生态环境监测复习.docx

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生态环境监测复习

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　　　　　　第一章　　1.生态环境：

生态环境是指生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体，主要或完全自然因素形成，并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。

生态环境的破坏，最终会导致人类生活环境的恶化。

　　2.生态环境监测：

通过对影响生态环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量及其变化趋势的过程。

3.生态环境监测的目的：

　　根据生态环境质量标准，评价生态环境质量根据生态系统的情况，决定管理对策　　根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理，控制污染提供依据　　收集本底数据，积累长期监测资料　　为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务。

　　4.环境监测：

是指测定代表环境质量的各种标志数据的过程。

即通过物理测定、化学测定、仪器测定和生物监测等手段，有计划、有目的地对环境质量某些代表值实施测定的过程。

5.环境监测的内容：

　　物理指标的测定。

包括噪声、振动、电磁波、热能、放射性等水平的监测。

　　化学指标的测定。

包括各种化学物质在空气、水体、土壤和生物体内水平的监测。

　　生态系统的监测。

主要监测于人类活动引起的生态系统的变化。

如乱砍滥伐森林或草原和过度放牧引起的水土流失及土地沙化，二氧化碳和氟氯烃的过量排放引起的温室效应和臭氧层破坏等。

6.环境监测的分类　　环境监测按其目的，可以分类以下三类：

　　①研究性监测。

主要是研究确定从污染源排出的污染物的迁移变化趋势和发展规律，以及对人体和其他生物体的影响和危害程度等。

　　　　1　　②监视性监测，亦称常规监测。

主要是对在不同功能区内的水、气等环境要素，进行长期的定点、定期监测，从而了解和掌握环境污染情况，评价治理效果和判断环境质量的好坏。

　　③特定目的的监测。

主要是指污染事故的监测和污染纠纷的仲裁监测。

前者为污染事故的判断和处理提供监测服务；后者为解决污染纠纷提供技术依据。

　　环境监测按其对象，可以分为以下两类：

　　①环境质量监测。

环境监测机构通过对环境中各项要素进行经常性的监测，掌握环境质量状况及其发展趋势，并编报各种环境监测报告和环境质量报告。

　　②污染监督监测。

对污染源的监督管理。

　　还可按污染物存在的空间分类，分为大气监测、水质监测和土壤监测等。

　　7.环境监测的三项任务：

　　环境质量监测方面：

系统掌握和提供环境质量状况及发展趋势。

①在全国各个地区科学地分布环境监测站点和网络，按照统一规定的方法和规范，对各个环境要素进行连续地或者定期地监测；②结合污染源监测，对环境监测数据进行综合分析，提出全国、地区和特殊环境区域的环境质量变化趋势，以及改善环境质量和防治污染措施的建议。

　　污染监督监测方面：

为环境管理提供技术支持和服务。

①对污染源进行宏观调查，建立污染源档案；　　②对污染源进行现场监测；或者核对排污单位测试的数据；③对新建、扩建、改建和技术改造工程项目的污染治理装置进行验收和监测，为执行各种环境法规、标准，开展环境管理工作提供准确、可靠的监测数据和资料；　　④对污染事故和污染纠纷进行监测，为追究污染者的法律责任以及解决污染纠纷提供技术依据。

环境科研和服务监测方面　　①开展以科研为主要目的的监测，为提高环境监测水平开展研究工　　2　　作；　　②为社会服务而进行的监测工作等。

第二章　　1.森林生态系统生态站监测的指标：

气象要素指标　　①常规指标：

气温、湿度、风向、风速、降水量及其分布、蒸发量、土壤温度梯度，日照和辐射收支。

　　②选择指标：

大气干湿沉降物及其化学组成，林冠径流量及化学组成，林间CO2气体浓度及其动态。

水文要素指标　　①常规指标：

地表径流量及其化学组成（N、P、K、Ca、Mg、Na、S、有机质），地下水位。

　　②选择指标：

泥沙流失量及其颗粒组成和化学成分（N、P、K、Ca、Mg、Na、S、有机质），附近河水化学成分（同上）。

土壤要素指标　　①常规指标：

土壤养分含量及有效态含量（N、P、K、S）pH值，交换性酸及其组成，交换性盐基及其组成，阳离子交换量，土壤有机质含量，土壤颗粒组成，团粒结构组成，容重、孔隙度、透水率、饱和水量及凋萎水量。

