生态工程主要知识点.doc

生态工程主要知识点（精简版）第一章 绪论（传说中不考）2生态工程：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标(或称可持续发展)，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、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。3生态工程的应用： 设计各种生态系统 (如环境工程)； 恢复受损生态系统 (如生态恢复)； 管理、利用和保护自然资源(如林业生态工程)； 环境治理和环境建没(如景观生态工程、城市生态工程)。5生态农业：从系统思想出发，按照生态学原理，经济学原理和生态经济原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来，以期获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业发展模式。简单地说，就是遵循生态经济学规律，进行经营和管理的集约化农业体系。生态林业：遵循生态经济学和生态规律发展林业，是充分利用适当地自然资源和促进林业发展，并为人类生存和发展创造最佳状态环境的林业生产体系。生态城市：人们对按生态学规律包括自然生态、经济生态和人类生态统筹规划、建设和管理市域范围内的人口、资源和环境逐步形成可持续发展机制、体制、技术和行为的市级行政单元的简称。第二章 生态工程原理1生态学原理：生态位原理，限制因子原理，食物链原理，整体效应原理，生物与环境相互适应协同进化原理，效益协调统一原理，物种多样性原理经济学原理：可持续发展理论，自然资源价值理论，生态经济理论 工程学原理2生态位：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生态位。又称小生境或生态区位，是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的总称。3相生相克现象：植物通过向环境释放化学物质，影响周围其他植物的现象。具有选择性、专一性的特点。4最小因子定律：植物的生长取决于处于最少量因素的营养元素耐性定律：任何生态因子不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。5人工食物链在林业生态工程中的应用：天敌的放养和招引提高人工生态系统效益：林地养鸡加工价值6食物链加环：根据物质能量通过食物链发生富集以及生物之间相生相克的原理，以人工生物种群来代替自然生物种群，达到废弃物的多级综合利用，增加高能量、高价值的产品生产和抑制能量物质损失的生物工艺过程7协同进化：两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。第三、四章 生态工程规划与设计1生态工程规划：以社会-经济-自然复合生态系统为规划对象，应用生态学原理、方法和系统科学的手段，去辨识、设计和模拟人工生态系统内的各种生态关系，确定最佳生态位，并突出人与环境协调的优化方案的规划。内涵：以人为本；以资源环境承载力为前提；规划标准从量到序；规划目标从优到适2基本特征：综合性协调性战略性区域性实用性5原理：人地关系协调理论；可持续发展理论；生态系统理论；空间结构理论。6工程的核心是设计。7生态工程设计原则：（1）因地制宜原则（2）生态学原则9生态工程设计的技术路线：建立互利共生网络：提高效率，促进物质的良性循环延长食物链：增加环节，提高物质能量利用率。有生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环第五章 农业生态工程1农业生态系统：人们运用生态学原理和系统工程方法，利用农业生物与环境之间，以及生物种群之间相互作用建立起来的，按社会需求进行物质生产的有机整体，是一种被人类驯化、较大程度上受人为控制的自然生态系统。2农业生态系统的结构：组分结构空间结构：水平结构和垂直结构时间结构营养结构：食物链食物网3农业生态工程：有效地运用生态系统中生物物种充分利用空间和资源的生物种群共生原理，多种成份相互协调和促进的功能原理，以及物质和能量多层次、多途径利用和转化的原理，而建立的合理利用自然资源、保持生态稳定和持续高效功能的农业生态系统。原理：使不同种的生物群体在有限的空间内各得其所，充分利用有限的物质与能量的生物共生原理。多层结构，充分挖掘生产潜力的物质循环再生原理。包括食物链的富集与转换作用的多种成分相互协调的功能原理。生物与环境相互适应原理。4农业生产面临的生态问题：资源匮乏资源破坏环境污染 产生生态农业5农业生态工程技术：立体农业技术、循环再生技术、农业环境调控与保护技术、有机生产技术6立体农业：多种相互协调、相互联系的农业作物种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。