上是起源于由河流的，但随着水库情况的发展，强烈地改变了河
33、流生物的生活条件，因而也大大地改变了生物界的组成。那些适应于急流生活和高度需氧的生物几乎完全消失；代之而起的是通常生活在静水或微流水水体的种类的大量发展。水库的生物界在种类上远较河流丰富。水库浮游植物种类组成水库浮游植物首先是在原河流生活的藻类中发展起来的，以后从支流、河滩、水洼等水体以及风的传播增添一些新种类，并使原有种类进行改组。虽然水库浮游植物群落形成过程很快，但究竟水域的历史较短，并且由于很少水草，生境趋于单纯化，因此出现的种数一般较湖泊为少。比如，黑龙江水系22个湖泊中见到浮游藻类146属，而在39个水库中仅见到113属。不同地区不同类型的水库在浮游植物生物量及其组成上差别很大，但在
34、种属组成和主要种类上都很接近。优势种和习见种都是一些广泛分布的普生性种类。特别是颗粒直链藻、飞燕角藻和铜绿微囊藻3个种在我国各水系的大多数水库中都是最常见且生物量很大的优势种。水库浮游植物生物量我国水库浮游植物生物量从不到1 mg/L到每升几十毫克，差别极悬殊，主要取决于集水区的土壤、岩石和植被状况、水的交换率、水域形态、当地的气候条件等等。例如黑龙江省龙风山水库、泥河水库、宋集屯水库等，库区为森林植被和农田，集雨面积大，外源性有机质和营养盐类十分丰富，浮游植物生物量都达到1012 mg/L，同省区的石人水库由于水中含大量泥砂和其它悬浮物，降低透明度影响光合作用，浮游植物生物量仅2.8 mg/
35、L。刘家侠水库和冯家山水库均因水的交换率过高，浮游植物生物量仅0.65和1.16 mg/L。珠江流域水库常因集水区岩石、土壤条件较差和雨水的淋溶，水中营养物质贫乏，浮游植物生物量一般不到12 mg/L，远低于北方的大部分水库。水库中浮游动物常见种类通常水库浮游动物的形成过程要经过24年，库水的浑浊度对浮游动物情况有十分重要的影响。当库水的浑浊度很高时，浮游动物量急减，其分布常常仅局限于近堤区。大风或暴雨后大量悬浮水中的泥砂常使浮游动物大量死亡，特别是枝角类有时死亡率达8090%。水库中的浮游动物常见种类有原生动物：累枝虫(Epistylissp.)、筒壳虫(Tintindium)、似铃壳虫(T
36、intinnopsos sp.)、砂壳虫(Difflugia)；轮虫：针簇多肢轮虫、壶状臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫、角突臂尾轮虫和螺形龟甲轮虫等；枝角类：柯氏象鼻氵蚤、长刺氵蚤、秀体氵蚤、微型裸腹氵蚤等；桡足类：广布中剑水蚤、温剑水蚤、近邻剑水蚤、大型中镖水蚤及其无节幼体等。我国水库浮游动物生物量我国水库浮游动物生物量约在0.110 mg/L之间。按生物量计，以枝角类、桡足类占优势，原生动物和轮虫相对地不如湖泊和池溏的多。如清河水库19701979年浮游动物平均生物量为1.95 mg/L，其中桡足类约占44%，枝角类占40%，轮虫原生动物约占16%。浮游动物量中游上游高于下游，夏季最高，秋季次之。
