生态工程概念与基本原理

生态工程EcologicalEngineering课程成绩=期末笔试60%+课堂表现15%+平时作业15%2015-4-27重点内容熟悉生态工程概念掌握生态工程基本原理内容学会运用生态工程基本原理分析生态工程实例2015-4-27什么是生态工程？——历史背景索取自然资源排放废弃物或污染物传统生产方式：原料-产品2015-4-27什么是生态工程？——历史背景人口激增、自然资源破坏，食物供应不足、能源短缺，环境污染，最终导致生态危机，由此产生应用科学——生态工程2015-4-27什么是生态工程？——概念人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进行的环境控制（生态工程的调控机制是人为辅助下的生态系统自我调控）美国生态学家HowardT.Odum（1963）利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调为原则，根据系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生态工艺系统。我国生态学家马世骏先生（1984）2015-4-27利用生态学和系统学等多学科基本原理与方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复或重建，对造成环境污染的传统生产方式进行改善，提高生态系统生产力，从而促进人类社会和自然的协调发展。什么是生态工程？——概念理论基础，技术手段，操作过程，最终目的2015-4-27什么是生态工程？——概念生态工程根本目的在促进物质与能源的良性循环前提下，最大化发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。生态工程特点少消耗、多效益、可持续2015-4-27生态工程基本原理“无废弃物农业”“秸秆多级利用”•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，分层分级利用物质循环再生原理2015-4-27生态工程基本原理物种多样性程度越高，生态系统的稳定性越强，生产力越高。物种多样性原理生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力即生态系统稳定性。2015-4-27辽宁西部的章古台地区，由于单一种植樟子松树，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地三北防护林生态工程——辽宁章固台樟子松防护林2015-4-27三北防护林河北张家口张北段林木大批死亡(2013年)张北县160多万亩的防风林中，杨树面积达到三分之一，当地人用“杨老大”来形容这一树种单一的现状。地区降水量逐年降低，杨树缺水，大面积死亡。三北防护林生态工程——张北段防护林2015-4-27生态工程基本原理协调与平衡原理任何环境对生物数量的承载能力都是有限的，如果超过了其限度就会引起系统失衡进而引起环境破坏。只有生物与环境保持相对协调平衡，才能形成生物与环境的可持续发展。----需要考虑环境对生物的承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应2015-4-27水葫芦泛滥对生态系统造成影响湖北汉江（2014年）江西南昌黄家湖（2015年）大量引进水葫芦治理水体富营养化•瘀塞河道，影响航运•破坏生态•恶化水质水葫芦泛滥2015-4-27生态工程基本原理整体指社会-经济-自然复合系统整体性原理进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到对经济和社会系统的。例如：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。2015-4-27生态工程基本原理系统学和工程学原理1.系统结构决定功能：改变和优化系统结构可以提高系统功能桑基鱼塘生态系统——珠江三角区典型的水陆物质和能量交换型生态工程2015-4-27生态工程基本原理系统学和工程学原理2.系统整体性原理(1+12)珊瑚礁白化（珊蝴与虫黄藻）系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果2015-4-27生态工程基本原理理论基础1.物质循环再生原理物质循环2.物种多样性原理生态系统的稳定性3.协调与平衡原理处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量4.整体性原理社会、经济、自然复合系统5.系统学和工程学原理系统的结构决定功能理论系统整体性理论（互利共生）归纳总结生态工程基本原理不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。2015-4-27复习——生态工程概念答案：修复重建传统生产方式生产力人类社会生态环境2015-4-27练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释1）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。2)使用堆肥或沼气法实现生态农业3)自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生严重的松毛虫危害物质循环再生原理物种多样性原理物种多样性原理协调与平衡原理2015-4-274）某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的?整体性原理5）互利共生的生物：系统学和工程学原理练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释2015-4-271.某地种植、养殖的品种及生产的某些因素如下表。请根据生态学原理，选择种植、养殖的生物各两种，设计一个良性循环的农业生态系统（以物质循环利用示意图的方式展示）课后作业种植玉米、小麦、棉花养殖猪、鸡、牛、鸭施肥农家肥、化肥2.右图中矿区修复生态工程中所运用的生态工程基本原理是什么？2015-4-27课外文献阅读马世俊.生态工程—生态系统原理的应用[J].生态学志,1983,2(3):177-309.OdumH.T.Enviroment,PowerandSociety[M].NewYork:Willy,1971.林业生态工程学[M].中国林业出版社,2000.湿地生态工程:湿地资源利用与保护的优化模式[M].化学工业出版社环境科学与工程出版中心,2003.农业生态工程与技术[M].杨京平.化学工业出版社.生态恢复与生态工程技术[M].冯雨峰,孔繁德.中国环境科学出版社,2008.环境生态工程[M].杨京平.中国环境科学出版社,2011.2015-4-27谢谢！2015-4-27（1）农村综合发展型生态工程：解决问题：在农村实现经济效益、社会效益和生态效益的全面提高（2）小流域综合治理生态工程：解决问题：水土流失情况（3）大区域生态系统恢复工程：解决问题：西北地区的土地荒漠化（4）湿地生态恢复工程：解决问题：湿地的大面积缩小处理方法：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地得以恢复（5）矿区废弃地的生态恢复工程：解决问题：由于采矿业所造成的重金属污染措施人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等（6）城市环境生态工程：解决环境污染问题措施进行城市规划和合理布局；推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺；对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用等2015-4-27（6）农村综合发展型生态工程•物质循环再生原理•整体性原理•物种多样性原理练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释