第一章 林業生態工程概論一 課程概述林業生態工程學是隨著林業發展戰略轉移、國家生態環境工程建設需求而通過繼承、交叉形成的一門新的專業課程，不僅是從單一的水土保持林草措施來研究水土保持的生物措施，而是從生態、環境與區域經濟社會可持續發展的角度研究林業發展的理論與技術措施，核心是在對生態理論充分理解的基礎之上通過工程措施進行以生態環境改善為目標的林業生態建設，根據生態理論進行系統設計、規劃和調控人工生態系統的結構要素、工藝流程、信息反饋關系及控制機構，以在系統內獲得較高的生態與經濟效益。是水土保持、林學、生態、環境規劃等相關專業的學生必修或選修的重要課程。林業生態工程學是水土保持專業教學的一門骨干專業課，在80年代初期開始形成，經過多年教學實踐不斷吸收新的理論與技術到90年代中期完善形成體系。它以現代生態、水土保持、森林培育理論為基礎，在原“水土保持林學”、“防護林學”、“農林復合經營”、“森林培育學”、“生態工程學”及“生態學”等課程多年教學實踐的基礎之上形成，主要教學內容包括三大部份：防護林學基礎、林業生態工程構建技術、林業生態工程效益監測評價，同時配合有一周的教學實習和半周的課程設計。通過課堂講授、野外實習與課程設計進行林業生態工程學的理論、實踐與實際動手能力等基本素質的培養，達到使學生具有較豐富理論知識又具有解決實際問題能力、能獨立開展研究與工程設計的教學目標。本課程的教材由林業生態工程學課本、學習指導、實習指導、課程設計指導、多媒體教學課件、習題庫等幾部分組成，形成了較完整教材體系。二 主要教學內容本課程的教學內容主要包括生態工程的理論基礎，中國生態林業工程概況，防護林營造技術措施防護林體系建設技術，綜合效益評價方法，工程規劃與設計技術等幾個方面：林業生態環境工程在生態環境建設、流域治理、農村可持續發展中的位置與作用；林業生態工程學的特點、內容及相關學科的關系；林業生態工程的基本概念、國內外發展趨勢及教學方法。生態系統原理；生物多樣性原理；景觀生態原理；可持續發展理論；防護林學理論。中國主要生態環境問題與空間分布；我國的林業生態工程的總體布局與規劃；六大林業生態工程的基本情況與特點；中國生態環境工程建設面臨的問題與林業生態工程發展戰略。立地劃分與適地適樹；樹種選擇與林分組成；合理密度與密度控制；整地與造林方法；幼林撫育；防護林的林分定向培育。不同區域山丘區環境、資源、水土流失及土地利用特點；以流域、水網、山系等為單元的生態防護體系的構成與特點；水土保持、水源涵養、農田林網、農林復合、災害地植被恢復、河岸道路防護、海岸防護等防護林的配置與構建技術；干旱、鹽堿、風沙、干瘠、鈣積層等困難立地造林技術。林業生態工程評價的基本原則；生態效益評價方法；經濟效益評價方法；社會效益評價方法；綜合效益的指標體系制定與評價方法。自然環境、經濟社會環境分析與生態系統診斷方法；規劃設計的總體原則與指導思想；規劃設計的程序與步驟；規劃設計報告編寫及注意事項。三 教學特點林業生態工程學的教學內容既涉及到理論表述也涉及到形象直觀教學，運用現代的多媒體教學方法是提高教學質量的重要手段。因此通過多年的資料積累與相關資料的收集，已經制作了一套完整的多媒體課件，在2000年即開始了應用多媒體輔助教學，積累了較豐富的多媒體教學經驗。通過近幾年的教學實踐不斷完善、更新、充實，吸收本學科最新成果，使學生在掌握課程基本要求的前提下，開闊了思路，了解了本學科的發展脈絡與前沿的發展動態。同時為了提高學生學習效果，逐步建立了本課程的習題庫及自學輔導材料，現正在編寫本課程學習指導書。通過幾代人的努力與多年的教學實踐，本課程探索出了一套較完整的教學體系，注重培養學生的實際操作能力。