(完整版)生态工程学复习材料

1、生态工程学复习材料名词解释：生态工程：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。生物工程技术：通过改变基因结构开发新物种或新变异体，以满足人类多种需要的先进技术。生态技术：利用生态系统原理和生态设计原则，如物质多层次分级利用原理、种群匹配原理等，从工厂使用的原 料开始，系统全面地对工厂的运作过程进行合理设计，做到既有可观的经济效益和社会效益，又将其 对环境的破坏作用维持在最小的水平，甚至根本杜绝对环境的破坏。自我调节：当生态系统中某个层次结构中某一成分改变，或外界的输出发生一定变化，系统本身主要通过反馈机

2、 制，自动调节内部结构（质和量）及相应功能，维护生态系统的相对稳定性和有序性。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。系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。耗散结构理论：一个开放系统，它的有序性来自非平衡态，也就是说，在一定的条件下，当系统处于某种非平衡 态时，它能够产生维持有序性的自组织，不断和系统外进行物质和能量的交换。黑箱原理：又称为等级组织原理或整合层次原理，描述和预测系统的行为，并非要完全知道系统以下层次的构成， 了解该系统的生态结构和功能，只需要有第一层次的资料，第二层次的资

3、料是不必要的。在复杂的生 态系统研究中，重要特征的定性解释和预言，比非重要特征的精确阐明更有价值。生态系统模型：在对生态系统全面分析的基础上，抓住反映系统本质的属性，以文字、图式、符号或数字表达式 对系统描述的方式。或者说，模型是客观生态系统的抽象和简化。概念模型：即文字模型，在构建物理或数学模型时，通常将生态系统中的各个分室或每个生态过程进行划分和确 定，并以符合生态生物学习惯的文字加以叙述的方式。能量模型系统：在模拟电路模型的基础上，发展起来的一类独特的生态系统模型。该模型力图将所有物质形态包 含的能量标准化，即将热能、电能、化学能等形式的能量均转换为太阳能，并提出统一的能量符 号能值。加

4、环：在一个生态系统或复合生态系统中的食物链网或生产流程中，增加一些环节，改变食物链（或生产流程） 结构，扩大与增加系统的生态环境及经济效益，以发挥物质生产潜力，更充分利用原先尚未利用的那部分 物质和能量，促使物质流与能量流的途径畅通的方式。能值：生产或形成某个产品（物）所需的太阳能的数量。14. 环境容纳量：一个环境条件允许的最大种群密度值。湿地：介于典型的陆生生态系统和水生生态系统之间的湿生生态系统。世界之肺-热带雨林；世界之肾-湿地。湿地生态工程：利用湿地的水文和化学物质贮存器的特点，所设计的控制过剩营养物、沉积物和污染物，并且改 善水质的生态工程，或利用上述特点综合整治低洼湿地，使其结构

5、和功能得到改善和恢复，成为 良性生产-生态系统的生态工程。小流域：美国将集水区面积小于1000km2的流域称为小流域，欧洲国家则将集水区面积在50 km2-100 km2以下的流域称为小流域（或称荒溪）我国将小于50 km2的流域作为综合治理的地理单元，在一般情况下所谓小 流域可有几个平方公里到几十个平方公里。环境保护：人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然资源受到污染和破坏，对受到污染和破坏的环境必须做好综合治理，以创造出适合于人类生活、工作的环境。可持续发展：协调社会的物质需求、人口增长和自然资源的合理利用，从而减轻环境污染的经济发展模式。废弃物：某些无价值的应从它原来存在

6、的环境中被抛弃出去的物质，也指基于当前法令而抛弃、将要抛弃或不得不抛弃的任何东西。包括生活垃圾和废水、废气（居民的和公用的）、工业垃圾（和废水、废气）和一些 特殊行业（如医院、科研部门等）的废气、废水和丢弃物等。农林（牧）复合经营系统：在同一土地管理单元之上，人为地把多年生木本植物（如乔木、灌木、棕榈、竹类等）与其他栽培植物（如农作物、药用植物、经济植物以及真菌等）和动物，在空间上或按一定的时序安排 在一起而进行管理的土地利用和经营系统的综合。在农林（牧）复合经营系统中，在不同的组分间应具 有生态学和经济学上的联系。农业产业化经营：以市场为导向，以提高效益为中心，以主导产业、产品为重点，优化组

