环境生态工程就业方向

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范文一:第三章农业环境生态工程

主讲人:刘静静第三章

自然生态系统和农业生态系统

能量。态因子(ecological factor),如度、土壤酸碱度、风力等等子。

自然生态系统结构

垂直地带性

到影响。亚高山针叶林,山顶矮林,杜鹃灌丛。

农业生态系统

成的一个有机综合体。农业生态系统是

农业生态系统结构



生态系统结构(孙颔,1994)四川省米易县农业综合开发示意图中暖层:粮、油、生猪、蚕桑等

高寒层:细毛羊、冷杉、铁杉等

川滇高原随着海拔变化的农业生态系统结构

四川省米易县农业综合开发示意图(卢良恕,1993

小尺度的地形变化

广东省潮州市有些丘陵地区农业生产分布

林业环境生态工程

全国林业生态建设与治理划区

林业生态建设总体布局

构建“点、线、面典型生态区为“点”

“线”

七大林业生态工程

天然林保护工程

重点防护林体系建设工程

退耕还林还草工程

环北京地区防沙治沙工程

野生动植物保护及自然保护区建设工程

湿地保护与恢复工程

速生丰产用材林基地建设工程

农业生态工程典型模式及其构建



行的基础。态系统,才能取得最佳效能。主要类型有:农-林-牧复合生态工程模式,农-林-牧-加复合生态工程模式农-渔复合生态工程模式多层次循环复合生态工程模式庭院农业生态工程

农-林-牧复合生态工程模式

农林间作。

平原风沙区。

类型:

①枣粮间作模式

②农杨间作模式

③橡胶茶树间作模式

1.间作:

2.套作:

3.复种:隔种植。

1

2

、套种

3

1、

枣粮间作

2

、农杨间作

胶茶间作

存在地区:广东、云南地区低温等自然灾害抵御能力差优点:

提高土地利用率和光合利用率

3

、胶茶间作

类型:①山地围栏养鸡

②林区养兔

③种草养羊

⑤生态养猪

生态养猪

水陆交换的物质循环生态系统

举例:水网地带的桑基鱼塘

桑基鱼塘生态工程:

桑蚕

蚕沙鱼

农-林-牧-

加复合生态工程模式

农-渔复合生态工程模式

农-何兴元,2004)

蔗田种菇

稻田养鸭

庭院农业生态工程模式南方“猪

北方“四位一体”庭院生态农业模式-沼-果”庭院生态农业模式

南方“猪-沼-

辽宁省在20世纪90式。主要由容组成

模式特点:

1.多叶结合,集约经营

2.3.能量多级利用

厌氧消化三阶段

生态工程新的发展趋势

有机食品

生天然产品

无公害:1.2.准;储藏和运输标准。维持持续稳定的农业生产过程。

范文二:生态环境工程

生态环境工程

班级:

环境工程1班10

前言

随着全球性资源及环境问题的加剧,世界各国政府都普遍重视对生态环境的研究,尤其在发展中国家迫切的发展需求、有限的资源承载力与脆弱的生态环境之间的矛盾日益尖锐。协调经济发展与资源环境的关系,寻求社会经济持续发展,已成为当今科学界所关注的一个重要课题。城市作为一个巨大的人工生态系统是社会进步与经济发展的必然产物,城市的产生与发展极大地推动了社会经济发展和文化繁荣。改革开放以来,我国城市建设取得了巨大成绩,但在快速发展中也出现了诸如城市生态环境恶化、城市交通梗塞、城市文化消失等城市问题。在可持续发展思想日益深入人心,科学发展观得到大力提倡的今天,从生态环境规划角度为城市建设与发展提供行动指南已成为解决城市问题的重要途径。城市生态环境规划也成为各国学者研究的热点之一。

良好的生态环境是人类生存的基础,是经济、社会持续健康发展的保障。城市作为人口高度集中的重要人工生态系统,其生态环境与人类生存发展息息相关。对城市的生态环境进行规划是从城市生态环境可持续发展的角度出发,对城市的生态建设、环境保护和社会经济发展作出的实践和空间安排,是指导城市建设的重要依据。

城市生态系统是以人为中心的人工生态系统。城市环境是人类利用和改造环境而创造出来的高度人工化的生存环境,中小城市是区域内经济活动、生产活动、物资能量流通的中心。本文对城市生态系统的特征进行了分析?对如何进行城市生态环境规划进行了探讨。

一、城市生态规划概况

城市建设不能再重复单靠增加资源投入来推动发展的老路,必须依靠科技进步,以生态环境建设为重点,建设资源节约型、生态型城市。保持经济与资源环境的协调发展。要进一步调整提高城市建设节约水、能源、土地等资源和治污、防灾减灾的技术标准,纳人到工程建设强制性条文中。以法制手段保障和促进城市环境保护与生态建设。

1.城市规划概况

城市建设不能再重复单靠增加资源投入来推动发展的老路,必须依靠科技进步,以生态环境建设为重点,建设资源节约型、生态型城市,保持经济与资源环境的协调发展。要进一步调整提高城市建设节约水、能源、土地等资源和治污、防灾减灾的技术标准,纳入到工程建设强制性条文中,以法制手段保障和促进城市环境保护与生态建设。

2.城市生态规划

2.1城市生态系统

城市生态系统是以态系统为基础,人的需产和经济再生产相交时又是以人为主体的生统和环境子系统共同构它是城市系统的重要组成部分,两者密不可分。

城市的各种活动都受到生态环境的制约,相反,强度过大的城市活动反过来也会对生态系统造成持续破坏,从而危及整个生态系统和人类自身。因此,城市生态规划是促进城市社会、经济和环境相协调,实现可持续发展的重要途径。

2.2城市生态规划的内涵

联合国人与生物圈计划(MAB,1984)报告指出:“生态城(乡)规划就是要从自然生态和社会心理两方面去创造一种能充分融合技术和自然人类活动的最佳环境,诱发人创造精神和生产力,提供高得物质文化生活水平”。具体来讲,城市生态规划就是对一定时期内城市生态环境建设的对策、目标和措施所作的规划,其目的在于提高环境质量,维持生态平衡,实现城市的可持续发展。它遵循生态学与城市规划学有关理论与方法,应用系统科学、环境科学等多学科的手段,辩识、模拟、设计人工复合生态系统内的各种生态关系,掌握城币生态系统的演变规律及其影响因素,通过对城市生态系统中各子系统的综合布局与安排,提出切实可行的生态规划方案,调整城市人类与城市环境的关系,以维护城市生态系统的平衡,实现城市的和谐、高效、持续发展。

城市生态规划是与可持续发展概念相适应的一种规划方法,它将生态学的原理和城市总体规划、环境规划相结合,从自然要素的规律出发,分析其发展演变规律,在此基础上确定人类如何进行社会经济生产和生活,有效地开发、利用、保护这些自然资源要素,促进社会经济和生态环境的协调发展、最终使得整个区域和城市实现可持续发展。因此,城市生态规划不同于传统的环境规划和经济规划,它是联系城市总体规划和环境规划及社会经济规划的桥梁,其科学内涵强调规划的能动性、协调性、整体性和层次性,其目标是追求社会的文明、经济的高效,生态环境的和谐。

二、实例

1、焦作市城市生态环境规划研究

生态状况评价:焦作市域生态系统中.敏感度较高的有地表水、地下水、山脉、风向等因子。对生态环境干扰较大的因素有道路、铁路非生态产业固体废物污水等。道路铁路占据了大量用地,车流所产生的废气噪音对生态环境造成干扰较大。焦作工业结构以能源为主,以化工冶金为辅工业及生活垃圾较多.”垃圾围城现象曰趋严重.已对生态环境构成威胁。另外,随着焦作旅游的发展.大量游客对市域内景点景区将产生严重的生态破坏。

2、主城区生态环境规划

主城区生态环境建设以水体建设、城市园林化、生态敏感区保护为主线展开。

2.1生态优化

建设绿色山体——生态城镇带——高效农业耕种区——绿色黄河滩地的市域总体生态环境背景,利用河流两岸绿带、交通线两侧绿带形成绿色生态廊道,将各类生态绿地连接起来形成焦作市域生态环境安全体系。

2.2保护生态敏感区

生态敏感区是容易发生恶化且不易恢复的区域严格保护生态敏感区,可促进整个区域的环境优化。规划对市区北部的生态敏感区进行植被种植.开展生态复原工程。

二、许昌市建设低碳城市

1、研究概况

许昌市在工业化过程中,以低污染的制造业为主导,最大限度地减少现代工业对生态环境的破坏.近年来许昌实行的“碧水蓝天”工程成果显著,生态资源积累比较好,城市绿地总面积达1227hm,人均34.2 m。公园绿地面积达322hm.城市街道干净整洁,道路网合理,公共交通较为发达.正是因为极其重视环境建设,许昌市先后被评为国家园林城、森林城、卫生城、优秀旅游城、腊梅文化之乡和宜居城市.2009年城市环境质量优良天数329天,优良率达到90.1%。

2、许昌市建设低碳城市的原则

(1)优先发展低碳经济,改善工业结构。

(2)提高能源利用效率。

(3)积极利用清洁能源

三、存在问题及措施

城市是人类在几千年的演变过程中改变赖以生存的环境,创造着高度的物质文明的集中地,是一个以人为中心的城市生命有机体与自然环境和社会环境之间的相互作用、制约和依赖构成的统一体,是一个庞大复杂的社会、经济复合生态系统。它包括社会结构、人工结构、资源结构、生态环境结构四个方面的内容。要实现这一多元、多介质、多层次的人工复合生态系统的可持续发展是一个浩大的系统工程。要做好城市规划就要做到如儿点:

(1)充分发挥市场机制的作用,推进节约用水和水污染防治。要认真落实国务院关于城市节水和水污染治理的各项政策,运用市场规则,利用价格杠杆促进水资源的节约和优化配置,完善城市各类用水的区别水价和超额累进加价收费制度,调整污水处理费征收标准。要加大节水技术和设施的普及推广力囊。

(2)加强城市绿化建设,大力改善人居环境。加强城市绿化建设,是城市生态环境建设的基础性工作。要认真贯彻落实《国务院关于加强城市绿化建设的

通知》,采取有效措施,提高城市绿化水平。要制定城市绿地系统规划,严格划定绿化用地面积,科学安排绿化布局,加强城市绿化隔离带建设,形成乔、灌、花、草相结合,点、线、面、环相衔接的绿地系统。推进城市绿化建设,必须尊重客观规律,从当地实际情况出发,宜树则树,宜草则草。城市绿化要鼓励采用节水技术和废水利用,尽可能减少绿地养护的水消耗。要结合城市产业结构调整和旧城有机更新,增加城市中心区的绿地面积。

(3)以供热收费制度改革为重点,积极推进城镇供热体制改革。计划经济和福利分房旧体制下形成的福利供热制度,已经不能适应市场经济体制和住房分配货币化新体制的需要,也是造成采暖能源浪费严重的重要经济根源。推进城镇供热体制改革的基本思路是,变暗补为明补,逐步停jJ二由房屋产权单位或职工所在单位统包的传统用热制度,改为由居民家庭(用热户)直接向供热企业缴费采暖,实行采暖用热商品化,采暖补贴货币化。采暖地区的城镇新建公共建筑和居民住宅,凡使用集中供热设施的,都必须设计安装只有分户计量及室温调控功能的采暖系统。现有公共建筑和腭民住宅也要按照分户计量、室温可控的要求逐步进行改造。积极推行按用热量分户计量收费办法,逐步取消按面积计收热费,更好地保证消费者的权益,提高采暖舒适度和热能利用效率。城镇供热体制改革关系广大城镇居民的切身利益,既要积极,又要稳妥。

(4)加强城市环境综合治理力度。要积极创造条件,加快旧城有机更新,熏点解决城市建成区特别是中心区开发强度过大、人口密度过高、公共设施短缺、交通拥挤、环境脏乱等问题,决关停或迁移城区内污染严重的项目,清除违法违章建筑。要促进建筑节能技术的普及推广,改善城市民用燃料结构,减少和控制城市大气污染。以通达、低污染、低能耗为目标,实行公共交通优先的城市交通政策,推进现代通讯技术在城市公共交通调度管理中的应用,积极促进城市交通组织和管理的现代化。城市环境综合治理,与每~个家庭、每一个人直接相关,必须推动全社会广泛参与,密切合作,共同促进。

(5)围绕改善人居环境的关键领域,加强科技创新。城镇是人口和经济活动的集聚地,也是类污染集中的地区。建设科技工作必须围绕人居环境质量的改善,研究气象环境与规划布局、基础设施建设与生态环境之间的相互影响和相互关系,努力控制城乡建设活动可能造成的污染。在污水资源化、建筑节能、化学建材、建筑用钢、智能交通、住宅产业现代化等影响和制约人居环境质量进一步改善的几个关键领域,加强科研攻关,加强技术集成,加大技术推广应用力度。全面启动污水回用示范工程。南水北调东、中线受水区城镇,要率先实现污水回用与污水处理能力的同步增长;新建城镇污水处理厂要直接瞄准回用目标,积极采用先进适用的技术工艺,力争实现跨越式发展。完善配套技术经济政策,推动建筑节能由局部试点转向大规模推广应用。

四、可持续的城市生态环境规划

要实现城市生态环境规划的可持续性就必须革新观念,运用生态学和可持续发展的基本原理,以环境容量、自然资源承载能力和生态适宜度为依据,缓解城市生态环境方面存在的问题,协调城市社会、经济的发展与城市生态环境之

间的矛盾,防止生态境的破坏与污染,从而达到人与自然的和谐发展。为保证城市生态环境规划的可持续性,应遵循以下原则:

(1)阈限物质法则

任何空间、资源规划均有一个“度”,要考虑“最适”和“阈限”。在规划过程巾,首先应该树立正确的城市发展价值观,保证城市对生态系统的索取和废物的排放限制在生态系统的承载力范围以内,使城市的发展强度与城市的发展能力相适应,从而保障人与自然的和谐关系。

(2)多样性共生原则

任何一个系统中的子系统间总存在着互惠互利的共生关系。Hough评论说,“如果健康被描述为抵抗力的能力,那么多样性也意味着健康”]。因此,在城市生态规划过程中,要保持生物的多样性,将城市生态系统置于整个生物圈范畴内进行规划,建立市区和郊区的复合生态系统,保护城区及周边的符种生物。

(3)相生相克原则

在系统中总存在着子系统问既共存又制约的关系,一种组成要素的危害性,可能在另一生态要素上体现出来。在城市的生态规划过程中一定要普遍联系并识别城市生态环境中各组成要素间密切的利害关系,找出现象的本质、根源,从而将这种关系的负面影响降低到最低限度。

(4)资源的回收再利用原则

资源的回收再利用有两方面的含义:其一是降低资源的消耗率;其二是推行清洁能源、材料加大回收力度。在城市生态规划中,要通过推进产业结构模式的演变,尽量减少对自然资源的消耗,建立有利于持续发展的生产工艺、产业结构设置高效能的运转系统,提高资源的利用率。

(5)预防和保护齐头并进的原则

对于已经存在的生态问题,我们一定要采取合理的措施,积极应对;对于未知还未表现症状的要有所预见。目前我国推行的环境影响评价制度(EIA),从根本上讲就是可持续性城市生态规划的一部分。任何一项工程实施前必须经过环境影响评价,预见其建成后对社会、经济、生态环境的效益程度,从而提出一些合理化的建议。同时,在城市生态环境规划的过程中,还应该建立高水平的管理队伍,制定切实可行、科学合理的生态环境综合整治规划,建立高质量的

环保系统;同时逐步完善绿地生态系统,提高人口素质,增强人们的环保意识。

五、结语

城市生态系统是以城市为中心。自然生态系统为基础,人的需要为目标的自然再生产和经济再生产相交织的经济生态系统;同时又是以人为主体的生命子系统、社会子系统和环境子系共同构成的有机生态巨系统。它是城市系统的重要组成部分,两者密不可分。城市的各种活动都受到生态环境的制约。相反,

强度过大的城市活动反过来也会对生态系统造成持续破坏,从而危及整个生态系统和人类自身。因此,城市生态规划是促进城市社会、经济和环境相协调,实现可持续发展的重要途径。

参考文献:

1邹德慈.城市规划导论.中国建筑工业出社,2002.10.

2王建国.城市设计生态理念初探.规划师论坛.2002.4.

