构建人工淡水生态系统

目录第一章构建人工淡水生态系统的意义及基础知识第一节淡水生态系统的组成第二节构建人工淡水生态系统的科研价值第三节构建人工淡水生态系统的美学价值第二章如何构建人工淡水生态系统第一节构建人工淡水生态系统的设备需求第二节构建人工淡水生态系统的材料选择第三节如何构建人工淡水生态系统第三章模拟生态环境破坏对人工淡水生态系统的影响第一节环境污染对生态环境的破坏第二节生物入侵对生态环境的破坏第一章构建人工淡水生态系统的意义及基础知识第一节淡水生态系统的组成淡水生态系统淡水生态系统：dàn shuǐ shēnɡ tài xì tǒnɡ英文名字: Fresh Water Biome与“海洋生态系统”相对应。

在淡水中由生物群落及其环境相互作用所构成的自然系统。

分为静水的和流动水的两种类型。

前者指淡水湖泊、沼泽、池塘和水库等；后者指河流、溪流和水渠等。

具有易被破坏、难以恢复的特征。

淡水生态系统2特点人类文明主要集中于淡水生境。

世界的河流、湖泊、水库、溪流和湿地提供了大部分饮用、农业、卫生和工业用水，同时也是大量鱼类、两栖动物、水生植物、无脊椎动物和微生物的栖息地。

但人们对地球上淡水生物多样性的认识还极为贫乏。

由于盲目开发、利用，生物多样性受到了严重威胁。

淡水系统生物多样性分布格局与海洋或陆地系统具有本质的不同。

陆地或海洋中的生命，在一个广大的地区，基本上生活在或多或少连续的介质中，物种只需适当调整其活动范围就可以适应气候和生态条件的变化。

但淡水生境相对不连续，许多淡水物种的分布不易突破陆地的阻隔（这些阻隔将淡水系统分隔成不连续的单元），这便产生了3个重要的效应：淡水物种必须战胜局部地区气候和生态条件的变化；淡水生物多样性通常高度特化，即使一个小小的湖泊或溪流系统也积累了特有的、区域进化的生物群落；即使在任一类生境中物种数都很低的地区，淡水生物多样性也很高，这是物种在各生境间的相异性所致。

3作用淡水生态系统不仅是人类资源的宝库，而且是重要的环境因素，具有调节气候，净化污染及保护生物多样性等功能。

在20世纪以前，全球对淡水系统所能提供的物品和服务的需求并不多，淡水也并未被人们认为是短缺资源。

但是随着人口的增长、工业化和灌溉农业的扩张，对与水相关的产品和服务的需求急剧增长，形成了对淡水生态系统承受力的巨大压力。

5分类淡水生态系统可以分为流水生态系统和静水生态系统,前者包括江河、溪流和水渠等后者包括湖泊、池塘和水库等。

下面主要以河流生态系统为例,介绍流水生态系统的特点。

在一般情况下,在河流的上游,水的流速较快,下游流速较慢。

急流中的生产者大多是由藻类构成的附石植物群,消费者大多是具有特殊器官的昆虫和体型较小的鱼类。

缓流与急流相比,含氧量较少,但是营养物质要丰富得多,因此,缓流中的动植物种类也较多。

缓流中的生产者主要是浮游植物及岸边的高等植物,此外,从陆地上随雨水等进入河中的叶片碎屑等,也是水生生物的重要营养来源。

缓流中的消费者有穴居昆虫和各种鱼类,此外,虾、蟹、贝类等动物也较多。

4现状回顾近40年来我国淡水生态学的研究和发展进程，以淡水渔业为例，存在的主要问题有：天然资源的严重破坏（多样性下降，种类和个体小型化上升，天然产量下降）、养鱼的经济和社会效益不乐观（收益开支比下降，商品饲料紧缺并且价高，主要养殖鱼类质量下降）、盲目引种的不良后果以及淡水生态系的缩小、碎裂和退化等。