通過課堂理論學習、外業的調查、觀測實習及小流域林業生態工程的實際規劃設計的相互配合，使理論與實踐緊密結合，學生更好的消化吸收本課程的精髓，把所學的知識靈活的應用到工作實踐中去，為學生的就業打下良好的基礎。本課程在多年的教學中積累了較為豐富的教學經驗，取得了良好的教學效果。四 學習方式本課程的學習包括課堂講授、外業實習、課程設計等幾個教學環節。 本課程的講授環節要求在規定的學時分配條件下，本著難點與重點并重的原則，使學生掌握林業生態工程的基本理論知識。本課程的內容很豐富，涉及面較寬，講授過程不要面面俱到，要少而精，重點講透，難點降清。要盡量使用錄像、幻燈、多媒體等輔助教學手段，形象直觀以便學生能深刻理解所講授的內容。 教學實習是一個培訓動手能力的一個重要教學環節，學生可以通過觀測、試驗、結果分析，加深對所學理論知識的理解，并掌握具體操作技能，提高動手能力。 課程設計是理論與技術實踐相聯系的重要教學環節。通過課程設計使學生掌握林業生態工程的基本規劃設計方法，也是培養學生實際技能的一個重要環節。要配合課程內容，分專題逐步指導學生完成。第一節 林業生態工程的概念與作用一, 林業生態工程的概念1,林業概念內涵與外延的擴展林業(forest):培育,經營,保護和開發利用森林的事業.它是提供木材和多種林產品的生產事業,又是維護陸地生態平衡的環境保護工程.2,生態工程的概念與內涵生態環境:整個生物群落所在地段的,影響其發展的全部無機因子的有機因素的總和.生態系統:是指一定的時間和空間內,生物群落與環境之間由于不斷進行物質與能量流動過程中形成的統一有機體.工程:指人類在自然科學原理的指導下,結合生產實踐中所積累的技術,發展形成包括規劃,可行性研究,設計,施工,運行管理等一系列可操作,能實現的技術科學的總稱.生態工程:生態工程是一門著眼于生態系統持續發展能力的整合工程技術.它根據生態控制論原理去系統設計規劃和調控人工生態系統的結構要素,工藝流程,信息反饋關系及控制機構,在系統范圍內獲取最高的生態和經濟效益.3,林業生態工程的概念與特點林業生態工程:林業生態工程是根據生態學,林學及生態控制論原理,設計,建造與調控以木本植物為主體的人工復合生態系統的工程技術,其目的在于保護,改善和持續利用自然資源與環境.林業生態工程的特點:(1)經營對象不同;(2)關注對象的結構與功能不同;(3)經營目的不同;(4)采用的綜合技術措施不同.二,林業生態工程的主要內容和類型1,主要內容生物群落建造工程環境改良食物鏈工程2,林業生態工程的類型(1)生態保護型林業生態工程;(2)生態防護型林業生態工程;(3)生態經濟型林業生態工程;(4)環境改良型林業生態工程.(9大生態工程)林業生態工程的目標是建造某一區域(或流域)的,以木本植物為主體的優質,穩定的復合生態系統.其主要內容包括: 生物群落建造工程 環境改良工程 食物鏈工程 在農田,濕地,森林和草原四大生態系統中,森林生態系統處于主導地位.第二節 生態環境問題與林業生態工程的作用一, 生態環境的概念是指影響人類生存與發展的水資源,土地資源,生物資源以及氣候資源數量與質量狀況的總稱二,我國的生態環境問題1,自然環境先天脆弱2,水土流失嚴重3,荒漠化擴大4,水資源緊缺,污染嚴重5,森林覆蓋率低6,天然林生態系統和野生動,植物面臨危機7,氣溫呈上升趨勢三,林業生態工程的作用水土保持的作用,即森林防止水土流失的效益,防止荒漠化和沙漠化的擴大森林緩解水資源危機: 森林是綠色水庫,可貯藏大量降水,增加有效水資源. 森林可以防止水土流失,減少河流泥沙,維護江河湖庫的蓄積能力等. 森林可以促進水分循環和影響大氣環流增加降水. 森林改善大氣質量: 森林能有效地緩解溫室效應 森林是大氣中主要的氧源. 森林可以減少臭氧層的損耗. 森林可以凈化空氣.