7、合各种生产要素，把生产、加工、流通紧密结合起来，延长农业产业链，实行贸工农一体化经营。无公害食品的生产要旨：以生态学、生物学原理为指导，通过合理的低投入来提高资源的利用率，尤其重视培肥土壤，注重生态经济的综合效益，目标是实现农业的自我维持能力和持久发展，为人类提供充足的清洁优质食品。24. 城镇生态系统：以人类为中心的自然和社会相结合的生态系统。生态位空缺假说：在一个稳定的生态系统中，每一个都已经有一个物种，这样外来的物种就没有地方去了，假如 某个地方少了一个物种，而外来的物种恰好适合这个位置，那么入侵就发生了。生物因子失控假说：外来入侵物种在新区域得以生存和繁殖，是因为在原产地有天敌或其它的

8、生物因素限制了它的灾难性爆发，而在被入侵地恰好少了这些讨厌的克星，才使其疯狂生长。问答及论述题：生态工程与生物工程的比较：生态工程技术是利用自然界现有的物种、现有的生态系统结构和功能，遵循生态工程原理和方法，经过合理的设 计，以满足人类生态保护和发达经济需求的技术。生物工程的实施不可避免地对自然关系产生干扰，不可避免地改变了自然界的生物多样性结构，完全有可能对自 然界乃至人类形成威胁。生态技术与高新技术、清洁技术的区别：高新技术本身具有先进性、尖端性、综合性和高层次的覆盖度，其产业由于需要高强度的投入，将耗费大量的化 石能，对自然环境的影响或有时是破坏的作用，也是巨大的。清洁技术，也称零排放技

9、术，即在原有的工厂运作过程的基础上，加配污染物处理系统，如污水处理系统、大气 二氧化硫处理系统等，其投入高、耗能大，应用受到一定的限制。生态技术是又一次革命的基础，利用生态系统原理和生态设计原则，如物质多层次分级利用原理、种群匹配原理 等，从工厂使用的原料开始，系统全面地对工厂的运作过程进行合理设计，做到既有可观的经济效益和社会效益， 又将其对环境的破坏作用维持在最小的水平，甚至根本杜绝对环境的破坏。十大生态问题： 沙漠化日益严重、森林遭到严重砍伐、野生动物大量灭绝，野生动物的生活环境遭到破坏，许多动物灭绝、世界 人口急剧增长、饮水资源逐渐减少、渔业资源逐渐减少、河水遭到严重污染、大量使用农药

10、使农作物受到影响也 给人类带来危害、地球温度明显上升、酸雨现象日益严重中国与西方国家生态工程的比较:项 目 欧 美经济及科学技术发达，生态危机主要表现在环境污染理论基础生态学原理及生态控制论为主，综合多门自然基础学科对象 以自然生态系统为主，或重建生态系统项 目 欧 美经济及科学技术发达，生态危机主要表现在环境污染理论基础生态学原理及生态控制论为主，综合多门自然基础学科对象 以自然生态系统为主，或重建生态系统目的 环境保护为主，偶兼顾经济效益中国经济及科学技术正在发展中，生态危机表现在人口众多、 资源破坏、能源不足、食物不充裕和环境污染多方面 生态学原理及生态控制论为主，综合多门自然和应用技术

11、 学科及社会学科以社会-经济-自然复合生态系统为主 经济、生态、环境和社会的综合效益环保工程类型包括：无（或少）废工艺系统：主要用于内环境治理，在一些工厂或工业城市中的废物再生和利用系统，如废热源的再 利用，工业废物的净化再循环等。分层多级利用废物生态工程：使生态系统中的每一级生产中的废物（下脚料）变为另一级生产过程的原料，使所 有的废物被充分利用。复合生态系统内的废物循环、再生系统，如桑基鱼塘生态工程。污水自净与利用生态系统：充分利用污水中的有机成分作为营养源，既净化了污水，又利用了其中的营养元素和 水资源，如污灌和污水养鱼技术。城乡（或工、农、牧、副、渔）结合生态工程，在一定区域内，应用不

12、同生态工程分层多级利用废物，实现三个 效益，如城市粪便、垃圾、饲养场家禽家畜粪便等制作沼气，再做农田肥料或鱼饲料，一些食品及轻工工厂废物 用作畜牧、水产养殖饲料，其废物再做肥料，以及一些废旧物资的回收、再生与利用等。生态工程学的核心原理：整体性原理：包括整体论和还原论及社会-经济-自然复合生态系统协调与平衡原理自生原理：包括自我设计和自组织原理、自我维持原理、自我调节（同种生物种群间密度的自我调节、异种生物 种群之间数量调节、生物与环境之间的相互适应调节）循环再生原理：包括物质循环和再生原理、多层次分级利用原理生态工程学的生物学原理：生物间互利共生机制原理7.2 生态位原理食物链原理（在林业生

