生態(tài)工程學復習材料

1、生態(tài)工程學復習材料名詞解釋：1. 生態(tài)工程：應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質循環(huán)再生原理，結構與功能協(xié)調原則，結合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設計的促進分層多級利用物質的生產工藝系統(tǒng)。2. 生物工程技術：通過改變基因結構開發(fā)新物種或新變異體，以滿足人類多種需要的先進技術。3. 生態(tài)技術：利用生態(tài)系統(tǒng)原理和生態(tài)設計原則，如物質多層次分級利用原理、種群匹配原理等，從工廠使用的原料開始，系統(tǒng)全面地對工廠的運作過程進行合理設計，做到既有可觀的經濟效益和社會效益，又將其對環(huán)境的破壞作用維持在最小的水平，甚至根本杜絕對環(huán)境的破壞。4. 自我調節(jié)：當生態(tài)系統(tǒng)中某個層次結構中某一成分改變，或外界的輸出發(fā)生一定變化，系統(tǒng)

2、本身主要通過反饋機制，自動調節(jié)內部結構（質和量）及相應功能，維護生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性和有序性。5. 生態(tài)位：生態(tài)系統(tǒng)中各種生態(tài)因子都具有明顯的變化梯度，這種變化梯度中能被某種生物占據(jù)利用或適應的部分稱為生態(tài)位。6. 系統(tǒng)：由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體。7. 耗散結構理論：一個開放系統(tǒng)，它的有序性來自非平衡態(tài)，也就是說，在一定的條件下，當系統(tǒng)處于某種非平衡態(tài)時，它能夠產生維持有序性的自組織，不斷和系統(tǒng)外進行物質和能量的交換。8. 黑箱原理：又稱為等級組織原理或整合層次原理，描述和預測系統(tǒng)的行為，并非要完全知道系統(tǒng)以下層次的構成，了解該系統(tǒng)的生態(tài)結構和功能，只

3、需要有第一層次的資料，第二層次的資料是不必要的。在復雜的生態(tài)系統(tǒng)研究中，重要特征的定性解釋和預言，比非重要特征的精確闡明更有價值。9. 生態(tài)系統(tǒng)模型：在對生態(tài)系統(tǒng)全面分析的基礎上，抓住反映系統(tǒng)本質的屬性，以文字、圖式、符號或數(shù)字表達式對系統(tǒng)描述的方式。或者說，模型是客觀生態(tài)系統(tǒng)的抽象和簡化。10. 概念模型：即文字模型，在構建物理或數(shù)學模型時，通常將生態(tài)系統(tǒng)中的各個分室或每個生態(tài)過程進行劃分和確定，并以符合生態(tài)生物學習慣的文字加以敘述的方式。11. 能量模型系統(tǒng)：在模擬電路模型的基礎上，發(fā)展起來的一類獨特的生態(tài)系統(tǒng)模型。該模型力圖將所有物質形態(tài)包含的能量標準化，即將熱能、電能、化學能等形式的能

4、量均轉換為太陽能，并提出統(tǒng)一的能量符號能值。12. 加環(huán)：在一個生態(tài)系統(tǒng)或復合生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈網或生產流程中，增加一些環(huán)節(jié)，改變食物鏈（或生產流程）結構，擴大與增加系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境及經濟效益，以發(fā)揮物質生產潛力，更充分利用原先尚未利用的那部分物質和能量，促使物質流與能量流的途徑暢通的方式。13. 能值：生產或形成某個產品（物）所需的太陽能的數(shù)量。14. 環(huán)境容納量：一個環(huán)境條件允許的最大種群密度值。15. 濕地：介于典型的陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的濕生生態(tài)系統(tǒng)。世界之肺-熱帶雨林；世界之腎-濕地。16. 濕地生態(tài)工程：利用濕地的水文和化學物質貯存器的特點，所設計的控制過剩營養(yǎng)物、沉積物和

