生态工程教学PPT生态工程设计基本原理.ppt

1、1 2 第一节第一节 生态工程设计基本原理生态工程设计基本原理 3 生态工程是在生态学原理的指导下，对生态系统进行设生态工程是在生态学原理的指导下，对生态系统进行设 计和建设的生产工艺体系和技术，目的是使经济效益和生态计和建设的生产工艺体系和技术，目的是使经济效益和生态 效益实现高度的统一，使农业、工业、城市及区域经济得到效益实现高度的统一，使农业、工业、城市及区域经济得到 稳定、持续的发展。稳定、持续的发展。 生态工程是人类学习自然生态系统生态工程是人类学习自然生态系统“智慧智慧”的结晶，是生的结晶，是生 态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。态学、工程学、系统学、经济学等

2、学科交叉而产生的新兴学科。 生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。生生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。生 态工程的构建和运行主要依据是态工程的构建和运行主要依据是生态学生态学的基本原理。的基本原理。 4 物质循环再生原理是根据生态系统物质循环原理，物质循环再生原理是根据生态系统物质循环原理， 多类型、多途径、多层次地通过初级生产、次级生产多类型、多途径、多层次地通过初级生产、次级生产 加工、分解等完全代谢过程，完成物质在生态系统中加工、分解等完全代谢过程，完成物质在生态系统中 的循环。的循环。 农业生态系统中的物质循环，通常指生命活动必需农业生态系统中的物质循环，通常指

3、生命活动必需 的元素或无机化合物在农业生态系统中的循环流动。的元素或无机化合物在农业生态系统中的循环流动。 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 5 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的 生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系 统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复， 分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。 理论基础理论基础:物质循环

4、物质循环 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 6 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 组成生物体的c、h、o、n、p、s等元素，都不断进行着 从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循 环过程。这就是生态系统的物质循环。 特点： 周而复始，往复循环 重复利用、全球性 生 物 群 落 组 成 生 物 体 的 c、 h 、 o、 n 、 p、 s 基 本 元 素 反 复 循 环 无 机 环 境 7 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 原理含义：原理含义： 生态系统中，

5、生物借助能量的不停流动，一方面不生态系统中，生物借助能量的不停流动，一方面不 断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面又随断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面又随 时分解为原来的的简单物质，即所谓时分解为原来的的简单物质，即所谓“再生再生”，重新被，重新被 系统中的生产者植物所吸收利用，进行着不停顿的物质系统中的生产者植物所吸收利用，进行着不停顿的物质 循环，循环往复，分层分级利用。循环，循环往复，分层分级利用。 8 碳循环碳循环 9 碳在大气圈和生物群落中的存在形式？ co2如何从无机环境进入生物群落？ 在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传给下一个营养级？ 生物群落中

6、的碳以什么途径回归大气圈？ 大气中co2的含量为什么持续增加？ co2、有机物 绿色植物光合作用 通过捕食关系 主要是呼吸作用 大量燃烧煤和石油等化石燃料 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 10 生产者通过光合作用固定太阳能 生产者固定的太阳能的总量 1.能量流动的起点 2.流经生态系统的总能量 3.能量流动的途径(渠道) 4.能量的散失 食物链和食物网 主要是通过呼吸作用 5.能量流动的特点及传递效率 单向流动，逐级递减；传递效率一般为10% 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 生态系统的能量流动过程及特点

7、生态系统的能量流动过程及特点 11 物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系 1. 能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成 和分解等过程； 2. 物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（食物网）流 动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无 机环境之间循环往返。 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 12 物质循环再生原理物质循环再生原理案例案例 无废弃物农业：无废弃物农业： 我国古代传我国古代传 统农业的辉煌统农业的辉煌 成就之一，也成就之一，也 是生态工程最是生态工程最 早和最生动的早和最生动的 一种模式。一种模式。 人类食品

8、饲料与垫料 人类食 品 人粪尿 作物残留 n、p、k 等 无废弃物农业无废弃物农业-通过积极种植能够固氮的豆科通过积极种植能够固氮的豆科 作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪 便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以 及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥 等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田 中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了 土壤养分如氮