3 许昌市2008年统计公报[R].许昌:许昌市统计局,2009

4河南省统计局.河南省发展和改革委员会关于2009年各省辖市单位GDP能耗等指标的通报[EB/OL].http://www.hnsc.corn.cn/news/2010/07/21. 5 王样荣.城市生态规划的概念、内涵与实证研究[J].规划师,2002,(4). 6 邹振扬.《城市生态与城市环境》重庆大学出版社225-228

7海热提·涂尔逊.《城市生态环境规划》化学工业出版社

范文三:环境生态工程论文

矿山废弃地的生态修复

摘要:本文简要介绍了国外和国内矿山废弃地生态修复的研究现状,矿山废弃地对生态环境、土壤基质、地下水和生物多样性等都造成了严重破坏。阐述了目前矿山废弃地的主要生态修复技术,结合工程绿化技术、土壤改良技术和矿山边坡稳固技术,对严重受损的生态环境进行恢复,能够最大程度的实现矿山废弃地的生态复垦与可持续利用。

关键词:矿山废弃地 生态修复 可持续发展

0 引言

人类社会的发展带动了对资源的需求,采矿业为人类的各行各业提供了必需的原材料,使制造业得以飞速发展。与此同时采矿业造成的环境问题和生态危害也越来越严重,矿山废弃地已经威胁到了人类的可持续发展。无论是采矿厂还是采石场,为了采集矿石,山体表层的植被和土壤都会被破坏,采石场通过大型的机械设备,从岩层上切割出整块的石料,同时产生大量的粉尘和碎石;采矿厂除了粉尘和碎石的问题外,采矿厂会对采出的原矿石进行粗加工,可能会使用酸溶,溶剂浸泡等处理,产生的废弃液和矿渣也是难以解决的问题。这些粉尘、碎石、废弃液、矿渣连同因采矿裸露出地表的岩层,留下来的就是满目疮痍的矿山废弃地。

1 研究现状

近一个世纪以来,许多发达国家对矿山废弃地治理的重视程度非常高,统计显示目前全世界大约有670 亿m2废弃矿山地,抛荒地和露天采矿破坏的土地约占50%。[1]矿山生态修复也已成为矿山开发中必要内容。

1.1国外研究现状

20世纪30年代美国就在全国26 个州,先后制定了有关露天采矿土地复垦方面的法规,并于1977年8月3日正式颁布了《露天采矿管理与修复( 复垦) 法》,根据该法的规定,所有的矿山都进行了合理的开采和复垦[2]。多年实践后,按《复垦法》规定边开采边修复,修复率已达到85%,远超于我国的12%,并在粉煤灰改良土壤、矿区种植作物及矸石山植树造林等方面积累了一定经验。煤矿是德国的重要产业之一,每年可产煤量达2亿t,他们的采煤方式以露天开采为主,加之德国的国土面积小,因此德国政府十分重视矿山废弃地的生态修复工作。保护和治理的意识强,各个部门和企业都把生态环境的保护作为自身建设发展的首要任务。经过不懈努力,德国的复垦工作取得了很大成绩。澳大利亚的矿产品出口到世界各地,矿业开采是澳大利亚的支柱型产业,同时也是目前世界上拥有先进处置废弃地技术的国家,把废弃地的修复视为矿山开采工艺中不可或缺的部分,目前已形成高科技指导、多专业联合、综合修复为特点的修复模式。除此之外,法国、英国、前苏联等国家在此研究领域也进行了一定的综合性研究,并取得了较为显著的成效。

1.2国内研究现状

我国矿山废弃地生态修复工作是从20世纪50年代末60年代初开始的。在20世纪50—80年代,许多矿山开始逐渐开展废弃地的生态修复工作,并积累了一些宝贵的经验。在20 世纪70 年代,我国东部平原煤矿矿区零散的开展了一些矿山废弃地的生态修复工作,修复后的土地和水面用于建筑房屋、种植小麦和水稻、养鱼或栽藕等。1989年国务院第19号令《土地复垦规定》和1989年颁发的《中华人民共和国环境保护法》,是建国以来矿山废弃地生态修复工作步入法制轨道的标志[3]。20世纪80年代初,我国矿山废弃地的生态修复率不到1%,80年代末期,生态修复率约为2%,到目前为止,生态修复率仍不到12%,远低于发达国家65%的修复率。

2 废弃地生态修复技术

2.1植生基材喷附技术

植生基材喷附技术是集生态、材料、植物、土壤、工程等多项技术为一体的生态植被恢复工程技术体系。其施工流程主要是先将有机质、保水剂、黏合剂、土壤改良剂、缓效肥、植物种子等材料经过科学试验,配置成核心基质材料,再根据施工现场可利用土源和施工现场的土壤地质条件,对基质进行二次调配,通过高压喷射系统将基质喷射到由于人为或者自然造成的植被破坏而缺少植物生长的土壤区域,营造植物生长条件,并让混入的植物种子迅速发芽生长形成植被覆盖。植生基材喷附技术的优点是基质材料能够具有较强的抗侵蚀能力、保水能力、较好的土壤结构;并且能够为植物的生长提供持续的养分条件,植被恢复的速度快、效果好,成本适中;同时该技术使用范围广,对土石渣体、砂石河床滩地能够适用,对岩石、土石等坡面能够与锚杆挂网等工程措施结合使用。

刘长虹等研究了粉碎木质颗粒粒径、堆料温度、处理时间、水分等因素对新型生物植生基材发酵程度的影响[4]。结果表明: 木质颗粒粒径、季节时间、翻松增湿对基材发酵程度均有显著影响。以木质颗粒粒径<5 mm,处理时间8月中旬基材发酵效果最好,发酵程度率达到85%。

2.2植被混凝土技术

植被混凝土护坡绿化技术是采用特定的混凝土配方和种子配方,对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。植被混凝土是根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化要求等来确定水泥、土、腐殖质、保水剂、混凝土添加剂及混合植绿种子的组成比例。混合植绿种子是根据生物生长特性,采用冷季型草种和暖季型草种混合优选而成的。植被混凝土护坡绿化技术可以一劳永逸地解决岩坡防护与绿化问题,故此,又称工程绿化技术。植被混凝土边坡防护绿化技术施工工艺流程主要有 7 个步骤:(1)修筑天沟及排水沟;(2)清理、平整坡面;

(3)铺设固定复合网;(4)搅拌植被混凝土;(5)喷射植被混凝土;(6)覆盖无纺布;(7)喷水养护。

植被混凝土技术所需主要材料及各部分功能如下:(1)防护网。选用塑料或铁丝网。锚杆固定防护网护坡,增强整体性,防止防护网从坡面脱落。(2)胶结部分。一般选用普通硅酸盐水泥。要求水泥熟料碱含量不大于0.6%,为降低植被混凝土的pH值,可以使用掺混合料硅酸盐水泥和道路水泥。一般用425#水泥,它使植被混凝土拌和物具有粘聚性,使植被混凝土具有强度。水泥用量一般与土壤pH 值有关,一般占5%~12%之间,用量太少,起不到植被生长,同时不经济。(3)植生土。一般选用沙壤土。沙壤土三相比较好,具有良好的水、养、气、热状况和协调能力,适于植物生长,在植被混凝土中占主要部分,要求土壤的含沙率小于10%最大粒径不大于1 cm。(4)有机质。一般使用新鲜稻壳、锯末等,使用它们能改善植被混凝土的三相比和保水性能,增加混凝土拌和物的流动性,便于施工,将植被混凝土逐渐改善为适合植被生长的土壤。另外,待腐烂后,可为植物提供氮、磷、钾等养分,同时增加植被混凝土的空隙率。(5)腐殖质。为稻壳、锯末、酒糟经腐烂制得,它能改善植被混凝土的物理性质———协调水、气、热状况和化学性质———增强保肥性与缓冲性能,同时向植被混凝土中引入大量微生物,并和植物根系一起,使植被混凝土逐渐变成适于植物生长的土壤。(6)肥料。长效肥和短效肥配合使用。长效肥是为植物生长提供长期效力的复合肥,一般采用尿素、生物肥、化学复合肥,可使植物在一段时间内不衰退。(7)保水剂。在水分丰裕时吸收水分,天气干燥时为植物提供水分,一般采用粒度100目的保水剂。能显著提高喷层的抗旱性能。(8)混凝土添加剂。绿化添加剂含量一般不大于2%。含量 过大不利于降低成本,过少不能营造出植物所需的生长基质。实践表明,其含量在1.0~2.0%能很好地满足植物需求。(9)草种。几种草种同时使用,在植被混凝土喷层中,面层含有草种,基层不含草种。[5]

2.3生态灌浆技术

生态灌浆技术是沿用工程灌浆的一项技术,主要适用于石质堆渣、卵石滩地等地表物质呈块状、空隙大、缺少植物生长土壤物质基础的区域[6]。应用中先把植被恢复基质材料、黏土、水根据一定的比例配置成浆状,然后对表层的植物生长层进行灌浆,这样做不仅可使表层稳定,起到防渗作用,而且可给植物的生长提供土壤和肥力条件,使植被恢复成为可能。

2.4生态植被袋技术

生态植被袋生物防护技术是将选定的植物种子通过两层木浆纸附着在可降解的纤维材料编织袋的内侧,施工时在植被袋内装入营养土,封口后按照坡面防护要求码放,经过浇水养护,能够实现施工现场的生态修复[7]。生态植被袋码放时先要对坡面进行整理,使坡面平顺并且拍实,注意码放压茬保证植被袋的稳定性。

2.5生态植被毯

生态植被毯是利用稻草、麦秸等植物为原料生产出来的,在载体层添加草种、保水剂、营养土等材料,达到边坡植被恢复效果的技术,是国际上常用的最简洁有效的水土保持植被恢复措施。植被毯的结构分上网、植物纤维层、种子层、木浆纸层、下网五层。植被毯可以固定土壤,增加地面粗糙度,减少坡面径流量,减缓径流速度,缓解雨水对坡面表土的冲刷;由于在草毯中加入肥料、保水剂等材料,为植物种子出苗、后期生长提供了良好的基础条件;另外,植被毯能够生物降解,无污染,具有建植简易、快捷,维护管理粗放,养护管理成本低廉等特点。

南亚和东南亚国家研究了采用椰子壳纤维做成织造或非织造的土工织物,即采用纯天然材料椰子纤维通过冲压针刺加工制成供植物生长的基带,呈长方体网孔状结构,再根据工程需要加入肥料、保水剂、各类植物种等。椰纤维植被毯可以保持水分,为种子发芽、幼苗生长提供优良的条件。椰纤维降解以后,取而代之的是发达的植物根系。马来西亚利用棕榈树 外壳纤维经过特殊处理,通过有机的方式制作成一种新型环保覆盖材料,质地较坚硬,丝网状,对生态环境无污染,易降解,能防风固沙。瑞士开发的苎麻纤维培育垫,采用编链衬纬组织,将苎麻和丙纶(其中丙纶纤维经过特殊处理,即加入了降解组分,并可根据需要,控制添加剂的用量来调节降解时间) 两种纱线编织成方形小网格,纵向组织丙纶,横向的衬纬是苎麻。采用这种结构的培育垫,有规律地加入植物种子,将垫子置于土壤中,种子逐渐发芽生长,而培育垫中的苎麻纤维开始分解,纵向的丙纶仍保护幼苗生长,直至植物长大到一定程度,丙纶才逐渐分解,这时植物的根取代了培育垫。这种垫子既可保持水土,防止滑移,又可绿化环境,保持生态平衡。[8]

3 结语

我国矿山废弃地生态修复起步较晚,近些年虽有所进展,但和发达国家相比差距仍然较大,任务十分艰巨。生态修复技术的综合利用是实现矿山废弃地生态修复的有效途径,可实现环境、土壤和生态的综合修复。目前,尚未形成鉴定矿山生态修复程度的评价指标体系,对于其生态修复效果无法做出确切的评价和判断。因此,寻求一套完整有效并廉价实用的 修复评价体系是今后此领域共同进步的目标。只有在制度完善、资金到位的前提下依靠科学技术,才能确保我国矿山废弃地的生态功能得到修复治理。

参考文献

[1] 杨韡韡. 矿山废弃地生态修复技术与效应研究[D]. 华北水利水电学院, 2012.

[2] 王林,曹珂,车轩,等. 矿山废弃地生态修复研究进展[J]. 现代矿业. 2013(12): 170-172.

[3] 郭德俊,张亮亮. 矿山生态修复的研究进展[J]. 科技资讯. 2010(31): 127.

[4] 刘长红,杨骏,陈永安. 新型生物植生基材技术研究[J]. 湖南林业科技. 2012(04): 47-49.

[5] 王军,王冬梅,王晓英,等. 岩质边坡植被混凝土生态防护技术的应用[J]. 湖南农业科学. 2011(15): 143-145.

[6] 寿丽娜. 浅谈矿山开采带来的主要生态环境问题及几种生态修复的方法[Z]. 中国河北北戴河: 20094.

[7] 山寺喜成,张萍,古林大辅. 关于废弃采石地的新的绿化手法[Z]. 中国北京: 200526.

[8] 马文宝,姬慧娟,宿以明,等. 植被毯边坡防护特点及其研究应用[J]. 中国水土保持. 2013(01): 30-33.

范文四:环境生态工程

Q1:环境生态工程专业的学习对象是什么?

答:生态与环境问题是当今社会面临的最主要挑战,生态建设和环境保护已成为世界各国的共识。我国正处于工业化中后期和城镇化加速发展的阶段,发达国家一两百年间逐步出现的生态与环境问题在我国集中显现,呈现明显的结构型、压缩型、复合型特点,生态环境总体恶化的趋势尚未根本改变,压力还在加大。本专业的学习对象就是生态环境监测与风险评价、流域环境生态工程和城镇环境生态工程等相关方面的知识。如何开展城市生态学研究,如何解决围绕三峡水库蓄水过程及建成后的生态环境问题,库区生态环境基础设施建设、水库水环境保障及生态安全、珍稀濒危植物保育等方面的问题都是我们的学习对象。

Q2:本科主干课程有哪些?

答:流体力学、环境工程微生物学、环境工程原理、物理化学、普通生物学、地理信息系统、生物化学、基础生态学、水污染控制工程、固体废物处理与处置、城镇生态环境规划与设计、景观生态学、生态环境监测与风险评价、城市生态学、生态工程、湿地科学与工程、水域生态学、生态经济,以上这些都是我们要学习的课程。

Q3:在环境生态工程专业的学习过程中,可能遇到哪些困难?

答:该专业对高中生物和化学要求较高,尤其是对微生物学的观察和分析能力等有一定要求,同时该专业课程与实验比较多,课程之间关联性较大,这就要求学生有扎实的基础知识和较强的知识归纳总结能力。

Q4:本校该专业的培养模式和培养特色有哪些?

答:该专业属于工科试验班(环境工程类),其培养方式是大一的时候,环境工程和环境生态工程专业的学生在一起上课。从大学2年级开始,结合自身的兴趣和特长,学生再选择环境工程专业或环境生态工程专业,分专业进行学习。

本专业将系统学习环境科学与工程、生态学、景观规划等多学科领域基础理论知识并加以交叉融合,突出土建环境工程和景观规划相关的专业培养特色,目标是培养具有环境污染生态修复,城镇生态规划和管理,生态环境质量监测等方面的基本理论知识与技能,又具有宏观运作能力,同时可以在相关领域从事工程设计、技术开发和科学研究,具有创新精神和实践能力的应用型高素质人才。

Q5:环境生态工程专业的就业与深造前景如何?

党的十八大将生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的各方面和全过程。努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展是未来中国发展的重要战略。面对国内生态环境的进一步恶化,国家已吹响了向生态文明进军的号角,可以说环境生态工程专业的就业前景非常好,本专业的就业方向为各级政府环保部门、规划部门、建设管理部门、设计研究院所、环境工程公司、科研单位、高等院校等从事环境规划、环境管理、环境工程设计、环保产品开发以及教学和环境科学研究等,亦可报考环境科学与工程、城市环境与生态工程、市政工程、工程管理、城市规划等学科的研究生或出国深造。近三年环境专业毕业生一次就业率达 98% 以上,每年有 15% 的学生享有免试攻读硕士学位研究生的资格。

Q6:环境生态工程专业学生的课余时间一般如何安排?

本专业学生在课余时间可参加多种活动,如每年都会举办的“城环科技风”学术活动、“格兰富杯”环境卓越人才培养创新项目、“HACH市政环境杯”学术论坛以及“本硕论坛”“硕博论坛”等众多的学术论坛。同时,同学们也可参加团委、学生会以及学生社团(如摄影协会、户外素质协会)等组织,成为各学生组织的成员,参与并组织举办各种活动,以锻炼自身的团队协作能力,拓展见识,拓宽人脉。再者,学生们也可根据个人兴趣爱好申请加入如“国家级大学生创新训练计划项目”“大学生科研训练计划”等各类课外创新实践项目。

范文五:生态环境工程

郑州! 郑州!

摘要:发展一直是人类社会永恒的主题。由于我国人口众多,资源有限,再加上不合理的利

用,加剧了资源的短缺。环境非常脆弱,近年来,随着地区经济的迅猛发展和工业化快速发

展带来的污染和破坏得不到处理,污染也来越严重,人类与环境之间的矛盾日益尖锐,如果

不加强治理后果将不堪设想。尤其是人口大省的河南。由于人民的生活水平逐渐提高,郑州

的汽车数量猛增,相对加大了尾气排放量,加重了郑州的环境污染,使得郑州的天空阴霾不

断,灰蒙蒙,很少见到蓝天,更不用说靓丽的白云。出现这样的问题到底该去找谁呢?是去

找环保局,还是去找和环境有关的其他部门,再或者直接去找某某工厂和某人。这是个更难

决策的事。说不定到头来会出现你推我我推你的局面,问题会变得更加复杂,更难解决。最

好的解决办法就是谁都不污染,可是这怎么可能呢。

关键词:发展 环境污染 郑州市

引言:郑州是省会城市,也是中原经济区及中原城市群的的中心城市,还是全国的交通枢纽,

但是工业化,经济的快速发展,使人类赖以生存的环境遭到了破坏,出现了水污染(工业废

水,生活污水),空气污染(霾,PM2.5),还有固体废物(生活垃圾,建筑垃圾)。以下就

是根据我的亲身经历和查找的一些资料,谈谈我的感受和想法。

Abstract: the development is the eternal theme of human society. Because of China's large

population, limited resources, coupled with the use of unreasonable, exacerbated by the

shortage of resources. The environment is very fragile, in recent years, with the rapid

development of region economy and the rapid development of industrialization brought

pollution and destruction is not treated, also to pollution more serious, the contradiction

between human beings and the environment has become increasingly sharp, if not strengthen

the management of the consequences will be unbearable to contemplate. Especially the

population in Henan province. Because of people's living standards gradually improved, the

number of cars in Zhengzhou soared, relatively increased exhaust emissions, aggravated the

environmental pollution in Zhengzhou's Zhengzhou, the clouds in the sky, gray rarely, not to

mention the beautiful blue sky, white clouds. Such a problem in the end go? Go or go to the

environmental protection agency, and environment related to other departments, or directly It's

a more difficult decision to find someone. It's more difficult to do so. It might end up pushing me

out of your situation. The problem will become more complicated and more difficult to solve.

Key words: development environmental pollution Zhengzhou

Introduction: Zhengzhou is the capital city, but also the Central Plains Economic Zone and the

Central Plains city group of the central city, or the national transportation hub, but

industrialization, the rapid development of economy, the human survival environment is

destroyed, the water pollution (industrial wastewater, sewage), air pollution (haze, PM2.5). There

are solid waste (garbage and construction waste). The following is some information according to

my personal experience and search, talk about my feelings and thoughts.