37、水库水生大型植物水库建成后因水位上升原有水生植物和陆生植物都被淹死，因而沿岸植物都是重新发展起来的。水库大型植物只能从邻近水域中得到种子，因此当有支流从其他湖泊或沼泽流进时，沿岸植物较易丛生并首先在支流入口处或库湾中形成。在最初阶段对于沿岸植物发展的最重要条件是水位稳定，一般夏季水位变动超过1m时就有不良的作用，但冬季水位的下降没有影响。水的浑浊度过大时，由于光照不足和水底土壤不稳定，沿岸植物也不发达.水库首先出现的通常是泽泻，水芹之类借种子传播的种类，以后蒲草、席草、芦苇等用根和地下茎繁殖的多年生种类也逐渐定居；在浮叶植物中半水生的蓼类常首先生长起来。水库大型植物区系的形成时间很长，小型水库
38、要5年以上，大型水库常达1020年之久。在发展过程中后期，营养条件和种间关系起着主导作用，通常优势种逐渐更替。水库中高等植物的强烈发展，可导致水体的沼泽化，但是沿岸植物对于水库中生物的发展起了良好的作用。在丛生高等植物的水库，浮游生物和水底生物都比较丰富，并且这些植物丛还是许多鱼类的产卵场所。反之，高等植物不发达的水库中，鱼类的种类和数量都比较少。底栖动物第一阶段特点在水库形成之初，原来流水性种类如虾类、蜉蝣幼虫、毛翅目幼虫等由于水流减慢、淤泥下沉和溶氧量的下降，除在上游区尚可见到以外，其他区段逐渐绝迹，同时某些在土壤生活的两栖性种类，特别是寡毛类开始在淹水土壤出现。因此第一阶段水库底栖动物的
39、特点是由水生种类和土壤种类形成的混合群落，总生物量较低。第二阶段的特点第二阶段的特点是摇蚊幼虫，特别是大红摇蚊幼虫的滋生。常常在水库建成的当年秋季以前，这种幼虫就已经到处广布了，这时颤蚓等寡毛类仅在原来河床有泥砂沉淀的部分存在。摇蚊幼虫所以很快在水库发展起来的原因与其生物学特点有关。首先较大型的摇蚊其成虫可以在空中飞行相当距离，直接把卵产到水中并且一年可生殖几次。早期幼虫是浮游性的，易于随水流扩播，并且食性又很广泛，既能滤食又能捕食。它们对低氧及水质条件又有很大的适应能力。但是如果水库中水流较强且不断向外排水，那么由于浮游幼虫不断被水流带走，摇蚊幼虫群落就难于形成或延迟到第二年在水流微弱区段小
40、规模发展。第二年后栉虾、钩虾、蛭类、贝类等的数量也逐渐增多。第三阶段的特点第三阶段也是群落的稳定化阶段。一般要经34年后，某些适应于当地生活条件的种类开始占优势，同时总种数和生物量都下降，仅在原河床地带因颤蚓类的繁殖生物量才见上升。在水库中移殖底栖饵料动物容易由于原有河川种类的消迹而新种类又较难入栖、所以即使营养水平不高的水库，其底栖动物群落也多是不饱和的，因此在水库中移殖底栖饵料动物容易得到经济效果。由于水较深，且水草匮乏，底栖动物种、量一般少于湖泊，特别是软体动物更少。底栖动物的主要类群是寡毛类和摇蚊幼虫，寡毛类是山谷型水库和水库深水区的优势类群，并发展成非常单纯的种群，如湖北潭口水库，未
41、采到昆虫，但寡毛类的密度为2830 ind/m2,生物量为3.16 g/m2；在平原型水库和水库的浅水区昆虫较多，如太平湖水库的上游、中游和库湾地区摇 蚊占优势，而在下游则以寡毛类为主。水库底栖动物的密度和生物量差别较大，如湖北省30座大中型水库的密度平均值为7-4407个/m2，平均生物量为0.001-5.85g/m2。(三三)鱼类区系的形成鱼类区系的形成 水库的形成，从根本上改变了河流鱼类的生活条件。各种鱼类对于这种变化的反应是不同的。那些在急流中生活和繁殖的鱼类如真鲦(Leuciscus leuciscus)、爬岩鱼(Ggastromyzon)等在水库中不能找到适宜的条件，通常都离开水库