9、、磷、钾及微量元素的循环利用。土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。 13 没有物质循环的系统，就会产生废物，造成环境没有物质循环的系统，就会产生废物，造成环境 污染，并最终影响系统的稳定和发展。污染，并最终影响系统的稳定和发展。 物质循环再生原理物质循环再生原理: :要求我们在生态工程设计和建要求我们在生态工程设计和建 设时要使大多的物质循环再生设时要使大多的物质循环再生, ,以减少污染。以减少污染。 意义：避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。意义：避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。 生态工程的原理生态工程的原理 物物 质质 循循 环环 再再 生生 原原 理理 14 生态工程的

10、原理生态工程的原理 物物 种种 多多 样样 性性 原原 理理 理论基础：生态系统稳定性理论基础：生态系统稳定性 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能 相对稳定的能力。相对稳定的能力。 .两种稳定性区别 .比较两种稳定性 抵抗力稳定性抵抗力稳定性： 抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状 恢复力稳定性恢复力稳定性： 遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状 自动调节能力自动调节能力 15 物种多样性是物种水平的生物多样性，是用一个区物种多样性是物种水平的生物多样性，是用一个区 域的物种种类的丰富程度和分布特征来衡量的。域的物种种类的丰富程度和分布特征来衡量的

11、。 物种的丰富度是指一个群落或生境中物种数目的多寡。物种的丰富度是指一个群落或生境中物种数目的多寡。 物种的均匀度指一个群落或生境中全部物种所有个体数物种的均匀度指一个群落或生境中全部物种所有个体数 目的分布状况，反映了各物种个体数目分布的均匀程度。目的分布状况，反映了各物种个体数目分布的均匀程度。 生态工程的原理生态工程的原理 物物 种种 多多 样样 性性 原原 理理 什么是物种多样性？什么是物种多样性？ 16 我国是世界上物种多样性最丰富的国家之一我国是世界上物种多样性最丰富的国家之一 地球表面的动植物、微生物的总数达到地球表面的动植物、微生物的总数达到500万万-3000万万 种，已经记

12、录的大约有种，已经记录的大约有140万万-170万。万。 我国已经记录的物种总数达我国已经记录的物种总数达29万种。拥有高等植物万种。拥有高等植物3万万 余种，脊椎动物余种，脊椎动物6347种，均居世界首位；还有昆虫种，均居世界首位；还有昆虫15万万 种，更重要的是，高等植物中有种，更重要的是，高等植物中有17300多个特有种，脊多个特有种，脊 椎动物有椎动物有677个特有种。我国是世界上物种多样性最丰富个特有种。我国是世界上物种多样性最丰富 的国家之一。的国家之一。 17 银杉银杉水杉水杉 白鳍豚 特有物种：特有物种： 古老物种：古老物种： 大叶木兰鹅掌楸 扬子鳄扬子鳄 18 生态工程的原理

13、生态工程的原理 物物 种种 多多 样样 性性 原原 理理 (1).(1).三北防护林建设中单纯林问题：三北防护林建设中单纯林问题：纯樟子松林、杨树林的纯樟子松林、杨树林的 松毛虫会肆虐，几十亿株树木会毁于一旦？松毛虫会肆虐，几十亿株树木会毁于一旦？ 资料分析资料分析 19 纯樟子松林、杨树纯樟子松林、杨树 林的生物多样性低，林的生物多样性低， 食物链短而单调，缺食物链短而单调，缺 少松毛虫、天牛的天少松毛虫、天牛的天 敌，而成片单一的林敌，而成片单一的林 木又为其提供了丰富木又为其提供了丰富 的食物来源，因而会的食物来源，因而会 导致了树林的毁坏。导致了树林的毁坏。 20 生态工程的原理生态工

14、程的原理 物物 种种 多多 样样 性性 原原 理理 资料分析资料分析 （2 2）为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很）为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很 高的生物多样性？高的生物多样性？ 珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物 占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了 珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该 区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。 2

15、1 生态工程的原理生态工程的原理 物物 种种 多多 样样 性性 原原 理理 生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提高多种生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提高多种 机会和条件。众多的生物通过食物链关系相互依存，就可机会和条件。众多的生物通过食物链关系相互依存，就可 以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高 系统生产力。系统生产力。 物种越丰富，生态系统抵抗力和稳定性就越高。物种越丰富，生态系统抵抗力和稳定性就越高。 意义：避免系统结构或功能失衡。意义：避免系统结构或功能失衡。 22 生态工程的原理生态工程的原理 协协 调调 与与