我是一个来自农村的女孩儿,没去过大城市,就连我们市里也很少去,当我

考河南农业大学的时候,对郑州,对大学充满了好奇,那是我就在想我终于可以

出去走走看看了,我以后就可以很自豪的跟别人说我在郑州读书。可是自打我来

到郑州,就没怎么见过蓝天。我在新闻上看了北京天津从开始供暖,他们那就每

天都是雾蒙蒙的,几乎每天都是重度污染。我本来还庆幸郑州比那好一点,可是

自打供暖开始,郑州和北京天津没什么区别,天天不是中度污染就是重度污染,

都要爆表了。

霾是大量极细的干尘粒等均匀的浮游在空中,使水平能见度小于10千米

的空气普遍混浊现象,又称灰霾。随着工业化,城市化和机动车保有量的迅速发

展,污染物排放量的迅速增长使得灰霾现象日趋严重,已成为一种灾害性天气。

霾的主要危害有以下几种:1 导致空气质量下降,影响身心健康。霾天气易引起

鼻炎,支气管炎等病症。2 影响交通安全。出现雾霾天气时,能见度低,容易引

发交通事故。

今年以来,面对空气质量恶化的严峻形势,市委和市政府深化扬尘治理,

抓好四项落实:拆迁时必须洒水,裸露土必须遮盖,渣土车必须清洗,垃圾车必

须封盖。深化燃煤污染治理,加快能源结构调整,逐步减少煤炭消费量,不断提

高天然气等清洁能源的使用量。加快燃煤锅炉拆改,深化汽车尾气治理。辛苦就

会有回报,郑州市的空气质量有所改善,但仍须努力,相信通过政府的提供的方

法和大家的积极参与,在不久的将来,郑州市每天都会是蓝天白云。而且郑州正

在推进绿化园林的建设,以“组团发展,廊道相连,生态隔离,宜居田园”为发展

理念,建设生态公园,廊道。今年还将完成铁路沿线的绿化,南水北调生态公园,

地铁二号线站口及周边绿化,陇海路快速路绿化的建设。

郑州是省会城市,人口数量和GDP位于河南各地市之首,近些年来,由于

郑州城市化,工业化发展进程加快,空气质量恶化,霾现象日趋严重,成为季节

性频发的灾害性天气。有关河南城市的霾研究非常有限,仅有采用天气现象观测

资料分析河南省霾的空间分布特征。下面图1是郑州1971年-2010年霾日数变

化图

由图可看出近40年来郑州年霾日数呈明显的上升趋势。图2是1971年-2010年

郑州各月霾日数变化趋势

由图可看出郑州月霾日数变化成V字形,具有明显的季节特征,基本特征是:冬

季霾日数最多,占全年的48.6%,秋季次之,春夏季较少,其中春季仅占全年的

13.6%。

郑州的空气污染大致归为两类:工业废气和汽车尾气的排放。

郑州经济快速发展,是人们的生活质量有所提高,但也意味着增加了不少的

工业,随之而来的是工业废气。图3给出的是1998年—2009年的二氧化硫,烟

尘排放量变化

由此图可看出2006年以前二氧化硫及烟气排放量呈上升趋势,2006年以后排放

量在逐渐降低,污染减排取得进展(十一五期间)

去年我去过两次西流湖,那里的建设还是挺好的,但我也看出了其中的问题。

那里伫立着几个大烟囱,天天排着废气,在郑州想这样的工业企业还有很多很多,

每天得向空气中排放多少的废气啊,想想都可怕。那里经常过火车,火车经过时

噪声挺大的,虽然说这是不可避免的,但还是可以通过建隔声带来降低的嘛。在

那里我还看到有好多人野炊,钓鱼带来的垃圾并没有收拾干净,造成了垃圾污染。

还有众所周知的,郑州是堵城,哪哪都是车,尤其是到了上下班高峰期,真

是寸步难行。图4 是郑州1999年—2009年机动车保有量变化

由图可看出1999年以来这十几年间机动车保有量飞速增长,足足增长了3倍

我的学校在农业路与文化路交叉口,天天都遇到堵车,还好没堵住我(除了

我坐公交车的时候)。汽车排出的废气,还有带起来的扬尘,都给空气带来了沉

重的负担。

郑州市环保局公布的信息显示,2013年截至2月20日,AQI只有两天达标,

14天轻度污染,15天中度污染,9天重度污染,11天严重污染。主要污染物为

PM2.5,全市均浓度值为177微克每立方米,超过年均标准35微克每立方米4

倍以上。郑州市环保局新闻发言人,副局长李春德说:近年来,灰霾天气呈逐渐

增多的趋势。来自河南省气象中心的数据显示,全省的灰霾发生率1988年,1989

年为百分之十五,现在为百分之五十以上,2010年甚至有191个灰霾天气。上

个月不少人的微信朋友圈都被郑州市民郭先生的天空日历刷屏了。郭先生从去年

的十一月份开始,用手机在自家的窗前连续拍了一年的天空,并把它整理成了一

个天空日历,郑州的天空是什么样一目了然。而且环保部门的监测数据也显示在

这一年里郑州的空气质量排名连续出现倒数的情况。自己在刷微博的时候也会关

注郑州的动态,基本上每天还会关注郑州的天气和污染程度,每当我见到蓝天,

我会和大家一样用手机拍下来和大家一起分享。

想必大家都知道农业路建高架的事,这项工程的建设造成了很大的影响。未

来是美好的,可眼前很现实的问题是:项目一开始施工,农业路又要难走了。陇

海路快速路施工时曾出现完全断行的情况,对此施工方设置的保通道路会尽可能

减少围挡宽度,增加保通道路通行空间。从去年开始看着墙上写的偌大的拆字,

到现在高架基本成型,真是一件挺不容易的事。去年农业路沿线的房屋陆陆续续

的开始拆了,其中包括一些机关单位,写字楼和私人商铺,住宅。拆迁的通知下

来之后,公共单位(一些学校,银行)毫无反驳之力,只好乖乖的服从命令,而

私人商铺住宅经过挣扎最后还得乖乖就范。不少的家庭因此没房子住,孩子也面

临转学的问题,商铺可能因此找不到合适的房子而失业,公共单位的员工可能分

到离家更远的地方工作。还有农业路建了没几年的快速公交站,那可是花了不少

钱的,但是最后还是被拆了,真是费力费时又费钱。一切的一切都因为建高架。

其实从农大学子也可看出建高架带来的影响。在去年的毕业季,学长学姐都

在忙拍毕业照,但也能看到很多的人在北门留念,因为都在传北门快要拆了,农

大唯一一个能撑得起脸面的门就要没了。随着时间的推移,已能看见高架的样子,

不幸的农大学子,换了一个又一个北门(临时开辟的小路),每次从下面过,其

实挺提心吊胆的,生怕从上面掉下来东西砸着自己。给我们真是带来了太多的不

方便,而且也带了噪声污染,可是有什么办法呢,只能认命呗。现在只能祈祷让

它快点结束,还我们大北门。农业路是交通要道,这么一折腾,变得无比的堵,

好多公交车都改变了线路,私家车要重新找既通畅又平稳的路啦。可能上班族去

上班的道路会变得更加不方便。

如果高架桥建成以后,其上的快速疾驶的车辆所产生的噪音及汽车尾气的

污染和扬起的灰尘都会对附近的居民带来直接的影响和危害。虽然高架路可以疏

通车辆,方便交通,不过车辆的震动,噪声和废气排放相当严重,对人的健康影

响较大。而且高架桥犹如庞然大物,阻隔两边的房屋视线,使人总感觉有一种压

抑感

总之,高架桥的建设带来的建筑拆除把城市原来的面貌破坏殆尽,千疮百孔,

满目横溢,这是郑州市民不愿看到的结果,更是其他地方来郑州旅游经商的朋友

不愿看到的,如河南博物院,河南报业集团,郑州海关等景观单位都会受到极大

的影响。

但是针对其中的有些问题还是可以加以防治的。比如针对高架桥上的噪音污

染,可以从源头加以控制,使用一些可以减少噪音的材料,也可以从她的传播上

治理,设置噪音隔离屏障,设置在某些区域禁止鸣笛,交通部门加强车辆的噪音

检测;对汽车尾气的控制,可以严格规定尾气排放量,政府也可以鼓励使用新能

源,还可以多建一些绿化带利用植物的天然效应净化空气,从而降低机动车尾气

对环境的污染。

建高架桥也有好处:可以缓解市区内交通压力,使市民的出行更加顺畅,便

利,但这仅仅体现在建成之后。

还有就是城中村改造。城中村广为人知的“握手楼”、“一线天”、“不现天”的

现象严重制约了城市整体功能的提高和生活质量的改变,还有影响了城市化的进

程。所以2003年郑州市正式启动城中村改造,12年来,经过不断实践和探索,

城中村改造的"郑州模式"早已叫响全国。郑州市建成区内200多个自然村,已有

近九成实施改造。而随着金水区、惠济区、高新区、中原区等陆续制订新的改造

计划,城中村消失的步伐再次加快。但成绩的背后,城中村改造留下的一系列问

题也一直引人关注。一朝失去土地,这些无太多工作经验和相应能力的村民,如

何在快节奏的城市更好地安放自己?此外,伴随城中村拆迁改造,城市道路拥堵、

公共交通资源困乏、大气污染加剧、工地安全事故频发等,也日益引起人们焦虑。

而随着城中村不断消失,数十万外来务工人员及毕业生纷纷搬离这片"梦想开始

的地方"

一座座原本整洁的高楼大厦被喷上“拆”字,便告诉我们建筑物即将成为建筑

垃圾,在被拆除后,它们将不折不扣地成为建筑垃圾。郑州市建成区或许又将有

55个热闹的,繁华的城中村消失于城中村拆迁改造的大潮之中。村子拆了,村

民将不得不离开自家单门独院的小楼,搬进一家一户的单元房:曾经便宜,方便

的”落脚点”少了,房客们也被迫搬到距离城市更远的村落„„继白庙之后庙

李,姜砦,大铺,小铺,陈寨等城中村同样面临着拆迁,一改以往的脏乱差的现

象。

回望这十年,今非昔比,一座座的高楼拔地而起,以全新的面貌与崭新的定

位深深地吸引着这座城市的每一个人,曾经那些个城中村标志再难觅踪迹。旧城

区和城中村由于历史和管理体制等原因,规划管理无序,布局结构混乱,基础设

施缺失,环境卫生,消防安全,治安计生等问题突出,道路泥泞,污水横流,垃

圾成堆,供水电力通讯杂乱等现象严重,极大地降低了居民的生活质量,影响了

城市的整体面貌。旧城区和城中村改造是改善人居环境,提升城市品位,推进城

市化进程的必由之路,是建设文明,生态,和谐,宜居城市的重要保障,是以人

为本,科学发展,构建和谐社会的重要举措,是民心工程,德政工程,千秋工程。

城中村改造给居民带来的好处多多:环境的改变,住房条件的改变,房产价

值的改变,村民个人收入的改变。但是城中村的改造也让好多人没有了住处,即

便有了住房也不会比自己原来的便宜,住着没有以前的习惯,意味着要更加的努

力赚钱才能买得起房子,租的起房子。高的租金,高的房价,还有日益增长的水

电费,生活费,压的郑州人喘不过气。我们住在河南农业大学二区学生公寓,目

睹了大铺和小铺的改造,现在小铺还是停留在打地基建地下停车场的状态,在拆

的时候,产生了噪声污染,光污染,固体废物的污染,刮风时也形成了扬尘,给

上下课的学生,过往的行人造成了不便。但我们能不能像深圳一样多考虑建设一

些廉租房,以便满足弱势群体的实际需要,深圳在当时城中村建设中就考虑到打

工仔的实际需要,显得很人性化,把关怀落到了实处而不是停留在口头。

城市建筑的拆除和新建必定会带来城市环境的破坏以及雾霾的加剧,如果

我们的城市每天都处在拆拆建建的环境中,那我们的生活质量就可想而知了。城

市居民对目前建设的诸多不满只能忍受,目前还没有找到更合适的解决办法。只

是希望以后的建设能做到一步到位,不要总是拆了建,建了拆,这真的是一件费时费力费钱的事啊。

在城中村的改造中,绿化景观建设将对区内自然系统的恢复有很大的帮助,也是改善城中村环境之间的重要一环节。恢复城中村自然景观绿化系统首先得对居住系统进行整合和规范,为景观绿化留出足够的空间。就像大铺村,人口密集,人和车的流量都比较大,要建大型的公园是不可能的,只能搞一些小绿化,说小其实也不小,就是把道路两边种一些绿化植物,或者在道路中间留地方建绿化带,也可以在墙角种攀爬类的植物,既可以节省土地资源,又可以美观,还可以在房顶种些花花草草,既美观在夏天还可以使顶层的住户不那么热。绿化景观的建设不仅可以美化村庄,还可以改善空气质量,更有甚者,还会影响居民的心情。这可是一举好几得的好事,何乐而不为呢。而且在郑州市委、 市政府的领导下, 在省民政厅的指导下, 全市以建设 “管理有序、 文明祥和” 新型社区为目标, 坚持社区建设与经济发展并重, 实现了社区建设由浅入深、 由小到大的转变, 建成了一批批环境优美、 特色各异的现代型社区。

南水北调是一项跨流域的宏伟工程,旨在缓解北方的用水危机,实现南北经济齐飞,其深远意义为世人瞩目。南水北调中线工程以解决沿线100个城市生活和工业用水为主要对象,兼顾农业及其他用水,建成以后经济效益和社会效益巨大。可改善华北和西北地区的水资源条件,从根本上缓解这一地区的长期资源性缺水的矛盾,对于控制地区差距的扩大趋势,,促进区域协调发展,对于改善生态环境质量和实现第三步战略目标具有十分重要的意义。而且南水北调工程途经河南省,这里不仅是水源地还是受水区,渠道最长,移民最多,占地最多,投资最大,计划用水量最多的省份。南水北调工程可以有效缓解水资源短缺的问题,改造自然,改变人类的生存环境,保护生态平衡,还可以促进社会经济全面发展,有利于生态环境建设和可持续发展。带来的生态意义有:改善黄淮海地区的生态环境状况、改善北方当地饮水质量,有效解决北方一些地区地下水因自然原因造成的水质问题,如高氟水、苦咸水和其他含有对人体不利的有害物质的水源问题、利于回补北方地下水,保护当地湿地和生物多样性、改善北方因缺水而恶化的环境、较大地改善北方地区的生态和环境特别是水资源条件。但是也带来了不利的影响例如阻断陆上交通,影响了浅层地下水的运动,而且造价花费很大,破坏了

当地的生态环境,使土壤的肥力下降,盐渍化加剧涉及大量的移民问题,调水量太少,发挥不了经济效益,调水量过多,枯水期可能会使长江的水量不足,影响长江河道的航运,长江口的咸潮加深,更有可能引发长江流域自然环境生态危机。在郑州市,南水北调中线工程几呈环状从郑州市区西南边缘通过,与郑州市城区相切长度可达24千米,是郑州市的城市建设在发展方向,用地布局方面受到了极大的影响。但是南水北调中线工程对缓解河南省水资源严重短缺的局面,促进我省经济社会全面发展、协调发展、可持续发展,对实现中原崛起,建设社会主义新农村,改善生态环境,促进人与自然和谐共处,提高人民群众生活质量,全面建设小康社会等有着十分重大的意义。我国北方缺水是事实,但是缺水的主要原因是水资源的不合理利用以及对水资源的破坏和浪费.在我国不少地方一方面水资源十分紧缺,一方面水的浪费现象也十分严重,许多农田仍是大水漫灌,工业用水重复利用率很低,城市供水和使用过程中跑冒滴漏的现象相当普遍.所以强调在施工过程中务必做到先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水,充分注意调水对生态的影响。但是节水、挖潜、治污,容易流于口头表态,惰性十足,做些表面文章,或启动一下,然后又依然故我。如果不从思想和行动以及政策、体制上狠下决心改,确实会发生调水越多,越不重视节水、挖潜和治污的问题,形成恶性循环。

总之,凡事有利就有弊。南水北调中线工程既是机遇也是挑战。所以要抓住机遇迎接挑战,宏观规划,统一管理,依法治理,保护环境,加强教育,提高意识,发展生态经济,帮助群众脱贫。

郑州是中原经济区和航空港综合实验区建设的中心城市,正在向生态城市迈进。郑州在都市区生态化建设进程中做出如下举措:(1)统筹水资源利用;(2)节能减排,减少PM2.5生成:开发绿色、节能的建筑材料,建造绿色、耐久性好的建筑,在生产和生活中使用太阳能风能,水能,生物质能等可再生能源和天然气、电力等清洁资源,使用节能电器和设备,时刻注意做到低碳、节能、环保。城市居民用热已全面向集中供热过渡,大多能源消耗型生产企业已开始使用清洁的天然气和电力资源;一些燃煤热电企业和化石能源企业已经开始使用脱硫脱硝措施,并通过环保设施的运行对三废进行处理,并通过副产品的综合利用形成新的利润增长点,做到达标排放以减少环境污染。通过有计划的鼓励政策让高能耗

的生产型企业动迁至四环之外的产业聚集区,通过产业聚集区的水电气基础设施配建配套和三废集中处理,引导小而全重复建设的局面向区域性集聚性的节约型配置转变。(3)增加绿地面积:郑州坚持以新型城镇化建设为理念,增加绿化率和人均绿地面积,调控好绿地均匀度,合理布局,使其能够充分减少汽车尾气和烟尘的污染,更加有利于生态环境的建设。郑州在城市道路建设中主要先对城市主干道、环线和城市出入道路采用“八纵八横”城市景观道路绿化和“两环十七放射”的生态廊道工程建设。郑州还有好多像这样的措施,就此可见,在不久的将来,通过政府和人民的努力,郑州肯定是一非常能吸引人的美丽大都市,不光是因为这里的经济发达,还会因为这里的环境优美。

老郑州人经常怀念绿树成阴的“绿城”,再过十四年,“绿城”将会回归。根据规划,至2030年,郑州城市绿化覆盖率达到45%,森林覆盖率达到40%,人均公共绿地面积将不低于12平方米。在未来一段时间,郑州市将建设15处风景名胜区、32处森林公园、2处湿地等大型绿地板块,实施以街旁绿地、居住区公园、专类公园、区域性公园和全市性公园等为主,以屋顶绿化、垂直绿化和地面停车场绿化等为辅的立体化、全方位绿化建设。而且郑州市将依靠航空港区建设一个“航空城”。况且郑州地处中原腹地,不仅是驰名中外的历史文化名城,也是新近的商业城和工业城,所以在未来的一段时间里,应把郑州建设成为全国区域性中心城市、全国重要的现代物流商贸城市、全国重要的交通通讯枢纽城市和全国著名的历史文化名城。悠久的历史、优越的区位和丰富的资源,使郑州成为中国重要的交通枢纽、著名商埠、中国历史文化名城、优秀旅游城市和陇海兰新经济带重要中心城市。特别是正在新建的郑东新区,是使郑州成为全国区域性中心城市的重要举措。节能环保产业规模明显扩大,综合实力显著增强,形成一批在国内具有较大影响的节能环保产业基地和骨干企业,将节能环保产业打造成为全市经济转型升级和推进郑州都市区“三化”协调科学发展的战略性新兴产业。制定发布我市当前急需发展的节能环保装备、产品和优势装备产品目录。完善再生资源回收体系,加强资源循环利用,支持开展城市污水垃圾、工业废水、脱硫脱硝等环保设施,为郑州的环保打好基础,希望能够更好的保护环境。

郑州是河南发展的“火车头”和“窗口”,郑州强则带动河南兴。环境就是民生、青山就是美丽、蓝天也是幸福。郑州要针对当前最紧迫、最现实的雾霾等突出环

境问题,采取硬措施应对硬挑战,全力打好大气、水体、土壤污染防治三大战役。以统筹推进产业结构优化升级、能源结构调整、工业大气污染综合治理、机动车污染防治、完善政策科技标准为重点,持续强化“五控”措施。全面提升水环境质量,强化生活污染治理,加强降水循环利用,提高改造现有城市污水处理厂,强化脱氮除磷设施的同步提升改造。优化环境管理,为产业转型升级提供绿色动力,健全环境治理体系,持续改善生态环境质量,推进绿色消费革命,引导公众向勤俭节约、绿色低碳、文明健康的生活方式转变。

郑州发展前景可期 ,为“家”添彩义不容辞。用不了多长时间肯定会吸引好

多好多的游客和企业投资,给郑州商业和旅游业带来快速发展,形成高效的产业链推动郑州的全方位发展,把郑州推向国际化,当然不能忘记环境的监测和治理,为打造更好的郑州努力。不管是什么原因,都要好好保护我们的生活环境,和环境友好相处,不能让它再受伤害,不然到头来受到惩罚的还是我们及子孙后代。不为了我们,就算是为了子孙后代也应该多做“善事”吧!

