生态工程2.doc

一、对国内外生态工程加以评述，有何借鉴意义？ 在西方发达国家和地区，生态危机主要表现为由高度工业化、城市化及集约型的农业经营造成的环境污染和破坏日趋严重。国外的生态工程首先是从农业方面开始的，主要是针对现代农业出现的一系列弊端所采取的替代性措施。他们开始不用化肥、农药等人工合成的化学物质，允分发挥农业生态系统中的生物学过程，如生物种间关系、自我调解能力、生物间能量转换和物质循环规律，尽量减少对土壤的人工干扰(如免耕法的实验)，维持土壤的合理结构和保护与提高土层的生物学过程、防治表土的侵蚀等。具体表现在综合农业、再生农业、有机农业、持久农业、生物农业、生物动力农业以及自然农业等的做法上。如美国主要体现在有机农业-再生农业-持久农业的设计与实施方面，西欧则侧重于生物农业与生物动力农业;亚洲的菲律宾和泰国的立体农业，日本的自然农业等。国外生态工程在环境保护和污染治理方面的研究也比较多，其中尤以污水处理湖泊或海湾的富营养化等问题的研究更为突出。生态工程在防治污染方面的优点在于:它不需使用化学物品，避免二次污染;它不需要投入大量能量，所需要的能量主要来自于太阳能;它所用的工具或设备多是自然界存在的生物种群、群落和生态系统，这样投资少、运转费用低，既形成环保效益又可得到一定的经济效益。如美国20世纪70年代在佛罗里达的Garimsville种植柏树使之成为森林湿地，去除厂污水中50%的有机质、营养盐和金属元素;在俄亥俄州，研究与应用了种植蒲草为主的湿地生态系统处理煤矿所排放的含有Fe2S3的酸性废水，处理后废水中铁的含量减少50%-60%;德国利用湿地种植芦苇来处理污水的生态工程;奥地利利用植物代替沉淀法处理山区生活污水的生态工程等。从污染生态工程方面的研究进展来看，我国的重视程度和研究与国外比起来还是有很大差距的。像中国这样的发展中国家面临的生态危机，不单纯是环境污染，而是由人日激增、环境与资源破坏、能源短缺、食物供应不足等共同组成的“并发症”。解决这一“并发症”的途径而产生的中国生态工程，不但要保护环境与资源，更迫切的是要以有限资源高产、低耗、优质、高效、持续地生产出更丰富的产品与商品，以供应日益增多的人口的需要及社会持续发展的需要。实际情况不允许中国的生态工程仿效西方发达国家的模式，即仅重点解决环境保护问题，而要立足本国情况，力求同步达到生态环境效益、经济效益、社会效益等多种目标，维护与改善生态系统，促进包括废物在内的物质良性循环，相互补偿，保证再生资源供给永续不断、人类生活与工作环境适宜与稳定。 中国生态工程自形成以来，迄今历史虽很短，但其研究、实践与推广的进展却极其迅速。在研究方面，在多学科渗透和结合的基础上，着重于系统组分间关系的综合和探索系统的功能和发展趋势。在生态工艺方面也初步总结出加环(生产环、增益环、减耗环、复合环和加工环)，联结相对独立与平等的一些生态系统为共生网络;调整内部结构充分利用空间、时间、营养生态位，多层分级利用物质、能量，充分发挥物质生产潜力，减少废物;根据自然、经济(特别是市场)情况，因地制宜地促进良性循环，受破坏的生态系统的恢复和重建等。环保生态工程类型也很多样，如湖北鸭儿湖治理有机磷和有机氯农药污染的生态工程，苏州外城河葺门支塘污水资源化生态工程防治太湖局部水体饮用水源兰藻的生态工程以及多种多样的城市污水资源化生态工程等。我国在继承与突出生态工程的特色和先进性的同时，应学习西方生态工程的研究理论和方法的储备，特别是定量化、数学模型化及系统组分及其机制的分析等方面之长，重视深入研究一些机制和量化、规范化、系统化、完整化的样板实体，尽力避免在研究中过多的经验性、低水平重复性工作，在推广生态工程的同时，尽快促进其向深入发展，在应用上提高技术水平。人类要充分利用自然的力量，调动生态系统自我设计、自我维持的能力，在与自然和谐相处中顺势而发，争取生态效益、经济效益和社会效益的统一，推动与加快我国可持续发展的进程。二、举例说明如何实现生态工程项目的生态环境效益与经济效益？滦河迁安段生态防洪工程效益实现：滦河在塞外草原,山区吸纳众河,蜿蜒600余km始出山区,进西北出东南贯穿迁安市全境,境内流域面积262.8km2,全长54km,其中平原河段38.5km,山区河段15.5km,河床平均坡降1/2000。