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| << 生態調控浮島的淨化能力分析 >> |
| 張貼者: HSM (master) |
| 張貼日期: 2008-12-31 |
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生態調控浮島的淨化能力分析
優養化的水 這樣的水能觀光倍增?
已經水泥岸化的水域是否就沒辦法控制優養化了嗎?
在水域內建置生態調控型浮島到底有何淨化能力?
只是在水域浮島上種植物，又沒有採收是否能淨化水質?
水域的生物相複雜度，為何對於穩定水質有關鍵性的因素?
我想非常多的朋友，尤其在從事環境工作的朋友都有這樣的疑問。其實解開這些迷團。要從基礎生態學來看。
生態效率(淨化效能)
熱力學第一定律
能量不能被創造，也不能被消滅，但是可以從一種型態轉化為另一種型態。
熱力學第二定律
有些能量常常變成不可能利用的熱能失散掉。因此沒有一種能量能夠百分之以百的從某一型態轉變成其他型態。
因此從太陽光到植物(生產者)，食植動物如福壽螺(初級消費者)，到吳郭魚(次級消費者)到水鳥人(高級消費者)每一階段都在散失能量。
林德曼的“百分之十定律”
從一個營養即到另一個營養級的能量轉換率為10%，也就是說，能量流動的過程有90%的能量損失掉。從水質淨化率的角度說，其淨化效果提升一個營養級就有90%的淨化效果。也就是人吃一隻一公斤的綠頭鴨肉等於淨化1公噸的優氧化綠藻。所以談環境治理沒有一個人工機械可以有這樣的高效率。
太湖爆發藍藻-網路資料
花蓮鯉魚潭爆發葡萄藻
可是要綠頭鴨吃藻類是不行的。因為如果綠頭鴨吃的是微囊藻(毒藻-此藻毒無法煮沸消除)那就變成死綠頭鴨。何況鴨子不是濾食性動物，而濾食性的鰱魚卻不怕微囊藻的毒性(就像大水體裡的肝臟可以解毒)。因此不只要談生態效率還要談生態多樣性(生態穩定性)。
生態多樣性 (生態穩定性)
環境的污染終究回到人體
多樣性才能忍受環境波動
地球的環境是一個動態平衡。其光線、溫度、物質流、宇宙射線、都呈現不斷的波動。生態系統(淨化系統工程)的演化是趨近複雜而多樣性。環境波動造成其中一種物種滅絕時，才能即時有其他物種取代其生態位來維持其生態系統的穩定。舉個例子地震造成高速公路斷了，可以改坐火車，火車壞了可以騎腳踏車、等。可以替代的方式越多，交通系統就越不容易受到環境的衝擊。但是生態演化的速度時常跟不上人類的破壞，因此又必須談到生態調控工程。談生態調控又必須談到生態系統的淨初級生產力。
淨初級生產力
初級生產是指植物透過太陽能，將無機物質轉換成有機物的過程。（6CO2+12H2O+光→C6H12O6+6H2O+6O2）是自然界最為重要的化學反應。而利用陽光的生態系統的效率就是初級生產力﹝每年每平方米所生產的有機物質的乾重g/(m2.a)。但是植物生長不是只有光線還要吸收氮、磷、鉀等營養鹽。因此初級生產力高，從水環境治理之的角度來看就是淨化率效能高。(相對的來說就是其生態系統下可利用的成分極低土壤貧瘠。因此砍熱帶雨林來種生質能源棕梠是不智的)
溼地沼澤初級生產力 2500 g/(m2.a)
熱帶雨林初級生產力 2000 g/(m2.a)
湖泊、河流生態系初級生產力 500 g/(m2.a)
農地初級生產力 644 g/(m2.a)----不斷採收