河南农业大学

本科生课程论文(设计)

题 目 郑州! 郑州! 学 院 林学院 专业班级 13级环境工程2班 学 号 1302103039 学生姓名 任课教师

撰写日期: 2015 年 12 月 20 日

范文六:环境生态工程

第一章 导论

一.我国生态与环境的现状

答:生态恶化形势严峻、环境污染触目惊心、环境健康问题日渐突出、全球变暖加剧我国生态环境恶化、温室气体气溶胶等排放居高不下。

二.我国生态与环境面临的挑战

答:(1)人口、经济增长对生态、环境压力不断加大;(2)城镇化将增加城市生态、环境压力;(3)农村环境问题不容忽视。

三.生态工程的定义、内涵、应用和遵循原则。

答:(1)定义:生态工程是指应用自然生态系统原理,通过同自然环境合作,进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合生态系统设计的科学。研究对象是自然、经济和社会复合体系。

(2)生态工程的主要内涵:①生态工程是基于生态学等理论;②生态工程是一个宽泛的概念,包括所有类型的生态系统以及与之相互联系、相互作用的潜在人类活动;③包括工程设计的概念与含义;④存在一个潜在的价值体系。

(3)应用:①生态环境工程;②恢复受损生态系统,缓解对资源的过度开发,生态恢复;③人工生态系统 ;4)生态产业。 (4)遵循原则:①协调与平衡;②减少地貌改变;③增加绿带面积;④增加蓝带面积;⑤多孔性结构物;⑥使用天然材料。

四.生态工程与传统工程的区别。

答:

答:

五.生态工程与环境工程的最大区别在于:生态工程考虑利用生态系统的自我设计特点,是有利于人类和自然两者的设计。而环境工程则是利用一系列科学原理,去净化或防治环境污染。与传统工程相比,生态工程是一类低消耗、多效益、可持续的工程体系。

六.生态工程的发展趋势

答:(1)研究对象的扩大、理论的进一步充实;(2)生态工程的方法论与技术手段尺度进一 步扩展 :①从物理过程的量化走向生态过程的序化 ;②从工程结构的优化走向生态格局的进化;③多学科、多技术结合调控社会—经济—自然复合生态系统的全生态过程;④环境保护与生产和消费结合,废弃物处理与利用结合 ;(3)生态工程生产出的生态产品功能化、保健化和高效化。

第二章 生态工程原理

一.生态工程的原理有哪些?

答:(1)自组织原理;(2)正负反馈调节原理;(3)共生原理;(4)正常立地理论;(5)局部控制与全局调节原理;(6)生态结构与生态功能相互作用的原理;(7)生产功能与保护功能耦合的原理;(8)物质循环,能量分级,多层利用的原理;(9)仿生原理。

二.自组织原理?

1.自组织的定义

在系统实现空间、时间或功能的结构过程中,依靠系统内部的相互作用来达到,内部由无序变为有序,这种系统称之为自组织。 2.自组织的结果

自然生态系统自组织的结果,是在具体的生境,在光、热、水、气等因素作用下,生物个体和种群抢占和适应各种生态位,组成了生物群落和食物链网络,是一个叠加在周围环境之上适应环境的生态系统,这也就是自然生态系统的自我设计。 3.自然生态系统特点

它对太阳能的充分利用,对化学元素的循环利用,具有少消耗、高生产率又无废物的生产过程,是任何人工生态系统无法比拟的。

三.正负反馈调节原理?

1.因果关系

系统内相互联系的组成部分之间,总是具有因果关系的。为了解系统的部分与整体之间及部分与部分之间的关系,可将复杂的整体通过因果关系加以分解,借以简化。

2.反馈关系

(1)反馈:在系统中,把输出反过来馈送给输入,就称反馈,反馈是原因和结果的逆向联系。

(2)因果反馈环:原因影响结果,结果又影响原因,原因与结果通过信息流组成一个闭合的反馈系统,称之为因果反馈环。

(3)正反馈环:当因果反馈环中的一个变量发生变化,通过环中各组分间依次发生的连锁反应,使变量的变化增强,这种自我强化的因果反馈环称为正反馈环。最后使系统远离初始状态。

(4)负反馈环:当因果反馈环中一个变量发生变化,通过环中各组分间依次发生的连锁反应,使变量的变化减弱,最后引起变化趋于稳定,系统保持其初始状态,不使变动过大,所以负反馈环具有自我调节的作用。

(5)正反馈环与负反馈环的相互作用:当负反馈环自我调节作用强于正反馈环的自我强化作用时,系统就呈现出趋于稳定的行为;但当正反馈环的自我强化作用胜于负反馈环的自我调节作用时,系统就出现无限增长或急剧衰减的行为。正是正反馈环与负反馈环的相互作用,决定了系统的行为。 3.反馈调节

在一个系统中,利用正负反馈的耦合关系,根据系统的问题和解决问题要达到的目标,通过正反馈环的自我增强作用和负反馈环的自我调节作用的加强和减弱,可以控制系统的变动方向和发展趋势,这就是反馈调节。

四.共生原理

1.共生的定义:共生又叫互利共生,是两种生物彼此互利地生存在一起,缺此失彼都不能生存的一类种间关系,是生物之间相互关系的高度发展。

2.丸山孙郎:最有生命力的不是最强壮的,而是。

五.正常立地理论

1.立地的定义:影响树木或林木的生长发育、形态和生理活动的地貌、气候、土壤、水文、生物等各种外部环境条件的总和,称为立地。构成立地的各个因子,即立地条件。

2.正常立地的定义:正常立地也称标准立地,是指在生态序列处于正常位置的立地。所谓正常位置,是那些能反映大气候的水、热条件的平坦部位,在这样的部位上才能发育与大气候相适应的土壤和生长与大气候相一致的植被。

3.近正常立地的定义:近正常立地在地形垂直分化系列中处于正常立地附近的位置,但与正常立地有一定偏离:比正常立地稍热,或稍冷;比正常立地稍湿,或稍干。引起土壤类型和土种的变化以及植物群落的偏离

4.超常立地的定义:超常立地在地形气候和气候水文特征方面同正常立地有极大的偏离,因而引起土类和植被群、系、纲发生变化。 5.异常立地的定义:异常立地在地形分化系列中,占据着极端的位置,处于一个地域中的最高或最低、最干或最湿的地方。土壤和植被与大气候都不适应。

6.标准立地理论在生态工程中的作用?

答:标准立地理论对生态工程有着重要作用,主要表现为以下三点:(1)它可以把生态系统的垂直结构与水平结构联结起来,尤其对研究生态系统的空间相互作用与时间演替具有认识论意义。(2)标准立地理论对于正确认识顶极群落及生态平衡也是非常重要的理论。(3)更为重要的是认识了标准立地,就有可能通过人类与自然界合作共同创造与自然规律相符合的新自然环境、新的生态系统。

六.局部控制与全局调节原理

1.整体与部分

整个生物圈是一个多级层次系统的有序整体,每一个高级层次系统都是由具有自己特征的低级层次系统所组成,细胞组成有机体,有机体组成种群,不同种群组成生物群落,生物群落与周围环境一起组成生态系统,生态系统又与景观生态系统一起组成总人类生态系统。因此每一个等级既有独立性又有从属性。不存在绝对的部分和绝对的整体。 2.生物圈的等级组织原理 (1)生态系统等级树

整个生物圈是一个多重的等级组织,从生物个体到种群,从生物种群到生物群落,从生物群落到生态系统,从不同等级的生态系统到整个生物圈组成一个多级有序整体。自然界的等级组织不是线性的等级系统,而是树枝状的等级系统。 (2)局地等级

生态系统的局地等级有生态元、生态段和生态链。

①生态元定义:生态元是生态系统的最小单元,它是地球表层在垂直方向和水平方向上都一致的地段。相同的立地条件和生物群落,是同质单元。

②生态段的定义:生态段是不同的生态元有规律的结合体。受地形形态制约。

③生态链的定义:生态链是一些在地域分布上和发生上有生态联系的生态段的有规律的组合,每一个生态链都有自己的一系列相互更替并有物质与能量联系的生态段。 (3)地域等级

①景观定义:指一定区域内由地形、地貌、土壤、水体、植物和动物等所构成的综合体,区别于风景、景色。

②生态地带定义:生态地带是在标准立地上发育与大气候的水、热条件相适应的生物群落及生态系统的总和,它具有随大气候条件的变化而呈带状分布的特点。

七.生态结构与生态功能相互作用的原理

1.生态结构

(1)生态结构定义:生态结构是生态系统各组成部分的组织形态及各组成部分之间的相互联系、相互作用方式,或生态系统各生态元的分布格局及各生态元之间的相互作用方式。 (2)生态系统结构的分类

生态元一生态段一生态链一景观一地带一带一生物圈通过能流、物流、物种流和信息流组成了一级比一级高的等级结构。等级越高其联系越差,结合力越弱。可以分为:生态系统的垂直结构、生态系统的水平结构、时间结构、信息反馈结构。

①垂直结构:生态系统在垂直方向上组成物质形态不同、性质各异但又互相联系的“千层饼”构型,如生态系统中的乔木层、灌木层、草本层及地下层。

②水平结构:生态系统在水平方向上的分布格局以及各部分之间的相互关系,组成了水平结构。生态系统是分等级的,因此水平结构也具有等级性。 等级越高,结构越复杂

③信息反馈结构:信息反馈结构是生态系统各种反馈环的组成和各反馈环之间的相互联系性质,如林、草、田复合生态系统因果反馈的结构图即反映了系统中各要素之间的信息往复联系。

④时间结构:在时间轴上生态系统随时间的节律变化(生态系统中大部分生物成员的活动表现出昼夜的周期性)而构成的一系列状态的组合,如萌发、出叶、开花、结果、成熟、落叶等。这种时间结构是生物与周围环境节律相匹配的结果,只有时间结构配置好,才能充分利用光、热、水、气、土等资源。 2.生态功能

(1)生态功能定义

指有特定生态结构的生态系统通过生态流在与内部及外部相互联系中表现出来的作用。其主要功能是生产功能与保护功能。生产功能是生态系统的生产者通过光合作用,将从土壤和空气中吸收的养分、水分和CO2制造成有机物的功能。保护功能是生态系统在生产过程中发挥自我施肥、自我调节、自我稳定机制的作用,保持生态系统健康发展的功能。 (2)生态功能的分类

生态功能可以分为生态系统的供给功能、生态系统的处置功能、生态系统的抵制功能以及生态系统的保存功能。

①生态系统的供给功能是生态系统从周围环境获取物质、能量、信息和物种供给系统运转,保持系统稳定状态最低需要的能力。 ②生态系统的处置功能是将供给功能输入的物质、能量、信息加以处理,或将它们转移,或将它们排除。

③生态系统的抵制功能是防止物质、能量、信息和物种,从周围环境进人系统内部,以保持系统不超过它的最大忍耐限度。生态系统的抵制功能,是从选择和调节两个方面起作用的,当污染及有毒物质等进入系统太多时,为了保持给定水平的保护力,它通过抵制功能控制它的周围环境。

④生态系统的保存功能是把从周围环境输入到系统内部的物质、能量、信息和物种存储在系统内部的能力。如果一个生态系统不能存储从外界进入的物质、能量、信息及物种,只是稍一过境,便很快失去,这就称为流失。 (3)四种损伤类型

①进料不足:系统作为汇从环境中获得的输入太少,它不能从周围环境得到更多的物质和能量,不能保证稳定状态的最低需要,也就不能在给定水平上保持其本身的保护力。

②阻塞:系统作为实际的源对其周围环境输出的太少,它的无用能及废物不能及时地排出去而呈滞留状态,系统会因超过它的最大忍受力而遭到损伤。

③进料过多:系统作为潜在的“汇”,从周围环境得到太多的能量和物质,尤其是从“源”中得来的污染物或废弃物太多、或水分太多如暴雨等,造成滞留状态,系统也因超过其最大的忍耐力而受到损伤。

④泄漏:系统作为潜在的源,因对周围环境输出过多的能量和物质致使系统满足不了其最小需求的能力,系统也会受到损伤。 3.结构与功能的关系

生态系统的结构与功能是紧密联系、密不可分的。结构是功能的基础,没有一定的结构,功能就无法得到实现,因此结构决定功能,没有良好的结构,难以完成健全的功能。但生态功能是生态结构在生态流作用下,在与内外相互联系中所表现出来的能力,可以说功能是结构的表现。人们认识生态结构,为的是充分利用其功能,为人类生产更多的物质财富,又不破坏生物圈的组织原则;人们根据自然界自组织原理调整结构,为的是改善系统功能,使其对人类社会和自然界都有益处;人们按自然规律建造新的生态结构,为的是获得新的功能,使系统向更加完善的方向发展。

八.生产功能与保护功能耦合的原理

一个生态系统既要生产,又要保护自身的稳定性和周围的环境,以便持久地利用自然,就必须将生产功能与保护功能结合起来。

九.物质循环,能量分级,多层利用

物质在生物圈中循环往复,始终处于循环利用之中,充分利用;能量在生物圈中多次转化,合理流通,使得生物圈的资源虽然有限,但不发生资源危机;能量虽然主要是来自太阳能,但利用起来最为合理。

十.仿生原理

(1)仿生定义:仿生主要是模仿自然界中生物与生物之间的关系行为。在生态工程中,仿生物行为能改善状态不佳的生态系统的结构,完善其功能,使其以最小的物质能量消耗,维系系统的可持续发展和较高的物质产出,创建与自然相和谐的生态系统。 (2)仿植物的相生相克行为

相生相克现象是一种植物通过向环境释放化学物质,影响周围其他植物的现象。释放的大部分克生化合物都对他种植物起作用,克生化合物具有选择性、专一性的特点。它可通过抑制细胞分裂或伸长,引起根细胞膜去极化,使阴离子、阳离子的透性增加,改变植物体内水分状况,改变激素水平或影响激素平衡等状况。 (3)仿动物的利他行为

所谓利他行为是指那些靠牺牲自身生存和生殖而增加其他个体生存机会和生殖成功率的现象。利他行为主要有三种表现形式:第一“亲缘利他”,即有血缘关系的生物个体为自己的亲属提供帮助或作出牺牲。第二“互惠利他”即没有血缘关系的个体为了回报而相互提供帮助。第三“纯粹利他”,即利他者不追求任何针对其个体的客观回报。

十一.系统工程学理论

1.系统的定义:系统是两个或两个以上相互联系、相互以来、相互制约、相互作用的元素组成,具有特定功能、想特定目标运动发展的有机整体。

2.系统原则(系统本身具有特点):1)系统的整体原则:整体大于部分之和;2)相关性原则:研究要素与要素、要素与系统、系统与环境之间相互关系;3)系统的自组织、自设计原则;4)系统的方向性原则:系统通过反馈、适应环境、保持稳态,从而达到其活动的方向性、目的性、有序性;5)系统优化原则:通过系统的自组织、自调节,是系统在一定环境下达到最接的结构、发挥最好的功能。 3.系统工程方法:系统工程具有时间维、逻辑维和知识维。

十二.生态位定义

生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用.每一个物种在生态系统中都有自己特定的功能和营养位置。 十三.混沌

1.混沌定义

混沌不是纯粹的无序、混乱、模糊,而是具有确定性的非线性系统。

2.自然界物质运动三种形式:1) 严格确定性的运动;2) 彻底随机混乱的运动;3) 就是介于这两者之间的混沌运动,被严格限制在稳定范围之内的混乱运动。

3.混沌现象的基本特点:1)具有不可预言性;2)对初始条件的极端敏感依赖性。

十四.普利高津耗散结构理论

远离平衡态的开放系统通过不断地与外界交换物质和能量,在外界的条件变化达到一定的阈值时,能从原来的无序状态转变为在时间上、空间上的有序状态.成为耗散结构的四个条件:开放性、非平衡性、非线性和随机性 。

十五.生态学系统理论

1.非生物因子

限制性因子原理:生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,但是其中必有一种和少数几种因子是影响生物生存和繁殖的关键性因子,这些关键性因子就是所谓的限制因子。

最小因子定律、耐受性定律:任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围它就会成为这种生物的限制因子。低于某种生物需要的最少量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。 2.生态系统的组成:生产者、消费者和分解者。

3.能量和养分的转移:食物链、食物网(生物多样性的安全性)。 4.生态系统特征总结

①生态系是生态学上的一个主要构造和功能单位,属于生态学研究的最高层次其次为群落、族群以及个体。②生态系具有自我调节的能力,生态系的构造越复杂,物种数目越多,自我调节能力亦越强,而物种组成的变化、环境因索的改变、信息系统的破坏常是导致生态系自我调节失效的3个主要原因。③生态系具有能量流动、物质循环以及信息传递3大功能,能量流动是单方向的,物质流动是循环式的,信息传递则包括了营养信息、化学信息和行为信息,而由这些信息构成了信息网。④生态系中营养阶层的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损失。⑤生态系是一个动态的系统,要经历从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。

第三章 生态工程的设计

一.生态工程的设计原则

答: (1)尽可能维持块区(patch)的完整;(2)必要时设置块区屏障;(3)加强边界生态结构的多样性;(4)边界尽可能设计为指状交合形式;(5)建立有效的生态廊道。

二.生态工程设计的目标——系统的持续性

1.系统持续性定义

生态系统的持续性:某一生态系统可以持久无限的维持或支持下去的能力。生态工程的作用就是对生态系统加以调控向可持续发展方向转化。

2.生态系统可持续性的测度框架

生态系统的可持续能力由生态整合性、自维持活力、自调节力和自组织力所构成的一个四维能力体系。

三.生态工程的技术体系

1.生态分析技术

(1)生态调查

生态调查主要是对某一生态系统环境或区域内生态环境状况及社会经济状况的调查。环境应该包括非生物环境和生物环境两个部分。生态调查的具体内容包括:①气候资源;②水文资源;③土地资源;④生物资源;⑤社会经济资源。

