近岸海域水质变化机理及生态环境效应研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:279

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出版时间:2009-12

价格:76.00元

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isbn号码:9787502776480

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• 近岸海域
• 水质变化
• 生态环境
• 海洋环境
• 水环境
• 生态效应
• 环境科学
• 海洋科学
• 污染研究
• 环境监测

海洋的脉搏：理解海岸带水质的动态演变及其对生命的影响 广袤的海洋，承载着无数生机，而人类文明的发展，更是与这片蔚蓝息息相关。在海洋与陆地交界、充满活力的海岸带区域，水质的细微变化，如同海洋的脉搏，悄然诉说着生态系统的健康状况。本书旨在深入剖析海岸带水质演变的复杂机制，并揭示这些变化对其中万千生命所带来的深刻影响。 海岸带，这片连接陆地与海洋的过渡地带，因其得天独厚的地理位置和丰富的资源，自古以来便是人类活动高度集中的区域。然而，人类活动的加剧，特别是工业、农业、城市化以及航运的发展，正以前所未有的强度和速度，将污染物和养分带入海洋，深刻地改变着海岸带水质的原有平衡。理解这些变化，不仅是维护海洋生态健康的关键，更是实现可持续海洋开发与利用的基石。 一、驱动海岸带水质变化的内在动力与外源影响 海岸带水质的变化并非单一因素作用的结果，而是多种复杂因素相互交织、协同作用的产物。这些因素大致可分为两大类：内在动力和外源影响。 1. 内在动力：海洋自身的物理化学过程 水体环流与混合： 海洋的潮汐、洋流、风浪等物理过程，是维持水体交换和物质扩散的重要动力。潮汐运动带来的涨落，使得近岸水体不断与内陆水体或远海进行交换；洋流携带污染物在更大范围内扩散；风浪的搅动则促进了水体垂直方向上的混合，影响着溶解氧、营养盐等的分布。例如，在缺乏有效水体交换的封闭海湾，污染物更容易累积，水质恶化风险更高。 温度与盐度： 温度和盐度是影响水体密度、溶解气体能力和生物生理活动的关键因素。水温升高会降低水中溶解氧的含量，加剧生物的耗氧速率，尤其是在夏季高温季节。盐度的变化，尤其是在河流入海口附近，会影响浮游生物的分布和群落结构。 化学反应与生物过程： 水体中发生的各种化学反应，如氧化还原反应、沉淀溶解平衡等，以及生物过程，如光合作用、呼吸作用、分解作用等，都在不断地改变着水体的化学成分。例如，浮游植物的光合作用会消耗溶解二氧化碳，释放氧气，而在夜间或生物死亡分解时，则会消耗氧气。营养盐的循环，如氮、磷的转化，是影响藻类爆发（赤潮）的重要因素。 2. 外源影响：人类活动带来的挑战 陆源污染物排放： 这是影响海岸带水质最主要、最直接的外源因素。 生活污水： 城市居民产生的未经充分处理的生活污水，携带大量的有机物、氮、磷等营养盐以及病原微生物。这些物质一旦排入近岸海域，极易导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，消耗氧气，甚至产生有毒物质。 工业废水： 工业生产过程中产生的废水，成分复杂多样，可能含有重金属（如汞、镉、铅）、有毒有机物（如多氯联苯）、酸碱物质、油类等。这些污染物对海洋生物具有直接毒性，并可能通过食物链累积，威胁生态系统健康乃至人类健康。 农业面源污染： 农田施用的化肥和农药，通过降雨径流、农田排水等途径进入近岸水体。过量的氮、磷等营养盐会导致水体富营养化，而农药残留则对海洋生物构成潜在威胁。 养殖业污染： 集约化海水养殖，如贝类、鱼类养殖，若管理不当，未消耗的饵料、排泄物、药物残留等会集中排放，对局部水域的水质造成严重影响，导致底质恶化、溶解氧下降。 大气沉降： 工业排放的颗粒物和气体污染物（如二氧化硫、氮氧化物）可通过大气传输，最终沉降到海面，对近岸水质产生长期影响。 海洋开发活动： 航运与港口活动： 船舶的燃油泄漏、压舱水排放、船舶制造和维修活动，都可能将油类、重金属、外来入侵物种等带入海洋。 