16、 平平 衡衡 原原 理理 理论基础：生物与环境协调与平衡理论基础：生物与环境协调与平衡 指生物与环境协调与平衡，需要考虑环境承载力，即指生物与环境协调与平衡，需要考虑环境承载力，即 指某种环境所能养活的生物种群的数量。指某种环境所能养活的生物种群的数量。 如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起 系统的失衡和破坏。系统的失衡和破坏。 23 生态工程的原理生态工程的原理 协协 调调 与与 平平 衡衡 原原 理理 协调协调-强调生物要和环境相适应强调生物要和环境相适应 平衡平衡-是种群数量与环境的负载能力要平衡是种群数量与环境的负载能力要平衡 协

17、调与平衡原理要求我们在生态工程设计和建设时要考协调与平衡原理要求我们在生态工程设计和建设时要考 虑虑:生物要和环境相适应，种群数量与环境的负载能力要生物要和环境相适应，种群数量与环境的负载能力要 平衡；重视开发利用本地生物资源，科学引进外来物种。平衡；重视开发利用本地生物资源，科学引进外来物种。 意义：避免系统的失衡和破坏意义：避免系统的失衡和破坏 24 资料分析资料分析 生态工程的原理生态工程的原理 协协 调调 与与 平平 衡衡 原原 理理 （1 1）太湖的富营养化问题）太湖的富营养化问题 由于周边城市、工业和由于周边城市、工业和 农田的排水中氮、磷的农田的排水中氮、磷的 浓度较高，使太湖水

18、体浓度较高，使太湖水体 中的水葫芦和藻类疯长中的水葫芦和藻类疯长 种群数量与环境的种群数量与环境的 负载能力不平衡负载能力不平衡 25 水葫芦，原产于委内瑞拉，水葫芦，原产于委内瑞拉， 大约于大约于20世纪世纪30年代作年代作 为畜禽饲料被引入我国，为畜禽饲料被引入我国， 并曾作为观赏和净化水质并曾作为观赏和净化水质 植物推广种植。由于无性植物推广种植。由于无性 繁殖速度很快，其疯狂蔓繁殖速度很快，其疯狂蔓 延使很多水生生物处于灭延使很多水生生物处于灭 绝的边缘。被专家称作患绝的边缘。被专家称作患 上了上了“生态癌症生态癌症”，我国，我国 每年要花费上千万元用于每年要花费上千万元用于 打捞水葫

19、芦。打捞水葫芦。 生态工程的原理生态工程的原理 协协 调调 与与 平平 衡衡 原原 理理 26 资料分析资料分析 生态工程的原理生态工程的原理 协协 调调 与与 平平 衡衡 原原 理理 （1 1）西北一些地区的防护林建设：选种杨树。）西北一些地区的防护林建设：选种杨树。 每种生物都有自己所能适应的环境，且生物与周围的环境相互适应，每种生物都有自己所能适应的环境，且生物与周围的环境相互适应， 相互制约，这是长期自然选择的结果。相互制约，这是长期自然选择的结果。 我国西北一些地区降雨量小于我国西北一些地区降雨量小于450mm，是只适宜种植灌木和草的，是只适宜种植灌木和草的 地区，却被硬性规定种植属

20、于乔木的杨树，以至于到处都是地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以至于到处都是“杨家杨家 将将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头小老头”状，状， 远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成了残败的远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成了残败的 “灰色长城灰色长城”。 所以，西部防护林建设应选种抗旱、耐寒、根系发达、适应性强所以，西部防护林建设应选种抗旱、耐寒、根系发达、适应性强 的树种或者当地树种，这些树种能够适应当地的生态环境。的树种或者当地树种，这些树种能够适应当地的生态环境。 27 整整 体体 性性 原

21、原 理理 生态工程的原理生态工程的原理 理论基础：社会理论基础：社会-经济经济-自然的复合自然的复合 系统系统 自然生态系统是通过生物与环自然生态系统是通过生物与环 境、生物与生物之间的协同进化境、生物与生物之间的协同进化 而形成的一个不可分割的有机整而形成的一个不可分割的有机整 体。体。 人类处在一个社会、经济、自人类处在一个社会、经济、自 然复合而成的系统中。然复合而成的系统中。 28 只有应用整体性原理只有应用整体性原理, ,才能统一协调当前与长才能统一协调当前与长 远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系， 保障生态系统平衡和稳定。保障生态系统

