生态工程学答案

1、生态工程：是应用自然生态系统原理，通过同自然环境合作，进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合生态系统设计的科学；生态工程是建立在少花费、低能耗而更有效地利用自然资源的基础上，增加社会财富的同时，又能使人类社会与自然环境都可持续发展的生态设计、生态保育、生态恢复、生态更新和生态管理等的技术综合。2、环境工程：是研究环境污染治理与控制、环境监测与评价、环境生态工程等工程技术领域。3、生物工程：是运用生物学、化学和工程学等学科相结合的方法,利用生物体制造人类所需产品、改造生态系统和环境的应用技术领域。4、可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。四、简答（每题6分，共30分）1、何为生态工程学？生态工程学的研究内容是什么？答：是应用自然生态系统原理，通过同自然环境合作，进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合生态系统设计的科学；生态工程是建立在少花费、低能耗而更有效地利用自然资源的基础上，增加社会财富的同时，又能使人类社会与自然环境都可持续发展的生态设计、生态保育、生态恢复、生态更新和生态管理等的技术综合。生态工程研究的内容涉及自然环境、自然资源、人口增长、社会生产等各个子系统，但它研究的不是人口学、资源学、环境学和部门生产的单个组分，而是涉及人口、资源、环境及产业之间相互作用的横向联系，及它们之间的整体效应。2、生态工程学是在什么背景下发展起来的？答：生态工程这一术语的提出，是生态系统学说出现以后的事。奥德姆和密奇以及尤曼先后在其著作中都定义了“生态工程”。早在50年代，我国著名生态学家马世骏就提出生态工程这一名词，在1984年给生态工程下了更为明确的定义：“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”。由于生态工程学是一门新的科学，其发展历史较短，它的理论原理和基本概念还正在逐步成熟之中。3、生态工程和生物工程、环境工程有何本质的区别？答：生态工程、环境工程和生物工程区别特征生态工程环境工程生物工程组织水平生态系统和景观水平环境系统水平细胞水平理论原理生态学环境学遗传学、细胞生物学控制内容力学功能（水、气、太阳能、生物）废水、废气、废渣、噪声遗传结构、密码设计自我设计加人类设计人类设计人类设计维持和发展费用合理而便宜较贵昂贵生物多样性保护保护变化4、怎样理解生态工程学和生态学之间的关系？答：生态工程学与生态学是息息相关的，生态学是研究生物与环境之间关系的学问，生态工程学是研究人口、资源、环境及产业之间相互作用的横向联系，及它们之间的整体效应。5、在生物多样性保护中生态工程有何应用价值？答：生物多样性保护主要是对遗传多样性、物种多样性、群落多样性、生态系统多样性和景观类型多样性进行保护。由于生态工程是对生态系统进行设计，使其符合生物圈的组织原则，它超出了种群和群落水平，因而对物种多样性、遗传多样性、群落多样性都具有积极的保护意义。1．对珍稀濒危生物的保护。2．对重要生态系统的恢复和重建。3．植物群落多样性的保护。五、论述（每题15分，共30分）1、研究生态工程学有何理论意义与实践意义？答：生态工程是应用自然生态系统原理，通过同自然环境合作，进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合生态系统设计的科学；生态工程是建立在少花费、低能耗而更有效地利用自然资源的基础上，增加社会财富的同时，又能使人类社会与自然环境都可持续发展的生态设计、生态保育、生态恢复、生态更新和生态管理等的技术综合。