5、污染物，并且改善水質的生態(tài)工程，或利用上述特點綜合整治低洼濕地，使其結構和功能得到改善和恢復，成為良性生產-生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)工程。17. 小流域：美國將集水區(qū)面積小于1000km2的流域稱為小流域，歐洲國家則將集水區(qū)面積在50km2-100km2以下的流域稱為小流域（或稱荒溪）我國將小于50km2的流域作為綜合治理的地理單元，在一般情況下所謂小流域可有幾個平方公里到幾十個平方公里。18. 環(huán)境保護：人類有意識地保護自然資源并使其得到合理的利用，防止自然資源受到污染和破壞，對受到污染和破壞的環(huán)境必須做好綜合治理，以創(chuàng)造出適合于人類生活、工作的環(huán)境。19. 可持續(xù)發(fā)展：協(xié)調社會的物質需求、人口增長和

6、自然資源的合理利用，從而減輕環(huán)境污染的經濟發(fā)展模式。20. 廢棄物：某些無價值的應從它原來存在的環(huán)境中被拋棄出去的物質，也指基于當前法令而拋棄、將要拋棄或不得不拋棄的任何東西。包括生活垃圾和廢水、廢氣（居民的和公用的）、工業(yè)垃圾（和廢水、廢氣）和一些特殊行業(yè)（如醫(yī)院、科研部門等）的廢氣、廢水和丟棄物等。21. 農林（牧）復合經營系統(tǒng)：在同一土地管理單元之上，人為地把多年生木本植物（如喬木、灌木、棕櫚、竹類等）與其他栽培植物（如農作物、藥用植物、經濟植物以及真菌等）和動物，在空間上或按一定的時序安排在一起而進行管理的土地利用和經營系統(tǒng)的綜合。在農林（牧）復合經營系統(tǒng)中，在不同的組分間應具有生態(tài)學

7、和經濟學上的聯(lián)系。22. 農業(yè)產業(yè)化經營：以市場為導向，以提高效益為中心，以主導產業(yè)、產品為重點，優(yōu)化組合各種生產要素，把生產、加工、流通緊密結合起來，延長農業(yè)產業(yè)鏈，實行貿工農一體化經營。23. 無公害食品的生產要旨：以生態(tài)學、生物學原理為指導，通過合理的低投入來提高資源的利用率，尤其重視培肥土壤，注重生態(tài)經濟的綜合效益，目標是實現(xiàn)農業(yè)的自我維持能力和持久發(fā)展，為人類提供充足的清潔優(yōu)質食品。24. 城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)：以人類為中心的自然和社會相結合的生態(tài)系統(tǒng)。25. 生態(tài)位空缺假說：在一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，每一個都已經有一個物種，這樣外來的物種就沒有地方去了，假如某個地方少了一個物種，而外來的物種

8、恰好適合這個位置，那么入侵就發(fā)生了。26. 生物因子失控假說：外來入侵物種在新區(qū)域得以生存和繁殖，是因為在原產地有天敵或其它的生物因素限制了它的災難性爆發(fā)，而在被入侵地恰好少了這些討厭的克星，才使其瘋狂生長。問答及論述題：1 生態(tài)工程與生物工程的比較：1.1 生態(tài)工程技術是利用自然界現(xiàn)有的物種、現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)結構和功能，遵循生態(tài)工程原理和方法，經過合理的設計，以滿足人類生態(tài)保護和發(fā)達經濟需求的技術。1.2 生物工程的實施不可避免地對自然關系產生干擾，不可避免地改變了自然界的生物多樣性結構，完全有可能對自然界乃至人類形成威脅。2 生態(tài)技術與高新技術、清潔技術的區(qū)別:2.1 高新技術本身具有先進性