22、平衡和稳定。 意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡 与稳定与稳定 整整 体体 性性 原原 理理 生态工程的原理生态工程的原理 29 进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规 律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。只律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。只 有把生态与经济结合起来，才能最终达到可持续发展的目的。有把生态与经济结合起来，才能最终达到可持续发展的目的。 另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着 重要影响。重要影

23、响。 整整 体体 性性 原原 理理 生态工程的原理生态工程的原理 30 生生 物物 共共 生生 原原 理理 生物共生原理生物共生原理 生物共生原理是利用不同种生物群体在有限空间内结构或生物共生原理是利用不同种生物群体在有限空间内结构或 功能上的互利共生关系，建立充分利用有限物质与能量的共功能上的互利共生关系，建立充分利用有限物质与能量的共 生体系。生体系。 生态工程的原理生态工程的原理 31 生生 物物 共共 生生 原原 理理 稻稻 田田 杂草、浮杂草、浮 游植物游植物取食大量杂草等，防止养分流失，并取食大量杂草等，防止养分流失，并 将贮藏的能量转化为高营养的鱼产品将贮藏的能量转化为高营养的鱼

24、产品 拱泥觅食，破坏稻田水面上形成隔氧拱泥觅食，破坏稻田水面上形成隔氧 层，搅动田水，起到一定的增氧作用层，搅动田水，起到一定的增氧作用 鱼排放出大量含丰富营养物的粪便，鱼排放出大量含丰富营养物的粪便， 为稻田提供养料为稻田提供养料 水稻生长为水面遮蔽阳光，水稻生长为水面遮蔽阳光， 使水温保持稳定使水温保持稳定 32 生态工程的原理生态工程的原理 系系 统统 学学 和和 工工 程程 学学 的的 原原 理理 理论基础：分布式优于集中式和环式理论基础：分布式优于集中式和环式 系统的结构决定功能原理系统的结构决定功能原理 系统整体性原理系统整体性原理 理论基础：整体功能理论基础：整体功能大于大于部分

25、之和部分之和 33 系统的结构决定功能原理系统的结构决定功能原理 生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结 构，构，通过改变和优化结构通过改变和优化结构，达到改善系统功能达到改善系统功能的目的目 的。的。 系统整体性原理系统整体性原理 系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这 样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通， 并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即 “1+12”1+12”。从而保持系统很高的生产力。从而保持系统很高

26、的生产力。 生态工程的原理生态工程的原理 系系 统统 学学 和和 工工 程程 学学 的的 原原 理理 34 目前，一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统目前，一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统 的自我调节理论，达到了以回归自然为主，人为调控为辅的的自我调节理论，达到了以回归自然为主，人为调控为辅的 程度。程度。 而在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作而在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作 用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构 和功能；调控生态系统内形成互利共生网络；多层次分级利和功能；调控生态系

27、统内形成互利共生网络；多层次分级利 用物质、能量、空间、时间用物质、能量、空间、时间 ；促进系统的良性循环，以达到；促进系统的良性循环，以达到 经济、生态和社会效益的统一。生态工程的设计还必须遵循经济、生态和社会效益的统一。生态工程的设计还必须遵循 社会发展和经济运行的基本规律，运用系统工程的理论和方社会发展和经济运行的基本规律，运用系统工程的理论和方 法来指导生态工程的实施和管理。法来指导生态工程的实施和管理。 35 试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释 1.1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量 2.2.使用

28、堆肥和沤肥法实现生态农业使用堆肥和沤肥法实现生态农业 3.3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一种叫吹绵介壳虫的害虫广东大量引种木麻黄作为行道树，一种叫吹绵介壳虫的害虫 使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发 挥了控制害虫的作用。挥了控制害虫的作用。 4.4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包， 有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。 物质循环再生原理物质循环再生原理 物种多样性原理物种多样性原理 协调

29、与平衡原理协调与平衡原理 整体性原理整体性原理 36 第二节第二节 生态工程设计思路生态工程设计思路 37 影响现代生态思想的核心是：影响现代生态思想的核心是： 生生 态态 设设 计计 思思 路路 人是生态系统的一部分，人类只有建立对生态系统全面正确人是生态系统的一部分，人类只有建立对生态系统全面正确 的认识，才能实现对现有生态系统的合理利用、保护和管理。的认识，才能实现对现有生态系统的合理利用、保护和管理。 正是在全球环境普遍退化急需治理和管理的背景下，生态学才逐正是在全球环境普遍退化急需治理和管理的背景下，生态学才逐 渐开始了由思想到实践，由理论走向设计的过渡，生态设计也由渐开始了由思想到

