生态工程总复习

生态工程—期末总复习第一张绪论1.寂静的春天增长的极限生命的蓝图--环境--应用生态学描述性的2.末端治理的缺点：①用来解决、控制污染的资源有限；②往往只是把污染物从一个媒介转入另一个媒介；③需要大量能量输入。

3.定义马世骏：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，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。

简单说，就是生态学在资源管理、环保、工农业生产中的应用。

北京国际生态工程会议：生态工程是人类认识和改造世界的一种系统方法。

将社会经济与其自然环境综合在一起．并达到两方面效益相统一的可持续生态系统的规划、设计与管理的系统科学方法与组合技术手段。

最新教科书定义：应用生态学、经济学有关理论和系统论的方法以生态环境保护与社会经济协同发展为目的（也可叫可持续发展），对人工生态系统、人类社会生态环境和资源进行保护、改造、治理、调控、建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。

4.生态工程目标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，防治环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。

从而解决当今世界面临的生态环境保护与社会经济发展的协调问题。

5.生态工程的技术特点①实现可再生资源的持续利用②因时因地制宜，采取多种技术措施③自然调节与人工调节相结合④专业化与多种经营相结合⑤产品无污染、安全、高效益6.生态工程的基本特征①无需投入大量能量②具有在系统工程领域相联系的多元成分与多重目的；具有整体性、协调性、循环与自主特征，其经济效益、生态效益和社会效益较协调；具有多学科相结合的特征；不同的生产部门或系统的不同组成单元之间协调发展。

7.生态工程在防治污染方面的优点①不需使用化学物品，避免二次污染；②不需要投入大量能量，所需要的能量主要来自于太阳能；③所用的工具或设备多是自然界存在的生物单位(生物种群、群落和生态系统)，这样投资少、运转费用低。

8.中国与国外生态工程设计原则差异：①欧美的生态工程设计原则极强调自然和生态系统的自我设计能力,投入很少人力；而在中国，人的介入和参与作用往往超过系统的自维能力，西方学者认为是“设计者的系统”。

②中国生态工程系统结构设计复杂多样，物种多样性高，呈多层次多级别的结构；西方的生态工程系统结构简单得多，多样性低得多。

③中国的生态工程特别重视物质循环和资源的充分利用；西方则不把物质循环利用作为特别目的。

④西方的生态工程不要求实现商品价值，只要求社会效益和生态效益，如达到污染控制、自然保护目的；中国则要求达到生态、经济、社会三大效益。

9.集约化农业：以开发化石能源及工业技术装备为特征的农业.传统农业--集约化农业--生态农业我国农业生态工程的特点是：注重传统农业技术与现代技术的结合。

第二章生态工程原理（包括生态学、生物学、工程学原理）1.生态工程建设的关键：生态学和工程学，整体论科学与还原技术的有机结合。

2.生态工程的核心：运用生态控制论原理去促进资源的综合利用，环境的综合整治及人的综合发展。

一、生态工程学核心原理1.整体性原理生态工程主要是按生态系统内部相关性和外部相关性来研究作为一个有机整体的生态系统或社会－经济－自然复合生态系统(SENCE)的区域环境。

内部相关性：任何一个生态系统都是由生物系统和环境系统组成的，系统成分相互联系、相互制约、相互作用，形成有机整体。

外部相关性：生态系统属于开放型或半开放型系统，其与系统外的周围环境存在物质、能量、信息的交换。

一个生态系统，或社会—经济—自然复合生态系统，在自然和经济发展中往往有多种功能，但其中各种功能的主次和大小常因地、因时而异（如稳定塘系统在南北方和冬夏季的功能）。

应按自然、经济和社会的情况和要求，确定其主次功能，在保障与发挥主功能的同时，兼顾其它功能。

统一协调与维护当前与长远、局部与整体、开发利用与环境和自然资源之间的和谐关系，以保障生态平衡和生态系统的相对稳定性（如污水稳定塘系统主要功能是净化污水，不是灌溉和水产养殖）。