海岸工程建设： 海岸线的开发、填海造地、港口扩建等工程，会改变水动力条件，破坏底栖生态系统，改变泥沙输运，对局部水质产生短期和长期的影响。 石油勘探与开发： 海上石油平台可能发生的溢油事故，以及日常的钻井作业，都会对周边海域的水质造成污染。 气候变化： 全球气候变化也 indirectly 影响着海岸带水质。海平面上升可能加剧陆源污染物向海洋的输送；海水温度升高会加剧富营养化问题；极端降水事件可能导致污染物短时间内大量涌入。 二、水质变化对生态环境的深刻效应 海岸带水质的动态变化，并非仅仅是化学成分的增减，更会对整个生态系统的结构和功能产生广泛而深远的影响。 1. 富营养化及其连锁反应： 陆源输入的过量氮、磷等营养盐，是导致海岸带水体富营养化的主要原因。营养盐的增加直接刺激浮游植物的快速生长，引发“藻类爆发”或“赤潮”。 生物生产力剧增与失衡： 短期内，藻类的大量繁殖会提高初级生产力，但一旦藻类死亡，其分解过程会消耗大量溶解氧。 溶解氧降低与缺氧现象： 死亡藻类被微生物分解时，会大量消耗水体中的溶解氧，导致表层或底层水体出现缺氧（Hypoxia）甚至无氧（Anoxia）状态。低氧或无氧环境对大多数海洋生物是致命的，尤其是对底栖生物（如贝类、海星）和鱼类。 生态系统结构改变： 藻类爆发会改变水体透明度，阻碍阳光穿透，影响海底海草、珊瑚等固着性生物的光合作用。同时，一些藻类会产生毒素，直接毒害海洋生物，或通过食物链传递，威胁更高级别的消费者。 生物多样性丧失： 缺氧、毒素以及物理栖息地的破坏，会导致对环境变化敏感的物种数量锐减，甚至灭绝，生物多样性显著下降。水质恶化还会影响鱼虾的繁殖和幼体生长。 2. 污染物毒性效应： 重金属、有毒有机物、油类等污染物，对海洋生物的生理功能和繁殖能力造成直接的损害。 急性毒性： 高浓度的污染物可导致海洋生物急性中毒死亡。 慢性毒性： 低浓度的污染物，尽管不会立即致死，但可能引起生物体内的生理异常，如生长迟缓、繁殖率下降、行为异常、免疫力减弱，使其更容易受到疾病和环境胁迫的影响。 生物累积与食物链放大： 一些污染物（如重金属、持久性有机污染物）不易被生物体代谢，会在生物体内长期累积。通过食物链的传递，这些污染物会在顶级捕食者体内被放大到极高的浓度，对生态系统和人类健康构成长期威胁。例如，食用被汞污染的海产品可能导致人类神经系统损害。 3. 底质环境恶化： 污染物和有机物的过量沉积，会改变底泥的物理化学性质。 底泥缺氧与硫化物生成： 有机物在底泥中厌氧分解，会产生硫化氢等有毒气体，底泥颜色变黑，散发臭味。 底栖生物群落改变： 恶化的底泥环境会迫使适应力强的厌氧微生物和少数耐污生物占据主导，而大多数依赖清洁底质的底栖生物则难以生存。这不仅减少了生物多样性，也破坏了海洋食物网的重要环节。 4. 海洋生态系统功能退化： 水质的变化直接影响着海岸带生态系统的基本功能。 物质循环失衡： 营养盐的富集和循环模式改变，影响着初级生产力、分解速率，进而影响整个生态系统的能量流动和物质转化。 食物网结构紊乱： 特定物种的消亡或过度繁殖，会打破原有的食物链和食物网结构，导致生态系统的稳定性下降。 生态系统服务功能减弱： 健康的海岸带生态系统能提供诸如净化水质、维持生物多样性、提供渔业资源、旅游观光等多种服务。水质恶化直接削弱了这些服务的能力，对人类社会产生间接但重大的经济和社会影响。 三、研究的意义与展望 深入理解海岸带水质变化机理及其生态环境效应，对于我们应对日益严峻的海洋环境问题至关重要。这项研究不仅有助于揭示污染物的来源、迁移转化途径和环境归趋，更能量化评估不同污染负荷对生态系统的影响程度，为制定科学的海洋环境保护政策提供坚实依据。 通过细致的水质监测、先进的模拟技术以及严谨的生态学实验，我们可以描绘出海岸带水质的“健康地图”，识别出“问题区域”。更重要的是，理解这些变化背后的驱动力，才能让我们采取针对性的减排措施，优化陆源污染物的管理，推广绿色养殖模式，并发展更清洁的海洋开发技术。 展望未来，随着人类对海洋依赖的加深，以及气候变化等全球性挑战的显现，海岸带水质的变化将更加复杂和动态。我们需要不断创新研究方法，加强跨学科合作，将科学发现转化为切实有效的行动，以期守护这片蓝色家园的生机与活力，保障其作为地球生命摇篮和人类发展根基的永续价值。

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