物种多样性下降的4个基本因素，即生境破碎污染、人对生物的过度捕杀、引种和物种灭绝的次生效应在我国的一些淡水生态系统中同样严重地存在着。

按拉姆萨尔（Ramsar）公约的定义，内陆水体包括不同类型的淡水系统均属于湿地范畴。

全世界的湿地可以划分为7种自然景观，即河口、海涂、泛滥平原、淡水沼泽、湖泊、泥炭沼泽和沼泽森林。

除拥有河口和海涂外，其余5种属内陆湿地景观，在我国也均有分布。

各种内陆湿地景观都包含了一系列的不同类型的湿地环境，构成一个复合生态系统，如泛滥平原就包括了多种类型的浅水湖泊、淡水沼泽以及洲、滩地等地貌环境。

内陆湿地中不同类型湿地环境镶嵌分布，而且任何一种类型的湿地都与其它类型具有多方面的联系，因而环境结构具有多样化格局，这是湿地生态系统具有极高生物多样性的基础。

长期以来，人们往往将湿地看成荒地，任意开荒垦植或作为排弃污水、废物的场所。

此外，由于对湿地环境结构的完整对于生态系统的重要性认识不足，就随意建造人工设施破坏环境结构，如长江中下游泛滥平原的许多水工建筑就使当地江湖一体的环境结构濒临解体。

因此，必须从保护和恢复湿地多样化的环境结构着手，研究栖息地环境结构多样化格局对于维持生物多样性的作用。

过度的人类活动是湿地包括淡水系统生物多样性丧失的重要原因，其影响可分为如下两个方面。

一是，因生物栖息环境的破坏而导致物种生存受到威胁或消亡，如土地的利用（围垦和城市化等）导致栖息地的直接丧失，人为建筑（水利设施、堤坝等）导致环境结构改变，以及工、农业废水和城市生活污水造成环境污染等。

二是，生物资源的过度利用或污染造成物种的消亡或濒危，而直接引起生物多样性下降。

某些物种消失后，还导致生态平衡失调，如江河阻隔引起人工调蓄湖泊中江湖洄游鱼类种类资源灭绝，使其水体食物网络结构缺损，鱼类通过食物链的下行效应，导致少数内禀增长力高的生物种群极度发展，而其他生物的生长受到抑制，从而使生物多样性持续下降。

恢复湿地生物多样性的重点应在生物栖息环境的完整性和湿地食物网的结构完整性两个方面，因为一个完善的水生态系统必须具有一个完整的营养结构。

通过时水体食物网的主要消费者——鱼类的群落结构的营养平衡的监测，可以判断水生态系统的完整性。

这个监测和研究的基本思想由美国学者卡尔（Karr）于1980年提出，并建立了生物完整性指数（IBI）的概念，目前已在北美洲及欧洲较为广泛地应用于渔业及环境的评价。

此外，应根据不同种群的生物学特征，研究制定合理的利用尺度，协调资源的保护和利用之间的关系，以利于维持自然生态系统和人类本身的持续发展。

生态系统（ecosystem）指由生物群落与无机环境构成的统一整体。

生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。

生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。

人类对生态系统施加了强有力的影响，自工业革命以来，人类对生态系统进行了前所未有的破坏，而二十世纪六十年代后，对生态系统的重建与恢复已经成为一个重要问题，总之，人类活动深刻影响了生态系统的运转。

①对植被的破坏·伐木业在引入大型作业机器后，工作效率迅速提高，这是植被破坏的重要原因·有些地区由于长期以木柴为燃料，长年累月导致了植被的严重破坏，黄土高原就是一个例子·有些国家在战争中释放能引起植物死亡的毒剂，美军在越战中就曾使用“橙剂”，导致越南地区大面积树木死亡②对食物链与食物网的破坏·物种入侵·大规模捕杀③对无机环境的污染随着环境的破坏，生态系统的研究和保护日益严峻，国家为此特别提出可持续发展战略，为了贯彻环境意识，就让学生亲手建立一个生态系统，进行一些生态系统方面的知识学习，使学生了解和认识生态系统，理解如何保持生态平衡，既有利于从小建立保护环境的意识，又能够美化环境。