(2)系统诊断

在生态调查的基础上,对生态系统进行系统诊断,系统诊断也是生态工程规划与设计的基础性工作,包括: ①摸清环境系统所包含的资源数量、质量及其时空分布特性,做出定性和定量的分析和评价,确定资源的开发利用价值和合理利用限度;②分析环境对系统的限制、约束的因素和程度,预测环境的发展变化;③找出造成系统现实状态、功能和理想状态、功能之间差距及其原因,提出要解决的关键问题和问题的范围,初步提出系统的发展方向和目标。 2.模型与数据库技术 (1)模型的作用

描述和预测生态系统的行为。通过模型的运算,评价所选择的分析手段与数据集是否合适,然后借助系统的关联分析和状态分析,通过模型的仿真分析,找出关键组分和关键因子。结合评价系统分析和系统的正负反馈机制,进行综合分析。 (2)模型的分类:

模型包括:概念(文字)模型、物理模型、数学模型、分室模型、能量模型和计算机模拟模型。

①概念模型是建立数学模型和计算机编程的起点;②物理模型可将本来纷繁复杂的生态系统结构简化;③能量模型将所有物质形态包含的能量标准化,将热值、电能、化学能等形式的能量均转换为太阳能,并提出了统一的能量符号——能值,在区域生态经济工程规划设计、生态示范区、可持续的发展评价上应用广泛;④数学模型具有真实性、精确性和普适性,但不易同时满足;⑤分室模型通常用来代表营养物质或者能量的储存库,是分室内多种种群及其复杂生态过程的外在体现和简化,因此通过分室模型将生态系统组分之间的关系大大简化,便于对它进行计算分析和人为的调控,通过参数的估算为系统设计提供参考依据。

四.生态工程的设计内容

生态工程的设计基本包括:生物种群的选择、生物群落结构设计、人工环境设计、节律匹配设计、人工食物链设计和加工链设计六个部分。

(1)生物种群的设计

生物种群是生态系统的重要组成之一,是建设、调控、改造、治理生态系统的基本材料。选择适宜的生物种群是建立高效人工生态系统的关键。

①物种群选择的依据:第一,工程实施对象(或地区)的自然环境特征;第二,要根据当地的社会经济环境条件;第三,要考虑市场对该种生物种群经济产品的需求情况;第四,要考虑当地人民的风俗习惯;第五,要考虑生物种群的经济效益和生态效益。

②物种群选择的内容

一般包括:生物种群的调查、收集、引进,适应性培植(养殖)实验,比较选择三个部分。 (2)生物群落结构设计

①设计内容:种群组成数量计算设计、群落的平面布局设计、生物群落的垂直设计。

②设计的基本原理:生物群落设计的基本原理,是根据生态学的生态位原理、生物之间共生互生原理、景观布局原理、生物群落对环境保护和改造功能来考虑。

③生物群落设计过程包括:植物与植被、植物与动物、动物与动物。 (3)人工环境设计

人工环境包括:水环境、土壤环境、光热环境、大气和微生物环境等。人工环境设计的目的是要解决人工生物群落生长发育的适宜条件,保证人工生态系统建设的成功。 (4)节律匹配设计

节律匹配设计是在生物机能节律的基础上,设计组成生物群落的生物种群机能节律配合,形成人工生态系统的人工生物群落的机能节律,然后再与工程所在区域环境的时间节律进行选择和匹配,构成人工生态系统机能节律与环境时间节律的最佳配置。在设计过程中,不但要考虑工程实施区域自然资源的时间节律,同时要注意社会经济环境与社会经济资源的时间节律。

(5)人工食物链设计

包括:食物链的“加环”设计(生产环、增益环、减耗环、复合环)、食物链的“解链”设计、“加工环”的设计等三个大的范畴。食物链加工环的设计是根据营养级原理,以资源类型和数量选定加环食物链的种群类型和种群数量。 ①食物链生产环的设计

是生态工程中重要的工艺过程。是利用人类不能直接利用或利用价值不高的生物产品为资源,通过加入一个新的生物种群进行物质、能量的再转化过程。 ②食物链增益环的设计

食物链的增益环主要是针对人类生产、生活过程中产生的废弃物来讲的。废物中仍然含有一定数量的营养物质和能量,属于资源,根据这些资源的特征选定适应的生物种群,通过种群对它们进行转化和物质能量的富集。产品可供给食物链的生产环,作为补充资源,增加生产效益。

③食物链减耗环的设计

人工生态系统的生物生产过程中由于一些有害虫、兽会造成生物产量损失,甚至会生态系统的崩溃。这些有害的生物种群称为食物链的耗损环。利用生物措施进行害虫害兽的防治,抑制耗损环的生物种群称为食物链的减耗环。

减耗环的设计包括:(a)查清当地主要生产型生物种群的对抗性生物类群(耗损环),并研究解析这些对抗性种群的发生发展规律;(b)选择对耗损环生物种群具有拮抗、捕食、寄生等作用,但对其他生物种群无害的生物种群;(c)建立耗损环生物种群的保护、放养与人工繁殖的工艺技术体系;(d)根据耗损环的种群数量与发生规律,来确定减耗环生物种群的数量配比。 ④食物链的解环设计

利用食物链的解链技术,使有害物质降解或脱离与人类相联系的食物链。

食物链的解链设计一般包括:(a)在生态工程设计过程中,把生态工程的产品改变用途,使它们脱离与人类食物相连的食物链,切断污染物进入人体途径;(b)改变生态工程人工种群的类型,使它们的产品不可进入人体;(c)加入一个或几个生物种群,使那些对人类有害的物质降解,或者对有害的物质不吸收、不富集。

食物链的解链重要的是选择最佳的解链部位和方法:则什么时间、哪个环节解链损失最小,怎样做到既达到了解链的目的又可以增加收益。

⑤食物链的复合环选择与设计

自然界中有一种生物,不但可以作生态工程的减耗环,同时它又是人类所需要的经济产品,称为复合环。如稻田养鱼,杂草为饵料,鱼粪为肥料。 ⑥加工链的设计

生态工程产品的加工,是提高工程效益的有效途径。这种加工链与食物链有极其相似的意义。加工链的设计与生产环的设计基本相同,只是加入的食物链种群不是一般的生物,而是以人类这个特殊的生物种群来替代。

五.生态工程的分类

(1)以产业类型划分:农业生态工程、种植业的生态工程、林业生态工程、畜牧与水产养殖生态工程、污染生态工程、农村庭院生态工程、城市生态工程。

(2)以区域类型划分:山地生态工程、水体生态工程、湿地生态工程、滩涂生态工程、草原生态工程、盐碱地生态工程、沙漠生态工程、过渡地带生态工程、环境脆弱地带生态工程等。 (3)可再生能源问题

可再生能源包括:水能利用工程、生物能利用工程、太阳能利用工程、风能利用工程、潮汐能利用工程、地热能利用工程等。我国可再生能源的基本潜力包括:水能、生物能、太阳能、风能、地热能、潮汐能。

六.生态工程的设计方法

生态工程的设计方法包括:斑块潜力评价、适宜性评价、稳定性分析、生态演替促进法、外来种的引进与控制方法、生态恢复方法、结构调整的方法、功能完善的方法以及物质循环与能量转化的调整方法。 1.斑块潜力评价

(1)斑块定义和评价标准

斑块是指不同于周围背景的、相对均质的非线性区域。斑块尺度的生态设计应根据各斑块类型的潜力评价,寻求自然原型中的适宜部分。评价标准:生态系统的基本功能是否令人满意。 (2)土地潜力评价方法

根据坡度、地形、地面组成物质、土壤的物理性质和肥力、气候和径流、土地侵蚀方式和程度、土地利用现状等一系列指标来衡量,每一指标根据适宜性而分成若干等级,每一等级给予一定分数,根据各项指标的总积分,可评定土地的潜力等级。分为7个等级:1级──最适于农作物生长,在利用上很少或没有自然局限性;2级──较适于农作物生长,土地在作物选择范围和阻碍耕作方面,局限性很小;3级──在作物选择范围和要求细致管理上,有中等程度的局限性;4级──在作物选择范围和要求细致管理上,有严重的局限性;5级──利用范围限于放牧、林业或旅游业;6级──利用范围限于粗放的放牧、林业或旅游业;7级──土地的局限性非常严重,很难整治。 (3)系统动力学方法在区域尺度生态工程设计

①因果关系分析;②设计流图和程序:选择评价系统功能的指标;积累变量的选择;非积累变量的选择; 流图的构建;程序设计;结果讨论。

2.适宜性评价

(1)土地适宜性评价:评价土地对特定利用类型的适宜程度的过程。通过分析某块土地对特定的土地利用放肆是否适宜或适宜程度,从而作出适宜登记的评定。 (2)《土地评价纲要》

《土地评价纲要》的评价系统分为纲、级、亚级、单元四个层次。

①土地适宜纲:表示土地对所考虑的特定利用方式评价为适宜或不适宜。经济原因居多,土地的适宜或不适宜即以这些原则划分。“S纲”表明土地质量能充分或基本满足某种特定用途的需要,该用途产生的效益足以抵偿投入的消耗,而且没有破坏土地资源的危险性。“N纲”表明土地质量不能满足某用途的需要,如土地质量太差、经济效益过低或该用途会引起严重的环境恶化等。

在不适宜纲内通常分为两级:当前不适宜类(N1)和永久不适宜类(N2)。当前不适宜类(N1):当前技术和现行成本下不宜加以利用。永久不适宜类 (N2):一般条件下根本不可能利用。

②土地适宜级反映适宜性的程度,可按照纲内适宜性程度递减的顺序用连续的阿拉伯数字表示。一般分三级:S1、S2、S3。S1级是高度适宜;S2级是中等适宜;S3级是临界(勉强)适宜。

③土地适宜亚级反映土地限制性类别的差异,亚级用小写字母附在适宜级符号之后的方法来表示,如S2m。S1级无适宜亚级。

④土地适宜单元是适宜亚级的续分,亚级内所有的单元具有同样程度的适宜性和相似的限制性。单元与单元之间的生产特点、经营条件和管理要求的细节方面都有差别。适宜单元的划分对于农场一级的土地规划很有意义。适宜单元用阿拉伯数字表示,置于适宜亚级之后,如S2e-1、S2e-2。 3.稳定性分析

稳定性是指系统对于干扰有较强的缓冲能力,在干扰发生时,系统的保存功能不被破坏,系统输出保持基本恒定。 (1)指标选取及指标体系的建立

分为自然因素指标和人为因素指标,人为因素是人类对生态系统的利用水平,用生物量表示;自然因素是自然过程对系统稳定性的影响。评价指标:地形地貌、生物量、土壤退化。为反映各指标及其所含因子对生态系统稳定性的贡献大小与隶属程度,用指标的权重系数和因子的稳定隶属度来表示。指标权重采用特尔非法确定,地形和地貌(C1)、人类对生态系统的利用水平(C2)、沙碱化程度(C3)三项指标的权重值W1、W2、W3分别为0.264、0.396和0.340。 (2)景观稳定性分析

以生态建设为目的景观稳定性评价,应包括三个主要部分:斑块的稳定性分析、干扰在景观中传播能力分析和景观整体的稳定性分析。 1)斑块的稳定性评价

斑块的稳定性评价指标为斑块生物量物种多度:①生物具有很强的恢复能力,在严重干扰发生、种群密度降至低水平时,多数物种具有更强的繁殖和扩散能力。②植物是固定太阳能、保证景观具有开放性和耗散结构的核心,同时也是景观中物质交换的重要载体。③生物反馈的不稳定性导致的种群区隔离,增加了景观异质性,从而减少了干扰的传播。 2)斑块变动临界值分析(干扰在景观中的传播能力)

在干扰传播过程中,总会遇到稳定斑块和不稳定斑块。不稳定斑块对干扰抗性小,易于干扰干扰传播;稳定斑块对于干扰抗性大,不利于干扰的传播,因此具有一定传播能力的干扰能否经过由不稳定斑块和稳定斑块组成的镶嵌结构A而达到不稳定的B斑块,是判断B斑块是否发生变动的依据。

3)斑块对景观稳定性的影响(A:不稳定斑块的面积比;B:不稳定斑块的离散系数;C:不稳定斑块的均匀度;D:不稳定斑块的形状系数;E:不稳定斑块综合影响系数)

①景观中不稳定斑块的面积比:景观的不稳定斑块的面积比越大,景观就越不稳定。

②不稳定斑块的离散系数:指不稳定斑块在景观中的分布状态。离散系数小时,表明不稳定斑块相互分离,该情形下景观较为稳定;反之,当离散系数较大时,景观不稳定。

③景观中不稳定斑块均匀度 :不稳定斑块均匀度指不稳定斑块在面积上是否均匀。一般情况下,不稳定斑块在面积上越均匀,即Q值越小,对景观整体稳定性影响越小。

④景观中不稳定斑块的形状系数 :不稳定斑块的形状系数用来表明不稳定斑块与基质接触的程度。形状系数越高,景观越不稳定。 ⑤景观中不稳定斑块综合影响系数: 4.生态演替促进法 H0.750D0.107R0.107Q0.036Z

生态演替包括物种的更替,动物、植物和微生物数量及质量的变化,还括土壤和周围环境的一系列改变。 (1)生态演替的原理

①演替是植物群落受到干扰后的恢复过程或原生裸地植被形成和发展的过程。

②在未被干扰得自然景观,植物群落总会向该地带稳定性大的方向发展,即从结构简单向结构复杂的方向发展,这就是进展演替或正向演替。反之,受到干扰后,原来稳定性较大、结构较复杂的植物群落消失,取而代之的是结构简单、稳定性较小的植物群落,或失去植被保护的裸地,这就是逆向演替。无论是正向演替还是逆向演替,演替过程中状态的依次变化称其为演替序列。

③演替是一个漫长的过程,但演替并不是无休止、永恒延续的过程,当群落演替到与环境的物质交换处于平衡状态时,演替就不再进行,即以相对稳定的群落为发展顶极。据此,一般称演替初期为先锋期,演替中期为发展期,最后的稳定状态为平衡期即顶极群落。处于顶极群落的生态系统结构最复杂,抗干扰能力最强,具有相对多的物种和相对高的生产力,是人类可仿效的生态系统。 (2)仿效演替过程

人类可以仿效生态系统的演替过程对被破坏的景观进行恢复和重建。 (3)促进演替过程

生态演替的主要原因是生物之间及生物与环境之间关系的变化,要促进正向的生态演替,就必须改变植物的种类和数量、水分条件、土壤状况及人类活动的强度。

1)处于逆向演替阶段生态系统的恢复

对于处在逆向演替阶段的生态系统的恢复应根据地带性规律、生态演替及生态位原理选择适宜的先锋植物,构建种群和生态系统,实施生物与生境同步恢复的策略,逐步将生态系统恢复到与大气候和地貌条件相协调的水平。

基本步骤如下:(a)调整社会经济结构,减少人为干扰;(b)协调生态系统和周围环境的关系,促进正向演替;(c)引进植物,建立稳定的生态系统;

2)处于正向演替阶段的生态系统的保护 具体保护措施:(a)划分生态功能区;(b)调整系统结构,在生态保护系统安全的条件下发展生产;(c)建立生态系统网络监测体系。 5.外来种的引进与控制方法 (1)外来种引进的原则:(a)适生原则;(b)可控性原则;(c)利大于弊原则。 (2)外来种的引进与控制

①种源选择和选种育种:引进时要对不同种源做对比试验,以获取最佳种源;②引进植物试验:引进外来种,必须通过试验,否则,可能会造成严重的生态问题。一般来说,物种引进之后要经过淘汰、测验和验证三个阶段;(3)引进植物的栽培:适宜的人工培育措施是引种最终成功的基本保证。(4)建立引种技术档案:物种引种驯化是一项长期、复杂的科学试验,需从引种之初就建立技术档案,长期积累资料以作为分析引种成败和推广成果的科学依据。 6.生态恢复方法

(1)生态恢复的定义

生态恢复是根据生态学、经济学和社会学等学科的相关理论,采用系统工程方法和生态工程技术,消除退化生态系统的各种限制因子,恢复和重建其合理的结构,使退化生态系统恢复到原有或正常状态,发挥正常的生态功能。 (2)与生态恢复相关的概念

①保护:即去除干扰使生态系统演替至原有的状态;②改良:即改良立地的条件以使原有的生物生存,一般指退化景观向好的方向转化过程中人类对其采取的措施;③改进:即对原有的受损系统进行结构调整,以提高其某方面的功能;④修补:即修复部分受损的结构;⑤更新:指生态系统发育及更替;⑥再植:即恢复生态系统的部分结构和功能,或恢复先前的土地利用方式。与自然条件下发生的次生演替不同,生态系统强调的人类的主动作用。 (3)生态恢复的目标

地表基底稳定性的恢复;提高退化土地的生产力;减少或控制环境污染;增加视觉和美学享受。 (4)生态系统恢复的原则

一般包括自然法则、社会经济技术原则和美学原则。自然法则是生态恢复与重建的基本原则,也就是说,只有遵循自然规律进行恢复和重建,才是真正意义上的恢复,否则只能是背道而驰,事倍功半;社会经济技术条件是生态恢复重建的后盾和支柱,在一定尺度上制约着恢复的可能性、水平与深度;美学原则是生态恢复与重建的行为准则,即生态系统的恢复与重建应给人美的享受。 (5)一般生态系统的恢复技术包括:(1)非生物或环境要素:包括土壤、水体、大气质量的恢复技术;(2)生物要素:包括物种、种群和群落的恢复技术;(3)生态系统:包括结构与功能的总体规划、设计与组装技术。 7.结构调整的方法 (1)结构失稳

当外界所施加的压力超过生态体自身调节能力和补偿能力时,将造成生态系统结构破坏、功能受阻以及反馈自控能力下降,这种状态称为结构失稳。 ①垂直结构失稳

生态系统垂直结构失稳的表现在物种的缺失和组成成分的不完善。 ②水平结构失稳

水平结构的失稳主要表现在水平方向上植物群落和景观单元的均质变化。 ③营养结构失稳

生态系统各组分通过食物链,把生产者、消费者和分解者联系起来,食物链相互交错,形成食物网,即构成了生态系统的营养结构。营养结构的失稳主要表现在整个系统内个别物种的灭绝,食物链的断裂。 (2)结构调整的方法

自然调整:生态系统的自然调控机制是从自然生态系统自我进化生成的生物与生物、生物与环境之间的反馈调控、多元重复补偿的稳态调控。人工调整:对被破坏的生态系统实施人工设计,以人为主导,在人与自然共同创造原则的指导下,对结构进行修补和完善,以达到修复生态系统的目的。

