生态工程
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1. 生态工程:为了控制生态系统,人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”,“人
类利用少量的辅助能对环境进行管理,来控制以自然资源为基础的生态系统”。
2.生态工程与环境工程、生物工程的比较:生态工程与环境工程的最大区别:生态工程考虑利用自然生态系统的自我设计,有利于自然和人类两者的设计。环境工程利用一系列的技术净化或防治环境污染。生物工程:通过改变基因结构开发新物种或新变异体,满足人类多种需要的先进技术。
3.中国的生态工程:
⑴五大防护林生态工程:三北(华北、西北、东北)防护林体系、太行山绿化工程、海岸带
防护林体系、长江中下游防护林体系和农田林网防护林体系。
⑵环保生态工程
4. 农业生态工程:
核心要求:充分发挥农业生态系统中的生物学过程,利用物种间的相生相克关系,调动共生互利关系和自我调节能力;强调运用生态系统中的能量转化和物质循环规律对维持和优化系统功能的作用;依靠作物轮作、套作,加强农业废弃物的生态化处置和利用,保持土壤肥力;以生物防治措施为主防治有害生物;避免使用无机化肥、化学农药、生长调节剂及饲料添加剂。
措施:以具体农场或工厂的实践为主,科研参与其中,以调查研究为主。
5. 全球变化与经济发展对生态工程的要求:⑴1997年制定了《京都议定书》,规定在2012
年前全球30多个国家按照各自减排目标削减温室气体排放。
⑵我国重点开发核能、氢能,进一步开发水电、生物质能、太阳能、风能、地热能。
⑶生态学在全球变化、生物多样性保护、生态系统管理和恢复等领域提供理论基础和技术。
6. 生态工程学整体性原理:①以整体观为指导,在系统水平上来研究。整体理论是综合了
解系统如生物圈、生态系统整体性质以及解决威胁区域一直全球生态失调问题的必要基础。②生态工程的对象是作为有机整体的社会-经济-自然复合生态系统或由异质性生态系统组成的、比生态系统更高层次的景观。③一个生态系统的成分是通过协调进化成为一个统一的整体,每一个成分的表现、行为、动态变化和功能直接地或间接地作用或被作用于其它成分。受到其他生物共生、竞争、排斥等作用的影响,反过来作用于其它因子。
7. 生态工程学协调原理(Harmony principle):
①生态系统结构:组成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、联系、作用的内容和方式。
②生态系统功能:接受物质、能量、信息,并按时间程序产生物质、能量、信息。
③超过系统自我调节能力的外来干扰,破坏结构间协调、功能间协调,破坏与改变系统的
原有性质及整体功能。例如:在淡水湖泊滥捞水草或过量放养草食性鱼类,破坏了成分之间的协调平衡。
8. 平衡原理(Balance principle):①.生态平衡:生态系统在一定时期内,各组分通过
相生相克、转化、补偿、反馈等作用,结构与功能达到协调,处于相对稳定状态。②⑴结构平衡:成分之间相对稳定的合理结构、协调比例关系;⑵功能平衡:物质循环的正常运行;⑶收支平衡。
③⑴生态衰竭(Ecological exhaustion)⑵生态停滞(Ecological stagnancy)
9.自生原理(Self-reliency):
①自我设计和自组织原理:
(1)自组织或自我设计:系统不籍外力自己形成具有充分组织性的有序结构。
(2)自组织形态特征:开放生态系统、大量的子系统组成的宏观系统、各有自己的演变历史。
②自我维持原理:直接或间接依赖太阳能的系统。
10. 自我调节表现形式:⑴同种生物种群间密度的自我调节。⑵异种生物种群间数量调节。
⑶生物与环境之间的生物调节。
11. .生物地球化学大循环:各种化学物质在土壤岩石圈、水圈、大气圈之间循环运转。
12. 耗散结构原理指出:开放系统的有序性来自非平衡态,不断和系统外进行物质与能量的交换。
13. 限制因子:在“稳定状态下”,当某种基本物质的可利用量小于或接近生物所需的临界最小量。
14. 环境体系:众多相互关联和作用的因子。
15.生态工程学的工程学原理:①结构的有序性原理;②系统的整体性原理;③功能的综合性原理:使系统整体功能大于组成系统各部分之和。
16. 生态工程设计原则:①因地制宜原则:围绕当地的自然、社会和经济条件进行生态工程设计。②生态学原则
17.生态工程设计生态学原则:①适当输入辅助能原则太阳能之外的辅助能。②再循环及商品生产原则、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:生物种群的选择与匹配过程中合理利用不同生物的机能节律。⑤生物种群选择原则:1.建设的主要目的2.自然环境特征;⑥种群匹配原则:主要种群选定以后,匹配次要种群。⑦人工压缩演替周期原则、
⑧种群置换原则:人工选择的组分代替自然种群,合理调控代替种间、内竞争。
⑨经济效益原则
18.生态工程设计的逻辑准备:①拟定目标:⑴社会目标:科技、文教、管理和道德水平;
⑵经济目标:生产、消费、积累和流通水平;⑶生态目标:结构和功能的协调稳定。
②本底调查:⑴自然资源:生物资源、土地资源(土地利用、建筑格局、交通网络、物产、景观)、矿产资源、水资源等。⑵社会经济条件:市场状况、劳动力及其知识水平、经济实力等。(经济水平、服务水平、生活水平、科技水平、文教卫生水平、管理水平、运输网络、社会风尚。)(3)生态环境条件:气候条件、土壤条件、污染状况等。(环境负荷、生物多样性、生态调节、自然保护。
③模型分析与模拟(技术路线图):根据拟定的目标和收集的数据,构建合适的数学模型。
通过运算,找出关键组分和关键因子、组份间的物质和能量流通规律。
19.生态工程设计技术措施:①建立互利共生网络:稻田养鱼(蟹、虾、鸭)、鱼鸭混养、基塘系统、林牧复合生态系统、林农复合生态系统。
2.延长食物链(产业链):
⑴生产环:使非经济产品或废物生产经济产品。
⑵增益环:不直接生产经济产品,加大或提高生产环效益。人工湿地、生态水道等。
⑶减耗环:生物防治。
⑷复合环:关键种的复合作用。
⑸加工环
20. 生态系统恢复:恢复和维持生态系统健康的过程。
内容:⑴通过对系统物理、化学、生物、社会文化要素的控制;
⑵期望达到生态-社会-经济效益。
21. 湿地:介于典型陆生生态系统和水生生态系统之间的湿生生态系统。以水的存在为特征;
其土壤与临近的高地明显不同;供养湿生植物。
22.湿地作用:①化学、生物、遗传物质的重要来源和贮运场所。②参与水文循环和化学循