生物都有向往自然的本性，现代的人们生活在钢筋混凝土的城市中，每天繁忙的工作后，总希望找到心中的那点绿色，因此，建立人工淡水生态系统不仅仅是科研的需求，也是人们亲近自然，感受自然的工具，因此，我们在建立人工淡水生态系统时，也应考虑到美学的需要。

每个人眼中的美是不同的，其实造景很个人化。

而美学上好与不好亦是很主观。

但千百年以来人类亦累积了一些美学的研究与理论(这当然是以西方大众美学为根据)。

其中有两种我觉得对造景者有狠大帮助。

一)造景焦点焦点-(Focus)是在任何一个设计上都用得上重要原素。

焦点亦是创造者要表达之重点。

一个好的设计只有一个焦点(interest point)，其他的只是衬托。

多过一个焦点会令人视线不能集中亦特显不到主题的特色。

在造景里，焦点除了是木、石以外还可以用颜色，造景的形态、水草形状和大小比例来作为重点的表达。

因此在设计造景之前我会想清楚研究会用什么来做主题。

先决定了主题，再找齐造主题的材料才会动工。

假若一面砌，一面想、一面找材料，最后出来的效果一定不如理想。

有经验的造景师，造景的结构和成景后的效果一早已在脑中浮现，更有一些喜欢在造景前划下草图，定出主题和重心。

不要看一些造景师好像漫不经心地去造景，但其实在心中早有定论，天份加经验足使他们造景时随心而发。

很多人都会不觉间把所精心杰作都放在同一个缸内而没有主、副之分而令到造景变得混乱。

黄金分割线、黄金分割是一个古老的数学方法。

它具有各种数学上至今还没有明确解释的神奇作用和魔力。

黄金分割简单的意义就是追求最完美的比例。

在水草造景中，构图是影响整个造型的主要因素。

构图( composition)一词为造型艺术的术语。

为了表现作品的主题思想和美感效果，在一定的空间，安排和处理木、石、草的关係和位罝，把个别或局部的形象组成艺术整体。

黄金分割是造型艺术中的一种分割法则。

它的分割方法为将直线段分两部份，即在直线段AB上以C点分割，使AC:AB = CB:AC (见图)。

结果比值约為1.618 : 1 或1 : 0.618。

大家会被这些数字搅到头痛，难道真的要用计算机来造景吗？在实际运用中，黄金比例多只採用近似值，即2:3, 3:5, 5:8,8:13,13:21等比值作为近似值。

早在狠久以中国早已发现了一种构图摸式- 九宫格，最巧的是它与黄金分割有著惊人的理论联系。

大家把画面的上下左右用黄今分割(近似值)来做出4条线，这就是古人所说的九宫格。

人们发现在九宫格的4条线交匯的4个点是人们视觉最敏感的地方，在摄影理论里把这4个点称为"趣味中心" - interesting point。

在我们造景时可试将焦点放在4个interesting point 其中一个上。

又或者将地平线拉到第一条分割线上。

有很多人根本造境时没有考虑过什么分割线，但能造出完美的造景。

这因为是先天和后天给与他的能力。

当他觉得放在那位置好看时，那一点已经是黄金分割线了。

不信？你可以试下。

第四章如何构建人工淡水生态系统第四节构建人工淡水生态系统的设备需求自然界有阳光，水流等自然条件，因此，在人工生态系统中就要模拟自然环境中的光线，水流，细菌群落，底息环境等，因此，需选用以下设备：1. 水族箱考虑到观赏需要，水生生态系统需要玻璃水族箱作为容器，毕竟淡水生态系统的观赏性与艺术性要多于鱼缸。