第2章 生态工程学原理

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。防止片面追求当前的局部利 益，牺牲了整体和长远利益，兴利却伴随着废利或增 害，产生了一些不利于持续发展的问题与后果。
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。
功能是维持结构的存在及发展的基础 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。
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。比如湖泊水生态
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。
Odum (1989)认为生态工程的本质就是生态系 统的自组织。
生态工程是保障生态系统自组织能力最大发挥的人工 设计与管理系统？
自我维持原理
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。一旦一个系统被设汁并开始运作，它就能不断地自 我维持，其间仅靠适量的外界投入。
自我调节
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。
第二章 生态工程学原理
1. 生态工程学的核心原理； 2. 生态工程学的生物学原理； 3. 生态工程学的工程学原理；
生态学和工程学，整体论科学与还原技术的 有机结合是生态工程建设的关键。
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是生态工程 的核心。
生态工程原理是实施生态工程的重要理论基 础。
自组织或自我设计，是系统不藉外力自己形成具有充 分组织性的有序结构，也即生态系统通过反馈作用， 依照最小耗能原理，建立内部结构和生态过程，使之 发展和进化的行为，这一理论即为自组织理论。
自组织系统有3个主要待征：
第一:它们是不断向环境交换物质和能量的开放系统。 第二:它们都是由大量子系统(或微观单元)所组成的宏 观系统。 第三:它们都有自己演变的历史。
由于生态工程学涉及生态学、生物学、工程 学、环境科学、经济和社会等领域，原理众 多。
针对生态工程的原理，Jorgensen和Mitsch(1989)已总 结了13项;
国际生态工程主席Heeb博士(1996)则总结出50多项。
我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma＆Yanl989， Yan et a11992)在系统生态学理论的基础上，吸收了 中国传统哲学中有益的部分，根据我国朴素的生态 工程实践经验，把生态工程原理总结为整体、协调、 自生、再生循环等基本原理，对生态工程的原理作 了精辟的论述和提炼。
1.生态工程学核心原理 1.1.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。 生态工程是以整体观为指导，在系统水平上研究，整体调控为 处理手段。
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。如健康的草型湖泊。
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。
自我设计和自组织原理 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，沧海桑田等。
如污水稳定塘系统主要功能是原理 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 (Homeostatic)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。比如草型湖泊向藻型湖泊的变迁。
结构和功能的关系 生态系统的结构是组成该系统生物及非生物成分的种类及其数 量与密度、空间和时间的分布与搭配、相互间的比量，以及各 种不同成分间相互联系、相互作用的内容和方式。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。
社会—经济—自然复合生态系统(SENCE)
生态工程研究与处理的对象是作为有机整体的社会— 经济—自然复合生态系统。
在研究、设计及建立一个生态工程过程中，必须在整 体观指导下统筹兼顾。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。
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。
1.3.自生原理
自生原理(Self—Resiliency)包括自我组织(Self—organization)、 自我优化(SeIf—optimum)、自我调节(Self-regulation)、自我再 生(Self—regerennation)、自我繁殖(Self—reproduction)和自我设 计(self—design)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。