林業生態工程可保護生物多樣性. 對物種多樣性的影響:森林物種多樣性最豐富,破壞則使物種和遺傳資源失去了保障,導致多樣性銳減. 對生態群落,種群多樣性的影響:是植物,動物種群多樣性賴以生存的基礎和保障. 對遺傳多樣性的影響:提供物種多樣化的生境為物種進化和產生新種提供基礎. 對其它生態系統多樣性的影響:環境惡化影響農田,濕地草原等生態系統. 減少噪聲污染林業生態工程可促進經濟可持續發展: 是可持續發展的物質基礎; 是可持續發展的環境基礎; 是生物能源的主體四,我國開展天然林保護工程的原因和重要性.1,原因:長期對森林的過度樵采,使森林植被大量減少;不合理的耕作方式和人為破壞,導致保持水土能力弱,生態環境急劇惡化;水庫,河道損失調蓄能力;洪,旱,泥石流災害頻繁;阻礙和制約著流域經濟建設的發展.2,重要性:減少水土流失;減輕洪澇災害造成的損失;改善生態環境;提高人民的生活水平和質量;促進區域生態經濟的可持續發展.第二章 林業生態工程的理論基礎一 相關概念1,生態系統:是指在一定空間內生物和非生物的成分,通過物質循環和能量流動而相互作用,相互依存形成的一個生態學的功能單位2,生態環境脆弱帶:在生態系統中,凡處于兩種以上的物質體系,能量體系,結構體系,功能體系之間形成的界面,以及圍繞該界面向外延伸的過渡帶的空間域.3,干擾:破壞生態系統,群落或種群結構,并改變資源,基質的可利用性,或物理環境的任何時間上相對不連續的事件.(自然干擾,人為干擾) 4,系統:是由兩個或兩個以上的相互聯系,相互依賴,相互制約,相互作用的元素(事物或過程)組成的,具有某種特定的功能,朝著某個特定目標運動發展的有機整體5,可持續發展:指以不損害,不掠奪后代的發展需求作為前提,來滿足當代的發展需求稱為可持續發展. 6,環境:指影響人類生存和發展的各種天然和經過人工改造的自然因素的總體7,環境質量:是環境系統客觀存在的一種本質屬性,并能用定性和定量的方法力.以描述的環境系統所處的狀態. 8,水土保持林:指恢復,改善生態環境,減少地表徑流,涵養水源,防止水土流失而營造的防護林.9,水源涵養林:在源頭地區,以調節坡面徑流,防止土壤侵蝕,涵養水源為主要目的的森林.10,農田防護林:指在有農田的地方,為防止自然災害,改善農田小氣候,創造有利于農作物生長和牲畜繁育的環境;保證農牧業穩產高產,并為人民群眾生產生活提供木材而營造的防護林.11,河岸防護林:減少流水對河岸地表的侵蝕,固定堤岸的護灘,護岸林.12,防護林體系:指在一個自然地理單元(或一個行政單元)或一個流域,水系,山脈范圍內,結合當地地形條件,土地利用情況和山,水,田,林,路,渠以及牧場等基本建設固定設施,根據影響當地生產生活的主要災害特點,所規劃營造的以防護林為主體的和與其它林種相結合的總體.二,基本理論1,干擾： 分為自然干擾和人為干擾,由于生態演替的作用,生態系統可以從自然和人為干擾所造成的破壞中得到恢復.受害生態系統的恢復可以通過自然恢復過程和人的幫助和自然恢復過程2種途徑得到恢復.通過人類的科學參與,一些生態系統可以加速恢復 .2,可持續發展理論:決定可持續發展水平,可由5個要素及其相互關系決定: 資源的承載能力 區域的生產能力 環境的緩沖能力 進程的穩定能力 管理的調節能力 環境的基本特性: 整體性和區域性 變動性和穩定性 資源性與價值性4,水土流失綜合治理的措施.規劃經營措施;水土保持林草措施; 水土保持工程措施,(挖水平溝,坡改梯等) 水土保持農業技術措施,(等高耕作,間作套種) 水土保持法律措施.5,試述當前防護林體系建設的趨勢.