13、态工程实施中可得到广泛应用）物种多样性原理（复杂生态系统是最稳定的，主要特征之一是生物组成种类繁多而均衡，食物网纵横交织）物种耐性原理（每种生物都有一个生态需求上的最大量和最小量，两量之间的幅度即为耐性限度）景观生态原理（包括景观结构与功能、景观异质性、生物多样性、物种流动、养分再分布、能量流动、景观变化 与景观稳定性等）耗散结构原理（一个开放系统，它的有限度来自非平衡态）限制因子原理（应包括最小因子定律和耐性定律，综合后的限制因子原理将更为普遍和有用）环境因子的综合性原理（众多相互关联和相互作用的因子构成了一个复杂的环境体系，应注意多项因子对生物的 综合影响）生态工程学的工程学原理：结构的有

14、序性原理系统的整体性原理功能的综合性原理能量系统模型符号：P47-48创新性：在生态工程中，就某个单项技术而言，其中绝大部分是没有或仅有很少创新性的，生态工程的创新性不在于 组成的各单项技术，而在于因地、因类制宜的优化组合。11 基础核心： 生态工程的基础是生态系统的合理运行，而生物种群是生态系统的核心，生物的分布、生存、生活和繁育， 不可避免地受到其自然环境条件，如温度、营养、土壤、光照、水分等条件的制约，也受到当地土著生物的制约。生态学原则：12.1适当输入辅助能的原则12.6 种群匹配原则12.2再生循环及商品生产原则12.7人工压缩演替周期原则12.3生物多样性原则12.8种群置换原则

15、12.4环境的时间节律与生物的机能节律原则12.9经济效益原则12.5生物种群选择原则生态工程设计的逻辑准备：拟定目标：强调复合生态系统的整体协调目标，即自然生态系统是否合理，经济系统是否有利，社会系统是否有效，同时根据当地的条件，强化某个系统的目标。背景调查：因地制宜的基础是生态工程实施区的背景条件，因此必须正确了解和掌握该地区的社会、经济、环境条件。自然资源包括生物资源、土地资源、矿产资源、水资源等；社会经济条件包括市场状况、 劳动力及其知识水平、经济实力等；而生态环境条件包括气候条件、土壤条件、污染情况等。调查 资料和数据要具有外界的输入状况、系统的组成及其状态、组分之间的物质、能量和信

16、息的流动、 系统的输出以及与外界的货币、物质等因子的交换等等。模型分析与模拟：根据拟定的目标和收集的数据，构建合适的数学模型。结合定性研究，评价和分析系统的整体行为特征和发展趋势，并进行综合评价。工程可行性评价：生态系统模型提供了复合生态系统的静态特征和动态变化性质，是生态工程可行性分析或决策分析的基础。通过可行性评价和决策分析，使经济效益、生态效益和社会效益达到最高， 复合生态系统稳定性和存活进化的机会最大，系统恶化的风险最小等等。生态工程设计的科学基础：包括多学科性、多目标性、整合性与整体性。加环的类型：生产环（可使非经济产品或废物或部分用非经济产品与废物直接生产出为人利用的经济产品）增益

17、环（虽不能直接生产出商品，但可加大或提高生产环的效益）减耗环（增加一环节或增大原有的环节，使之抑制和削弱减耗环的作用）复合环（既可起增益环的作用，又有减耗环的作用）加工环（增加原系统的物质循环，减少商品肥料的输入量和能量的损失量，降低成本）生态恢复的内容：生态恢复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系。生态恢复的内容概括为：从生态和社会需求出发，实现生态恢复所期望达到的生态-社会-经济效益；恢复能够达到上述效益的生态系统的结构和功能通过对系统物理、化学、生物甚至社会文化要素的控制，带动生态系统恢复，达到系统自我维持状态。 生态恢复最本质的是恢复系统的必要功能并使系统自我维持。我国生

18、态恢复面临的最大课题：我国生态系统复杂多样，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，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和方法，加速退化生态系统的恢复。经济建设发展的同时，如何加速各项重大工程的生态恢复是燃眉之急；遍布全国各地的大小水库区内的生态恢 复问题；矿山废弃地的生态恢复问题等。城市化的迅速发展使城市环境中的生态恢复已提上议事日程；工业化国家由于环境污染所造成的生态破坏以及 今天为生态恢复所做的大量工作，应该引起我们的高度重视。湿地的内容： 是介于典型的陆生生态系统和水生生态系统之间的湿生生态系统。世界之肺-热带雨林；世界之肾-湿地。以