可以看出來利用農業環控的生態水培的模式可以提升水質淨化率(初級生產力)。加拿大的水培種萵苣系統比較來看，環控水培是13.8倍於戶外的土耕栽培產量。
露地土壤種植每年每平方米36顆生菜
溫室內土壤種植每年每平方米108顆生菜
浮板水培法種植每年每平方米500顆生菜
http://www.hydronov.com/
環控生態水培的模式等於是溼地沼澤+農地不斷採收的初級生產力，其淨化肥水的能力十分驚人。如果加上多層級的消費者其產能(淨化效果)應該更加突出。
已水泥岸化的水域優氧化，並不是完全沒有辦法處理的
由人體來看食物進入人體夠都是經過脫水然後排遺(大便)。人體不會放任未分解的食物在血液裡面流動。血液會通過肝臟處理；水分通過腎臟過濾。可是在優養化的水裡沒有封閉系統的肝臟或腎臟。只有漫流的藻類與營養。
從漁業養殖的蝦塘看，水裡只有蝦與藻類微生物。氨態氮是藻類的食物，藻類是食藻浮游生物的食物，食藻浮游生物又是蝦的食物。蝦又排出氨看起來好像是完美的生物鏈構造。其實這3級食物鏈是架構在極度危險中。
因為氨對於蝦有急毒性，單純只利用水中的單細胞藻類來穩定水質，就好像麵粉工廠場裡的粉塵一樣，隨時有爆炸的危險(氣候轉變造成藻類大量死亡)。
如果麵粉加水作成麵包(高等植物)生態系統就能穩定了。這個時候就像拔除雷管的塑膠炸彈。擁有封閉系統的高等植物，就像水域生態系有了的肝臟及腎臟。高等植物能不斷的遮蔽光線抑制單細胞藻，並且淨化水質固定營養鹽。
高等植物的生存並不是不吃不喝就能活
高等植物的生存並不是不吃不喝就能活。他們必須不斷的吸收水中的營養鹽，才能維持每天的運作。即使沒有採收浮島上的植物，浮島上的植物還是必須不斷的吸取水中的優養物質。昆蟲、青蛙、鳥類、魚類、等都會持續不斷的從浮島上採收移除能量。
溼地沼澤初級生產力 2500 g/(m2.a)。淺水的生態系統一般來說只有10%的淨初級生產量被消費者轉化為次級生產量，其餘90%被分解者分解。。250g/(m2.a)會轉移到食植物的動物體內如蚱蜢、鴨子、魚、等；而2250 g/(m2.a)回到溼地被分解者如水蚯蚓、甲蟲、小魚等利用。
另外有了浮島就如同從湖泊、河流生態系(初級生產力 500 g/(m2.a))轉變成沼澤生態系(初級生產力 2500 g/(m2.a))。有了這樣的生物基盤，生物多性豐富了，才能忍受環境波動(寒流及夏季高溫)。
孟子所說。不違農時，數罟不入洿池，魚鱉不可勝食也。
適時適量將長大的高級消費者(綠頭鴨、大蝦、大魚)取食。水自然能夠穩定。捕撈大魚、大蝦、綠頭鴨會比移除植物效益更佳。
利用溼地沼澤+農地不斷採收+食物練的吸收效率
如果有大量的營養鹽輸入的池塘溼地如生活廢水或畜牧養殖廢水，就必須利用溼地沼澤+農地不斷採收+食物練的吸收效率才能勝任。利用溼地沼澤的初級生產力加上農地不斷採收方式，再加上食物練(林德曼的“百分之十定律”)將會能源回收十分有效率。
種植初級生產力—高等植物
次級生產力之福壽螺
福壽螺是鴨子的高蛋白新鮮飼料 鴨蛋
肥水源頭截流再利用
高等植物與單細胞藻類的爭奪，關鍵在陽光和肥份濃度。
養分一旦放流至湖泊大水域，肥份將被稀釋。此時高等植物相對於單細胞藻是弱勢。
生活污水 第一時間截流至浮水槽內。則高等植物可以強勢的成長，且抑制藻類獲取陽光。
因此第一時間的截流十分重要。
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