從形式設計走向因地制宜,因害設防的科學設計;從營造單一的防護林種走向建設多林種相結合的綜合防護林體系;從只注重生態效益走向生態,經濟,社會效益相結合;從單一的喬木樹種造林走向喬一灌一草相結合;從單一層次的喬木純林走向多樹種多層次的混交林;從單一發展林業走向農,林,牧相結合,綜合治理,協調發展. 第三章 林業生態工程建設區域調查與分析第四章 林業生態工程的技術措施第一節 水土流失綜合防治技術措施 我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，水土流失成為我國頭號環境問題。一。林草措施 1. 改良與保護 2. 造林種草二農業措施三工程措施第二節 自然資源綜合利用一 生物資源利用方式1. 植物資源2. 動物和微生物資源二 能源利用方式1. 太陽能資源2. 風能資源3. 水能資源4. 生物質能5. 地熱能三 旅游資源利用方式1. 旅游資源類型2. 旅游資源的開發利用3. 開發利用項目第三節 農林復合經營技術一 農林復合經營的概術1. 概念2. 特點3. 發展歷程二農林復合經營的主要類型1.林（果）農復合經營2.林牧（漁）復合經營3.林（果）農牧（漁）復合經營4.特種農林經營三農林復合經營的設計（一）。標準（二）。設計結構1.物種選擇及配置2.空間結構3.時間結構第五章 林業生態工程的系統建設模式根據工程實施地的具體立地條件林業生態工程的系統建設模式分為：山丘區，平原區，沿海區，風沙區和城市工礦區劣地林業生態工程四種。第一節 山丘區林業生態工程建設中國屬多山國家，包括山地，丘陵區和山丘占多數的高原在內，總面積達687萬平方公里，占全國總面積的71.6，其中，耕地占40，森林面積占90，木材蓄積占84，經濟林木和林特產品幾乎全部生產在山區，此外，山區還蘊藏大量的礦產資源和水能資源。然而，由于大部分山區人口稀少，交通閉塞，生態環境脆弱，特別是長期以來對山區資源開發利用不當，造成土地退化，經濟發展緩慢，人民生活困難，因此，維護山區生態環境，綜合開發山丘區，在加快我國經濟發展中有重大的戰略意義。一 山丘區水土保持林業生態工程技術措施（一）.林草措施1水保林和水涵林的培育措施： 樹種選擇：根深，冠大，枯落物多，根孽性強模式類型：混交造林混交技術：類型，方法，比例，配置營造技術：營造方法，整地，造林密度2防護林林帶的培育 . 概念林帶：由數行林木組成，具有一定長度并對某項生產或設施起防護作用的人工林 主林帶：與害風方向垂直的林帶 副林帶：與主林帶方向垂直的林帶 基干林帶：行數較多，起骨干作用的林帶 林網：主副林帶包圍的范圍 . 林帶結構類型 通風結構： 疏透結構： 緊密結構： .林帶的配置：樹種選擇：林帶寬度：林帶高度：林帶密度：林帶斷面：（二）。工程措施 1坡面治理工程 坡面防治工程：斜坡固定工程，山坡截留溝，溝頭防護工程 梯田：依斷面形式：臺階式梯田，波浪式梯田 2溝道治理工程 溝床固定工程：谷坊，攔沙壩，淤地壩，護岸工程：（護坡 護基） 山洪排導工程：排導溝，沉沙場 3蓄水用水工程 雨水集流利用： 小型水庫：攔水壩，溢洪道，放水建筑物二 山丘區水土保持林業生態工程的配置配置方式：立體配置，水平配置1 坡面水保工程的配置：總的原則：沿等高線布設，淤徑流中線垂直，蓄水保墑喬灌草相結合按地形與土地利用現狀分為：坡面荒地：立地條件差，坡耕地：立地條件好，退耕還林塬面：溝谷川臺地：2 溝壑水保工程的配置3 河道，庫岸工程的配置三 山丘區林業生態工程的配置典型1 黃土高原區2 東北低山丘陵區3 北方山地丘陵區4 南方山地丘陵區5 四川盆地及周圍山地丘陵區6 云貴高原區第二節 平原，沿海與風沙區林業生態工程建設一 平原區農田防護林1 平原區自然災害：沙塵暴，干熱風，風災，低溫冷害2 農田防護林的作用3 配置技術二 沿海防護林1 海岸類型2 自然災害3 配置技術 P74 依海岸類型不同而異三 風沙區防護林（一） .