①垂直结构调整的方法:生境调节;输入输出调节;系统生物调节;系统结构调节。 ②营养结构调节:食物链、网调节,食物链设计。

③水平结构调节:生态系统的生物调节;群落水平的调节。 8.功能完善的方法

基本功能包括:供给功能、处置功能、抵制功能和保存功能。 (1)生态系统功能缺损的诊断

①供给功能缺损的诊断:供给功能缺损,一是表现为进料不足,则系统的生产和建造就被迫降低消耗或消耗殆尽;二是表现为进料过剩,输入的超过正常系统运转的需求,在系统的生产和建造会因为累积或负担过重而被迫停止。

②处置功能缺损的诊断:处置功能是将周围环境输入的物质、能量、信息和物中加以处理、转移或排除的能力。处置功能的缺损主要表现在系统阻塞。

③抵制功能缺损的诊断:生态系统的抵制功能是防止物质、能量、信息和物种从周围环境进入系统内部超过其最大忍耐限度的能力。从选择和调节两个方面起作用,当有毒成分欲进入系统时,系统会抵制其进入。抵制功能的缺损表现为系统对输入的物质失去选择与调控能力。

④保存功能缺损的诊断:生态系统的保存功能是把环境输入到系统内部的物质、能量、信息和物种流保存到系统内部的功能。功能缺损主要表现在物质和能量的泄漏。 (2)生态功能完善的方法

①供给功能完善的方法:供给功能补救措施包括增加直接和间接供给。直接供给:按照系统的供给需求差额,向系统输入缺损的能量、物质、信息和物种。间接供给:通过“二传手”的方式向系统补充其所缺失的能量、物质、信息和物种。(2)保存功能完善的方法:补救措施就是增强保存能力。(3)处置功能完善的方法:补救措施就是增强系统的疏导能力。一是在系统中增加新的疏通渠道;二是增加系统中新的组分,替代原先失灵的组分。(4)抵制功能完善的方法:补救措施就是增强系统的抵抗力。抵抗力的增强措施有:一是提高系统自身抗干扰的能力;二是为系统设置屏障,减少干扰入侵的几率。 9.物质循环与能量转化的调整方法 (1)生态系统中能量流渠道及过程

①能量的赋存方式:a辐射能;b化学能;c机械能;d电能;e生物能。

②能量转化遵循的定律:能量的流动遵循热力学第一和第二定律。第一定律:能量守恒定律;第二定律:衰变定律或能量散逸定律,指能量在转化过程中存在的衰变、散逸现象,即能量在传递过程中,总有一部分能量从浓缩的有效形态变为可稀释的不能利用的形态。

③能量流动的渠道:食物链、食物网是能量流动的主要渠道。

(2)生态系统中重要的物质循环:水循环;碳循环;氮循环;磷循环;硫循环。 (3)物流和能流调控的基本方法

①通过系统状况反馈实施调控:若输入小于输出,系统出现“萎缩”甚至“衰竭”的“饥饿”状况;若输入大于输出,系统出现“臃肿”或“膨胀”的“超饱和”状况。

②生态系统的复合调控:生态系统的复合调控分为两个层次: a 以自然调控为主,社会调控为辅;b 以社会调控为主,自然调控为辅,通过仿自然原型,人工建造符合自然规律,按自然过程运行的仿自然生态系统,以使各种流的流通渠道畅通,系统可持续发展。

第四章 湿地生态工程理论与方法

一.湿地生态系统

1.湿地概念

湿地指不论其为天然或人工,长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带,为静止或流动,或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。 2.湿地生态系统定义

湿地生态系统是指由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物等生物因子以及太阳辐射、气候、水文、土壤等环境因子通过物质循环、能量流动和信息传递构成的一个独特的生态系统。 3.湿地生态系统特点

(1)组成形态特征:湿地以水的存在为特征; 湿地的土壤与邻近的高地明显不同;湿地供养的植物适应湿生条件。(2)功能特征:高生产力;多样性生境类型和生物群落多样性;过渡性;脆弱性。 4.湿地分类

(1)按照 Ramsar湿地分类系统的划分方法,将湿地分为海岸/海洋湿地、内陆湿地和人工湿地三大类,或者简单地将湿地划分为天然湿地和人工湿地两大类。

(2)中国湿地的主要类型包括:沼泽型组;浅水植物湿地型组;红树林湿地型组;盐沼型组;海草湿地型组。 5.湿地生态系统功能

(1)生态功能:保护生物和遗传多样性;蓄洪防旱,防止自然灾害;固定CO2、调节区域气候;降解污染物、净化水质;防浪固岸、保卫国土安全。

(2)社会经济功能:重要的水源地;提供丰富的动植物资;提供丰富的工业原料;提供能源和水运条件;景观与旅游;教育与科研价值。 6.湿地生态系统现存问题 (1)湿地面积萎缩;(2)生物多样性降低;(3)湿地污染。

二.湿地生态工程模式与关键技术

1.湿地恢复与重建的设计策略 (1)低位沼泽

指标体系:水位(水深,水温,谁周期),营养物质(N,P),植被(盖度,优势种)动物(珍稀及濒危动物),生物量。策略:恢复地下水位,减少营养物质输入,草皮迁移,割草及清除灌丛,恢复对富含钙,铁地下水的排泄。 (2)湖泊

指标体系:富营养化,溶解氧,水质,沉积物毒性,鱼体化学含量,外来物种。策略:增加湖泊的深度和广度,减少点源非点源污染,迁移富营养化沉积物,清除过多草类,生物调控 (3)河流、河缘湿地

指标:河水水质,浑浊度,鱼类毒性,沉积物,河漫滩及洪集平原。策略:疏浚河道,切断污染源,增加非点源污染净化带,防止侵蚀沉积,河漫滩地自然化 红树林湿地

(4)指标:溶解氧,生物量,碎屑,营养物质循环,潮汐波。策略:禁止矿物开采,严禁滥伐,控制不合理建设,减少废物堆积 2.湿地生态系统的修复技术

(1)针对湿地水体生态工程的关键技术

①化学方法:通过氧化- 还原作用及化学凝聚、吸附作用除去磷、重金属及难溶物质。但是该方法易造成二次污染 ;②物理方法:通过物理沉淀、过滤、吸附进一步除去可沉淀的固体、胶体、BOD5、氮、磷、重金属、细菌、病毒及难以溶解的有机物质,但不足之处是治标不治本 ;(3) 生物方法:通过微生物代谢、氧化作用、植物的吸收及细菌的消化与反消化作用进一步除去BOD5、氮、磷、胶体和难溶有机物质及重金属。

(2)针对湿地底质的生态工程

①湿地的底质面临的主要问题:a.由于围垦、建造堤坝等,排干湿地水,造成湿地土壤肥力下降;b.水质污染导致土壤污染;c.潮汐盐沼的水盐条件受到极大影响,导致盐沼湿地面积减小;d.由于海平面上升、大型水利工程的影响,流域来水减少,导致河口湿地退化。

②恢复湿地基质的主要措施:第一,在土壤里加入修复剂,转化驱除污染物;第二,利用某些具有超积累功能的植物吸收一些重金属污染物;第三,在缺乏土壤覆盖的地区,采取客土移植。在初步改善的基础上适当引种植物,通过植物的新陈代谢,增加土壤肥力;第四,增加支流数目,恢复水文状况,进而恢复湿地基质状况。 (3)针对湿地生物的生态工程

①海的盐沼湿地,抬升沉积层是恢愎湿地植被的关键。植被恢复一般在潮间带上部,受到高能潮汐影响较少的地方。在泥沙来源稳定的前提下引入先锋物种。②先锋物种的选择。在退化严重的湿地生态系统,先锋植物能够有效保持和改良人工固定的土壤,一般应选择根系发达,生长迅速的一年生草本物种,以更快改善土壤结构和养分自给能力。③恢复本地物种与引入外源种。在植被恢复时,尽量使用当地物种。当地物种长期与环境协同进化,据有较高的适应性。有时为了增加系统生物多样性,也采取适当引入外源种。 3.湿地生态工程应该注意的问题 (1)确定合理的工程目标;(2)注重生态监测;(3)避免频繁干扰;(4)湿地生态工程应坚持生物措施与土石工程措施并用的原则;(5)湿地生态工程应考虑社会和经济问题。

三、人工湿地

1.人工湿地定义

人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,类似自然沼泽地,但由人工建造和监督控制,是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。它是一种集物理、化学、生化反应于一体的废水处理技术;是一个独特的土壤、植物、微生物综合生态系统。 2.人工湿地的分类

①根据植物的存在状态,人工湿地主要分为三种类型:浮水植物系统、沉水植物系统、挺水植物系统。②根据水的流动状态,该系统分为如下类型:自由水面系统(FWS),又称表面流湿地;潜流系统(SFS),又称潜流湿地。潜流湿地又分为水平流潜流系统(HFS)和垂直流潜流系统(VFS)。

3.人工湿地的组成

绝大多数人工湿地由五部分构成:①基质,具有透水性,如土壤、砂、砾石;②水体(在基质表面上或下流动的水); ③植物,适于在饱和水和厌氧基质中生长,如芦苇;④无脊椎或脊椎动物;⑤好氧或厌氧微生物种群。 4.人工湿地的优缺点

(1)优点:①建造和运行费用便宜;②易于维护,技术含量低;③可进行有效、可靠的污水处理;④对缓冲水力和污染负荷的冲击;⑤产生直接或间接经济效益。

(2)缺点:①占地面积大;②设计、运行参数不精确;③生物和水力复杂性对重要工艺动力学理解的缺乏;④易受病虫害影响;⑤达到最佳效率需要2-3个生长期。 5.人工湿地净化废水的机理

生活在土壤中的微生物(细菌和真菌)在有机物的去除中起主要作用,湿地植物的根系将氧气带入周围的土壤,但远离根部的环境处于厌氧,形成处理环境的变化带,这就加强了人工湿地去除复杂污染物的能力。大部分有机物的去除是靠土壤中的微生物,但某些污染物如重金属、硫、磷等依赖于土壤和植物的作用。 (1)悬浮物去除

悬浮物主要通过过滤、沉淀作用从水中去除。沉淀源于水流缓慢,起到良好的沉淀池作用。过滤源于土壤介质和植物根系形成大量生物膜。湿地对悬浮物的去除非常有效,悬浮固体出水值一般低于总固体浓度,一般设置沉淀池即可。 (2)有机物的去除

污水中的溶解性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解而去除。微生物降解有机物又分为好氧降解和厌氧降解。

(3)氮、磷的去除

①人工湿地处理系统对氮的去除作用主要是植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。定期收割湿地中的植物是去除氮的重要步骤之一。基质的吸附占次要作用。40%-50%。

②人工湿地系统中对P的去除主要通过下面三个方面:植物的吸收作用无机磷;聚磷菌的过量摄P作用;基质的物理化合作用,最主要的是基中Fe ,Al 和Ca等金属离子与磷酸根形成沉淀。而植物吸收对P的去除效率影响不大。去除率30%-40%

③生态系统对营养元素的需求比例,碳、氮和磷的物质的量比为106:16:1, 质量比为41:7:1。 (4)重金属去除、pH值

人工湿地对重金属也有很强的去除能力。金属离子去除机理主要有:植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀,人工湿地对污水中重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同起作用的。湿地pH值改变不大。 6.人工湿地的设计 (1)设计原则

①设计维护管理需求最少;②设计可利用自然能源的人工湿地;③设计符合当地景观环境的人工湿地;④确立人工湿地的主要目标;⑤强调湿地与水资源的关联性;⑥设计人工湿地成为生态交错区;⑦给予人工湿地自然演替时间;⑧应兼具功能和景观;⑨不能有过多的人工设计。 (2)设计关键 ①水力停留时间

潜流湿地水力停留时间达到2~4d时,即发生强烈的反硝化脱氮作用。表面流湿地的总水力停留时间以4~8d为佳。 ②水传导

表面流湿地应用曼宁公式:

潜流湿地应用达西公式:

表面流湿坡度取0.5%或更小,潜流湿地取0.5%-1% ③孔隙度ε

孔隙度是根据实际经验加以估计的。表面流湿地密集植被区域设计采用的孔隙度为0.65~0.75,开阔自由水域采用的孔隙度为1.02。潜流湿地为0.4. ④表面负荷率

⑤系统深度

潜流湿地系统深度理论上应该是植物根系能够到达的最深处。美国国家环保局根据多年工程经验,确定潜流湿地进水区域水深为40cm, 基质深度应比水深深10cm, 即系统总体深度为50cm。 ⑥处理单元长宽及其比例

BOD和悬浮物的去除发生在进水区几米的区域,潜流湿地处理单元长度最小取15m 为宜。人工湿地污水处理单元长宽比 R 在 (1∶1)~(90∶1) 不等。研究表明,在3个长宽比分别为4∶1、10∶1和30∶1的平行潜流系统中 ,总悬浮物和BOD 的去除率没有太大的区别。 (3)表面流人工设计 ①初步设计

②详细概念设计

a.中试试验:规模 :面积一般不小于500平方;运行时间:至少要两年以上,经历各个季节;设计变量:水力负荷率、进水浓度、深度、植物密度等。

b.示范工程:中等规模,是未来大范因应用的典范示例,因此设计时尽量参考类似的工程。如果成功,设计就可以放大,获得和示范工程相同的处理效果。 ③最终设计

a.长宽比和线速度

长宽比影响水流线速度,过大导致颗粒再悬浮;水头损失,理论上讲,高长宽比湿地的处理效果并不比低长宽比湿地好。小的长宽比导致水体短路。目前运行的表面流湿池水流线速度一般低于100m/d,可以有效获得TSS的去除。

b.分区

人工湿地处理系统应该至少有两个平行的处理单元,以便于间歇运行或维护。因为在湿地运行中可能存在植物死亡、预处理失效以及围堰或其他结构破坏等情况。费用也是确定湿地单元数量的影响因素。总面积一定,湿地单元数越多,围堰的面积越大,费用也就越高。如果设计两个湿地单元,应有一个闲置以便维护;如果设计五个单元,则应有20%的面积闲置。因此,选择单元数量应综合考虑。

c.围堰及防洪

外围堰需提供足够的缓冲以免水流外泄,外围堰的高度应至少85cm再加上20 cm的超高,围堰宽高比最小为2:l,如果考虑浅水或为某些生物提供栖息地.宽高比可达到10 :l一20:1。另外,围堰顶面宽度需要考虑可能的用途,例如是人行还是车辆通行等,人行道可设计1m,车辆通行可设计3m。内围堰用于均匀布水。构筑围堰时需要考虑防渗问题。

d.动力抽水设备和进出水口控制结构

湿地进水装置还可用于调控流量,主要有重力流、压力流。重力流布水节省能量和运行维护费用,但需较大管径以减少水头损失;压力流出口流速较大,可能引起冲蚀和植物破坏。出水口装置的重要功能之一是控制湿地水位。表面流湿地水位需要控制在0-60cm之问。常见出水口形式:第一种为存在死区的单一出口,由于存在死区,水力停留时间缩短;第二种为多出口形式,可有效增加水力停留时间;第三种是在出水口侧设计一深水沟,水收集后经一出水堰出流。

e.植物和种植

浓密植物湿地较稀疏植物湿地的处理效果要好。选择湿地植物的标准是:生长性好、成活率高、种植和维护的费用低,对可变化水位适应性强的快速生长植物。典型的有芦苇、香蒲等。湿地植物最初的种植密度一般以l000—l0000株/ha宜,经过几年的植物再生,密度可能超过100000株/ha。 ④例题:(不清楚的话可以看课件)

(4)潜流湿地设计

①初步确定湿地面积

第一步是收集资料,确定需要处理的水质、水量以及处理的程度。第二步计算湿地面积

②长宽比和水头损失

水力学特征。要求如下:水流通畅流过床体,无溢流或淹没;在可能的水力传导率变化范围内保持适当的运行;床体可泄水,通过进出口结构可调控系统内的水位;床体可承纳一定的淹没;通过进出水口调控,可控制系统内水位。假设出水水位控制在床深的90%处,最大落差为床深的

10%.则设计约束条件如下。

③进、出木口设计以及床体设计

a.进水口同表面流基本相同,主要原则目的是均匀布水。一般进水先流经粗砾石填料区,其作用是强化在深度和宽度上的均匀布水。出水口一般用埋在出水端组砾石中的穿孔管集水,然后通过管道排出。出水管口高度可调,以调控床体水位。

b.潜流湿地要求表面平整,避免存在坡度;床体底面有坡度要求,通过调整出水口高度,可形成所需的潜流水力梯度。床深视植物的根系生长深度确定,一般30一60 cm,对于特定的低温和植物条件,有的床体深度可以达到1m。床体底面和侧面防水处理。进水为原水或一级处理出水,需要用助土或其他防水材料进行防水处理。如果为二级处理出水,一般不会造成地下水污染,因此不需要进行防水处理。 ④例题:

33某湿地设计污水处理能力为300m/d,但初期处理量为150m/d,水力停留时间4天,填料为砾石,粒径5mm,空隙度40%。选择湿

地深度0.6m,出水口高度0.55m。计算所需湿地面积。

7.人工湿地处理系统

人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水或综合式。

8.存在的问题及解决方案

(1)温度问题

①问题:温度影响包括: 低温时生物活性下降和植物的死亡;对于表面流和竖流湿地, 低温时表面会结冰,冰层覆盖不仅阻碍了大气的复氧过程, 使生化水平降低,而且冰层的存在减少了有效水深, 从而缩短了停留时间, 进而对处理效果产生影响。

②解决方案:a.在工艺上可以采用潜流人工湿地: 在该工艺中覆盖表面的表层土以及植物的落叶可以起到一定的保温效果, 而且没有表面结冰问题, 因此受温度的影响较小。b.可以采用适当的保温措施。c.最后, 可以加强前处理单元, 以减轻湿地的处理负荷,这种方法可以适当降低温度对处理效果的影响。

(2)占地面积问题

①问题:大约是传统污水处理工艺的2~3倍左右。

②解决方案:首先, 选址时要考虑到环境、经济效益综合最优化和规模化的因素, 为了不占用宝贵的市区土地资源, 可将工程选址在市郊区域, 这样做还能减轻风沙等对市区的影响和破坏。另外, 可采用组合工艺, 以提高效率, 减少占地面积。

(3)出水污染物浓度回升问题

①问题:水生植物生长周期较短和补给水源水质等环境的变化会引起植株的衰竭和腐烂,腐烂的茎、叶容易消耗水体中的溶解氧使河床上升、底泥增多,其中释放出的有机物、氨氮等导致水体污染物回升,容易造成水体的二次污染。

②解决办法:及时收割调控,并将茎和叶移出水体,以便有效削减氮、磷。

(4)堵塞问题

①问题:湿地中部分营养物质会逐渐积累,湿地中的微生物也相应繁殖, 再加上植物的腐败, 若维护不当, 很容易产生淤积、阻塞现象。 ②解决办法为: 选择适当的填料,最好是多孔、质轻、不易板结的材质, 采用合适的操作工艺, 可以通过一定的间歇进水来恢复湿地的渗透速率, 选择适当的植物密度并及时维护。

第五章 水质自然净化生态工程方法

一.水体自然净化方法

(1)植生处理法

包括湿地 (含植栽滤床)、水生植物处理、植物缓冲带、草沟和浮岛等。

(2)土地处理法

其应用又依散水形式的不同细分为两类。① 灌溉处理: 包括快渗、 慢渗、 地表漫流等。② 地下渗滤: 包括对掩埋式、 开放式及循环式渗滤进行单体或多重应用等。

(3)接触氧化法 包括砾间接触、 填充滤材等。

二.土地处理法

土地处理有效控制污水于土壤表层,使其通过物理、化学、生物及吸附作用达到一定的污水净化效果。依其水力路径及土壤渗透力的不同,可分为慢速渗滤法、 快速渗滤法、地表漫流法以及地下渗流。

1.慢速渗滤

地面上种植适当的植栽并施数厘米的污水量,污水通过土壤表层入渗,渗滤后污染物与土壤基质 及植物根部接触反应后分解,达到

污水净化效果。目的:①达到污水处理的目标; ②利用污水进行作物的灌溉,并且经济有效地提供营养盐予作物; ③利用污水灌溉相对减少灌溉水需求,达到水资源有效利用的目标;④开放空间及绿带的开发及保护 。

2.快速渗滤

快速渗滤是将污水散布在高渗透性的土壤盆地中,通过土壤与污水的生物、 化学与物理作用达到污水净化目的。达到目的:①地下水补注;②污水回收再利用或直接排放;③临近表面水体的水源补注; ④季节性储存处理水于地下,并用于农业灌溉。

3.地表漫流

此技术将污水漫流过分级植草坡地。与慢速渗滤法明显不同的是,地表漫流的设计需有地表径流的必要条件,最后再于坡地的末端收集径流水。

4.地下渗流

把经前处理的污水,通过埋在底细的散水管,直接将污水导入土壤,系统靠过滤、沉淀、化学吸附及生物处理作用净化污水,其中生物处理作用最为重要。包括进水系统、砾石过滤系统和出水系统。常被用于单一住户或社区污水处理。

三.水质自然净化计划的执行

1.目标和指标:

一般以水质项目如BOD为量化的指标, 此外还可依不同目标而制定其净化指标.