　　②选择指标：

土壤元素背景值，土壤矿质全量，土壤CO2释放量及季节动态。

　　植物要素指标　　①常规指标：

植物种类及组成，指示植物、指示群落、种群密度、覆盖度、生物量、生长量、凋落物量、凋落物的化学组成及分解率以及热量、光能和水分的收支。

　　②选择指标：

珍稀植物及其物候特征，森林不同器官的生物量和化学组成。

　　动物要素指标　　①常规指标：

动物种类，种群密度，生物量及时空变化，能量和物质的收支，热值。

　　3　　②选择指标：

珍稀野生动物的数量及动态，动物灰分、蛋白质、脂肪含量、必需元素。

微生物要素指标　　①常规指标：

种类、分布及其密度和季节动态变化，生物量、热值。

②选择指标：

土壤酶类型与活性，呼吸强度，元素含量与总量，固氮菌生物量及其固氮量。

　　2.自然生态系统生物监测内容

（1）植被类型、面积与分布　　通过对该指标的观测，可以从区域尺度了解植被分布的变化，并借以了解环境和土地利用的变化。

于荒漠和沼泽生态系统对环境的敏感性，该指标对荒漠和沼泽生态系统尤其重要。

（2）生境要素　　用以了解生物生长环境的必要信息，如土壤状况、水分状况、群落类型等，为解释植物生长状况提供必要信息。

（3）植物群落种类组成与分层特征（包括生物量）　　植物作为生态系统的生产者，其种类组成与生物量是反映整个生态系统的种类组成、结构与功能特征的关键指标。

（4）凋落物的季节动态与现存量可用于了解生态系统的物质分配状况。

（5）叶面积指数（6）各层优势植物和凋落物的元素含量与热值用于了解生态系统的元素与能量储存状况。

（7）群落动态与树种更新　　用以了解森林生态系统的结构特征和演替趋势。

（8）荒漠植物种子产量与土壤有效种子库　　是了解荒漠生态系统动态与演替趋势的重要指标。

（9）短命植物生活周期　　短命植物是荒漠生态系统的重要植物类群之一，可以反映荒漠生态系统的存在状况以及环境的变化。

　　4　　（10）物候　　用于了解植物生长发育期与环境的关系，可以反映环境的变化。

（11）植物空间分布格局变化　　即生态系统内部的植物空间分布信息。

于荒漠和沼泽生态系统对环境的敏感性，该指标对荒漠和沼泽生态系统尤其重要。

　　（12）动物种类与数量（包括昆虫、啮齿动物、鸟类、大型野生动物、沼泽底栖动物、家畜等）　　动物作为生态系统的消费者，其种类组成也是反映整个生态系统的种类组成、结构与功能特征的关键指标。

