流域面源污染与生态工程练习题

流域面源污染与环境生态工程复习题

一、解释概念

1.流域

流域是指由分水线所包围的集水区。分地面集水区和地下集水区两类，如果地面集水区和地下集水区相重合，则称为闭合流域，如果不重合，则称为非闭合流域，平时所称的流域，一般都指地面集水区。流域之间的分水地带称为分水岭，分水岭上最高点的连线称为分水线，即集水区的分界线。

2.面源污染、农业面源污染及城市面源污染

面源污染指的是溶解性或固体污染物从非特定的地点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程汇入受纳水体（如河流湖泊水库海湾等）而引起的水体污染。面源污染具有分散性、隐蔽性、累积性和模糊性等特点。因此，不易监测，难以量化，研究和防控难度较大。

面源污染一般分为城市面源污染，农村面源污染和其他面源污染，其中农业面源污染指的是在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及有机或无机污染物质通过农田地表径流和农田渗漏形成的水环境的污染。主要包括化肥污染，农药污染，集约化养殖场污染等。农业面源污染的主要原因主要有：（1）农药施用量大，利用率低；（2）农药施用不科学，形成流失（3）禽畜粪便和农村军民生活垃圾污染（4）农田污水灌溉污染（5）农膜的白色污染等。

城市面源污染指的是城市地表聚集了一系列污染物及城市垃圾，受到降雨过程中雨水及其形成的地表径流的冲刷，通过排水渠道或直接进入江河湖泊，造成污染（雨污合流排水系统雨天溢流污染）。城市面源污染主要来源于住宅区和商业区，城市交通和城市娱乐及景观。

3.水土流失

水土流失，也称为侵蚀作用或土壤侵蚀，是自然界的一种现象，是指地球的表面不断受到风、水、冰融等外力的磨损，地表土壤及母质、岩石受到各种破坏和移动、堆积过程以及水本身的损失现象，包括土壤侵蚀及水的流失。狭义的水土流失特指水力侵蚀地表土壤的现象，使水土资源和土地生产力受到破坏和损失，影响人类和其他动植物的的生存。人类对土地的利用，特别是对水土资源不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物受到破坏，裸露的土壤受水利冲蚀，流失量大于母质层育化成土壤的量，土壤流失由表土流失，心土流失而至母质流失，最终使得岩石暴露。

4.末端治理

末端治理是指在生产过程末端，针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术。但是末端治理有其局限性，首先处理污染的设备投资大，运行费用高，使企业生产成本上升，经济效益下降，其次，末端治理往往不是彻底治理，而是污染物的转移，如烟气脱硫，除尘形成大量废渣，废水集中处理生大量污泥等，所以不能根除污染；第三，末端治理未涉及资源的有效利用，不能制止自然资源的浪费。

5.环境生态工程

环境生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物质的生产工艺系统，其目的在于在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展。

6.循环再生

物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分级多层利用，从而达到取之不尽用之不竭的效果。特点是不产生废弃物，没有环境污染，生态系统稳定发展。表现为“无废弃物生产过程”或者“资源化过程”。具体实例有无废弃物农业和秸秆还田。

7.平衡

平衡是种群数量与环境负载能力要平衡

8.协调

主要是生物与环境的协调（强调生物要和环境相适应）

9.反馈、正反馈、负反馈、正负反馈调节

反馈是指在闭合环系统中，将输出反过来馈送给输入，或系统运行结果对原因进行修正的现象，反馈是原因和结果的逆向联系。原因和结果通过信息流组成一个闭合的反馈系统，原因影响结果，结果又影响原因。

正反馈是反馈的一种类型，当因果反馈中的一个变量发生变化，通过环中各组分间依次发生的连锁反应，使变量的变化增强，最后使系统原理初始状态，这种自我强化的反馈成为正反馈（猫鼠灭鼠药组成的正反馈环）。

负反馈是指当因果反馈环中一个变量发生变化，通过环中各组分依次发生的连锁反应，使变量的变化减弱，使变化趋于稳定，让系统保持它的初始状态，不使变动过大，所以他具有自我调节的作用。

反馈调节是指在一个系统中，利用正负反馈的耦合关系，根据系统问题和解决问题要达到的目标，通过正反馈环自我增强作用和负反馈环的自我调节作用的加强和减弱，可以控制系统的变动方向和发展趋势，这就是反馈调节。

10.自组织

组织分为自组织和他组织，其中自组织是指如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调自动地形成有序结构的过程。