9、、尖端性、綜合性和高層次的覆蓋度，其產業(yè)由于需要高強度的投入，將耗費大量的化石能，對自然環(huán)境的影響或有時是破壞的作用，也是巨大的。2.2 清潔技術，也稱零排放技術，即在原有的工廠運作過程的基礎上，加配污染物處理系統(tǒng)，如污水處理系統(tǒng)、大氣二氧化硫處理系統(tǒng)等，其投入高、耗能大，應用受到一定的限制。2.3 生態(tài)技術是又一次革命的基礎，利用生態(tài)系統(tǒng)原理和生態(tài)設計原則，如物質多層次分級利用原理、種群匹配原理等，從工廠使用的原料開始，系統(tǒng)全面地對工廠的運作過程進行合理設計，做到既有可觀的經濟效益和社會效益,又將其對環(huán)境的破壞作用維持在最小的水平，甚至根本杜絕對環(huán)境的破壞。3 十大生態(tài)問題：沙漠化日益嚴重、

10、森林遭到嚴重砍伐、野生動物大量滅絕，野生動物的生活環(huán)境遭到破壞，許多動物滅絕、世界人口急劇增長、飲水資源逐漸減少、漁業(yè)資源逐漸減少、河水遭到嚴重污染、大量使用農藥使農作物受到影響也給人類帶來危害、地球溫度明顯上升、酸雨現(xiàn)象日益嚴重項 目背景理論基礎對象目的歐 美經濟及科學技術發(fā)達，生態(tài)危機主要表 現(xiàn)在環(huán)境污染生態(tài)學原理及生態(tài)控制論為主，綜合多 門自然基礎學科以自然生態(tài)系統(tǒng)為主，或重建生態(tài)系統(tǒng) 環(huán)境保護為主，偶兼顧經濟效益中國與西方國家生態(tài)工程的比較:中國經濟及科學技術正在發(fā)展中，生態(tài)危機表現(xiàn)在人口眾多、資源破壞、能源不足、食物不充裕和環(huán)境污染多方面生態(tài)學原理及生態(tài)控制論為主，綜合多門自然和應用

11、技術學科及社會學科以社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)為主經濟、生態(tài)、環(huán)境和社會的綜合效益5 環(huán)保工程類型包括：5.1 無（或少）廢工藝系統(tǒng)：主要用于內環(huán)境治理，在一些工廠或工業(yè)城市中的廢物再生和利用系統(tǒng)，如廢熱源的再利用，工業(yè)廢物的凈化再循環(huán)等。5.2 分層多級利用廢物生態(tài)工程：使生態(tài)系統(tǒng)中的每一級生產中的廢物（下腳料）變?yōu)榱硪患壣a過程的原料，使所有的廢物被充分利用。5.3 復合生態(tài)系統(tǒng)內的廢物循環(huán)、再生系統(tǒng)，如?；~塘生態(tài)工程。5.4 污水自凈與利用生態(tài)系統(tǒng)：充分利用污水中的有機成分作為營養(yǎng)源，既凈化了污水，又利用了其中的營養(yǎng)元素和水資源，如污灌和污水養(yǎng)魚技術。5.5 城鄉(xiāng)（或工、農、牧、副、

12、漁）結合生態(tài)工程，在一定區(qū)域內，應用不同生態(tài)工程分層多級利用廢物，實現(xiàn)三個效益，如城市糞便、垃圾、飼養(yǎng)場家禽家畜糞便等制作沼氣，再做農田肥料或魚飼料，一些食品及輕工工廠廢物用作畜牧、水產養(yǎng)殖飼料，其廢物再做肥料，以及一些廢舊物資的回收、再生與利用等。6 生態(tài)工程學的核心原理：6.1 整體性原理：包括整體論和還原論及社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)6.2 協(xié)調與平衡原理6.3 自生原理：包括自我設計和自組織原理、自我維持原理、自我調節(jié)（同種生物種群間密度的自我調節(jié)、異種生物種群之間數(shù)量調節(jié)、生物與環(huán)境之間的相互適應調節(jié)）6.4 循環(huán)再生原理：包括物質循環(huán)和再生原理、多層次分級利用原理7 生態(tài)工程學的

