马世骏;生态工程 防治蝗虫灾害.ppt

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1、生态工程生态工程是应用生态学中一门多学科渗透的新的分支学科。生态工程一词是我国学者马世骏（1954）提出的，而公认的生态工程思想和生态工程(ecologicalengineering，ecoengineering)名词仅在30年前才提出。马世骏(1984)为生态工程下的定义是：“生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进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

2、，达到经济效益与生态效益同步发展。”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。(一)生态工程学原理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类社会的综合发展是生态工程的核心。我国学者(马世骏，1986,5;颜京松，1986；Ma和Yan，1989,5;Yan等，1992)在系统生态学理论的基础上，根据我国

3、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。生态工程是以整体观为指导，在系统水平上来研究，整体调控为处理手段。虽然这样研究与处理是比较困难的，但却是必要的。整体理论是综合了解系统，如生物圈、生态系统整体性质，及解决受胁区域以致全球生态失调问题的必要基础。当然这并不意味对组成成分的研究和处理是多余的，因为对各成分的性质及其他成分相互关系的了解越多，对系统的整体性质就能更好的了解。由于生态系统长期演化与发展的结果，在一定时期内均具有相对稳定而协调的内部结构和功能。然

4、而，任何超越一个生态系统自我调节能力的外来干涉，均可破坏结构间协调、或功能间协调、或结构与功能间协调，导致该生态系统的原有性质及整体功能的破坏和改变。因而，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。自生原理(self—resiliency)包括自我组织(self—organization)、自我优化(self-optimum)、自我调节(self—regulation)、自我再生(self—regeneration)、自我繁殖(self—reproduction)和自我设计(self—de

5、sign)等一系列机制。自然生态系统的自我设计能力是生态工程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。在生态系统的物质循环中，每一个环节是给予者，也是受纳者，循环是往复循环，周而复始。正是由于这些生态系统内的小循环和地球上的生物地球化学大循环，保障了存在于地球上的物质供给，通过迁移转化及循环，使可再生资源取之不尽，用之不竭。但是，当生态系统受到破坏，从循环论的观点看，是废物大量产生或某些再生资源开发过度，而阻滞、干扰了

6、正常的循环道路，循环失调与失衡，导致大量废物的产生，最终造成污染、环境破坏。生态工程就是要采取措施，调整循环运转的各个环节及途径，协调这些环节的输入、转化与输出的物质的量，使废物资源化，为物质生产和生物再生提供更多机会，变废为宝，化害为利。(二)湿地生态恢复的生态工程实例我国生态退化形势严峻，生态恢复势在必行：首先，我国生态系统复杂多样，又因人口众多，开发历史悠久，各类生态系统都受到不同程度的干扰和破坏，有的甚至十分严重，亟待恢复和重建，需要通过对各种自然和人为影响因素的分析，找出扭转逆行演替的途径

7、和方法，加速退化生态系统的恢复。这里仅以一个生态恢复的实例来说明生态恢复实践的过程以及在这个过程所体现出来的恢复生态学原理。湿地生态工程是利用湿地的水文和化学物质储存器的特点，所设计的控制过剩营养物、沉积物和污染物，并且改善水质的工程；或利用上述特点综合整治低洼湿地，使其结构能得到改善和恢复，成为良性生产—生态系统的生态工程。通过湿地生态系统特有的缺氧还原条件、枯枝叶覆盖层很厚的环境而发生了一系列系统生物地球化学过程，这不仅对个别的湿地系统，而且对全球性的物质循环，起着重要的平衡作用。正是这一物质平

8、衡原则下的系统生化过程，是改变生态系统状态的极佳的天然工具。山东禹城和高青盐碱洼地综合整治生态工程就是一个很好的范例。禹城和高青属黄河冲积平原，以大面积盐碱地、低洼地为特色，原属我国黄淮海平原的中低产农业区。从1966年开始，中国科学院、中国农业科学院、青岛海洋大学等大批专家在这里实施了两项生态恢复工程，收到了很好的效果。(1)台田—鱼塘系统：在盐碱洼地实施挖塘造台田工程，挖掘下层土覆盖在盐碱表土上，造成了垒起的台田(高程20m左右)，在0—20cm的耕作层内，土壤毛