我國沙漠，沙地概況1 分布2 自然特點（二） .治沙措施1 植物固沙措施：.封沙育林育草.造林固沙要點2 工程固沙措施.機械沙障.化學固沙3.防沙固沙典型模式.生態經濟圈.綠洲農田林網.流動沙丘造林固沙.防風阻沙林帶.沙漠沙源鎖邊林帶第三節 城市與工礦區劣地林業生態工程一 劣地及類型 劣地是指由于自然原因或人為原因導致的嚴重退化，甚至喪失生產力的土地。如采石場，采沙場，矸石山，采礦殘坑，建筑場地，垃圾碓置場，公路鐵路的高陡邊坡等。我國在土地利用類型劃分上，常將其列為暫難利用土地。劣地林業生態工程建設與一般的林業生態工程建設不同，必須采取特殊的措施才能成功。其建設程序是：首先分析立地條件，找出限制林草生長的因子，然后采取措施進行改良并選擇合適的樹種，達到要求后再進行造林種草，同時在配置和種植技術上還應采取特殊政策。 劣地大體分為3類：1. 廢石堆置地與貧瘠廢棄地： 2. 高陡邊坡：3. 自然存在的劣地二廢石堆置地與貧瘠廢棄地的工程利用1.土地復墾：是指對生產過程造成破壞的土地，采取整治措施，使其恢復到可利用狀態的活動，復墾的目標是使其恢復到可供利用的程度，而不必強調恢復到原來的用途或狀態。 土地復墾分類目前還沒有統一的標準，通常根據復墾階段或順序可分為：工程復墾：采用工程設備和手段，對破壞土地進行回填，覆土，挖墊，平整及綜合利用，目的是建立有利于植物生長的表層和生根層，為今后利用做好前期準備工作。生物復墾：是利用生物措施恢復土地肥力與生物生產能力的活動，是工程復墾結束后所進行的工作。復墾土壤改良方法主要有：酸堿中和法，綠肥法，微生物法，施肥法，客土法2.植被恢復 植物選擇：依據類型不同，相應的選擇植物栽植：立地條件差，選擇適應性強的樹種。三高陡邊坡綠化目前我國多在高速公路，鐵路和山區城市中采用高陡邊坡綠化，不僅具有水土保持功能，而且有很好的景觀作用，其配置和種植方法主要有：1.種植藤本植物2.全部種草3.鋪草皮與網格條護坡4.植物工程護坡第六章 林業生態工程規劃設計第一節 概 述林業生態工程的規劃設計是林業生態工程建設的基礎工作。其內容就是首先查清工程建設區域的自然條件，經濟狀況和土地資源；根據自然規律和經濟規律，在合理安排土地利用的基礎上，對工程實施地進行分析評價，編制科學性的工程建設規劃，設計先進實用的工程技術措施，為工程的順利開展提供科學依據。 一 規劃設計的意義1. 合理安排工程 地域上：調整各業用地，確定林業用地 時間上：根據經濟條件等確定進度2. 加強技術性，克服盲目性立地條件調查適地適樹種苗規劃克服盲目性3. 便于工程管理管理程序包括：區劃，規劃，設計，營建，驗收，建檔。其中心環節是搞好規劃設計，按設計施工和驗收。二規劃設計的類型1按等級：國家級規劃，地方規劃2按內容和深度：總體規劃，區域性規劃，作業設計3按時間：長期規劃（1020年）中期規劃（510年）短期規劃（35年）三規劃設計的指導思想 1全局性2長遠性3實踐性4群眾性四規劃設計綜合評價的原則生態,經濟,社會三大效益相結合追求整體功能健全，生態,經濟和社會效益最佳，是林業生態工程建設的目標。靜態評價與動態評價相結合靜態是對現狀的評價，動態評價揭示系統功能的發展趨勢，分析其結構的穩定性和應變力。定性分析與定量分析相結合 定量分析可以得出較為真實，可靠，準確的數據，對難以定量，難以計價或難以預測的指標或因素，可用定性分析的方法，以便驚醒客觀公正的評價。 近期,中期,遠期相結合第二節 林業生態工程規劃設計林業生態工程規劃設計包括規劃和設計2個內容。一 總體規劃 P89總體規劃是宏觀性質的規劃設計，是為領導決策和制定計劃服務的。