13、生物學原理：7.1 生物間互利共生機制原理7.2 生態(tài)位原理7.3 食物鏈原理（在林業(yè)生態(tài)工程實施中可得到廣泛應用）7.4 物種多樣性原理（復雜生態(tài)系統(tǒng)是最穩(wěn)定的，主要特征之一是生物組成種類繁多而均衡，食物網縱橫交織）7.5 物種耐性原理（每種生物都有一個生態(tài)需求上的最大量和最小量，兩量之間的幅度即為耐性限度）7.6 景觀生態(tài)原理（包括景觀結構與功能、景觀異質性、生物多樣性、物種流動、養(yǎng)分再分布、能量流動、景觀變化與景觀穩(wěn)定性等）7.7 耗散結構原理（一個開放系統(tǒng)，它的有限度來自非平衡態(tài)）7.8 限制因子原理（應包括最小因子定律和耐性定律，綜合后的限制因子原理將更為普遍和有用）7.9 環(huán)境因子

14、的綜合性原理（眾多相互關聯(lián)和相互作用的因子構成了一個復雜的環(huán)境體系，應注意多項因子對生物的綜合影響）8 生態(tài)工程學的工程學原理：8.1 結構的有序性原理8.2 系統(tǒng)的整體性原理8.3 功能的綜合性原理9 能量系統(tǒng)模型符號：P47-4810 創(chuàng)新性：在生態(tài)工程中，就某個單項技術而言，其中絕大部分是沒有或僅有很少創(chuàng)新性的，生態(tài)工程的創(chuàng)新性不在于組成的各單項技術，而在于因地、因類制宜的優(yōu)化組合。11 基礎核心：生態(tài)工程的基礎是生態(tài)系統(tǒng)的合理運行，而生物種群是生態(tài)系統(tǒng)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環(huán)境條件，如溫度、營養(yǎng)、土壤、光照、水分等條件的制約，也受到當?shù)赝林锏闹萍s

15、。12 生態(tài)學原則：12.6 種群匹配原則12.7 人工壓縮演替周期原則12.8 種群置換原則12.9 經濟效益原則12.1 適當輸入輔助能的原則12.2 再生循環(huán)及商品生產原則12.3 生物多樣性原則12.4 環(huán)境的時間節(jié)律與生物的機能節(jié)律原則12.5 生物種群選擇原則13 生態(tài)工程設計的邏輯準備：13.1 擬定目標：強調復合生態(tài)系統(tǒng)的整體協(xié)調目標，即自然生態(tài)系統(tǒng)是否合理，經濟系統(tǒng)是否有利，社會系統(tǒng)是否有效，同時根據(jù)當?shù)氐臈l件，強化某個系統(tǒng)的目標。13.2 背景調查：因地制宜的基礎是生態(tài)工程實施區(qū)的背景條件，因此必須正確了解和掌握該地區(qū)的社會、經濟、環(huán)境條件。自然資源包括生物資源、土地資源、

16、礦產資源、水資源等；社會經濟條件包括市場狀況、勞動力及其知識水平、經濟實力等；而生態(tài)環(huán)境條件包括氣候條件、土壤條件、污染情況等。調查資料和數(shù)據(jù)要具有外界的輸入狀況、系統(tǒng)的組成及其狀態(tài)、組分之間的物質、能量和信息的流動、系統(tǒng)的輸出以及與外界的貨幣、物質等因子的交換等等。13.3 模型分析與模擬：根據(jù)擬定的目標和收集的數(shù)據(jù)，構建合適的數(shù)學模型。結合定性研究，評價和分析系統(tǒng)的整體行為特征和發(fā)展趨勢，并進行綜合評價。13.4 工程可行性評價：生態(tài)系統(tǒng)模型提供了復合生態(tài)系統(tǒng)的靜態(tài)特征和動態(tài)變化性質，是生態(tài)工程可行性分析或決策分析的基礎。通過可行性評價和決策分析，使經濟效益、生態(tài)效益和社會效益達到最高，復