历史以来,滦河洪水裹挟大量卵石、砾石、粗沙、细沙,出龟口6km即进入迁安盆地,因河道突然变宽,暴虐的洪水动能骤减,势能突加,大量的卵石、砾石、粗细沙便沉降在迁安盆地的峡口至爪村新桥区间,该区域正是迁安市区所在地,大量的淤积物使河床不断提高,小型洪水东突西撞,不断侵蚀河岸,使河道不断变宽,形成小营至夹河河段东西主河道和西里铺滩区以及众多的弯道和汊河,加之6080年代以来退林还田、矿业开发、水土流失、城市发展、垃圾堆放、工业及生活废污水排放等多种原因,造成滦河迁安段防洪能力严重降低,河床淤积十分严重,水土流失日益加剧,荒漠化进展快速,水质严重污染,生态环境日益恶化。具体可归纳以下四个方面: 1、河道淤积,行洪能力严重不足；2、水源短缺,制约迁安市经济可持续发展；3、河道宽浅,大量土地失去应有的利用价值；4、缺水断流,导致生态环境破坏严重。滦河迁安段生态防洪工程自2003年开始, 到2008年,后续工程全部工程完成后,多项工程措施具备“防洪、蓄水、造地、美化”四大功能,将会取得十分明显的“社会、经济、环保、生态”四个方面的综合效益,总投资达到21.65亿元,现将具体效益情况分析如下:1、防洪益效，滦河迁安段生态防洪工程的主体是左右岸大堤,大堤的设计防洪标准为50年一遇洪水,校核标准为百年一遇洪水。在设计洪水情况下,可以确保市区不进水,厂矿不受淹,有效地保护两岸30万人口和1.17万hm2耕地免受洪水灾害,即使是遇到特大洪水,两岸大堤的高等级公路,也可为抗洪抢险、人员疏散避险,提供便捷的交通条件。2、蓄水效益，滦河迁安段生态防洪工程的蓄水效益主要体现在6道橡胶坝的建设运行上,这些橡胶坝相继建成后,可在滦河城区段形成6座梯级水库,共可形成0.10.15万hm2的自然水面,这些水面的形成,可以有效地改善滦河迁安盆地的生态环境,降解水质污染,除固定水面外,还可以增加沿河湿地0.20.3万hm2,减轻风沙和沙漠化危害,恢复水中生物及以其为食的禽、兽类。调节城市气候,改善人居环境,更主要的是,可有效地提高迁安盆地及周边地区的地下水位78m,恢复到1985年水平,每年可增加地下水资源1.51.8亿m3,大大减轻工农业生产发展中因水源不足所带来的压力,为迁安市走可持续发展道路提供宝贵的水资源支撑。3、造地效益，滦河迁安段防洪工程完成后,免除水患的0.25万hm2沿河耕地,沿河人民可以放心地耕种,通过不断改善基础条件,将会由原来的次质耕地变为高产稳产耕地,每年可增加耕种收入7501000万元,左岸大堤城区段可为城市发展提供0.07万hm2的城市建设用地,按每1hm2600万元计算,可置换44亿元的土地转让资金,仅此一项就可收回工程投资的两倍多,还为交通、城建等部门提供道路、绿化、美化、娱乐场所和平台。4、绿化、美化、休闲、旅游效益，滦河迁安段生态防洪工程完成后,50余km的两岸大堤绿化带,6座橡胶坝周边绿化美化,3#橡胶坝人工湖内的6座人造岛,将以其各具风采的建筑风格及绿化、美化型式,与钢城大桥、钢城大路所连接的左右岸城区交相辉映,浑然一体,一座现代化的新兴城市赫然显现在燕山南麓的冀东大地,加上西部山区、北部长城沿线的旅游景区资源,一座经济实力强劲、自然生态环境优越、旅游条件良好,人与自然和谐相处,社会、经济可持续、循环发展的新迁安,将以更加豪壮的步伐,更新的姿彩吸引商贾、游客,前来投资创业,旅游观光、休闲居住。三、生态工程与循环经济的关系？随着人们对生态环境保护和可持续发展的理论认识的深入发展,循环经济的理念和生态工程的应用得到了越来越多重视和快速的发展。循环经济,是对物质闭环流动型经济的简称。它倡导在物质不断循环利用的基础上发展经济,建立资源-产品-资源再生的新经济模式。循环经济的主要原则是:减少资源利用量及废物排放量,称为减量化;努力回收利用废物,称为再利用;大力实施物料的循环利用系统,称为资源化。这就是著名的3R原则。显然,循环经济的实施将使资源和能源得到最合理和持久的利用,并使经济活动对环境的不良影响降低到尽可能小的程度。循环经济是按照生态学原理迅速发展起来的模仿自然生态系统的新的发展理念,目标是按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重新构成经济系统,使经济系统和谐地纳入到自然生态系统物质循环过程中,建立一个新的经济形态。随着可持续发展战略概念的普遍,发达国家正在把发展循环经济、建立循环经济型社会作为实现环境与经济协调发展的重要途径。