42、而上溯到河流去。它们的数量在水库的最初二、三年即已急剧减少。相反地，在静水或微流水中生活和繁殖的鱼类(鳊、鲤、狗鱼等等)则迅速地在这里发展起来。此外，除去原河流的鱼类以外，在该河流域的湖泊中生活的鱼类，也有可能进入水库。水库鱼类演替在水库形成的最初一年，对于在水草上产卵的鱼类，创造了极好的发展条件。因为被淹没的大片陆地上丛生陆生植物，为产卵场提供了广阔的面积。如果水库的水位需在二年内达到设计高度，那么在第二年由于新的陆地被淹没，产卵条件还是很优良的。第一年鱼卵和稚鱼的成活率也比较高，因为这时在水库中栖息的鱼类还不多，卵和稚鱼被敌害吃掉的机会也比较少。但是，此后由于水库的水位不稳定，被淹浸的陆地
43、植物又腐败了，常干涸的沿岸带内水生植物的繁殖也极微弱，使草丛产卵性鱼类的生物条件大大地恶化了。这时那些对产卵附着物选择严格的经济鱼类如鲤、鳊等将处于极恶劣的条件下，而一般野杂则能利用去年的植物的残体以及冲进水库的陆生植物残体作为产卵附着物。产卵期间水位的下降也有不良影响，这会使已产出的鱼卵干死。由于水库中水位状况的这种特点，水库鱼类区系在自然形成过程中，无经济价值的野杂鱼在数量上将逐渐占优势。因此，必需采取措施以保证水库鱼类区系能与渔业利益相适应地定向形成。三、生物生产力和利用三、生物生产力和利用 我国水库普遍放养鲢、鳙等滤食性鱼类，可直接滤食大型浮游植物，使食物链大为缩短，特别是鳙鱼在水库中
44、既能充分利用大型浮游植物，又能有效地利用以外来有机质为主要能源的浮游动物，这点可能是许多水库中鳙产量高于鲢的主要原因。第四节第四节 养鱼池生态系统养鱼池生态系统 养鱼池是一种人工生态系统，它具备天然生态系统的一切共性，但在人类控制和影响下，在结构和功能上又有其特点：养鱼池生态系统结构功能特点1.养鱼池面积小、水浅，易受天气及人类活动的影响，非生物环境的变化很大。同一池塘在一个生长期内可经历贫营养型、中营养型、富营养型到腐营养型的不同阶段。由于冬季常排干水，又具有间歇性水体的许多特点。2.生物群落不是自然发展起来的，主要在人类的支配和影响下形成，种类组成趋于单纯化，种间的相互适应能力一般较差，优
45、势种突出。3.生产者几乎全由浮游植物组成，大型消费者中鱼类都是人工放养的，浮游动物和底栖动物大多是由具保护性结构，易于扩布，世代时间短、繁殖快、生态辐广的种类组成。微型消费者中细菌、鞭毛藻类非常丰富。4.初级生产力高，外来有机质量大，食物链短、鱼产力高。5.由于生境易变和群落组成的简单化，降低了系统本身的自动调节能力，生态系统的稳定性较差。一、非生物环境一、非生物环境(一一)面积和深度面积和深度 池大水深，生境变化较缓，鱼类活动空间大，但池过大不便管理，一般不超过2030亩，而从10亩左右较好。水过深了易形成温跃层，国内主张不超过23 m深，但在密养条件下鱼在水中游动本身起了搅拌器作用，使用增