异基面立体农业同基面立体农业7循环再生技术：（1）生态果园工程模式（2）生态养殖场工程模式（3）基塘物质能量循环生态工程模式。桑基-鱼塘生态工程：利用鱼池(塘)堤坡栽植桑树，桑叶用于养蚕，将养蚕获得的蚕沙、蚕蛹投入鱼塘，为鱼类提供食料，鱼塘中鱼类吃剩的食料加上排泄物，可培育浮游生物，浮游生物又供鱼类取食，而沉落到塘底的饲料残渣及排泄物则被微生物分解，形成富含有机质和其他营养元素的塘泥，经过一定时间的积累后挖取塘泥上桑基，既净化了鱼塘，又为桑基施入高效的有机肥。草基-鱼塘生态工程：利用鱼塘的塘边坡地种草，以草养鱼，鱼池淤泥为草地施肥，促进草地增产为循环桑-蚕-猪-鱼生态工程模式：桑基-鱼塘生态工程模式的进一步发展，加入生猪饲养这一环节8农业环境调控与保护技术：水土流失治理的农业生态技术。技术手段：植树造林治沟治坡技术，植物篱笆坡地生态农业技术，坡耕地培肥保水技术，土地永续利用的耕作技术沙地培肥改土技术水资源高效利用技术。田间灌溉节水技术、田间农艺节水技术防洪治涝技术9农业生态工程主要模式：充分利用空间和土地资源的农林立体结构型生态工程。农作物的轮作、间作与套作；农林间作；林药间作物质能量多层分级利用型生态工程。秸秆还田水陆交换的物质循环型生态工程。桑基鱼塘基面种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥为桑施肥相互促进的生物物种共生型生态工程。浙江青田稻田养鱼，稻田养蟹农-渔-禽水生生态系统型生态工程。水体立体养殖多功能的污水自净生态工程山区综合开发的复合型生态工程。通常的结构模式为林-果-茶-草-牧-渔-沼气，以畜牧业为主体结构沿海滩涂和荡滩资源开发利用的湿地型生态工程以庭院经济为主的院落生态工程多功能的农副工联合生态工程。将种植业、养殖业和加工业有机地结合起来。北京留民营村为例第七章 环境生态工程2环境生态学：研究在人为干扰下生态系统内在的变化机制、规律，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。3环境生态工程：在生态学原理的指导下，为使受损生态系统恢复，进行重建和保护的生态工程。4-23污染生态工程4污水土地处理技术：利用土壤植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理城市污水及某些类型的工业废水，使水质得到根本的改善。5完整的土地处理系统有7部分：预处理、水量调节与贮存、配水与布水、土地处理田间工程、植物、排水、监测土地处理田间工程是土地处理技术系统的核心部分，处理污水的主要过程在这里发生，分慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地系统与地下渗滤等类型。6土地处理系统净化作用机制：物理过滤物理化学吸附化学反应与化学沉淀微生物分解7土地处理系统基本工艺：慢速渗滤处理系统：将污水投配到种有作物的土地表面，污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗滤，一部分污水直接为作物所吸收，一部分则渗入土壤中，从而使污水得到净化快速渗滤处理系统：将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土地表面，在污水向下渗滤的过程中，在物理、化学及生物的作用下，得到净化处理。回收处理水地表漫流系统：将污水有控制地投配到种植有多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的土地上，污水以薄层方式沿土地缓慢流动，在流动的过程中得到净化8污水稳定塘处理技术稳定塘：经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。9稳定塘的净化机制：在太阳能作为初始能源的推动下，通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生植物和水产，水禽的形式作为资源回收，净化的污水也可作为再生水资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。10稳定塘中的生物作用：好氧微生物的代谢作用；厌氧微生物的代谢作用；浮游生物的作用；水生维管束植物的作用物理稀释作用物理化学的沉淀和絮凝作用11稳定塘系统组成：预处理系统，厌氧塘、兼性塘、曝气塘、好氧塘、生物塘、水生植物塘、养鱼塘、控制排放塘和储留塘14受损水体生态修复工程水体富营养化水体生态修复技术：利用培养的生物或培育、接种的微生物的生命活动，对水中营养盐进行转移、转化及降解，使水体得到恢复。15岸线缓冲带是保护湖泊生态系统健康的最后一道防线，它将水体与其他各种土地利用类型分离。