17、合生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和存活進化的機會最大，系統(tǒng)惡化的風險最小等等。13.5 生態(tài)工程設計的科學基礎：包括多學科性、多目標性、整合性與整體性。14 加環(huán)的類型：14.1 生產環(huán)（可使非經濟產品或廢物或部分用非經濟產品與廢物直接生產出為人利用的經濟產品）14.2 增益環(huán)（雖不能直接生產出商品，但可加大或提高生產環(huán)的效益）14.3 減耗環(huán)（增加一環(huán)節(jié)或增大原有的環(huán)節(jié)，使之抑制和削弱減耗環(huán)的作用）14.4 復合環(huán)（既可起增益環(huán)的作用，又有減耗環(huán)的作用）14.5 加工環(huán)（增加原系統(tǒng)的物質循環(huán)，減少商品肥料的輸入量和能量的損失量，降低成本）15 生態(tài)恢復的內容：生態(tài)恢復就是恢復生態(tài)系統(tǒng)合理的結構、高效的功能和

18、協(xié)調的關系。生態(tài)恢復的內容概括為：15.1 從生態(tài)和社會需求出發(fā)，實現(xiàn)生態(tài)恢復所期望達到的生態(tài)-社會-經濟效益；15.2 恢復能夠達到上述效益的生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能15.3 通過對系統(tǒng)物理、化學、生物甚至社會文化要素的控制，帶動生態(tài)系統(tǒng)恢復，達到系統(tǒng)自我維持狀態(tài)。生態(tài)恢復最本質的是恢復系統(tǒng)的必要功能并使系統(tǒng)自我維持。16 我國生態(tài)恢復面臨的最大課題：16.1 我國生態(tài)系統(tǒng)復雜多樣，人口眾多，開發(fā)歷史悠久，各類生態(tài)系統(tǒng)都受到不同程度的干擾和破壞，需要通過對各種自然和人為影響因素的分析，找出扭轉逆行演替的途徑和方法，加速退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復。16.2 經濟建設發(fā)展的同時，如何加速各項重大工程的生態(tài)恢

19、復是燃眉之急；遍布全國各地的大小水庫區(qū)內的生態(tài)恢復問題；礦山廢棄地的生態(tài)恢復問題等。16.3 城市化的迅速發(fā)展使城市環(huán)境中的生態(tài)恢復已提上議事日程；工業(yè)化國家由于環(huán)境污染所造成的生態(tài)破壞以及今天為生態(tài)恢復所做的大量工作，應該引起我們的高度重視。17 濕地的內容：是介于典型的陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的濕生生態(tài)系統(tǒng)。世界之肺-熱帶雨林；世界之腎-濕地。17.1 以水的存在為特征17.2土壤與鄰近的高地明顯不同17.3 供養(yǎng)的植物適應濕生條件（有些就是水生植物），不耐淹植物無法立足。18 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在環(huán)境保護中的實施應涉及：18.1 保護自然資源18.2大力開發(fā)可再生能源18.3 倡導綠色

20、（無污染）工業(yè)，建立無（少）廢工藝系統(tǒng)18.4 研究實施分層多級綜合利用廢物的生態(tài)工程18.5 提倡持續(xù)農業(yè)，即生態(tài)農業(yè)，提倡農林牧副漁多種經營，避免單一經營18.6 保護生物多樣性19 粉煤灰加氣混凝土砌塊綜合效益分析：19.1 重量輕19.3保溫性能好19.5可加工性好19.2 耐火性好19.4聲學性能好19.6生產效率高，能耗消耗少19.7 變廢為利，減少二次污染，綜合效益顯著20 分層多級綜合利用廢物的生態(tài)工程特征：20.1 其指導原則是整體、協(xié)調、再生、循環(huán)20.2 其主要方法為加環(huán)，即連接本為相對獨立的平行生產環(huán)、鏈或系統(tǒng)形成互利共生網絡20.3 實地治污能力強，避免污染物從一介質