以胶州干旱时，农业用水抢水和污水养鱼为例。

2.协调与平衡原理①协调原理由于生态系统长期演化与发展的结果，在自然界中任一稳态的生态系统，在一定时期内均具有相对稳定而协调的内部结构和功能。

结构和功能的关系：结构是完成功能的框架和渠道，直接决定与制约组成各要素间的物质迁移、交换、转化、积累、释放和能流的方向、方式与数量，决定功能及其大小。

结构有其相对的稳定性、绝对的波动性、变异性和有限的自我调节性。

比如草型湖泊向藻型湖泊的变迁。

功能是维持结构存在及发展的基础。

明确维护生态系统结构与功能的协调性是生态工程的重要原则。

结构决定了功能，以功能为目标，以改变结构为抓手②平衡原理生态系统在一定时期内，各组分通过相生相克、转化、补偿、反馈等相互作用，结构与功能达到协调，而处于相对稳定态。

此稳定态是一种生态平衡。

结构平衡：生物与生物之间、生物与环境之间、环境各组分之间，保持相对稳定的合理结构，及彼此间的协调比例关系，维护与保障物质的正常循环畅通。

功能平衡：由植物、动物、微生物等所组成的生产—分解—转化的代谢过程和生态系统与外部环境、生物圈之间物质交换及循环关系保持正常运行。

收支平衡：生态系统是一开放系统，它不断地与外部环境进行物质和能量的交换．并有趋向输入与输出平衡的趋势，如收支失衡就将引起该生态系统中资源萧条和生态衰竭或生态停滞。

比如：环境容量、过度放牧、过度捕捞等，生态承载力。

各种平衡相辅相成，通过保证收支平衡，保证结构与功能的平衡3.自生原理包括自我组织、自我优化、自我调节、自我再生、自我繁殖、自我设计等一系列机制。

自生作用是以生物为主要和最活跃组成成分的生态系统与机械系统的主要区别之一。

生态系统的自生作用能维护系统相对稳定的结构和功能及动态的稳态以及可持续发展。

自然生态系统的自我设计能力是生态工程或生态技术中最主要的基本原理之一。

通过设计，能很好地适应对系统施加影响的周围环境，同时系统也能经过操作，使周围的理化环境变得更为适宜。

如污水稳定塘系统，树叶排列。

自组织系统有3个主要待征：①它们是不断向环境交换物质和能量的开放系统。

②它们都是由大量子系统(或微观单元)所组成的宏观系统。

③它们都有自己演变的历史。

生态系统是直接或间接地依赖太阳能的系统，因而是一个自我维持系统。

一旦一个系统被设计并开始运作，它就能不断地自我维持，其间仅靠适量的外界投入。

当生态系统中某个层次结构中某一成分改变，或外界的输出发生一定变化，系统本身主要通过反馈机制，自动调节内部结构(质和量)及相应功能，维护生态系统的相对稳定性和有序性。

