湖南大学 环境生态学导论 第五章 生态工程ppt课件.ppt

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1、第五章生态工程第一节生态工程概述生态工程的产生有着历史背景和现实需求，它是在20世纪60年代全球生态危机爆发和人们寻求解决对策并对资源环境进行保护的背景下产生的。一、生态工程产生的背景60年代以来，全球生态危机表现为人口激增、资源破坏、能源短缺、环境污染和粮食供应不足等，这些人类面临的共同问题在不同国家和地区表现不尽相同。西方发达国家面临的主要是由于高度的工业化和强烈集约型的农业经营带来的环境污染问题。在60年代末、70年代初，人们对改善环境的技术深信不疑，认为可以通过实现无废物（zerodischarge）目标来解决问题。然而，治理环境污染的人力、财力和物力

2、是有限的，在发展中国家更是如此，此外，某种环境净化技术很可能将污染物从一种介质转移到另一种介质中去，因而，种种原因使得运用常规方法不能实现无污染目标。于是人们试图运用生态系统的某些功能，如生物净化功能以实现降低污染和保护资源的目标，这样产生了发达国家的生态工程研究。在发展中国家所面临的不单纯是环境污染问题，而是一种由于人口增长、资源破坏、生产不足和环境污染共同构成的综合症。这些国家不但需要保护资源和环境，更迫切地需要以有限的资源生产出足够的产品，供养日益增长的人口。现实条件使得这些国家必须立足于本地资源和条件去寻求适合于自己的发展途径和技术，生态工程正提供了这

3、样一种实现低耗、高效、无或少废生产适用技术的发展战略。二、生态工程的定义生态工程(ecologicalengineering)于1962年由美国生态学家H.T.Odum首先使用，他定义为“人类通过运用少量的辅助能而对以自然能为主的系统进行的环境控制”，1971年他又指出生态工程即是人对自然的管理，1983年，他修订此定义为设计和实施经济与自然的工艺技术(Odum,1963,1971)。此外，国外不少人还提出生态工艺(ecologicaltechnology或ecotechnology)，定义为在深入了解生态学原理的基础上，通过最少代价和对环境的最少损伤，将管理

4、技术应用到生态系统中(Strascraba,1993;Strascraba&Gnauck,1985)。尽管在60年代初就出现了生态工程的名词，在国外70年代初，也有两方面的研究与生态工程的研究有关，一是替代农业研究，一是环境工程研究，但这些研究并未明确使用生态工程的名词。我国著名生态学家马世骏在70年代末对生态工程提出了较完善的概念，对生态工程理论及在工业发展中的实践意义作了阐述：由于工业发展过程中，出现的环境受干扰并迫切需要采取保护政策，促使我们不得不在社会、经济、自然生态系统及资源物质系统之间，寻找多方相互依赖的特点，从而近年来在社会科学与自然科学之间产生

5、了新的交叉学科前沿，这样的社会、经济、自然生态系统的结合，是当前国际上处理社会问题的重要理论依据；例如工业城市生态学是近年来开展的典型社会、经济、自然生态系统，在此复合系统中，包括复杂的物质能量代谢系统及地质化学循环系统，并密切地与废物管理、营养物质循环和区域性食物供应系统相联系，通过连接三个系统的循环关系，可以及时有效地将人类和动物的废物返回到土壤，把工业废物加以分解或再生，它所依据的机理就是模拟自然生态系统长期持续环链结构的功能运作过程，可以称之为生态系统工程（马世骏，1979）。他强调生态工程是生态学的原理在资源管理、环境保护和工农业生产中的应用，其原理

6、是生态系统的整体、协调、再生和循环。按照马世骏教授1984年对生态工程的较详细和明确的定义，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，结合系统工程的最优化方法，设计的分层和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，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。三、生态工程与其它学科的关系生态工程是一门正在形成中的科学，是应用生态学的分支科学之一。传统生态学的研究在20世纪30、40年代取得很多重大进展，特别是生态系统概念的提出和生态系统生态学的建立，使系统信息学的思想在生态

7、学的研究中发展，同时各分支科学进一步横向互相渗透，传统的经典科学得到了全新的更新和改造，焕发出新的生命力。应用生态学的各个分支，如农业生态学、城市生态学、区域生态学等在这一时期迅速发展，并取得许多重要进展，这些为生态工程概念的完善和生态工程学的建立奠定了科学基础。同时，系统科学的发展特别是系统工程学在各个领域中的广泛应用，为生态工程的研究提供了理论和方法基础。在这样的历史背景下，作为一个独特的研究领域，生态工程的主要理论、概念和方法与系统论、控制论、信息论、协同论、耗散结构论、突变论、自组织论等相渗透，以整体观和系统观为指导，对以分析为主的传统生态学进行综合，

8、吸收了物理、化学、生理学、毒理学和数学