生态工程是一种理念，更是一种方法的集成。作为理念，生态工程既肯定了生态问题的人为性，又强调了在解决生态问题上人类的主动性和创造能力。同时，生态工程试图提供一套方法，就不同区域的千差万别生态问题设计出可行的治理方案。实际应用更为广泛：生态工程学可以广泛的应用于农林牧业以及生态建设，生态工程是对生态系统进行设计，使其符合生物圈的组织原则，它超出了种群和群落水平，因而对物种多样性、遗传多样性、群落多样性都具有积极的保护意义。生态工程就是要通过对农业生产的设计与管理，实现生态农业可持续发展的目标。生态工程在林业上的应用较晚，但却有非常广阔的前景。应用生态工程技术和方法造林，可设计各种农、林、牧结合的模式，将林业建设、农业生产和牧业发展相结合促进农业，以农业和林业的发展促进牧业生产的目的。生态工程是解决城市生态系统所面临问题的有效方法与技术。也就是说，要把城市作为社会-经济-自然复合生态系统，运用系统科学的方法，从整体上规划设计和解决人口与资源、工业化与环境保护、生产与生活、近期与长远、城市与郊区的多种矛盾，使其互相有利、协调发展。2、举例说明生态工程在城市生态建设中的应用。答：城市生态系统因而出现了交通拥挤、环境污染、住房紧张等一系列生态和环境问题，人们的生活并不舒适。生态工程是解决城市生态系统所面临问题的有效方法与技术。也就是说，要把城市作为社会-经济-自然复合生态系统，运用系统科学的方法，从整体上规划设计和解决人口与资源、工业化与环境保护、生产与生活、近期与长远、城市与郊区的多种矛盾，使其互相有利、协调发展。生态工程在上述领域已经得到了成功的应用。实际上，随着经济和社会的不断进步，生态工程的应用领域将会更加广泛。（可展开说明）一、名词解释（每小题4分，共20分）1、生态系统的自组织：是生态系统这一开放系统，通过与外界进行物质及能量交换，自发调整生物与环境及生物与生物的关系，建立起相互联系、相互依赖并能完成特定功能的有序结构，且拥有不断向前发展和进化的自然过程和行为。1、作物布局：作物布局指安排一个地区种植作物的种类、面积、比例和配置地点，是种植业生态工程的宏观格局。2、间作：生育季节相近的两种或两种以上作物（包括草本和木本）在同一田块上同时或同一季节成行地间隔种植称为间作。3、农林牧复合生态系统：农林牧复合生态系统是指在同一土地管理单元，人为地把多年生木本植物（乔木、灌木）与其它栽培植物（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。在农林牧复合生态系统中，不同的组分间应具有生态学和经济学上的联系。4、边缘效应：指两个截然不同的生态系统的边缘地带，通过对两个系统的连接，扩大能量转化和物质循环规模，从而使两个生态系统效应均有所提高的现象。5、稻鱼轮作稻田：大多是一年只种一季稻，水稻和养鱼轮流生产。但也有稻鱼连作的，即前期稻鱼共生，稻收后只养鱼不种稻。四、简答（每题6分，共30分）1、种植业生态工程的设计原则？答：1.近期效益与远期效益结合，经济效益、生态效益与社会效益结合的原则2.时间结构与空间结构相结合的原则3.物质和生物多层次利用的原则4.扬长避短分步建设的原则5.注重种群之间的相生相克关系6.充分发挥边缘效应2、养殖业生态工程与传统养殖业的区别？答：养殖业生态工程与传统养殖业是有区别的，其主要区别是：1．