生态系统的自组织是生态系统通过与外界进行物质和能量交换，自发调整生物与环境及生物与生物的关系，建立起互相联系、相互依赖并能完成特定功能的有序结构的过程。

自组织最后能使系统向高级发展，使系统变得更为有序，适应能力更强。

染物污染水体环境（3）造成重大的经济损失，比如酸雨破坏地表植被，腐蚀建筑，影响粮食产量。

7.生态系统的特点及其与面源污染的关系

生态系统的特征主要分为下面几个方面：（1）结构特征，生态系统是生命系统和非生命系统构成的有机整体（2）生命系统和非生命系统之间进行能量流动和物质循环，从而保持系统的运作，并发挥正常功能（3）动态特征，生态系统是一个动态系统，随时间推移不断地发生、发展、进化、演化的过程（4）相互作用相互联系特征，某一部分的变化可能会影响其他成分和整体功能的变化（5）稳定平衡特征，生态系统内部各成分间保持一定的平衡关系，具有自我调节机制（6）对外开放特征，生态系统是一个开放系统，有物质、能量的输入和输出，系统之间具有联系性。

8.试举例说明循环再生原理与面源污染控制的关系

循环再生原理指的是能量的分级利用，物质的循环再生，生态系统中不产生废弃物，没有环境污染，生态系统稳定发展。比如地球的碳素循环，硫素循环，氮素循环。将循环再生应用到污染控制技术里面可以有效地减少污染治理的成本，甚至能够创造出更多资源。其中最好的例子是无废弃物农业和秸秆还田，这两种技术通过物质能量的迁移转换，去除一些内源和外源的污染物，变废为利，保证转化后一些物质输出的可行性，达到高产低耗高效地生产适销对路的优质商品，同步兼收生态环境，经济及社会效益。而面源污染中最主要的污染来源就是农药使用和禽畜粪便的污染，所以无废弃物农业可以将这两种污染来源变废为利，成为下一级生产的物质能量来源，另外，秸秆一般处理都是直接焚烧，但是这样会导致大气中污染物浓度升高，是一种较为严重的面源污染，所以秸秆还田不仅减少了秸秆的焚烧，降低了面源污染的来源，还能将秸秆中没有利用的能量加以利用，达到循环再生的效果。

9.试举例说明平衡协调原理与面源污染控制的关系

协调与平衡原理是指生态系统在时间空间上有一定的结构层次，并且有一定的自我协调能力，也就是环境承载力，当外界的干扰不超过环境承载力的情况下，系统可以通过反馈调

节来维持自身的平衡，而当超过这个限度的时候，生态系统就会失去自身的平衡能力。最有代表性的例子就是水体中氮磷含量超标导致的水葫芦和藻类疯长。氮磷元素主要是化肥农药施用之后被雨水冲刷进入水体的，属于农业面源污染，当氮磷过度排放进入水体，破坏生态系统的自净能力时，水体无法降解消除过量污染物，水体富营养化随之产生，导致水葫芦和藻类大量繁殖，这又会造成水体光照不足，溶解氧大量消耗无法补充，鱼类死亡。所以要控制面源污染，遵循协调与平衡原理十分重要。

10.试举例说明反馈原理与面源污染控制的关系

反馈原理是指将输出的反过来馈送给输入，从而达到结果对原因的修正的效果。反馈分为正反馈和负反馈，正反馈是指结果对过程有促进作用，负反馈则相反，对过程有减弱作用，反馈原理就是指通过控制正负反馈来取得对最终结果的增强或减弱的效果，从而控制系统的变动方向和发展趋势。而将反馈应用到生态工程中，可以研究很多控制系统行为的策略，来控制很多面源污染。面源污染一个重要原因是水土流失，土地中的营养盐被冲刷进入水体导致水体的面源污染，所以可以通过在水流冲刷的岸边种植适宜的植物来固定土壤，这些植物可以利用水体里面的营养盐，当水土流失较为严重的时候，植物生长变快，根系固土能力变强，从而减少水土流失，这是一种通过负反馈来控制面源污染的方法。

11.试举例说明生态位原理与面源污染控制的关系

生态位原理，又称为小生境原理，是指生态系统中生态因子均有其变化梯度，不同梯度有不同的生物与之适应，比如林间阴暗潮湿的地方给蚯蚓提供栖息地，蚯蚓可以分解土壤中的腐殖质，供食用菇利用，食用菇也能适应林间阴暗的环境，这个生态系统可以有效地分解土壤中的有机污染物质，达到控制面源污染的效果。

12.自组织的特点

自组织是指如果不存在外部指令，系统按照互相默契的某种规则，各尽其责而又协调地形成有序结构的过程。所以自组织的特点是不存在外力影响，系统自发调整自身来使自身达到一种有序结构。自组织最终使系统向高级发展，变得更加有序，而且自组织遵循遗传变异和优胜劣汰的机制，最终使得系统适应能力更强。