第一章绪论

第一章绪论1.1基本概念1.1.1生态与生态系统(1)生态生态（Eco-）一词源于古希腊字，意思是指家（house）或者我们的环境。

简单的说，生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系。

生态学（Ecology)的产生最早也是从研究生物个体而开始的。

1869年，德国生物学家E.海克尔(Ernst Haeckel)最早提出生态学的概念，它是研究动植物及其环境间、动物与植物之间及其对生态系统的影响的一门学科。

如今，生态学已经渗透到各个领域，“生态”一词涉及的范畴也越来越广，人们常常用“生态”来定义许多美好的事物，如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。

当然，不同文化背景的人对“生态”的定义会有所不同，多元的世界需要多元的文化，正如自然界的“生态”所追求的物种多样性一样，以此来维持生态系统的平衡发展。

（2）生态系统1935年，英国生态学家，阿瑟·乔治·坦斯利爵士（Sir Arthur George Tansley ）受丹麦植物学家叶夫根·尼温（Eugenius Warming）的影响，首次提出生态系统的概念。

认为：“（原文）Ecosystem is the whole system,… including not only the organism-complex, but also the whole complex of physical factors forming what we call the environment…”（生态系统是一个的‘系统的’整体。

这个系统不仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体……这种系统是地球表面上自然界的基本单位，它们有各种大小和种类）。

1940s，美国生态学家R.L.林德曼（R.L.Lindeman）在对赛达伯格湖（Cedar Bog Lake）进行定量分析后发现了生态系统在能量流动上的基本特点：能量在生态系统中的传递不可逆转；能量传递的过程中逐级递减，递减率为10%～20%。

目前，从不同的学科，对生态系统有不同的定义，主要定义有：在大气科学领域，生态系统是指生物群落及其地理环境相互作用的自然系统，由无机环境生物的生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)以及分解者(腐生微生物)4部分组成。

在地理学领域，生态系统是指由生物群落和与之相互作用的自然环境以及其中的能量流过程构成的系统。

在生物学领域，生态系统是指在一定空间范围内，所有生物因子和非生物因子，通过能量流动和物质循环过程形成彼此关联、相互作用的统一整体。

在生态学领域，生态系统是指在一定空间范围内，植物、动物、真菌、微生物群落与其非生命环境，通过能量流动和物质循环而形成的相互作用、相互依存的动态复合体。

目前，较为认可的定义是：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。

1.1.2农村河沟及特点农村河道是处于农村区域的河道，它与城市河道相比，具有自身独特的特点。

主要体现在功能的多样性、河道结构自然多样、污染源复杂多样。

我国农村河道数量众多，它们具有灌溉、航运、调蓄洪水等功能，对我国的社会经济发展起着至关重要的作用。

但是河滩上垃圾成堆、杂草丛生，违章搭建及阻水坝埂屡见不鲜，大部分河道河水黑臭、鱼虾不生。

河道生态严重退化，严重影响了居民的生活和社会经济的发展[25]。

（1）功能多样承担农村灌溉排涝任务的基础性工程，农村河道具有丰富的功能，它是调蓄分洪的重要通道，是农田排涝灌溉的主要渠道，是船舶运输的主要通道。

同时农村河道又是生态与环境的重要载体，它具有丰富的水资源、生物资源和矿物资源。

有的农村河道还是重要的城乡饮用水水源地, 与城乡经济社会发展和人民群众的生产生活密切相关。

另外，农村河道还为农村居民提供了休闲娱乐、美学、教育、精神和文化价值。

（2）河道结构自然多样农村河道按地貌形态有山区河道与平原区河道两大类。

山区河道较为陡峭，纵坡降较大，蜿蜒性较强，水流较急，河岸冲刷较严重。

平原区河道边坡较平缓，纵坡降较小，水面较宽，水流较缓，淤积严重，河床抬高，造成河势变化。

另外，通航河道船行波的影响，寒区河道冻融的影响，造成河岸崩塌，也会使河道机构发生变化。

一般，农村河道人为干预较少，河道自然性保持良好，河道生态建设方面优势相对明显，但农村河道在建成后的管理方面还有很大滞后，加上农村居民维护意识上的不足。

（3）污染源复杂多样随着社会经济的发展，农村河道的污染越来越严重。

农村河道的污染来源有来自乡镇企业的工业废水污染、农村养殖污染（水产养殖和畜禽养殖）、农村面源污染、农村居民的生活垃圾和废弃物污染等。

其中，农村面源污染是具有农村河道污染特色的污染源。

过量使用化肥，大量的氮和磷营养元素随着农田排水或雨水进入江河湖库，污染了水质，导致了水体1.2开展农村河沟整治的必要性1.2.1我国农村河沟现状及存在的问题1.2.1.1农村水环境的现状和问题20世纪80年代以前，我国农村水环境总体状况良好，水污染问题是局部性的。

根据水利统计年鉴，1980年全国工业和城市生活用水为525亿吨，占总用水量的11.8%；估算废污水排放量为200亿吨左右（按2003年中国水资源公报的估算比例），仅占全国地表水资源量的0.77%，远低于地表水体的自然净化能力，全国及农村水污染问题不突出。

1980年以来，我国经济社会进入了快速发展阶段，工业和城市生活用水迅速增加，废污水排放量同步增加。

根据《中国资源公报》，2003年全国工业和城镇生活用水达到1808亿吨，占总用水量的34.0%，估算全国废污水排放量为680亿吨，占全国地表水资源量的2.6%，比1980年增加了2.4倍。