对沼泽生态系统而言，迁徙鸟类常常作为沼泽生态系统保护状况的参照。

因此，沼泽生态系统重点观测迁徙鸟类。

家畜主要在草地生态系统和荒漠生态系统观测。

（13）大型土壤动物种类与数量　　生态系统的重要组成，可反映生态系统功能状况。

（14）大型真菌种类与数量　　生态系统的重要组成，可反映生态系统功能状况。

（15）土壤微生物　　微生物作为生态系统的分解者是反映生态系统功能特征的关键指标。

3.叶面积指数：

又叫叶面积系数，是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。

即：

叶面积指数=叶片总面积/土地面积。

在田间试验中，叶面积指数是反映植物群体生长状况的一个重要指标，其大小直接与最终产量高低密切相关。

4.农田生态系统生物监测内容　　

（1）农田环境要素。

用以了解作物生长环境，为解释作物生长状况提供必要信息。

（2）农田耕作制度。

包括作物种类组成、复种指数与作物轮作体系、肥料与农药投入情况、灌溉制度等。

是解释作物生长状况和农田长期动态的必要信息。

　　（3）主要作物生育动态。

作物生育动态可解释作物生长发育与气候、耕作管理的关系，也是气候变化的反映参数。

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　　　　　　（4）主要作物叶面积指数与地上生物量动态。

反映作物生长状况的关键参数，与地下部分联合，有助于解释作物的物质分配、营养吸收、产量形成机制等。

　　（5）主要作物根生物量与根系分布。

反映作物生长状况的关键参数，与地上二部分联合，有助于解释作物的物质分配、营养吸收、产量形成机制等。

　　（6）主要作物收获期植株性状。

性状调查可以用于解释作物的物质分配、产量形成机制等。

　　（7）作物产量与产值。

作物产量与产值是农田生态系统的关键信息之一。

　　（8）主要作物元素含量与热值。

用于了解作物品质和生态系统的元素与能量储存状况。

　　（9）土壤微生物。

反映农田肥力和农田状况。

（10）病虫害记录。

　　5.生物要素：

生物有机体不是孤立生存的，在其生存环境中甚至其体内都有其他生物的存在，这些生物便构成了生物因子。

主要因子　　生长指标——生长量、生物量　　植被结构——郁闭度、树冠结构、盖度、透风系数、叶面积指数生产力——地上各层生物量根系　　6.初级生产量：

生态系统中的能量流动始于绿色植物光合作用对太阳能的固定，这是生态系统中第一次能量固定。

植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量。

7.生产量和生产力的区分　　生产量通常用每年每平方米所生产的有机物质干重[g／（m2·a）]或每年每平方米所固定的能量值[J／（m2·a）]表示。

所以初级生产量也可称为初级生产力，它们的计算单位是完全一样的，但在强调率的概念时，应当使用生产力。

　　生产力含有速率的概念，是指单位时间单位面积上的有机物质生　　6　　产量。

　　生物量是指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质量，单位是干重g／m2或J／m2。

8.生物量的测定方法乔木层生物量测定①收获量测定法　　可用于陆地生态系统。

定期收割植被，干燥到重量不变，然后以每年每平方米的干物质重量表示。

取样测定干物质的热当量，并将生物量换算为J／（m2·a）。

为了使结果更精确，要在整个生长季中多次取样，并测定各个物种所占的比重。

　　森林生产量的测定主要用测树学的方法：

皆伐实测法、标准木法、随机抽样法、随机抽样法、相关曲线法。

　　②间接收获法：

维度分析法林木根系观测：

作物根量测定：

　　①取样法：

作物采用根钻法分层取样，清洗土壤杂质，挑选死根和活根，分别测定干重。

　　②交叉法,求活根根长或用直尺测定根长，再除以土样体积，可得根长密度。

　　灌木层生物量：

普遍采用维度分析法，而较少采用收获法。

草本层生物量：

采用收割法。

　　凋落物观测：

按样方取回样品，分器官烘干称重即可。

凋落物是指植物在生长发育过程中主动或被动地凋落于地面的叶片、枝条、果实等。

森林凋落物的收集与测定是研究森林生态系统结构与功能不可缺少的一部分。

凋落物量又分为现存量和回收量。

　　7　　9.确定观测场地位置原则：

区域代表性　　即场地的生态系统类型在区域上具有代表性；相对均质性　　为了方便场内的取样设计与数据的年际比较，场地应该尽可能选择在植被和土壤相对均质的地段；面积足够大　　保证在长期研究计划的时间尺度内不重复取样。

10.场地背景信息调查　　通过取样对土壤进行一次机械组成、物理、化学等特性的全面取样测定；　　对植被进行一次详细的种群和群落学调查；　　写出土壤与植被核查和土地利用历史和现状的调查报告；了解观测场的其他背景信息。

11.主观测场和辅观测场定义及目的　　主观测场要求设置在研究站所在地区内最具代表性的生态系统类型的典型地段。

设置主观测场的目的:

是观测生态研究站所在区域典型生态系统的变化，并通过对环境因素的综合分析揭示生态系统变化过程及其机理。

　　辅观测场指在生态研究站本部附近对主观测场以外其他重要群落类型实施长期固定观测的场所。

设置辅观测场的目的是为了拓宽观测类型的代表性，或开展对比研究，或完成某些单项调查，或提高主观测场数据的可靠性。

12.站区调查点的定义和目的　　站区调查点指生态研究站用于了解其所代表区域中主观测场和辅观测场所代表类型之外的其他重要群落类型、周围居民正常利用方式或完成某些区域调查项目的固定观测场所。

　　设置站区调查点的目的是进一步拓宽观测类型的区域代表性，或　　8　　者完成某些调查项目，从而获得生态研究站所代表区域的整体变化信息。

　　13.观测场的取样原则保证每次取样的代表性；　　为了提高数据在时间序列上比较的精细度，应该尽可能满足观测和采样位点布局在整个长期观测期间的相对稳定；方便统计检验；　　尽可能避免各次取样之间在空间的相互干扰;尽可能保护样地，使破坏降到最小。