自我调节能在有利的条件和时期加速生态系统的发展，同时在不利时也可避免受害，得到最大限度的自我保护．即它们对环境变化有强的适应能力。

生态系统自我调节主要表现：①同种生物种群间密度的自我调节，如培养凤眼莲净化与利用污水工程。

种群密度在1/2环境容纳量(K)时的生产量是最高的。

②异种生物种群之间数量调节，如富营养化湖中利用放养肉食性鱼类，降低食浮游动物鱼类生长，从而控制浮游藻类的生长。

③生物与环境之间的相互适应调节，比如水体自净过程。

4.循环再生原理每一个环节是给予者，也是受纳者。

5.多层次分级利用原理种成分的输出物是另一物质的原料。

二、生态工程学的生物学原理1.生物间互利共生机制原理如树木花粉与蜜蜂；灰喜鹊与树木的关系等。

2.生态位原理定义：生态系统中各种生态因子都具有明显的变化梯度，这种变化梯度中能被某种生物占据利用或适应的部分称为其生态位。

如“乔、灌、草”，“果—菇”工程等。

3.食物链原理如经济树林中养殖土鸡、鸡粪喂猪、猪粪制沼气、沼渣肥田；稻田养鱼、鱼吃害虫、保障水稻丰产。

营养盐控制替代技术（生物调控）采用鱼类种群的下行调控，增加食肉型鱼类或减少食浮游动物鱼类，利用浮游动物控制藻类。

4.物种多样性原理人工林5.物种耐性原理植物修复，超积累作用。

6.景观生态原理它以整个景观为研究对象，并着重研究景观中自然资源和环境的异质性。

景观退化与重建，生物入侵与控制。

7.耗散结构原理该理论指出，一个开放系统，它的有序性来自非平衡态，即在一定的条件下、当系统处于某种非平衡态时，它能够产生维持有序性的自组织、不断和系统外进行物质与能量的交换。

生态工程的目的是建造一个有序的生态系统结构，通过系统的自组织和抗干扰能力实现其有序性。

8.限制因子原理湖泊氮磷控制9.环境因子的综合性原理三、生态工程学的工程学原理1.层次结构理论2.整体协调理论3.系统工程理论第三章生态工程设计1.总原则按照生态工程的原理，特别是整体、协调、自生、循环、因地制宜原理，以生态系统自组织、自我调节功能为基础，在少量人类辅助能的帮助下，充分利用自然生态系统功能的过程。

2.生态工程的创新性不在于组成的各单项技术，而在于因地制宜的优化组合。

王宝贞深圳布吉河治理，齐齐哈尔氧化塘3.因地制宜原则当地的自然、社会和经济条件以及管理水平和社会要求(如劳动力剩余问题)胶州氧化塘建设，上海迪斯尼，上海世博，广州，北京奥运，昆明花博会不能生搬硬套某个地区的成功经验：①上海崇明生态岛建设，以生态建设促进旅游和农业产业发展。

利用芦苇作为湖泊过渡带减轻面源污染，收获芦苇作为造纸材料，但在美国不用芦苇造纸。

②南北方（气候差异），凤眼莲净化污水，不适合北方寒冷气候；东西部（经济发展差异），绿化品种的选择生态工程作为一种生态经济活动，在发展中国家和经济不发达的地区，其经济效益的高低决定着它的命运。

4.生态学原则西方的生态工程设计原理主要根据自我组织理论，以回归自然为主，人为干预仅是提供系统的一些组分间匹配的机会，其余则由系统本身的自我组织、自我调节去完成。

中国生态工程的设计，则是根据生态工程的整体、协调、自生、及再生良性循环等理论，多方面人为干预，按预期目标，因时因地制宜地调整复合生态系统结构和功能；联结原本无直接联系的不同成分和生态系统形成互利共生网络；分层多级利用物质、能量、空间、时间；促进系统良性循环，以达到经济、生态和社会的综合效益。

①适当输入辅助能原则比如：中国西北的草方格与固沙；珠三角的桑基鱼塘；高寒地区农田薄膜覆盖等；②再生循环及商品生产原则比如上海市对水葫芦的综合开发利用。

污水生态处理与利用（渔产品，水生植物，污水灌溉等）。

湖泊过渡带芦苇利用问题③生物多样性原则④环境的时间节律与生物的机能节律原则植树节的日期不同地方应当有所差别⑤生物种群选择原则根据生态工程建设的主要目的、工程所处自然环境特征来选择⑥种群匹配原则⑦人工压缩演替周期原则⑧种群置换原则⑨经济效益原则5.生态工程设计路线拟定目标--背景调查（自然、社会、生态）--模型分析与模拟--工程可行性评价6.设计的科学基础多学科性、多目标性、整合性、整体性7.技术路线建立互利共生的网络、延长食物链（加环）。