30、实践，由理论走向设计的过渡，生态设计也由 此产生发展，并逐步渗透于建筑、文化、区域开发等领域中。此产生发展，并逐步渗透于建筑、文化、区域开发等领域中。 38 生生 态态 设设 计计 思思 路路 生态设计生态设计(ecological planning)就是通过一系列的假设、行动，就是通过一系列的假设、行动， 从而最大限度地与周围文化空间环境相适应的变革过程。从而最大限度地与周围文化空间环境相适应的变革过程。 这里的社会变革指创造一种社会公平与生态持续的人类社会，这里的社会变革指创造一种社会公平与生态持续的人类社会， 而这一过程实际是强调适应环境的过程，旨在通过对现有城市乡而这一过程实际是强调适

31、应环境的过程，旨在通过对现有城市乡 村的变革实现生物区域村的变革实现生物区域(bioregion)或生态村或生态村(eco-villages)、生态城、生态城 (eco-city)的重建。的重建。 39 生生 态态 设设 计计 思思 路路 生态设计指在现有设计基础上，对环境信息、环境管理作生态设计指在现有设计基础上，对环境信息、环境管理作 较为理想的，综合的设计与调整。较为理想的，综合的设计与调整。 对生态系统结构功能的分析；对生态系统结构功能的分析； 对系统变化中各要素对系统变化中各要素( (土地、水等土地、水等) )之现有利用情形及其潜力作出判断；之现有利用情形及其潜力作出判断； 任何外界

32、影响下可能损益的判断；任何外界影响下可能损益的判断； 综合历史变化及环境损益于一体对资源进行合理调整以满足所有期望；综合历史变化及环境损益于一体对资源进行合理调整以满足所有期望； 调整意见不同的利益主体间的需求。调整意见不同的利益主体间的需求。 40 生生 态态 设设 计计 思思 路路 从设计角度认为一个好的设计不应仅仅是对空间的美学、结构、从设计角度认为一个好的设计不应仅仅是对空间的美学、结构、 机械、电讯等的堆砌，而应体现为一个整体，生态与人类协调机械、电讯等的堆砌，而应体现为一个整体，生态与人类协调 的整体。的整体。 强调人与自然间的协调，人为设计与自然设强调人与自然间的协调，人为设计与

33、自然设 计间的统一。计间的统一。 41 生生 态态 设设 计计 原原 则则 应遵从其所处生态系统的要求，不可超越该生态系统的极限；应遵从其所处生态系统的要求，不可超越该生态系统的极限； 生态设计之前应对研究之生态系统作详细的分析和评价，对生生态设计之前应对研究之生态系统作详细的分析和评价，对生 态系统历史演化机制作必要的了解；态系统历史演化机制作必要的了解； 充分发挥和再现自然生态系统和谐特征；充分发挥和再现自然生态系统和谐特征； 以生态系统的共同发展为主旨，并首先考虑当地居民的生存与以生态系统的共同发展为主旨，并首先考虑当地居民的生存与 福利，不可以牺牲当地之利益为代价。福利，不可以牺牲当地

34、之利益为代价。 能保证该系统健康持续发展的系统。能保证该系统健康持续发展的系统。 42 生生 态态 工工 程程 设设 计计 的的 步步 骤骤 生态工程的对象十分广泛，一切致力于与环境协调、与生态工程的对象十分广泛，一切致力于与环境协调、与 生态系统保持和谐的工程均可纳入生态工程的范畴。通生态系统保持和谐的工程均可纳入生态工程的范畴。通 常生态工程涉及的领域主要集中在常生态工程涉及的领域主要集中在自然生态系统植被恢自然生态系统植被恢 复与生态建设、退化生态系统恢复与治理、生态农业、复与生态建设、退化生态系统恢复与治理、生态农业、 环境污染治理环境污染治理等方面。等方面。 43 生生 态态 工工

35、程程 设设 计计 的的 步步 骤骤 生态工程的目标生态工程的目标 充分实现生态系统自设计和经济系统人为设计的高度统一充分实现生态系统自设计和经济系统人为设计的高度统一 充分考虑生态系统的结构、功能及其特点，尊重其的基本演充分考虑生态系统的结构、功能及其特点，尊重其的基本演 替与变化规律，使人类活动控制在自然生态系统允许的阈限替与变化规律，使人类活动控制在自然生态系统允许的阈限 范围内；范围内； 通过发挥现代技术与人类长期积累下的经验和智慧，创新性通过发挥现代技术与人类长期积累下的经验和智慧，创新性 地再造新的生态系统、恢复已有的良好生态系统和对退化的地再造新的生态系统、恢复已有的良好生态系统和