21、轉移至另一介質20.4 通過良性循環(huán)，化廢為利，不產生新的污染20.5 無需復雜的設備，投資小，不耗或少耗電及石化燃料能20.6 工藝簡便，易于掌握20.7生態(tài)、經濟、社會效益顯著21 當代五大生態(tài)工程建設：三北防護林體系、長江中上游防護林體系、沿海防護林體系、平原綠化工程和治沙工程。22 農林牧復合經營系統(tǒng)的具體特征：（原理：生態(tài)學和社會經濟學原理）22.1 是一個生態(tài)系統(tǒng)，是生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)經過長期演變所形成的相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。世界生命系統(tǒng)對環(huán)境系統(tǒng)長期的適應過程，生命系統(tǒng)是受環(huán)境系統(tǒng)的制約，適地適樹是造林的基本原則22.2 維護這個生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡，是人類一切經濟活動必須遵循的基本

22、原則，自然界的生態(tài)現(xiàn)象都具有相對性22.3 農林復合是這個生態(tài)系統(tǒng)的經濟特征，森林對農業(yè)的屏障作用只是表面直觀現(xiàn)象。23 農業(yè)產業(yè)化經營的意義：23.1 發(fā)展農業(yè)產業(yè)化經營是扭轉農業(yè)弱質低效局面的根本出路23.2 有利于提高農業(yè)的生產力水平，實現(xiàn)經濟增長方式24 農業(yè)可持續(xù)發(fā)展指標體系建立的基本原則：農業(yè)可持續(xù)發(fā)展指標體系的建立，其基本原則和全社會可持續(xù)發(fā)展指標體系的建立是相同的。良好的指標體系，必須具備辨識功能、測度功能、評價功能、預警功能。建立農業(yè)可持續(xù)發(fā)展指標體系應遵循的基本原則有：24.1 科學性原則24.3層次性原則24.5獨立性原則24.2 可行性（可操作性）原則24.4完備性原則

23、24.6動態(tài)性原則25 農業(yè)可持續(xù)發(fā)展指標體系建立的方法和步驟：25.1 方法明確我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要解決的問題：包括增加糧食安全（人均糧食占有量）；遏止農業(yè)資源數(shù)量的減少、質量下降的態(tài)勢；克服農業(yè)上的“兩低一少”；大力推廣農業(yè)技術，提高科技成果轉化率；改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境25.2 步驟：背景研究、指標識別、指標測定、數(shù)據(jù)處理，并做出解釋、重復，直至滿意為止評價最終確定的指標體系對研究對象的可持續(xù)性做出評價，并提出要達到、或維持可持續(xù)發(fā)展需要解決的具體問題及相應的措施。26 ?；~塘的內容和運行模式：（論述）26.1 桑基魚塘的主要特點：種桑與養(yǎng)蠶、魚、豬相結合，生產上有緊密的聯(lián)系。植物與動物互

24、養(yǎng)，形成良性的生態(tài)循環(huán)。塘與基合理分布，水陸資源相結合。26.2 “?；~塘”的生產方式：蠶沙（蠶糞）喂魚，塘泥肥桑，栽桑、養(yǎng)蠶、養(yǎng)魚三者有機結合，形成桑、蠶、魚、泥互相依存、互相促進的良性循環(huán)，避免了洼地水澇之憋，充分地利用土地的空間與輪作的時間，營造了十分理想的生態(tài)環(huán)境，收到了理想的經濟效益，同時減少了環(huán)境污染。26.3 “?；~塘”的運行模式：將易積水的洼地挖塘筑基，塘里養(yǎng)魚，塘基栽桑，塘坡種草，桑葉養(yǎng)蠶，蠶糞及草養(yǎng)魚。冬季清塘捕魚后，挖取塘泥上基，給桑樹提供優(yōu)質肥料，從而組成了桑基魚塘的生產形式。桑基魚塘的栽桑、養(yǎng)蠶、養(yǎng)魚，三者緊密聯(lián)系，相互促進，相互依存。桑是生產者，蠶是第一消費者，魚是第二消費者，而塘里的微生物則是還原者，因此?；~塘系統(tǒng)是較完整的生態(tài)農業(yè)，具有較好的經濟效益和生態(tài)效益。27 城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)的主要特征：城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)是以人類為中心的自然和社會相結合的生態(tài)系統(tǒng)，與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，其結構和功能已發(fā)生了本質的變化，其主要特征為：27.1 強烈的人類活動27.3城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)功能多樣化27.2