生态水工学的工程理念论文

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1、生态水工学的工程理念论文摘要：水是生态系统的重要组成部分。河流、湖泊中的水与生物群落（包括动物、植物、微生物）共存通过气候系统、水文循环、食物链、养分循环及能量交换相互交织在一起。水是生物群落生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质。水体与生物群落相互依存，相互作用，形成了江河湖泊的自净能力。水利工程学应吸收、融合生态学的理论，建立和发展生态水工学。在满足人们对水的各种不同需求的同时，水利工程还应满足水域生态系统完整性、依存性的要求，恢复与建设洁净的水环境，实现人与自然的和谐。关键词：生态水工学水环境

2、工程理念我国江河、湖泊和水库普遍受到污染.freel），是指一定空间中的生物群落（动物、植物、微生物）与其环境组成的系统，其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。近年，也有学者把人类活动作为生态系统的要素。在这里“系统”一词有两层基本含义：一是它由一些相互依赖、相互作用的部分所组成；二是这些部分按照一定的规律组织在一起，从而使这个整体具备了统一的功能特性。生态系统内各个要素之间相互依存、相互作用是其主要的特征。下面可以举温室效应来说明这个规律。由于工业社会对化石燃料的高消耗，到195

3、0年全球碳排放量达到16亿ｔ，已经超过当时大气层中二氧化碳的水平。到2000年达到63亿ｔ，是1950年的4倍。碳排放量剧增是地球变暖的温室效应的根源。在过去30年地球的平均温度从13.99℃上升到14.43℃。而且，自有记录以来最暖和的14个年份都出现在1980年以后。由于生态系统是相互关联、相互依存的，气温升高的影响发生在生态系统的各个方面。先是北冰洋的冰融化，其厚度从1960年的2ｍ厚降到2001年的1ｍ厚，而面积缩小了6％。南极半岛两侧的冰架全面后缩，近50年内减少了7000ｋｍ2。由于热扩散和

4、冰雪融化使得海平面在２０世纪升高了10～20ｃｍ，造成海洋扩展，海水泛滥，咸水入侵。海洋表层温度升高，辐射到大气层中会造成更多的破坏性风暴，使得热带和亚热带地区台风和飓风频繁发生。更进一步讲，在正常情况，冰雪覆盖大地时，由于强大的反射作用，照射到地球表面上的阳光大部分返回宇宙空间。一旦冰雪大量融化，反射面积减少，会有更多的阳光热量被吸收，这使得格陵兰的陆地冰盖会不可挽回地逐渐融化。而温室效应造成升温引起森林火灾频繁发生，而林火排放大量二氧化碳又加剧温室效应。这是所谓的“正反馈循环”，其实就是恶性循环。以

5、上分析告诉我们，任何一个生态系统中各个部分之间都是相互关联、相互依存、相互制约的。3．生态系统的五种循环与作用那么水体的自净能力是如何形成的呢？“生态系统自身规律”又是什么呢？众所周知，生态系统中存在着五种循环与作用，这就是：气候系统、水文循环、食物链（网）、养分循环及能量交换。具体说，气候系统和水文循环为生物群落提供了生存条件。太阳能由绿色植物光合作用转换为生物能，进行着能量交换作用。生态学把各种生物划分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。所谓生产者是能用简单无机物制造有机物的自养生物，包括所有绿色

6、植物和某些细菌。绿色植物通过光合作用制造成碳水化合物。碳水化合物又可进一步合成脂肪和蛋白质。在这个过程中，太阳能转化为生物能。这些有机物是地球上包括人类在内的一切异养生物的食物来源。自养生物是生态系统中最基础部分。所谓消费者是不能用无机物质制造有机物的生物，他们直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质。这些生物属于“异养生物”。包括草食动物和肉食动物。消费者在生态系统中起重要作用。他们对初级生产物起加工、再生产的作用，也促进其他生物的生存、繁衍。所谓分解者都属于异养生物。包括细菌、真菌、放线菌、土壤原生

7、动物和一些小型无脊椎动物。这些异养生物在生态系统中连续地进行着分解作用，把复杂的有机物质逐步分解成简单的无机物。最终以无机物的形式回归到环境中。所以，这些异养生物又称为“还原者”。由于这三大类生物在不断作用，构成了“简单无机物质—有机物质—简单无机物质”的反复物质循环。在这个过程中食物链（或食物网）起通道作用，使能量源源不断地流向动物和微生物。水和营养物质碳、氧、氢、磷等又通过食物链食物网不断地合成和分解。在环境与生物之间反复地进行着生物—地球—化学的循环作用。以生物为核心的能量流动和物质循环，

8、是生态系统最基本的功能和特征。在生态系统中一种生物不可能固定在一条食物链上，往往同时属于数条食物链，于是形成由许多食物链组成的复杂网络式结构，称为食物网。这种网络式结构保证了生态系统结构和功能的相对稳定性。如果食物网上的某一条食物链发生了障碍，食物网可在一定限度内进行调整和补偿。但是在某一条食物链严重损害的情况下，这种障碍会影响整个生态系统，形成功能的变化。正因为如此，在一个健全的生态系统中，动物、植物、微生物相互之间是一种相生相克的平衡制