36、对退化的 生态系统进行修复，实现系统价值的增殖和长期稳定发展。生态系统进行修复，实现系统价值的增殖和长期稳定发展。 44 生生 态态 工工 程程 设设 计计 的的 步步 骤骤 生态工程设计的一般步骤生态工程设计的一般步骤 系统边界确定。系统边界确定。 生态系统分析。生态系统分析。 生态过程影响驱动因子及响应。生态过程影响驱动因子及响应。 系统工程目标设定及工程方案构建。系统工程目标设定及工程方案构建。 生态工程方案的论证与修订。生态工程方案的论证与修订。 生态工程方案实施。生态工程方案实施。 工程运行记录及反馈。工程运行记录及反馈。 工程验收。工程验收。 45 案案 例例 成都都江堰水利工成都

37、都江堰水利工 程程 都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界至今为都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界至今为 止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工 程。程。2200多年来，至今仍然连续使用，仍发挥巨大效益多年来，至今仍然连续使用，仍发挥巨大效益。 都江堰都江堰建于公元前建于公元前256年，年，是战国时期秦国蜀郡太守李冰率是战国时期秦国蜀郡太守李冰率 众修建的，采取众修建的，采取“引水灌田，分洪减灾引水灌田，分洪减灾”的办法，凿开与虎头的办法，凿开与虎头 山相连的离堆，在离堆上游修筑了分水堤和湃水坝，把岷江分山相连的离堆

38、，在离堆上游修筑了分水堤和湃水坝，把岷江分 为内江和外江两支，并筑有水门调节两江水量，修成了具有防为内江和外江两支，并筑有水门调节两江水量，修成了具有防 洪、灌溉、航运多种效益的综合水利工程洪、灌溉、航运多种效益的综合水利工程。 46 47 案案 例例 成都都江堰水利工程成都都江堰水利工程主体工程主体工程 都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程 构成。构成。科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水量等问科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水量等问 题，消除了水患，使川西平原实现了题，消除了水患，使川西平原实现了“水旱从

39、人水旱从人”。 “鱼嘴鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，位是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，位 于岷江江心，把岷江分成内外二江。西边叫外江，俗称于岷江江心，把岷江分成内外二江。西边叫外江，俗称“金马金马 河河”，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是 人工引水渠道，主要用于灌溉。人工引水渠道，主要用于灌溉。 48 案案 例例 成都都江堰水利工程成都都江堰水利工程主体工程主体工程 宝瓶口起宝瓶口起“节制闸节制闸”作用，能自动控制内江进水量，是前山作用，能自动控制内江进水量，是前山 (今名灌口山、玉垒山今名灌口山、玉垒山

40、)伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，是人工伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，是人工 凿成控制内江进水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。凿成控制内江进水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。 留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。离堆在开凿留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。离堆在开凿 宝瓶口以前，宝瓶口以前，是前山虎头岩的一部分是前山虎头岩的一部分。由于宝瓶口自然景观瑰丽，。由于宝瓶口自然景观瑰丽， 有有“离堆锁峡离堆锁峡”之称，属历史上著名的之称，属历史上著名的“灌阳十景灌阳十景”之一。之一。 宝瓶口 49 案案 例例 “泄洪道泄洪道”具有泄洪具有泄洪排排砂

41、的显著功能，故又叫它砂的显著功能，故又叫它“飞沙堰飞沙堰”。 飞沙飞沙 堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞 沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，还会自行溃堤，让大量江水沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，还会自行溃堤，让大量江水 回归岷江正流。另一作用是回归岷江正流。另一作用是“飞沙飞沙”，岷江从万，岷江从万 山丛中急驰而来，挟着山丛中急驰而来，挟着 大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。飞飞 沙堰将上游带来的泥沙和卵石，甚至重大千斤的巨石，抛入外江，确保沙堰将上游带来的泥沙和卵石，甚至重大千斤的巨石，抛入外江，确保 内江通畅。内江通畅。 古时飞沙堰，是用竹笼卵石堆砌的临时工程；如今已改用混古时飞沙