基础理论上，养殖业生态工程不仅以畜、禽、鱼等的饲养、繁育等专业基础理论为依据，还要以生态学、生态经济学、系统科学与生态工程等的基础原理为指导。2．内容上，养殖业生态工程涉及的领域比较广泛，除畜牧业之外，还要研究种植业、林果业、草业、渔业、农副产品加工业、农村能源、农村环保等多学科的综合应用技术，而传统养殖业则突出畜牧业这一学科的技术应用。3．效益、目标上，传统养殖业偏重于单一经济目标的实现；而养殖业生态工程则考虑经济、生态、社会三大效益的综合及目标的并重实现，谋求技术的综合配套应用和生态、经济的相互统一。4．资源利用上，养殖业生态工程强调自然资源的多重利用和合理配置、能量的多层利用和有效转换；力求产出的成品与“废品”间通过合理利用与转化达到系统内无废物产出；把低值资源转为高值无残毒的成品，从而把增值提高到最高水平，把无效损失降低到最低水平。5．布局上，养殖业生态工程把种植、养殖、加工等环节合理地设计在一个系统的不同空间内，不仅增加了生物种群和个体的数目，充分利用土地、水分、热量等资源，而且更利于保护生物多样性、生态平衡和环境的清洁。3、简述农林牧复合生态工程的原理。答：共生原理：农林牧复合生态系统各组分间必须是互利共生、相互促进的关系；必须是以林护农保牧、以牧兴林强农、以农促牧增林的关系。以实现农林牧互相促进，共同发展的目标。系统整体性原理：农林牧各组分之间不是孤立的，而是整个复合生态系统中相互联系、相互作用的一部分。因此，在选择物种时，必须考虑该物种对其他物种及对整个复合生态系统的影响。物质多重利用原理：在农林牧复合生态系统中，各子系统之间的物质必须要多重利用，尽量做到无废物产出。如畜牧业的粪、尿，是农作物和林木的优质肥料；而农副产品及豆科灌木饲料林，也是畜牧业的饲料源。只有物质的多重利用，才能形成良性的物质循环系统。4、何为种植业生态工程？种植业生态工程与传统种植业有何本质的区别？答：种植业生态工程是指人类在同自然合作的前提下，充分利用太阳能和各种自然资源，栽培各种农作物、药用和观赏植物，生产食物、饲料、工业原料以及其他产品的技术与工艺流程。种植业生态工程就是要按照生态规律发展种植业，根据生态系统的共生原理，建立和管理一个生态上自我维持的低输入、高产出，经济上可持续的种植生态系统，使其在长时间内对环境不造成明显改变的情况下具有最大的生产力。5、为什么要在农区发展牧业？目前比较成功的模式有几种？答：一个理想的农业生态系统应该是一个多元化的生物群落、具有自我维持和发展的能力，并能取得高产高效的生态经济系统。这个系统的核心是农牧业的有机结合、互相依存和促进。当前比较成功的模式有：1．粮油种植——饲料生产——养畜——畜粪肥田模式2．非粮食饲料牧业生态工程设计（1）林网牧草化模式；（2）过腹还田模式；（3）粮草间作喂养奶牛模式五、论述（每题15分，共30分）1.举例说明“协调共生”的原理在种植业生态工程的应用，并说明其优点。答：以北京市朝阳区金盏乡蟹岛为例：北京市朝阳区金盏乡的蟹岛成立于1998年8月，占地200hm2，是中国环境科学学会指定的北京绿色生态园基地，其最大的特点就是形成了一个衣食住行相对独立的生物链蟹岛种植业主要分为大田种植区和温室大棚种植区两大部分。在种植业子系统内，农产品大部分被系统内的职工和前来观光旅游的游客消费。约有35×104t农副产品（粮食加工的麸皮等）及数百吨的干物质（农作物秸秆）作为饲料输送到养殖场和鱼塘，这一模式既解决了农业废弃物的处理问题，又为养殖业提供了充足的饲料来源。蟹岛在水稻田中养蟹，将稻和蟹组合在一个系统内"稻蟹混养"，每亩田里投放600只螃蟹苗用来驱除害虫、消灭杂草、疏松土壤，由于“蟹”发挥了稻田“医生”和“施肥者”的功能，水稻生长期间不用施农药、化肥，这样，产出的大米是质量上乘的“绿色”食品，而蟹也获得其生长发育的“饲料”，生长良好。