2.基本调查

主要包括:生活污水自然净化设施、河流直接净化设施。

3.水质自然净化技术的选定

(1)自然净化技术

① 生活污水自然净化设施

最重要的评估因子有污染负荷及水力负荷,其次为投资及操作成本。还有现场因子如场址坡度、土壤性质、收集方式等。

② 河流直接净化设施

河流直接净化技术的净化原理、净化功能、净化对象及净化特性等,应充分考虑以选择适当技术。

(2)污染去除率

(3)河流水质特性的关系

4.自然净化设施

包括取水设施、拦污设施、沉淀设施、导水分水设施、放流设施、管理设施。

第六章 土地复垦与生态重建

一.土地复垦的定义

1.美国:将已采完矿的土地恢复成管理当局批准使用的采后土地的各种活动。

2.英国:将破坏的土地恢复或重建至有益的用途,并使其生物能力得到恢复。最终的复垦土地利用方式应满足当地的需要并与附近其它土地利用方式相适应。

3.前苏联:土地复垦是指恢复破坏土地的生产能力和改善生态环境条件等各项工作的总和。

4.中国:对在生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动。

5.土地复垦的目的 :再生利用土地、恢复生态平衡,使生产建设得到生存和可持续发展。

二.土地复垦的扩展

1.土地复垦研究对象的扩展:从过去的各种因挖损、塌陷、压占破坏的土地,扩展为各种人为活动和自然灾害损毁的土地。

2.土地复垦目标的扩展:从过去恢复到“可供利用状态”并侧重复垦为耕地,扩展为恢复土地期望的利用价值和保护生态环境 .

3.土地复垦内涵的扩展:从过去偏重土地整治工程,扩展为土地整治的生物措施、复垦土地的景观生态恢复、土地生态系统的生物多样性、土地质量和土地生产效能与效益的恢复。

三.土地复垦的理论基础

1.限制因子理论:最小因子定律、耐性定律、生态幅和生物内稳态原理,N、P元素通常是限制性因子。

2.生态位理论:理想生态位和现实生态位,物种合理布局,加快植物回复;

3.食物链原理

4.结构合理、功能协调、共同进化原理。

5.三种效益协调统一原理。

四. 矿区土地复垦生态工程技术流程

五.矿区土地复垦生态工程技术体系

六.在国外,一般将矿区分为法律前和法律后,使恢复治理工作责任明确。对于法律颁布后出现的矿区生态环境破坏,一律实行“谁破坏”、“谁恢复”,且要求恢复率为100%。而对于法律前已破坏的废弃矿区则由国家通过筹集恢复(治理)基金的方式组织恢复治理。

第七章 林业生态工程

一.造林绿化的内容

造林绿化是一个森林生态系统的恢复或人工重建,全部内容包括建造森林生物群落,恢复森林生态环境。人工建造的森林生态群落是极不完全的,人工林的森林环境对森林生物来讲具有很强的滞后现象。即可以建造近似的森林生物群落,但这些群落在相当长的时间内并没有处于适宜的森林环境之中。所以,人工林的稳定需要人类不断的干预和投入一定的物质能量来维持。

二.生态失衡的主要标志

生态系统稳定状态削弱或消失。主要表现在系统要素的有序性降低,自组织能力减低或消失,最终表现在结构和功能两个方面。结构方面:生态系统任何一种结构成分在数量上突然减少或增加而引起的系统结构的改变,导致稳定态降低或消失。功能方面:生态系统各种功能受阻、削弱或消失。

三.林业生态工程的定义

林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主体,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。

四.林业生态工程的内容与类型

林业生态工程分为环境调控工程、生物种群选择与匹配工程、群落建造工程、食物链与加工链工程.

五.环境的时间节律与生物的机能节律

1.环境因子的时间节律

光照、温度、湿度随着时间变化而不断变化,对一年的变化动态称为年周期,每个不同月份的变化称为月周期,每日的变动称为日周期。这种周期的变化在不同生态系统中是不同的,这种变化称为环境因子的时间节律。

2.生物的机能节律

机能节律与环境因子的时间节律有着密切的关系,生物机能节律也分为年周期、月周期和日周期。

题型:填空(25分,25个空),名词解释(10分,5个) 简答(50分,6个) 计算(15分,2个)

要特别注意的几个知识点:(1)填空题:要特别注意资料上划下划线的部分。(2)名词:系统,生态位,环境因子的时间节律,林业生态工程,限制性因子。(3)简答:土地潜力如何评价,适宜性评价,湿地生态系统的修复技术,水体自然净化处理方法,生态失衡的主要标志,人工食物链设计,节律匹配设计。(4)计算:表面流人工湿地设计,潜流人工湿地设计(主要看资料上的两个例题)。

第三章和第四章是本课程的重点

范文七:浅析林业生态工程与区域生态环境

  【摘 要】林业资源是我国经济发展的重要基础,对林业生态和区域生态的原理进行研究,从而建造出人与自然协调发展的一种系统未来林业工程的发展趋势。林业生态工程的研究对于保持生态平衡有着重要意义,从而减少大自然的灾害,做到工农业的可持续发展,在促进经济发展的同时,又能够创造良好的生态环境衡。本文阐述了林业生态工程与区域生态环境的内涵及其基本原理,在此基础上,对未来的林业生态工程的发展做出了展望。   【关键词】林业生态工程;区域生态环境;概念;基本原理;发展趋势   生态林业工程为了能够达到经济、生态和社会的综合效益,其研究和工作的内容不仅仅是绿化造林,还包含利用各种新科技研究出更完善的造林技术。要想培养出一个纯天然的森林是需要很长的时间的,森林中的各种生物物种经过漫长的竞争,优胜劣汰,所以,最后能够形成一个稳定的生态系统。但是一旦外界的各种干扰因素超过了森林系统自身能承受的极限时,生态平衡就会被打破,所以对生态林业工程与区域生态环境的研究是非常必要的。   1.林业生态工程与区域生态环境的概念   林业生态工程是在生态学和系统科学的研究基础上,掌握了自然资源的生态环境特征,并结合我国经济发展的现状,将森林中各种生物物种进行人工匹配,从而形成稳定的人工合成的生态系统,在这一系统中,主要是以木本植物的生长为主,创造其高效的生长环境。林业生态系统工程有着极大的存在价值,因为它在追求经济效益的同时,并没有忽略生态效益和社会效益,而是通过先进的科学技术和工艺将三者并抓,达到多赢的结果。   区域生态环境工程的位置是不可替代的,其潜力也是无限的,它的研究对象主要是我国各个区域的生态环境问题,生态环境的空间分布,我国的林业生态工程的基本情况与特点,我国生态环境发展所存在的问题及其解决对策,林业培养基地及树种的选择,如何科学合理地控制林木的种植密度,如何充分利用土地资源以及解决水土流失做好水源的涵养问题,如何更好地恢复灾害地植被,对河岸道路进行严密防护、海岸防护的配置与构建技术等。   2.林业生态工程的基本原理   2.1系统论原理   生态系统论原理主要具有,结构的有序性以及系统的整体性这两个特征。结构的有序性是系统理论原理中很是典型的一个特征,因为系统是一个有机的整体,所以它必须要有一个明显的边界,这个边界可以是系统本身划分的也可以是认为划分的,在所规划的这个边界内,其间的功能是相对对立的。每一个系统都是由两个或以上的组成部分所组成的,各部分之间的关系是有一定的独立性,但是又有相互依存的复杂关系。人工的林生态系统,包括了森林的各种生物以及森林环境这两部分,而这两部分自身又包括了许多组成分。   系统的整体性是显而易见的,稳定高效的系统各组分之间在功能上有着明显的分工,但是又能够相互协调,这才是一个和谐的整体,也只有具备整体性的系统才能够顺利转换各种能量和信息,实现整体的稳定有序的运作。对于一个整体而言,如果其中某部分发生了变化,那么其它部分必然也会受到影响,最终会使得整个系统的稳定性受到影响甚至被破坏。   2.2环境因子的综合性   自然界中众多的环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都能够对生物产生不同程度的影响,在林业生态工程中,不仅仅要考虑到每个因子的影响作用,更应该将众多因子对生物群落所起到的综合作用。这种综合影响的作用是不同于单因子影响的,而日后林业生态工程的一个重要研究方向,就是如何进行多因子的综合影响评价。   2.3食物链原理   食物链与食物网是生态学的重要原理,食物链与食物网中的绿色植物通过叶绿素使太阳能转化为化学能贮存于植株之中,被称为生产者,在林业生态系统的食物链中,各种生物都是有着捕食与被捕的关系的。绿色植物被草食动物所食,草食动物被肉食动物吃掉,植物和动物残体又被小动物和低等生物分解,以这种吃与被吃关系形成的关系称之为食物链关系。   2.4扩大视野,修正传统林业概念   我国大农业范畴一直存在着一个传统观念,农业是粮食,林业就是大木头,畜牧业就是鸡鸭鹅猪类的畜养,林业越来越萎缩,概念越来越窄,专业越分越细,将一个森林大系统分割得零零落落,把很多本来属于林业范畴的东西都拒之门外,这是极为不利我国林业的发展的。林业生态工程的主要目的就是把林业作为一个完整的大系统,归还林业的本来面目,发挥林业的综合功能。   3.对林业生态工程与区域生态环境未来的展望   对森林生态环境的加强是现代林业生态工程的突出特点,大多数国家的林业发展都在做出新的选择, 进行深刻革新。无论是提供林产品、保持森林生产力的稳定和增长, 还是发挥森林的环境服务功能,无论是营造各种类型的人工林, 还是对现有森林进行经营管理, 按照持续发展的要求,都须建立和维持一个健康稳定的森林生态系统,使人类的利用和干扰保持在森林生态系统可容忍的限度内。   一些发达国家对区域生态环境和林业生态工程的综合治理上,进行了有效的治理,发展了工程绿化的快速化技术和水土流失的有效工程措施,从而为以森林为主进行森林工程的流域治理。因此,水资源的改良、保护及有效利用与生态环境的治理之间的结合,将成为未来林业发展的必然趋势。这样才能更充分和有效地发展水土资源的经济效益和生态效益,从而促进区域间的协调发展与生态安全。此外,森林的多种经营之间成为各个国家林业的主要研究方向。我国对林业生态工程的多年来的研究,使得我国获得了举得了丰硕的科研成果,同时也具备一定的技术水平和应用性,但是,在工程的生态稳定、高效和发展方面还有待进一步的完善和调整,还有很大的进步空间。   近年来,随着林业生态工程在我国的飞速发展,我国的林业生态工程取得了较为不错的成绩,但是,也随之提出来更新的发展要求,因此面临着一定的发展难点和重点:人工防护林的稳定有待于进一步的维持和完善;干旱区域林木水分的分布与调整,尤其是土壤与植被水文的生态过程;区域间的森林植被在建设过行程中的生态用水与其适宜度之间的关系;抗性植物的材料繁育和选择;对地区性的防护林重建和恢复进行合理、科学的生态经济评价。   4.结语   对生态林业工程和区域生态环境的研究是极为必要的,生态林业工程能够在维护和改善生态环境的基础上,又能够充分利用生态资源,从而实现经济效益和生态效益的双赢,秉承了生态环境可持续发展的基本理念。生态林业的可持续发展不仅仅能够创造出良好的大自然环境,而且可以推动和促进林业经济的进展,生态林业工程的建设正是当代林业发展所必须的,积极宣传和促进林业生态工程的健康发展,从而实现人类和自然地和谐发展。 [科]   【参考文献】   [1]集优质建材、纸材、环保、绿化于一身的新型速生树种—美国实心竹柳[J].农村新技术,2013(01).   [2]闵学文,崔星,赵辉.利用林业生态工程学原理构建塞罕坝机械林场生态林区的探索[J].河北林业科技,2010(05).   [3]陈永中.建设现代化国际性人文绿都—南京创建国家森林城市纪实[J].生态文化,2012(06).

范文八:浅析林业生态工程与区域生态环境

【关键词】 林业生态工程 区域生态环境

  

  林业生态工程是随着林业发展战略转移、国家生态环境工程建设需求而通过继承、交叉形成的一门新的工程,核心是在对生态理论充分理解的基础之上通过工程措施进行以生态环境改善为目标的林业生态建设,根据生态理论进行系统设计、规划和调控人工生态系统的结构要素、工艺流程、信息反馈关系及控制机构,以在系统内获得较高的生态与经济效益。

  

  一、林业生态工程的概念

  

  林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。它本身包括着传统的造林绿化内容,但不是简单“相加”与“拼盘”;目的不是只考虑经济效益,而是经济、生态、社会三大效益并重。

  林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用是举足轻重的。包含的知识涉及中国主要生态环境问题与空间分布;六大林业生态工程的基本情况与特点;中国生态环境工程建设面临的问题与林业生态工程发展战略;合理密度与密度控制;水土保持、水源涵养、农田林网、农林复合、灾害地植被恢复等技术问题。

  

  二、林业生态工程的基本原理

  

  1.系统论原理

  人工生态系统的建造凋控是生态工程的主要目的。我国著名科学家钱学森教授给“系统”所下的定义是“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”。

  2.环境因子的综合性

  自然界中众多环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都对生物产生重大影响。在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用。这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异。如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程研究是十分重要的。

  3.扩大视野,修正传统林业概念

  林业建设认为用材林才是林,造林就是刨坑栽树,农出防护林就是大小方田林网。林业越来越萎缩,将森林大系统分割得支离破碎,把本来属于林业范畴的东西,如中草药等都拒之门外。这种观点对我国林业的发展是十分有害的。提出林业生态工程就是要归还林业的本来面目,把林业作为一个完整的大系统来看待,发挥林业的综合功能。

  

  三、未来发展趋势与展望

  

  现代林业的一个突出特点是森林生态环境意义的加强。世界环发大会秘书长斯特朗指出,“森林在世界范围内的环境保护方面占有独一无二的位置”。针对这种形势,大多数国家的林业发展都在做出新的选择,进行深刻革新。

  在林业生态工程建设与区域生态环境综合治理方面,日本、美国、法国等国家发展了水土流失控制的工程措施和快速的工程绿化技术,致力于形成以森林为主的流域治理森林工程体系。我国林业生态工程领域的研究虽取得了一系列的科研成果,并具有一定的应用性和学术水平,但从林业生态工程高效、稳定、持续发展的角度来看,还需进一步调整与完善。随着我国生态林业工程建设的深入发展,对生态林业工程建设技术提出了更高的要求。

范文九:浅析林业生态工程与区域生态环境

  [摘 要]重点介绍了林业生态工程的概念和基本原理,并对其未来发展趋势进行了展望。

  [关键词]林业生态工程;概念;原理;趋势

  中图分类号:S7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0228-01

  森林是自然界中的一个重要的生态系统。天然林是经过很长的历史阶段,经过反复的自然选择和生存竞争而形成的一个和谐的森林生物与森林环境相互作用的整体,即森林生态系统。但是,也不可忽视当外界干扰强度超过系统承载能力的时候,这个系统也会崩溃。

  造林绿化工作,从生态学角度来谈,实际是一个森林生态系统的恢复或人工重建的工作。它的全部内容应当是包括建造森林生物群落,同时恢复森林生态环境,在大多数森林破坏历史较长的土地上,也可以说是在非森林环境中建立林木生物群落。因此那种“刨坑栽树”,栽上树就是建造了森林的概念是不完整的。

  林业生态工程是随着林业发展战略转移、国家生态环境工程建设需求而通过继承、交叉形成的一门新的工程,不仅是从单一的水土保持林草措施来研究水土保持的生物措施,而是从生态、环境与区域经济社会可持续发展的角度研究林业发展措施,核心是在对生态理论充分理解的基础之上通过工程措施进行以生态环境改善为目标的林业生态建设,根据生态理论进行系统设计、规划和调控人工生态系统的结构要素、工艺流程、信息反馈关系及控制机构,在以上系统内获得较高的生态与经济效益。