19、水的存在为特征 17.2 土壤与邻近的高地明显不同供养的植物适应湿生条件（有些就是水生植物），不耐淹植物无法立足。可持续发展战略在环境保护中的实施应涉及：18.1 保护自然资源 18.2 大力开发可再生能源倡导绿色（无污染）工业，建立无（少）废工艺系统研究实施分层多级综合利用废物的生态工程提倡持续农业，即生态农业，提倡农林牧副渔多种经营，避免单一经营18.6 保护生物多样性粉煤灰加气混凝土砌块综合效益分析：19.1 重量轻19.3 保温性能好19.5 可加工性好19.2 耐火性好19.4 声学性能好19.6 生产效率高，能耗消耗少19.7 变废为利，减少二次污染，综合效益显著分层多级综合利用废

20、物的生态工程特征：其指导原则是整体、协调、再生、循环其主要方法为加环，即连接本为相对独立的平行生产环、链或系统形成互利共生网络实地治污能力强，避免污染物从一介质转移至另一介质通过良性循环，化废为利，不产生新的污染无需复杂的设备，投资小，不耗或少耗电及石化燃料能工艺简便，易于掌握 20.7 生态、经济、社会效益显著当代五大生态工程建设：三北防护林体系、长江中上游防护林体系、沿海防护林体系、平原绿化工程和治沙工程。22 农林牧复合经营系统的具体特征：（原理：生态学和社会经济学原理）是一个生态系统，是生命系统与环境系统经过长期演变所形成的相对稳定的生态系统。世界生命系统对环境系 统长期的适应过程，生

21、命系统是受环境系统的制约，适地适树是造林的基本原则维护这个生态系统的生态平衡，是人类一切经济活动必须遵循的基本原则，自然界的生态现象都具有相对性农林复合是这个生态系统的经济特征，森林对农业的屏障作用只是表面直观现象。农业产业化经营的意义：发展农业产业化经营是扭转农业弱质低效局面的根本出路有利于提高农业的生产力水平，实现经济增长方式农业可持续发展指标体系建立的基本原则： 农业可持续发展指标体系的建立，其基本原则和全社会可持续发展指标体系的建立是相同的。良好的指标体系， 必须具备辨识功能、测度功能、评价功能、预警功能。建立农业可持续发展指标体系应遵循的基本原则有：24.1 科学性原则24.3 层次

22、性原则24.5 独立性原则24.2 可行性（可操作性）原则24.4 完备性原则24.6 动态性原则农业可持续发展指标体系建立的方法和步骤：方法明确我国农业可持续发展需要解决的问题：包括增加粮食安全（人均粮食占有量）；遏止农业资源数 量的减少、质量下降的态势；克服农业上的“两低一少”；大力推广农业技术，提高科技成果转化率；改善农业生态环境25.2步骤：背景研究、指标识别、指标测定、数据处理，并做出解释、重复，直至满意为止评价 最终确定的指标体系对研究对象的可持续性做出评价，并提出要达到、或维持可持续发展需要解决的 具体问题及相应的措施。26 桑基鱼塘的内容和运行模式：（论述）26.1桑基鱼塘的主

23、要特点：种桑与养蚕、鱼、猪相结合，生产上有紧密的联系。植物与动物互养，形成良性 的生态循环。塘与基合理分布，水陆资源相结合。“桑基鱼塘”的生产方式：蚕沙（蚕粪）喂鱼，塘泥肥桑，栽桑、养蚕、养鱼三者有机结合，形成桑、蚕、鱼、 泥互相依存、互相促进的良性循环，避免了洼地水涝之憋，充分地利用土地的空间与轮作的时间，营造了十分 理想的生态环境，收到了理想的经济效益，同时减少了环境污染。“桑基鱼塘”的运行模式：将易积水的洼地挖塘筑基，塘里养鱼，塘基栽桑，塘坡种草，桑叶养蚕，蚕粪及草养 鱼。冬季清塘捕鱼后，挖取塘泥上基，给桑树提供优质肥料，从而组成了桑基鱼塘的生产形式。桑基鱼塘的栽 桑、养蚕、养鱼，三者紧密联系，相互促进，相互依存。桑是生产者，蚕是第一消费者，鱼是第二消费者，而 塘里的微生物则是还原者，因此桑基鱼塘系统是较完整的生态农业，具有较好的经济效益和生态效益。城镇生态系统的主要特征：城镇生态系统是以人类为中心的自然和社会相结合的生态系统，与自然生态系统相比，其结构和功能已发生 了本质的变化，其主