14.观测方法选择原则标准性原则　　为了方法的统一、数据的可比，应尽可能选择国标或普遍采用的方法。

不成熟的、处于实验阶段的方法不宜采用。

可操作性原则　　考虑到技术人员素质的参差不齐，应尽可能选择简单、可靠、可操作性强的方法。

过于复杂或者需要昂贵经费支持的方法不宜采用。

样地保护原则　　于长期观测往往需要在有限的场地开展多项和很长时间的观测任务，因此，应该尽可能选择对样地破坏性小的方法，以保证样地的持续性和稳定性。

先进性原则　　在条件许可的情况下，也要尽可能采用新的、可靠的方法。

15.群落的最小面积：

是指基本上能表现出群落特征的最小面积。

　　16.群落优势种的确定方法：

根据植物的数量特征及其在群落中所起的作用来确定的。

一般通过计算每种植物的优势度或重要值，进行大小排序后，根据排在前几名的优势度值的差异确定优势种和亚优势种。

如果排在前几名的植物种优势度相差很小，即可共同作为优势种，如果相差较多，只可选择最前面的植物种作为优势种，其他作为亚优势种。

　　9　　第三章　　1.长期采样地设置的基本原则：

典型性和代表性　　在对生态试验站或观测站所在地区农业生产情况进行调查的基础上，选择具有典型性和代表性的农田土地利用方式、土壤类型和轮作制度。

　　典型性是指符合本地区的生物气候带特征。

代表性是指分布面积占主导地位。

长期试验设计中的重复问题（重复次数和位置）是决定长期生态学试验成功与否的关键。

　　经典的试验设计：

包括完全随机设计、随机区组设计和裂区试验设计。

　　好的试验设计需要将处理因子的每个水平随机分配到各个试验单元并采用试验处理重复。

　　试验区组能容纳环境异质性，所有处理的每个水平都被随机地分配到每个区组的不同小区内。

　　在随机区组设计中，每个区组内环境条件相对均一，不同的区组组成试验的重复，这种设计将误差分为试验误差和环境作用。

　　3.长期采样地的设置：

长期采样地的设置的位置：

　　主要长期采样地设置在主观测场内。

目的是长期观测当地的气候环境　　10

　　　　　　变化条件下，农田主要管理方式对农田生态系统及土壤质量的影响。

要求:

　　①主要长期采样地应选择本地区典型性和代表性的土壤类型和轮作等管理制度，其中土壤类型的代表性最为重要。

　　②施肥、灌溉和耕作制度一般采用本地区农民广泛使用的措施。

4.长期采样地的管理　　实施典型代表性的种植制度、方式和农田管理制度　　施用肥料、农药的品种与所在区域的主要品种一致，施肥量和灌溉量与所在区域的平均水平一致。

　　长期采样地的管理方式确定后，不得随意改变。

　　生态试验站新设置的长期观测采样地和辅助长期观测采样地，均应按照上述要求进行。

5.采样的基本原则　　首先采集土壤样品要保证所采样品的随机性。

其次，采集土壤样品要有效地控制采样中的各种误差。

“等量性”是决定样品具有同等代表性的重要条件。

必须针对不同的土壤类型分别取样。

6.土壤样品采集类型剖面样　　采样频度:

土壤长期观测指标中的剖面土壤性质（如剖面土壤微量元素和矿质元素等），是5～10年采集和测定1次。

　　采样的层次：

农田生态系统中土壤采样的目的是观测耕作和施肥等管理措施对土壤质量（养分状况、pH、微量元素和物理参数）的长期影响，采样常常涉及主要根系区而不准确地区分发生层）。

采样方法：

土钻法采集剖面样。

表层混合样　　在农田生态系统的长期采样区甚至一个田块，为了得到代表性的土样并减少分析工作量，常常采集多点混合样。

其前提条件是采样区（田块）地形地貌一致、利用历史相同、土壤性质比较均一。

混合样适合于生物和化学分析的需要。

　　11　　7.土壤采样点的配置方法简单随机法　　将观测单元（如长期采样地）分成网格，每个网格编上号码，在计算确定采样点数后，在所有的号码中随机抽取规定的样点数的号码，其号码对应的网格号，即为采样点所在的位置。