  1 林业生态工程的概念

  林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。它本身包含着传统的造林绿化内容,一些成功的单项造林技术与新技术的筛选与应用,但不是简单“相加”与“拼盘”;它的目的不仅只考虑经济效益,而是经济、生态、社会三大效益并重;它的全过程是配套技术合理组合的完整的工艺流程。

  林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用是无可限量的。其中包含的知识涉及中国主要生态环境问题与空间分布;我国林业生态工程的总体布局与规划;六大林业生态工程的基本情况与特点;中国生态环境工程建设面临的问题与林业生态工程发展战略;划分与适地适树;树种选择与林分组成;合理密度与密度控制;整地与造林方法;幼林抚育;防护林的林分定向培育;不同区域山丘区环境、资源、水土流失及土地利用特点;以流域、水网、山系等为单元的生态防护体系的构成与特点;水土保持、水源涵养、农田林网、农林复合、灾害地植被恢复、河岸道路防护、海岸防护等防护林的配置与构建技术;干旱、盐碱、风沙、干瘠、钙积层等技术问题。

  2 林业生态工程的基本原理

  2.1 系统论原理

  人工生态系统的建造调控是生态工程的主要目的所在。我国著名科学家给“系统”所下的定义是“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”。凡是一个系统它应具备如下特征。

  (1)结构的有序性。一个系统既然是一有机整体,它本身必须具备自然或人为划定的明显边界,边界内的功能具有明显相对的独立性。一片果园、一个人工林它与相邻的系统是具有明显边界的,其功能与其他系统也是不同的。同时,每一个系统本身一定要有两个或两个以上的组分所组成。系统内的组分之间具有复杂的作用和依存关系。作为人工林生态系统,本身就包括着森林生物和森林环境两大组分,而其两大组分又可以系统。像森林生物要分成植物、动物、微生物;从环境角度讲作人工生态系统又应当分成自然环境和社会经济环境。这些组分形成了复杂的水平分离和垂直分离。

  (2)系统的整体性。一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体,各组分之间必须具有适当的量的比例关系和明显的功能上的分工与协调,只有这样才能使系统顺利完成能量、物质、信息、价值的转换功能。系统中某一个组分发生量的变化以后必须影响到其他组分的反应,最终影响到整个系统。林业生态工程设计、建造过程中的一个重要任务就是如何通过整体结构的建造而实现人工生态系统的高功能。

  2.2 环境因子的综合性

  自然界中众多个环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都会对生物产生重大影响。在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用。这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异。如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程的研究是十分重要的。

  2.3 食物链原理

  食物链与食物网是生态学的重要原理,食物链与食物网中的绿色植物通过光学作用使太阳能转化为化学能贮存于植株之中,所以称绿色植物为“生产者”。绿色植物被草食动物所食,草食动物被肉食动物吃掉,这些动物中有的吃草,有的吃其他动物以维持其生命。植物和动物残体又可为小动物和低等生物分解,以这种吃与被吃关系形成的关系称之为食物链关系。后两者分别称之为“消费者”和“分解者”。

  2.4 扩大视野,修正传统林业概念

  多少年来我国大农业范畴一直存在着一个传统观念:农业就是粮食;林业就是木头、畜牧就是猪和鸡。林业建设几年来一直认为用材林才是林,造林就是栽树。林业越来越萎缩,概念越来窄,专业越分越细,将一个森林大系统分割得零零落落,把很多本来属于林业范畴的东西,如中草药、食用菌、野生动植物、野生花卉、香料植物甚至果树都拒之门外。这种观点对我国林业的发展是十分有害的。提出林业生态工程就是要归还林业的本来面目,把林业作为一个完整的大系统来看待,以发挥林业的综合功能。

  3 未来发展趋势与展望

  现代林业的一个突出特点是森林生态环境意义的加强。世界环境大会秘书长斯特朗指出,“森林在世界范围内的环境保护方面占有独一无二的位置”。针对这种形势,大多数国家的林业发展都在做出新的选择,进行深刻革新。无论是提供林产品、保持森林生产力的稳定和增长,还是发挥森林的环境服务功能;无论是营造各种类型的人工林还是对现有森林进行经营管理,按照持续发展的要求都必须建立和维持一个健康稳定的森林生态系统,使人类的利用和干扰保持在森林生态系统可容忍的限度内。

  在林业生态工程建设与区域生态环境综合治理方面,日本、美国、法国等国家发展水土流失控制的工程措施和快速的工程绿化技术,致力于形成以森林为主的流域治理的森林工程体系。其发展趋势是,生态环境治理与水土资源的保护、改良、合理利用相结合、以充分发展水土资源的生态、经济效益,促进区域生态安全与协调发展。我国林业生态工程领域的研究虽取得了一系列的科研成果,并具有一定的应用性和学术水平,但从林业生态工程高效、稳定、持续发展的角度来看,还需进一步调整与完善。随着我国生态林业工程建设的深入发展,对生态林业工程建设技术提出了更高的要求。今后林业生态工程学科面临的热点和难点问题是:

  (1)人工防护林生态系统稳定性维持;

  (2)干旱地区林木水分管理,植被――土壤水文生态过程;

  (3)区域森林植被建设适宜度与生态用水的关系;

  (4)抗性植物材料的选择和繁育;

  (5)区域性防护林恢复与重建的生态经济评价。

  4 结束语

  以上研究探讨了林业生态工程的概念、基本原理和发展趋势。林业生态工程建设要常抓不懈,保持和改善区域生态环境刻不容缓。只有这样,才能保证生态平衡,造福子孙后代。

范文十:环境生态学论文农业生态工程设计

农业生态工程设计

摘要:农业生态工程是生态工程的重要内容,其关乎着我国农业的科学发展与快速进步,研究农业生态工程设计有着十分重要的意义。作者通过收集和整理大量资料,按照生态学理论,对农业生态工程设计进行了详细的研究。本文首先对生态工程和生态工程设计进行了简单的概述,又系统的介绍了农业生态工程的概念、基本原则和存在问题,着重对农业生态工程的设计流程和主要模式进行了研究,最后总结了农业生态工程设计的评价方式。

关键词:生态工程;农业生态工程;生态工程设计;模式

生态工程是应用生态系统中物种共生与循环再生的原理,结合系统工程的最优化方法,设计的分层多级利用物质的生产工艺系统[ 1]。生态工程设计是生态工程建设的核心,明确生态工程设计,是建设良好的生态工程的根本手段。而我国作为一个农业大国,农业是整个国民经济的重要组成部分,充分利用我国传统农业之精华和我国劳动力充分之优势,遵循生态学原理和利用生态工程技术,合理地进行农业生态工程设计,有利于我国农业的可持续发展。

1 概述

1.1生态工程

1.1.1定义

生态工程(ecological engineering)在复杂且相互关联的社会需求下应运而生

[ 2],由中国生态学家马世骏与美国生态学家奥德姆(H.T.Odum)在20世纪60年代分别提出。几十年间生态工程的定义随着理论与应用的拓展得到不断修订更新

[ 3]。根据实践和研究的进展, 生态工程定义可修订为:“为了人类社会和自然双双受益, 着眼于生态系统, 特别是社会-经济-自然复合生态系统的可持续发展能力的整合工程技术。促进人与自然调谐, 经济与环境协调发展, 从追求一维的经济增长或自然保护, 走向富裕、健康、文明三维一体的复合生态繁荣和可持续发展”[ 4]。

1.1.2特点

生态工程作为一种生产工艺系统,除了具有一般工程的共性外,还有自身的特点,主要表现在以下五个方面[ 5]:

1.以生态学理论为指导,以活的生物为主体,强调利用生物与生物对我共生功能、生物物质的循环再生功能、食物链以及生物与环境之间的相互适应原理,来进行多层次、多方向的生产工艺设计。2.利用生态系统的反馈控制和稳态机制等稳定性特点,生态工程重视培育和利用生态系统的自我修复、自我调节功能。

3.生态工程强调经济效益和生态效益的高度统一。4.生态工程尤其是农业生态工程是在石化农业逐渐走入死胡同的形势下提出来的,目的是为了克服石化农业的种种弊端。5.生态工程包括生态工程体系和生态工程技术两个方面。

1.1.3应用

生态工程的应用已在诸如方面均取得了显著的效果,其主要包括土壤恢复生态工程、水体污染修复生态工程、固体废弃物利用生态工程、微生物生态工程、农业生态工程、产业生态工程等等。

我国的国情决定了与西方生态工程产生和发展的侧重点不同。西方国家生态工程首先是治理与保护生态环境,实现清洁生产。而我国则首先在农业的可持续发展领域兴起, 并形成了具有特色的生态工程分支—农业生态工程[ 6]。

1.2生态工程设计

1.2.1基本原理

生态工程设计的基本原理有许多,现在国内外普遍接受的基本原理是整体、协调、循环、再生[ 7]。在此原理的基础上,王如松等提出了生态工程调控的开拓适应、竞争共生、连锁反应、系统乘补、循环再生、多样性主导性、结构功能、最小风险等8条设计原则,成为指导生态工程建设的基本原理[ 8]。

1.2.2原则

生态工程设计是建立在其基本原理的基础上的。Scott 提出生态工程的设计原则,这些原则包括:1.遵循自组织、多样性和复杂性、循环再生等生态学原理进行设计。2.根据实地情况进行设计。3保持设计功能的独立性,基于人类为了满足自身需要,进行设计来提供自然所未能提供的功能,而这种设计要保持功能的独立性,则不会对自然过程产生影响。4.能量和信息高效的设计。5.认同促成设计的目的和价值。

生态工程是人工设计的一个生物群落、一个生态系统或一个更为宏观的地域性的生态空间,以生物种群为主要结构成分,人为参与调控,并实现一定功能的

环境治理、修复工程。因此在设计与实施上,需要遵循下面原则:

1.因地制宜原则。是指紧紧围绕当地的生态环境和社会经济的具体情况,进行环境生态工程的设计。

2.整体性原则。环境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”复合的生态系统[ 9],生态工程在设计上必须以整体观为指导,在系统水平上来研究,并以整体控制为处理手段,则在研究建设一个生态工程的设计上,必须遵守整体性原则,统筹兼顾。

3.科学定量原则。由于生态工程目标的多样化,在经济上需要高效益,且能实现环境治理的目的,所以在实施上必须进行严谨的科学量化。

4.生态学原则。我国生态工程的设计根据其基本原理,多方面进行人为干预,在遵循基本原则下达到预期目标。其原则又包括适当输入辅助能原则,再生循环及商品生产原则,生物多样性原则和环境的时间节律与生物的机能节律原则。

1.2.3设计路线[ 10]

1.制定目标。生态工程设计的对象是由既相互促进又相互制约的三个系统组成,其目标的制订也必须重视社会、经济和自然三者的整体协调,即自然环境是否被保护,经济条件是否有利,社会系统是否有效等。同时,根据当地的条件,强化某个系统的目标。

2.背景调查。因地制宜的基础是了解实施生态工程设计的背景条件,只有正确全面的了解和掌握该地区的自然、社会和经济背景,才能充分发挥和发掘当地的潜力,达到事半功倍的效果。背景调查主要包括自然资源条件、社会经济条件、生态环境条件和调查资料与数据的整理。

3.模型分析与模拟。根据拟定的目标和收集的数据,构建合适的系统模型。通过模型的建立和运算,评价所选的模型类型和数据集合是否合适通过模型耦合和数据处理,求解或模拟模型,找出关键组分和关键因子,找出各组分之间物质和能量的流通规律以及流通率变化对系统的潜在压力和影响效应,找出组分灵敏性和系统平衡及稳定能力,找出反馈作用的强度和效应等,结合定性研究,分析和评价系统的整体行为特征和发展趋势[11][12]。

4.工程可行性报告、规划和施工技术设计。通过可行性评价和决策分析,为政府管理部门提供在不同社会、经济和自然资源条件下,实施生态工程的多种途

径;依据确定的经济技术指标,完成规划、施工和工程设计。

5.工程的更新[13]。工程的更新包括两个方面,一是根据系统的演替客观规律和发展要求,促进生态系统的更新,使新的系统较原有的系统具有更稳定的结构和生产力;二是日益深化的环境意识和环境质量标准的提高,不断的提高工程系统对污染物的同化范围和水平。

2 农业生态工程的简介

2.1概念

继1979年马世骏提出生态工程定义后,1987年又进一步阐述了农业生态工程的概念[1]:将生态工程原理应用于农业建设,即形成农业生态工程,也就是实现农业生态化的农业;可以认为,农业生态工程就是有效的运用生态系统中各生物种充分利用空间和资源的生物群落共生原理、多种成分相互协调和促进的功能原理、以及物质和能量多层次途径利用和转化的原理,从而建立能合理利用自然资源、保持生态稳定和持续高效功能的农业生态系统。

农业生态工程的实质就是应用生态学原理,结合系统工程方法及现代技术手段,建立农业资源高效利用的生产方式,实施农业可持续发展的技术体系。

2.2基本原则

农业生态工程是是一个复杂的大型系统工程,同样遵循生态工程设计的基本原理。在该原理的指导下,遵循整体性原则、层次性原则、因地制宜原则、科技先导原则、可持续原则和市场协调原则[14]。农业生态工程建设要充分利用自然资源,通过人工合理调控和技术集成,建立起一个功能高效、结构合理、效益持续的复合生态系统[15]。

2.3存在的问题

农业生态工程在不断的发展过程中也存在着一系列的问题,其阻碍着农业生态工程系统的发展和进步,对农业生态工程的研究也带来了一定的影响。

我国农业生态工程目前尚难像精确农业那样,依据可靠的参数,设计出标准化的、易操作的生态工程样板,缺乏定量化模型的指导;农业生态工程主要是在总结农民自己创造出的模式与传统经验的基础上发展起来的,没有一批基于信息和高科技的先进技术作为支撑,缺乏高科技含量;农业生态工程缺乏全面的抽象

上升和进一步的理论概括,大尺度、规范化的工程较少,数据采集困难等要求增强理论研究规范化和手段现代化;由于农业生态工程本身是一个集成系统,涉及多种学科知识,然而从事的相关研究人员专业单一,不能更好的对其进行更全面的研究[16]。

3 农业生态工程的设计

3.1设计流程图

农业生态工程设计时要重视系统的自我调节和人为方面的干预,利用自然界存在的生态系统、群落、种群及有机个体,通过系统的结构和信息的输入与输出,优化并重建生态经济系统。

图1农业生态工程设计流程图[17]

3.2主要模式

3.2.1农林立体结构型生态工程

该模式是利用自然生态系统中各生物种的特点,通过合理的组合,建立各种形式的立体结构,以达到充分利用空间、提高生态系统光能利用率和土地生产力,增加物质生产的目的。这种生态农业模式在我国普遍存在,应用较广,主要存在以下三种形式:1.各种农作物的轮作、间作和套种。

轮作主要是豆类和稻类的轮换种植。间作主要是禾本科作物和豆类作物,诸如玉米和大豆的行数比例可以为1:2或2:2,禾本科作物和薯类作物的间作也很常见,往往还会在马铃薯和玉米间种大豆,形成马铃薯-玉米-大豆“三种三收”的种植模式。我国的套种模式很多,以棉田套种洋葱模式为例,棉株和洋葱可以实现两段共生,可延长棉花的有效生育期,确保秋桃和晚桃如期成熟,洋葱的辛辣味还可趋避棉蚜虫的危害等等。

3.2.2农村的三料工程

农村的三料指的是燃料、饲料和肥料,其不仅关系到农民生产、生活的重大问题,也关系到经济发展、资源利用和环境保护的重大问题。有效的协调三者之间的关系,使其达到由竞争关系到互促关系的良好转变。

传统的农作物秸秆对三料的单一应用使其之间产生了一定的矛盾,诸如将农

作物秸秆用作燃料,必然影响饲料的利用,对积攒有机肥也十分不利。肥料少导致第二年产生的秸秆量就会下降,形成一个肥料少、秸秆就少的正反馈环。如果农村的农副产品不是单纯的烧掉,而是改为多重利用,对于三料矛盾的解决和资源的有效利用都有很大推进作用,新型的三料工程流程图如图2[17]。

图2三料工程流程图

3.2.3农-渔复合生态工程

农-渔复合生态工程模式以稻田养鱼和稻田养蟹生态工程最为典型,通过水稻与鱼、蟹的互利共生,在同一田地里进行粮食和渔业生产,使农业资源得到更加充分的利用[15]。

稻田养鱼生态模式中,将鱼、稻、微生物优化配置在一起[16]。水稻为鱼类提供荫蔽的栖息地,水稻的枯叶在水中的腐烂促进微生物的繁殖,微生物又是鱼类的饵料。鱼又为水稻消灭了害虫和杂草,鱼粪为水稻提供了营养肥料;鱼类同时疏松了表层土壤,提高了通透性增加了溶解氧,同时又促进了微生物增长。微生物的增长活动加速了土壤养分的分解,又促进了水稻的增长。这样三者之间就形成了良性的循环优化系统,如图3。

图3稻田、鱼和微生物三者关系图

图3稻田、鱼和微生物三者关系图

3.2.4农-林-牧-加复合生态工程

农-林-牧-复合生态系统再加上一个加工环节,使农、林、牧产品得到加工和转化,极大的提高产品的附加值,有利于农产品在市场中的销售、农民增产增收。最终使这个复合生态系统进入生态与经济的良性循环。举例如图4[19]。

图4高产良田农-林-牧-加复合生态工程模式白109页

3.2.5庭院生态工程

庭院生态工程模式是近几年来迅速发展起来的一种农业生态工程类型,把居住环境和生产环境有机的结合起来,达到充分利用土地资源和农村闲散劳动力,对保护农村生态环境有重要的意义。该模式具有灵活性、经济性、高效性和系统性的优点。

在庭院生态模式的发展中,由于地域、技术和条件的差异,农村庭院生态工程逐渐形成了多种不同的模式,如表2[14]。

表2庭院生态工程的主要模式白112页

“四位一体”是庭院生态工程发展的较高境界,是针对北方寒冷生态区发展生态工程存在的问题,经过科学实验发展而成。以日光温室为主体,将沼气、家禽(畜)舍、厕所、蔬菜生产有机的结合起来,实现了物质和能源的良性循环,改善了庭院的生态环境[18],具体如图5。

图5“四位一体”关系图

图5“四位一体”关系图

4 农业生态工程设计的评价方式

农业生态工程的设计存在许多方式,评价其设计的合理性与可行性,为建立最优的模式和选择最佳的经济管理措施提供重要的、科学的的依据。一般是通过不断地评价农业生态工程可行性与效益目标的可行性,逐步调整设计方案,使其成为最佳方案。通常进行评估的方法有两种:现金净流量计算法和综合评分法

[17]。

4.1现金净流量计算法

4.2综合评分法

参考文献

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