46、养机也能破坏水团分层，因此水深达到了34 m仍是有利于高产的。(二二)水温水温池水温度随气温而变化，但昼夜温差和季节温差均比气温小得多。我国主要养殖鱼类的适温范围多在2032 之间，1520 间尚可生长。因此全年15 以上的生长期天数和20 以上的天数的长短都是高产塘的重要指标。(三三)光照条件光照条件 特别重要的有下列两个指标：1.日照长度和实际日照时数 北方地区生长期虽短，但每天日照时间和实际日照时数都较长。比如：广东生长期达330天，而生长期日照时数仅50600小时，黑龙江省生长期仅165天，实际日照时数则达到700小时。这样在光照条件方面弥补了温度条件的不足。2.水的透明度 透明度既表
47、示光透入水中的程度，又大致反映浮游植物的密度，太大和太小都不好，一般以2040cm较好。(四四)池水运动池水运动风流、波浪、密度流、鱼群游物引起的涡流均可促进水层的垂直混合，有利于溶氧和养分的上下交流，提高鱼产力，开动增氧机也能起到这样的作用。(五五)溶解盐类溶解盐类通常为淡水，但盐度23以内的微盐水更有利于鱼的生长，总碱度以1.53.5 mmol/L为佳，总硬度宜与碱度相近。(六六)溶解气体溶解气体溶氧变幅极大，可以从1 mg/L到过饱和，时空分布极显著。溶氧量变幅大说明水中物质循环强烈，鱼产力高。氨在水中形成NH3和NH4，NH3有剧毒，安全浓度应在0.05 mg/L以下。水温和pH升高时
48、，总氨中NH4比值增大，这时总氨浓度不变却可能致毒。硫化氢为极毒气体，在北方盐碱地池塘有时产生并致毒。主要是在水中有机质多，水温高，pH 79，透明度低时，在缺O2条件下，水较深的老鱼池中硫酸盐还原而形成。其它因子(七七)pH)pH值值 通常在79之间。10以上短时间(中午和午后)尚可，长时间则有危险。pH日变幅大的也是高生产力的标志。(八八)有机物耗有机物耗O O2 2量量 有机质是水肥度标志，但过多又会恶化氧气情况，高产塘C0D多在1560mg/L之间。(九九)营养盐类营养盐类 无机氧达到12mg/L即可，磷酸盐一般应为无机量的1/5以上，我国高产塘通常缺磷。(十十)池底淤泥池底淤泥 具有
49、供肥，保肥和调节水质的作用。但淤泥过多又易恶化水质，造成下层水氧债高，可能引起泛塘。一般以保持1015 cm厚度为宜。二、生物群落二、生物群落 (一一)浮游植物浮游植物 养鱼池生境多样，多变，各类生态习性的藻类均有出现的可能性，但优势种类则较有限。我国高产塘习见优势种类多为富贫养型到腐营养型指示种：甲藻和隐藻门：隐藻、膝口藻、裸甲藻等；蓝藻门：鱼腥藻、拟鱼腥藻、微囊藻等；绿藻门：衣藻、小球藻、栅藻、四角藻、十字藻、空星藻等；裸藻门：裸藻等；金藻门：棕鞭藻、单鞭金藻等；硅藻门：小环藻、针杆藻、菱形藻、舟形藻等。鱼池按生物量比例划分如果按藻类生长期总生物量中所占的比重来划分鱼池，则基本上属两种类型
50、：1.以隐藻为代表的鞭毛藻类塘。2.蓝藻长期占优势的蓝藻塘。鞭毛藻塘鞭毛藻塘中鞭毛藻类一般占浮游植物总量的60%以上，有时达到8090%，硅藻和绿球藻类(Chlorococcales)近常也占相当比重。群落生物量多在20100 mg/L之间，生长期平均值多为3050 mg/L。东北养鱼池浮游植物量较高，平均值可超过100 mg/L，最高值可达200300 mg/L以上。这点和东北鱼池水较浅，土质肥沃、肥源充足和生长期日照时间较长有关。蓝藻塘蓝藻塘在北方较干旱地区水质微盐碱化的鱼池中较常见，一般多是投饵施肥不定时定量且很少注换水的池塘。浮游植物量常超过100 mg/L，蓝藻占绝对优势，浮游动物量