一方面阻止水体的波浪和洪水对岸线的侵蚀；另一方面，在径流进入湖泊以前过滤其中的多种有害物质；同时还提供了多种生物的栖息地，从而维持一个脆弱的水生生态系统的平衡16固体废物处理生态工程固体废物处理包括：物理处理；化学处理；生物处理；热处理；固化处理18固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节。处置方法：海洋处置。深海投弃、海上焚烧陆地处置。土地耕作、土地填埋、深井灌注。19控制固体废弃物污染的技术政策包括减量化、资源化和无害化。处理处置技术发展方向为最终实现资源化。20固体废物处理生态工程模式：肥料化饲料化原料替代化能源化21城市生活垃圾堆肥技术堆肥化：在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程垃圾堆肥：厌氧堆肥好氧堆肥22大气污染防治生态工程大气污染：物理性污染、化学性污染、生物性污染24-27湿地生态工程24湿地：天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水，包括低潮时水深不超过6m的海水水域。中国的湿地划分为5大类：近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽与沼泽化湿地、库塘25湿地生态系统的结构：（1）淡水沼泽湿地：淡水草本沼泽生态系统、泥炭湿地生态系统、淡水木本沼泽生态系统、河漫滩湿地生态系统河漫滩湿地生态系统的特征：沿河流分布，呈带状或线形。既与丘陵陆地生态系统和河流水体生态系统侧向相连，又与上游和下游的生态系统相协调。开放的生态系统（2）滨海湿地：即海岸湿地生态系统，包括盐沼生态系统、潮汐淡水沼泽生态系统、红树林生态系统、河口湾生态系统潮汐淡水沼泽往往分布于盐沼和内陆淡水沼泽之间。鸟类最丰富的湿地区域红树林植物具有气生支柱根、胎生现象、呼吸根等特征。盐跃层现象：在大江、大河的入海口，当河水的作用超过潮汐的作用时，淡水在很大的范围内流动于海水的上层，出现明显的淡水与海水分层现象。（3）湖泊湿地：从湖岸到深水分为沿岸带、湖沼带、深底带3个植被带（4）人工湿地：稻田、盐田、水产养殖场等26湿地生态系统的功能：水资源功能抵御自然灾害的功能地球之肾生物多样性保护功能天然产品社会功能27湿地恢复：通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿池进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。第八章 林业生态工程1林业生态工程：根据生态学、林学及生态控制论原理，设计、建造与调控以木本植物为主体的人工复合生态系统的工程技术作用：为农业、牧业提供生态屏障，保证农牧业稳产高产；调节、改善河川水文状况，保护与治理利用水土资源；防治风沙灾害；净化大气、保护大气层林业生态建设总体布局：构建点、线、面结合的全国森林生态网络体系4六大林业生态工程(一)天然林保护工程。解决天然林资源的休生养息和恢复发展问题(二)重点防护林体系建设工程。以防沙治沙为重点，以保护和增加林草植被为中心(三)退耕还林还草工程。解决重点地区的水土流失问题。(四)环北京地区防沙治沙工程。解决首都周围地区的风沙危害问题，减少沙尘暴天气。(五)野生动植物保护及自然保护区建设工程。解决基因保存、生物多样性保护、自然保护、湿地保护等问题。(六)速生丰产用材林基地建设工程。解决我国木材和特色林产品的供应问题。北京平原造林工程空间布局确定为“两环、三带、九楔、多廊”。 5林业生态工程原理：生态学原理可持续发展原理防护林学原理水土保持学原理6防护林：水土保持林、水源涵养林、农田防护林、防风固沙林、护路护岸林7水土保持林：防止水土流失的根本措施。8水源涵养林：一种特殊意义的水土保持林9农田防护林：在有农田的地方，为防止自然灾害，改善农田小气候，创造有利于农作物和牲畜生长繁育的环境，保证农牧业稳产高产，并为人民群众生产生活提供木材而营造的防护林形式：林带、林农间作、林岛规划设计：林带结构的选择林带结构：林带树冠上下组成的层次、宽度，纵断面形状、枝叶状况、密度和透光度状况等综合情况。A紧密结构B疏透结构C通风结构林带走向：取决于害风的风向。主林带的走向与主害风垂直，副林带方向与主林带垂直。林带间距的确定10防风固沙林：以降低风速，防止或减缓风蚀，固定沙地，以及保护耕地、果园、经济作物、牧场免受风沙侵袭为主要目的的森林、林木和灌木林。营造：沙障固沙，建设防沙林带。11防护林体系：在一个自然地理单元内，结合当地地形条件，土地利用情况和基本建设固定设施，根据影响当地生产生活条件的主要灾害特点，所规划营造的以防护林为主体，与其他林种相结合的总体。