优点稻田养蟹成功地运用了复合仿生原理和物质循环和资源再生利用的原理，体现了生物之间的相生相克关系，提高了整体对资源的利用率。(1)稻田养蟹的模式，运用了稻蟹之间的互惠共生关系，建立了生态系统内相互依存、相互利用、相互促进的食物链结构，有利于农田系统的可持续利用。(2)稻田养蟹，投资少，管理方便，经济效益高。2、目前我国养禽生态工程有几种基本模式？其设计的主要原理是什么？答：养禽业生态工程是以家养动物为主，应用生态学、生态经济学与系统科学的基本原理与方法，吸收现代科学成果与传统农业的精华，将人工养殖的动物、微生物等生物种群有机地匹配组合起来，形成良性、减耗型的食物链。这一工程既能合理、有效地开发、利用多种可饲资源，深入揭示生物种群的遗传因子与其环境因子之间的作用与关系；也可以合理利用自然条件，开发不同地域的自然资源，使低值的自然资源转化为高值的畜产品；还能防治和治理农村环境污染，建成人和自然共生的稳定复合养殖生态系统。根据饲养畜、禽种类及其生活环境的不同，养殖业生态工程的类型可分为陆地、水体、水陆复合型三大类，每一类型又可细分为若干模式。1、湿地恢复：所谓湿地恢复，一方面指受损湿地通过保护，自然恢复的过程；另一方面指通过生态技术或生态工程对退化湿地或消失的湿地进行恢复与重建，再现干扰前的结构和功能。如通过提高地下水位以养护沼泽，改善水禽栖息地；拓深湖泊的深度和广度以扩充湖容，增强其调蓄洪水、补充地下水和为鱼类提供适宜栖息地的功能；去除湖泊、河流中的富营养沉积物及有毒物质净化水质；恢复泛滥平原以利蓄纳洪水等。目前的湿地恢复主要集中在沼泽、湖泊、河滩及河缘湿地。2、湿地：陆地上常年或季节性积水（水深2m以内，积水期4个月以上）和过湿的土地，它与其生长、栖息的生物种群构成的独特生态系统。3、植物吸附：农植物吸附直接发生在植物根（或茎叶）部表面。植物表面吸附是去除水体重金属污染最便捷的措施。它是由络合离子交换和选择性吸收等物理和化学过程共同作用的结果，且不要求生物活性，在死去的植物体表面也可以发生。沉水植物和浮叶根生植物是典型的用吸附法去除重金属的植物。4、核心区：湿地自然保护区一般划分为核心区，缓冲区和实验区三个功能区。核心区是自然保护区最为重要的区域，是湿地生态系统保存最完好的地段，也是珍稀濒危物种的集中分布区，此区人为干扰最少。5、植物修复：植物修复是通过植物的生理功能，挥发、稳定水体中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以达到清除污染、净化水质的技术。四、简答（每题6分，共30分）1、简述我国对于湿地的定义以及我国湿地主要类型？答：我国国家林业局1997年将湿地定义为：天然或人工、长久或暂时性沼泽地、湿原、泥炭地或水深不超过6m的海域。湿地专家的定义是：陆地上常年或季节性积水（水深2m以内，积水期4个月以上）和过湿的土地，它与其生长、栖息的生物种群构成的独特生态系统。我国湿地面积为6.5×108多hm2，占全球湿地面积的10%。根据我国湿地特点，湿地可分为咸水湿地、淡水湿地和人工湿地三大类型。2、简述湿地生态系统有何社会经济价值？答：（1）重要的水源地（2）提供丰富的动植物资（3）提供丰富的工业原料（4）提供能源和水运条件（5）景观与旅游（6）教育与科研价值3、目前我国湿地生态系统存在的主要生态问题有哪些？答：1．湿地面积萎缩：由于农业围垦、城市用地等造成湿地大面积削减。