自然富營養化

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簡介

富營養化是指過量的營養物質與水體混合，導致植物過度生長的過程。這裡考慮的植物是藻類和浮游植物。在自然富營養化過程中，富含營養物質的土壤透過汙水或洪水與水體混合，這為依賴現有營養物質的植物提供了大量生長的機會。這是一個問題，因為藻類和浮游植物的生長非常旺盛，以至於陽光無法到達水體的底部，並且由於大量死亡藻類生物質吸收氧氣，魚類和其他水生生物因窒息而死亡。

什麼是富營養化？

圖片 1：富營養化

當無機營養物質與水混合並使水體富營養化時，該過程稱為富營養化。這導致浮游植物和藻類的產量增加。換句話說，富營養化是營養物質與水生生態系統的反應。無機營養物質可能包括磷酸鹽和氮，它們與水混合，例如在池塘中，使池塘更適合藻類和浮游植物等植物生命生存。逐漸地，藻類和浮游植物的密度變得如此之大，以至於其他植物或動物都無法在水體中生存。

富營養化湖泊

自然富營養化的湖泊具有巨大的生物生產力。此類湖泊在植被早期階段的生物多樣性數量很大。此外，自然富營養化的湖泊在很大程度上刺激了湖泊中動物群的多樣性。由於其富含營養的特性，這些湖泊擁有各種各樣的植物生命，特別是由於氮和磷的存在。然而，在後期，當湖泊被植物和藻華過度覆蓋時，由於湖泊中植物物質的高呼吸作用，動植物物種遭受了沉重打擊。

什麼是自然富營養化？

儘管自然富營養化是一個緩慢的過程，但有一種理論認為大多數水體會經歷一個逐漸富集營養物質的過程。這導致水體中簡單的植物生長。當營養水平高時，藻類和浮游植物在那裡茁壯成長非常有利。因此，它們在水體中迅速繁殖和生長，幾乎沒有給其他水生生物留下生存的機會。

自然富營養化過程是指水體中營養物質過剩。這些營養物質通常存在於土壤中。因此，由於洪水、滑坡或其他原因導致的土壤養分混合可能導致自然富營養化。

與人為富營養化相比，自然富營養化是一個慢得多的過程。人為富營養化是人為造成的，性質非常快。

例如，在洪水情況下，土壤的營養物質可能會被沖刷到附近的水體中，並沉積在那裡，使水體成為簡單植物生命形式（如藻類和浮游植物）生長的理想場所。

自然富營養化還取決於周圍環境的溫度。全球變暖也可能加速這一過程。這意味著如今大多數水體都因人為富營養化而富營養化。

自然富營養化與人為富營養化

自然富營養化	人為富營養化
自然富營養化是水體由於自然過程而出現無機營養物質過剩狀態的過程。	水體由於人為活動而出現營養物質過剩狀態。
一個緩慢的過程。	這是一個快速的過程。
營養物質的例子：來自洪水、徑流和滑坡。	營養物質來自：肥料、未經處理的汙水、含磷洗滌劑、工業廢水

表 1：自然富營養化與人為富營養化的區別

生物需氧量 (BOD) 和溶解氧 (DO)

• 生物需氧量 (BOD) 用於測量有機廢物汙染的程度。細菌分解有機廢物所需的氧氣量稱為 BOD。

• 水體的 BOD 以毫克/升水體中溶解的氧氣來衡量。這稱為溶解氧 (DO)。

• BOD 量越多，DO 量越少。

• 水體中必須存在一定量的 DO 才能使水生生物生存。

• 如果水體中的垃圾量較高，它會消耗更多的 BOD，從而減少水生生物的 BOD。

• 因此，在自然富營養化的情況下，BOD 水平不斷上升，沒有給其他動物或植物留下 DO。

自然富營養化機制

圖片 2：總結富營養化過程的圖表

• 自然富營養化是由於自然因素造成的，例如洪水、過量降雨和滑坡。

• 這些自然因素將有機物質（例如淤泥以及動物、植物和其他有機體的腐爛）沖刷到附近的水體中。

• 因此，水體變得富含營養，這有利於簡單的植物生命形式，如藻類和浮游植物。

• 藻類、浮萍和其他植物在水體中大量生長。

• 由於藻類的厚覆蓋層阻止陽光穿透水底，其他生命形式也隨之消失。

• 死亡的藻類生物質積累在水體的底部並在分解過程中吸收氧氣。由於大量藻類生物質分解，水底的所有氧氣都被吸收，沒有給其他生命形式（如魚類）留下氧氣。

自然富營養化的影響

圖片 3：富營養化對珊瑚礁、海草和紅樹林生態系統的影響。富營養化降低了水質並增加了 BOD。

• 由於自然富營養化，水體從水生生態系統轉變為陸地生態系統。

• 富營養化導致水體中藻類過度生長。

• 富營養化導致水生植物死亡，因為陽光無法穿透藻華。它還會影響氧氣的補充。

• 它可能導致入侵物種的侵襲。例如，受富營養化影響的水體受到銀鯉魚的影響，銀鯉魚可以很容易地適應富營養化湖泊的條件。

• 珊瑚礁消失，因為沒有陽光到達水底。

• 由於富營養化，附生藻類和底棲藻類的生物量增加。

• 大型植物的物種組成及其生物量發生顯著變化。它們大量生長。

• 水發出難聞的氣味和顏色；處理水變得困難。

• 水體中的 DO 很快耗盡。

• 水體的審美價值大大降低。

結論

如果不在適當的時候處理，自然富營養化可能會變得代價高昂。因為它阻止了生命形式在水體中存在，所以在自然富營養化過程中可能會造成明顯的危害。因此，每個人都應該知道如何處理水體以防止其富營養化。

常見問題

問題 1. 生物需氧量是什麼意思？

答：生物需氧量 (BOD) 用於測量有機廢物汙染的程度。細菌分解有機廢物所需的氧氣量稱為 BOD。

問題 2. 溶解氧是什麼意思？

答：水體的 BOD 以毫克/升水體中溶解的氧氣來衡量。這稱為溶解氧 (DO)。

問題 3. 生態系統如何因富營養化而發生變化？

答：由於自然富營養化，水體從水生生態系統轉變為陸地生態系統。