据中国环境状况公报，2003年，七大水系741个重点监测断面中，属劣Ⅴ类水质的断面占总数的29.7%；主要湖泊氮、磷污染较重，富营养化问题突出；30%的水库水质属Ⅴ类、劣Ⅴ类水质；全国各地水污染事故不断发生，平均每天发生近3次,造成了相当大的经济损失，严重影响着社会的安定团结。

由于大量生产生活废水和各类废弃物未经处理排入各种水体，加之公共卫生设施跟不上发展的需要，农村饮用水源大多受到大肠菌群、有机物等的污染，大量人口饮用不安全卫生水。

有资料显示，我国人群患病的88%、死亡的33%与生活用水不卫生直接相关。

由于大量水质超标的工业和城市生活废污水排向农村、用于农田灌溉，由于农村内部乡镇企业、畜禽养殖业和生活污水的增加，以及农业面源污染的扩大，全国农村水污染严重、水环境不断恶化。

主要表现在：①排污河两岸、污水灌溉农田及地下水污染严重，许多清水河变成了排污河；②乡镇企业布局分散、生产工艺落后，排污种类多、浓度高，往往是一个企业污染了一条小河、一个池塘、一片农村，对农村水环境造成了严重威害；③城郊集约化畜禽养殖场和农村生活排污问题日益突出，大量的粪便及污水就地排放，污染了农村内部及周边水环境和卫生环境，是乡村小河、池塘变成了臭水沟、臭水塘；④农业内部化肥和农药的大量使用、流失，已成为农村地下水和大江、大河及湖泊污染的重要原因。

农村水环境问题的加剧，不仅威害了农村居民的饮水安全、身心健康及生存环境，而且严重影响了国家食物安全和水安全。

但由于我国目前没有建立农村水环境监测体系、缺少监测统计资料，不能对农村水环境状况进行全面、定量地评价。

1.2.1.2农村水环境恶化的成因造成我国农村的水污染的直接原因在于化肥污染、农药污染、乡镇企业污染、规模化畜禽渔养殖污染以及生活垃圾污染等。

①农村面源污染随着我国对点源污染的控制，农业中的面源污染已成为水环境恶化、湖泊水库富营养化的主要原因。

大体上讲，农业面源污染主要来自农业中使用的化肥和农药残留物经淋溶后进入水环境，以及水土流失过程中土壤养分和有机质随泥沙一起被带入水环境，从而导致水环境的不断恶化。

农村使用化肥产生的污染比较严重。

化肥污染主要表现在过量施用氮肥和磷肥，氮、磷流失进入水环境以后造成了水体的富营养化，而且人体所发生的氟斑牙、骨骼氟中毒以及成人消化道由于形成亚硝胺而致癌的现象也都与水体中含有过量的磷、氮关系密切。

众多科研成果表明，面源污染物越来越成为导致江河湖库富营养化的主要原因之一：山东南四湖来自农田径流的氮和磷负荷分别占总负荷的35%和68% 。

对太湖、巢湖、滇池“三湖”富营养化的成因分析表明，造成水体富营养化的污染源主要来自生活污水和农田的氮、磷流失，工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占10-16%。

太湖、滇池和巢湖面源污染物对总氮的贡献率分别为59%、33%和63%，对总磷的贡献率分别为30%、41%和73%。

此外，农村和小城镇由于农用氮肥的大量施用而引起的地下水、饮用水硝酸盐污染的问题已十分严重对人体健康造成了严重的危害。

农村农药用量逐年增长，出现了农药的大面积污染。

随着我国农村农业的不断发展，农药总产量也在成倍的增长，农药使用量也不断增加。

由于长期、广泛和大量的使用化学农药，导致土壤环境中的农药残留以及土壤与水体的污染问题，已危及到动植物的生长的人类的健康。

农药对水体的污染的主要途径有以下几种：①农药生产、加工企业排放的含有残留农药物质的废水；②农民在作业过程中直接向水体施药；③虽未直接向水体施用农药，但是在农田中使用的农药随着雨水或灌溉水而向水体进行迁移；④农药使用过程中，雾滴或粉尘微粒随风飘移沉降进入水体以及施药工具和器械的清洗；⑤生产或者作业中漂浮在大气中的残留农药随降水进入水体等。

据调查，一般只有10-20%的农药附着在农作物上，而80-90%则流失在土壤、水体和空气中，在灌水与降水等淋溶作用下污染水体。

②农村乡镇企业对水环境污染严重。

乡镇企业的蓬勃发展，极大的带动了农村小城镇的复苏和兴起，但是它也使得周边环境受到了严重污染。

农村工业污染已使全国16.7万km2的耕地遭到严重破坏，占全国耕地总量的17.5% 。

而且，随着对城市环境污染的严厉制裁，许多污染严重的企业将其污染源转移到了郊区小城镇，从而使小城镇的污染程度明显高于大城市中心区，且这种污染的范围与程度均有迅速蔓延和加重的趋势。

而且这样的乡镇企业数量众多，地域分布散，企业规模小，相应的它们的治污能力十分弱小，导致了污染类型复杂，治理起来十分困难。

③污水灌溉以及畜禽养殖污染在农村进行污水灌溉已经成为我国农村水环境恶化的主要原因之一，直接危害着污灌区的饮水及食物安全。