1目的2內容3時間范圍4屬性5依據二區域規劃1任務：地方決策依據；指導施工2內容與成果：3規劃程序：規劃準備規劃編制規劃審批建設任務書4土地利用規劃三作業設計1任務2主要內容：3成果：設計說明書，設計圖，主要設備材料清單，投資概算書和有關附件4.作業設計說明書的內容： 前言： 1.建設區域的基本情況 2.設計的依據與原則 3.造林技術措施設計 4.基礎設施建設設計 5.科研與推廣 6.施工組織管理設計 7.投資概算與效益分析 8.各種附表四林業生態工程預算的基本知識1定額：造林指標：封山育林指標：水保工程指標：森林保護指標：種苗指標：林道建設指標： 2預算的編制：3概算書的內容五單項林業生態工程設計六選擇林業生態工程造林樹種的原則和依據.根據不同林種目的要求,結合立地條件,設計適宜的樹種;掌握適地適樹原則,即根據造林地立地條件,設計當地能很好生長的造林目的樹種.在立地條件和符合造林目的的前提下,盡量選用經濟價值和生態,社會效益高,又容易營造的樹種.有條件的地方可適當設計針闊葉樹混交林,達到改良土壤,提高土壤肥力防止病蟲害蔓延,建立穩定,高效的森林生態系統的目的.七林業生態工程造林技術措施設計整地設計:根據林種,樹種及立地條件的差異,設計整地方式,規格和密度等;造林方式,方法設計:根據確定的林種,樹種結合當地的自然經濟條件而定;造林密度設計;幼林管理設計:幼林撫育,造林灌溉;防止鳥獸害,補植.整地設計第七章 林業生態工程項目管理第一節 林業生態工程項目管理的程序一 項目的基本概念 項目的基本含義是事務的分類，但在項目管理中的“項目”一詞則有更為豐富的含義： 首先，項目是一項投資活動 第二，項目是一種規范和系統的分析和管理方法第三，項目是一個獨立的整體二林業生態工程項目管理的意義 林業生態工程是一項投資大，見效慢，但效益好的系統工程，目前，我國的經濟實力還不雄厚，財政還比較困難，能夠用于林業生態工程的資金很有限，因此，必須堅強項目管理，以較少的投入換取更高的效益。為此，國家林業局提出了“嚴管林，慎用錢，質為先”的9字方針。我國林業生態工程項目管理中存在很多問題：1. 盲目性大2. 資金使用分散3. 缺乏科學的決策和管理程序4. 產出計劃與投入措施“兩張皮”三林業生態工程項目管理的程序1.前期準備：提交規劃；可行性研究報告；論證評估可行性報告，確認立項；投資概算2.施工作業3.竣工驗收4.后評價.影響評價.經濟效益評價.過程評價第二節 林業生態工程項目管理的內容一 管理對策1. 大力宣傳，提高思想認識2. 加強組織領導3. 科學經營，提高工程建設的技術水平加強現有科技成果的組裝，配套和推廣應用：完善種苗培育系統建設合理的林種布局樹種結構的多樣化由生態型向生態經濟型轉變加大科技攻關力度建立健全林業科技服務體系建立生態工程統計，調度，信息系統4. 完善投資機制，強化資金管理5. 理順管理體制，加強工程建設管理完善質量管理體系質量管理的重點工程管理工程監督財務管理建立健全工程效益監測體系完善保護機制建立完善的法律法規及執法體系二施工管理第三節 林業生態工程項目檢查驗收一 一般要求1. 內容：年度任務完成情況與歷年保存情況2. 類別：縣級自查，省級復查和國家核查二合格標準（一）、對植苗造林：1.造林成活率：造林后前三年單位面積成活株數與造林總株數（合理初植密度）之比。2.造林保存率：造林三年后單位面積保存株數與造林總株數（合理初植密度）之比。植苗造林成活率檢查驗收標準類型合格補植失敗 成活率85844140干旱半干旱地區70694140干旱半干旱地區指年降雨量400毫米以下地區。植苗造林保存率檢查驗收標準類型合格補植失敗 成活率80804140干旱半干旱地區65654140（二）、直播造林合格標準為：成活率3000株/公頃保存率2400株/公頃（三）、人工