1900年以来，全世界已丧失近50%的湿地。2．生物多样性降低：湿地面积萎缩，生物资源的过度开发，致使其生物多样性迅速降低。由于湿地生态环境恶化，物种和遗传基因多样性损失惨重。3．湿地污染：湿地虽有降污、排污的功能，但超负荷的大量工农业废水、生活污水的排入使湿地污染严重，特别是大、中城市附近的湖泊、河流污染更严重。4、已退化的湿地恢复与重建的生态工程设计的主要模式是什么？答：当湿地生态系统受损害没有超负荷并且是可逆的情况下，干扰和压力被解除后，恢复可在自然过程中发生。如过度放牧引起草场退化，在进行围栏保护后，几年之后草场即可恢复。另一种是超负荷的不可逆退化，仅领先自然过程是不能使湿地生态系统恢复到初始状态的，必须施以人力与自然力结合的生态工程措施才能促其迅速恢复。5、简述湖泊湿地生态系统恢复与重建的设计指标体系和策略？答：指标体系：富营养化；溶解氧；水质；沉积物毒性；鱼体化学含量；外来物种策略：增加湖泊的深度和广度；减少点源、非点源的污染；迁移富营养化沉积物；清楚过多草类；生物调控五、论述（每题15分，共30分）1.举例说明退化湿地治理的生态工程技术。答：以治理洞庭湖退化为例1．退田还湖工程洞庭湖区退田还湖涉及到沿湖10个县市区的12个堤垸、拟退面积1309.84km2，涉及81.77×104人。分别占洞庭湖区面积和人口的4.5%和6.4%，退田还湖区农民2001年人均可支配收入1676.67元。退田还湖可使洞庭湖的面积接近1949年的4350km2，恢复洞庭湖区已破坏的湿地生态环境。洞庭湖湿地退田还湖后，湿地面积增加了1390.84km2，其中水面334.84km2，按平均水深1.75m计，可增加蓄水5.86×108m3，恢复了湖泊原有的水体，增强其蓄水防洪的能力，创建了物种生态位，湿地生物亦获得了栖息繁衍的空间和生存条件，退化的湿地得以恢复，有利于实现洞庭湖区湿地资源的可持续利用。2．生物措施（1）恢复湖滨湿地，构建植被缓冲带有计划地退田还湖（洲滩民垸206km2、傍湖垸1582.96km2，共计1788.96km2），逐步将其恢复为以湿生~水生植被为主的湖滨湿地。洞庭湖周边湖滩湿地面积若达4000km2以上，将其建成沿湖植被缓冲带，将大大提高其对污染物的净化能力。（2）以树代草，发展湿地林业湿地植物如芦苇、荻等是洞庭湖湖区的优势种类，具有适应性强，生长旺盛，对泥沙和其它污染物滞纳作用大等优点。但芦苇和荻也具有促淤的明显缺点，任其孳生蔓延将会加速洞庭湖的淤积和衰。加之一年生或多年生的草本植物，冬季枯萎死亡，大面积的收割费时费力且几乎不可能，大量植株腐烂也会造成对水体的二次污染。采用木本植物替代草本植物，是湿地植被恢复的重要举措。木本植物处理污水能力强，具有很好的净化功能。与草本植物相比，其优点是：不易造成二次污染；提供木材，经济效益高。欧美黑杨、水杉、鸡婆柳和旱柳在湖区长势良好，选用这些乔木和灌木代替芦苇等草本植物可减缓沿岸泥沙淤积，更可有效地吸收利用N、P等营养物质，提高其净污去污的能力。结论洞庭湖湿地生态系统是一个有机整体，单一的过度开发或其它不合理的利用方式都将造成湿地生态系统整体功能的下降。本着经济效益与生态效益、局部利益与整体利益、长期目标与近期计划相统一的原则，采用统一规划，分步实施的生物与工程治理模式，是保证湿地可持续利用的理想方案。2、试论述湿地保护的生态工程对策？答：（1）建立湿地自然保护区设立湿地自然保护区是保护湿地和湿地生物多样性最有效的措施。湿地自然保护区一般划分为核心区，缓冲区和实验区三个功能区。核心区是自然保护区最为重要的区域，是湿地生态系统保存最完好的地段，也