随机数的获得可以利用掷骰子、抽签、查随机数表的方法。

分区随机法　　适用条件：

在对观测场的长期采样地土壤进行调查后，如果发现长期采样地的地形地貌变化较大、土壤性质有显著的空间变异时。

方法：

应按地形条件和土壤条件：

（如土壤类型、土壤颜色等）的差异确定分区的界线，进行分区，在每个分区内保证地形和土壤条件均匀性，然后在分区中进行随机布点采样。

系统布点法　　方法：

把所观测的区域分成大小相等的方格，网格线的交叉点为采样点。

在每个采样点的1m直径范围内采集8～10个土壤样品构成混合土样。

　　非系统布点法　　非系统布点法是按W、N和X形的线段布置采样点（图3-6），然后混合组成土壤混合样。

8.土壤采样目的：

　　研究土壤的基本质量和性质：

通常用来测定土壤肥力性质。

采样大多限于耕作层。

　　编制土壤图：

按土壤类型和剖面的发生层次采取。

　　安全性评价或仲裁的需要：

采样点较多。

一般只分析特定项目。

9.土壤样品的类型及原则类型：

　　根据是否保持土壤的原有结构，分为：

扰动型样品、原状土样品　　根据采样点数，分为：

单点样品、混合样品原则：

代表性、典型性、对应性、适时性、防止污染。

　　　　12　　10.土样制备的目的剔除非土壤成分。

　　适当磨细，充分混匀，减少称样误差。

　　全量分析项目，样品需要尽可能磨细，以使分解样品的反应能够完全和彻底。

　　防止霉变，使样品可以长期保存。

第四章　　1.野外观测场地的空间分级和属性分类：

　　第一级：

典型区域：

有代表性生态系统典型区域、完整的水循环区域、其他生态系统类型区域。

　　第二级：

观测场;小流域、地理单元、其他典型地段。

第三级：

观测采样地：

主观测场、辅观测场、其它类型观测样地。

　　2.质量含水量：

指土壤中水分的质量与干土质量的比值。

　　容积含水量：

指土壤总容积中水所占的容积分数,又称容积湿度、土壤水的容积分数。

　　　　13　　相对含水量：

指土壤含水量占田间持水量的百分数。

土壤水贮量：

指一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量。

　　水深：

指在一定厚度和一定面积土壤中所含水量相当于同面积水层的厚度。

　　绝对水体积：

指一定面积一定厚度土壤所含水量的体积，量纲为L/m3。

　　水势：

在标准大气压下，从水池中把极少量的纯水从基准面上等温的、可逆的移动到土壤中某一吸水点，使之成为土壤水所必需做的功。

土壤水吸力：

指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态。

土壤水分特征曲线：

土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水量的变化而变化的。

它们之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线。

水面蒸发率：

水体自表面的水分子液态转化为气态逸出水面的过程。

水面蒸发可分为汽化和扩散两个过程。

单位时间从水面蒸发的水量称水面蒸发率。

3.蒸散测定方法　　蒸散的量化方法常见的分类为:

水文学法、微气象学法、植物生理学法、遥感方法以及SPAC综合模拟法、经验公式法等6大类别。

实测法有:

水文学法、风调室法、气孔计法、快速称重法、涡动相关法、热脉冲法、同位素示踪、能量平衡法等。

　　估算法有:

波文比法、能量平衡－空气动力学综合法、SPAC法、经验公式法、遥感方法等。

4.环境水质监测目的　　对环境水体实施经常性监测，掌握水质现状及发展趋势。

对各类废水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费提供依据。

　　对水环境污染事故进行应急监测。

为环境管理提供有关数据和资料。

　　为评价、预测预报及科研提供基础数据和手段。

5.地表水质监测方案　　基础资料的收集：

水体的水文、气候、地质和地貌资料；水体　　14　　沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等；水体沿岸的资源现状和水资源的用途，饮用水源分布和重点水源保护区：

水体流域土地功能及近期使用计划等。

?

历年的水质资料等。

　　监测断面的设置：

有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游；湖泊、水库、河口的主要入口和出口；饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐及重大水力设施所在地；较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处；入海河流的河口处、受潮汐影响的河段和严重水土流失区；国际河流出入国境线的出入口处；尽可能与水文测量断面重合。

采样点的设置　　断面上垂线的布置　　垂线上采样点的布设　　15