建设原则：因地制宜、因害设防建设多林种相结合的综合防护林体系生态效益、经济效益、社会效益相结合原则乔、灌、草相结合建设多树种多层次的混交林农、林、牧相结合，综合治理，协调发展管理集约化、科学化、规范化12评估意见分同意立项、需修改或重新设计、推迟立项、不同意立项4类14造林树种选择原则：定向培育原则，适地适树原则，生物学稳定性原则，可行性原则适地适树（草）的途径：选树（草）适地和选地适树；改树（草）适地；改地适树（草）解决适地适树（草）的方法：适生树种草种调查，树种草种的引种15造林技术措施设计：造林整地、造林方式方法、混交树种组成及混交方式、造林密度、造林季节和幼林抚育管理造林地的清理方式：全面清理、带状清理、块状清理16评价的具体内容：水文生态效益，涵养水源效益，土壤改良效益，改善小气候效益，农田防护林对农田农作物的增产效益，森林游憩效益，碳氧平衡作用第九章 景观生态工程1景观：空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。特征：生态系统的聚合；各生态系统之间的物质能量流动相互影响；具有一定的气候和地貌特征；与一定的干扰状况的聚合相对应。2景观生态学：研究景观的结构、功能和变化，以及景观的科学规划和有效管理的一门生态学新分支。3格局：指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。过程：强调事件或现象的发生、发展的动态特征。景观生态学常常涉及多种生态学过程尺度：在观察或研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。分为空间尺度和时间尺度。往往以粒度和幅度来表达。4异质性：景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性空间异质性、时间异质性、功能异质性5斑块：与周围环境在外貌或性质上不同，并具有一定内部均质性的空间单元。斑块性：强调斑块的种类组成特征及其空间分布与配置关系。6生态学干扰：发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。火干扰、放牧、土壤物理干扰、土壤施肥、践踏、外来物种入侵意义：干扰与景观异质性。低强度的干扰可以增加景观的异质性干扰与生物多样性。适度干扰下生态系统具有较高的物种多样性7斑块廊道基质模式组成景观的结构单元：斑块、廊道、基质斑块：依赖于尺度的，外观上不同于周围环境（基质）的非线性地表区域，具有一定内部均质性的空间实体。廊道：又称走廊，指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。可以看作是线状或带状的斑块。双重作用：将景观分离、将景观连接传输通道功能过滤和屏障功能生境功能资源或产品功能美学观赏功能类型：线状廊道、带状廊道、河流廊道基质：景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。景观要素之间的空间联系方式：廊道网络、斑块网络生态交错带：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。8景观生态建设：景观生态规划、景观生态设计、景观生态管理9景观生态规划：根据景观生态学的原理及其它相关学科的知识，以区域景观生态系统整体优化为基本目标，通过研究景观格局与生态过程以及人类活动与景观的相互作用，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式，维持景观的异质性。原则：自然优先原则，可持续发展原则，因地制宜原则，整体性原则，动态性原则，经济性原则目标：保护生物多样性；合理开发自然（景观）资源；调整当前不合理的景观格局10景观生态设计：以生态学原理为基础，建立在生物工艺、物理工艺及其它工艺基础上，使人类投入系统内较少的能量与物质，通过系统内部物质循环，能量转换获得较大的生产量、生态效益和社会效益11生物多样性四个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性。景观多样性：景观结构、功能和时间变化方面的多样性，是景观水平上生物组成多样化程度的表征。斑块与生物多样性：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块、引进斑块一般，物种多样性随斑块面积的增加而增加廊道与生物多样性：环境资源廊道、干扰廊道、残存廊道、种植廊道基质与生物多样性：为某些物种提供小尺度的生境；作为背景，控制、影响与生境斑块之间的物质、能量交换；控制整个景观的连接度，影响斑块间物种的迁移12景观退化：景观结构退化：A景观破碎化：景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接性减少的现象B景观聚集化景观功能退化：因景观异质性的改变而导致景观稳定性和景规服务功能的衰退，如土地荒漠化景观13景观生态恢复：目标：使退化生态系统恢