生态工程是应用生态系统中物种共生与物质再生原理、结构与功能协调的原则，结合系统分析的最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。生态工程的目标就是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。与传统环境保护工程相比较，生态工程利用系统调控原理、再生循环原理和多级利用原理，科学有效地节约资源，保证系统的能量投入少，同时可以多层次地将污染物转化为可利用的再生资源。生态工程原理就是利用特有的工艺路线，做到变废为利，保证转化后的一些物质输出的可能性，同步实现生态、经济、社会三方面效益。再生循环与分层多级地利用物质是系统内耗能最低、物质利用最充分、工序组合最佳的生态工艺设计。生态工程与循环经济的实施层次不同，循环经济是模仿自然生态系统的新的发展理念。生态工程是具体实现某一区域或集团体系的物质和能量多级利用、高效产出或持续利用工程。生态工程与循环经济的最终目标都是为了实现生态、经济、社会三方面效益，使社会得到可持续发展。同时两者都以生态学为基原理为基础，最大的近自然治理利用。模仿生态系统，突出物质的多级利用使系统内耗能最低、物质利用最充分、工序组合最佳，实现环境和经济协调发展。生态工程应在循环经济的思想理念下发展，同时生态工程的实施又可以实现区域或集团经济的可循环发展。两者相辅相成，共同实现经济与环境的共同发展。四、结合学位论文，设计您研究领域的生态工程。煤矿开采引发了一系列矿山地质灾害,地下采煤导致的地面沉降、土地资源损害、地面建设破坏等已成为制约经济发展的重大障碍。采空塌陷是由于矿层采出后,采空区在上覆岩土层重力作用下,发生变形弯曲,冒落形成塌陷。塌陷区生态治理工程是一项事关地区经济和社会发展的重大工程,治理工作必须遵循下列原则:坚持以开发农业资源为主的原则。坚持因地制宜的原则。遵循“宜农则农,宜林则林,宜渔则渔,宜建则建(建筑用地)”的要求,集约有效地利用环境资源。坚持经济、生态和社会效益相统一的原则。针对不同矿区进行具体的复垦适宜性分析,既增加经济效益又提高生态效益,把塌陷区建成集生产、休闲和娱乐为一体的生态农业模式。坚持区域经济协调发展的原则。塌陷区治理要与矿产资源总体规划和经济社会发展计划紧密衔接,根据社会需求对项目进行合理安排。与市场机制相适应的原则。建立多元化、多渠道资金投入机制,制定优惠政策,引导矿山生态环境治理向产业化方向发展。根据采煤塌陷盆地的地势和矿区的地质、地貌景观特征进行土地适宜性评价如下: 宜农(耕)地类:对下沉不深、塌陷较为稳定的地区,进行回填整理为耕地,以增加耕地数量,弥补造成的经济损失,同时缓解矿区与农民因耕地损坏造成的土地纠纷。由于土地复垦工艺为“挖深垫浅”法复垦后的耕层土壤是预塌陷水域原耕地土壤,因此其土壤结构、肥力与原土壤基本一致；宜渔地类:本区已有大面积积水坑,预计将有更深更大面积的塌陷区。根据市场需求,水面养殖将能有效利用其水面资源,同时增加经济收入,带动相关产业的发展；宜林地类:在通过塌陷区的道路、堤坝两旁、坑塘斜坡开辟林带,或在垂钓区的旁边种植经济林,一方面可以改善矿区的景观生态效应,另一方面也可以起到防风和护坡的作用；宜建地类:在具有独特景观价值的位置、在交通便利的大面积水域边部设立垂钓区,形成休闲中心等建筑。以煤矸石等废石为主要充填料的治理区宜作为迁村建筑用地；观光旅游区:在距旅游热点城市或旅游区较近的矿区,或环境优美、交通便利的地区,拟将治理目标定为观光农业、旅游度假园和生态农业区。与复垦耕地不同的是,观光区建设的主要思路是发展环境和旅游资源,主要工程内容为大水面的建设、度假建筑用地的复垦和相应的桥、路、旅游设施等配套基础设施的建设。采煤塌陷区生态恢复措施可归纳为三种生态工程方法:一是挖深垫浅法,对塌陷深度大,景观环境已遭到严重破坏的地区,宜在塌陷区的深部取土垫在浅部,恢复成耕地,深部建塘养鱼,坡地栽树植草。为防止肥土流失,保持原有地质特点,可把将要塌陷区的地表土剥离抢运储存起来,集中用于浅层塌陷区回填造地。二是浅层平整法,对塌陷不深或积水不多的地块,主要复垦方向为农业用地,采取平整土地、修缮排灌系统的办法,改善种植条件。这种方法具有投资少、易恢复、见效快的优点。三是排