1、第八章第八章 生態工程與生態規劃生態工程與生態規劃一、生態工程的概念與意義一、生態工程的概念與意義1 1、生態工程的概念、生態工程的概念 生態工程是應用生態系統中物種共生與物質循環再生原生態工程是應用生態系統中物種共生與物質循環再生原理，結構與功能協調原則，結合系統工程的最優方法，設理，結構與功能協調原則，結合系統工程的最優方法，設計的分層多級利用物質的生產工藝系統。計的分層多級利用物質的生產工藝系統。w如形成的有穩定物質能量流動鏈條的桑基魚塘生態如形成的有穩定物質能量流動鏈條的桑基魚塘生態工程。工程。桑樹桑樹養蠶養蠶養魚養魚魚塘底泥魚塘底泥種樹肥料種樹肥料養雞養雞蠶蛹蠶蛹養豬養豬桑樹葉桑樹葉

2、糞便糞便蚯蚓蚯蚓2、生態工程的意義、生態工程的意義w解決人類面臨環境惡化的狀況，提高現有農解決人類面臨環境惡化的狀況，提高現有農業生產空間的效率；業生產空間的效率；w避免生態資源的巨大浪費，合理利用資源，避免生態資源的巨大浪費，合理利用資源，實現可持續發展；實現可持續發展；二、生態工程的類型及應用二、生態工程的類型及應用1、農業生態系統：可分為農田、農業、及農村農業生態系統：可分為農田、農業、及農村生態工程三個層次。生態工程三個層次。 其對象分別是農田、農業、農村其對象分別是農田、農業、農村我國典型的農業生態工程我國典型的農業生態工程桑基魚塘桑基魚塘桑基魚塘原理圖桑基魚塘原理圖廣東肇慶生態農村

3、系統廣東肇慶生態農村系統w2、節水與廢水處理利用的生態工程：、節水與廢水處理利用的生態工程： 利用生態過程將廢水回收、再生、回用、利用生態過程將廢水回收、再生、回用、再循環等。再循環等。 深圳人工濕地處理城市生活污水基地深圳人工濕地處理城市生活污水基地w人工濕地的機理人工濕地的機理 以人工方式建設成濕地，并利用濕地中微生物、高以人工方式建設成濕地，并利用濕地中微生物、高等植物、以及動物等的綜合作用，在吸附、氧化還等植物、以及動物等的綜合作用，在吸附、氧化還原、生物降解等作用下，使污水污染物濃度減低。原、生物降解等作用下，使污水污染物濃度減低。 通常人工濕地使通常人工濕地使用的植物有：用的植物有

4、：浮游植物系統浮游植物系統 沉水植物沉水植物 挺水植物挺水植物w人工濕地處理城市生活污水人工濕地處理城市生活污水w物理作用w化學作用w生物作用常作為人工濕地處理污水的挺水植物常作為人工濕地處理污水的挺水植物蘆葦蘆葦常作為人工濕地的處理污水的浮水植物常作為人工濕地的處理污水的浮水植物w除了濕地生態系統中的挺水、浮水、沉水植物之除了濕地生態系統中的挺水、浮水、沉水植物之外，通常處理污水的人工濕地還會栽培一些有經外，通常處理污水的人工濕地還會栽培一些有經濟價值的、比較耐濕的植物作為處理用的植物。濟價值的、比較耐濕的植物作為處理用的植物。w如：美人蕉、富貴竹、芋類植物等如：美人蕉、富貴竹、芋類植物等w

5、在治理污水的同時還可以獲得一定的經濟效在治理污水的同時還可以獲得一定的經濟效益。益。w富貴竹富貴竹w風信子風信子w馬蹄蓮馬蹄蓮w芋芋w美人蕉美人蕉3、山區小流域綜合治理與開發的生態工程。如、山區小流域綜合治理與開發的生態工程。如：l以水土保持為目的的生態工程以水土保持為目的的生態工程l以防風固沙為目的的生態工程以防風固沙為目的的生態工程 水土保持除了必要的施工建筑之外，還利用了水土保持除了必要的施工建筑之外，還利用了生物生態系統的防侵蝕的作用達到防治水土流失生物生態系統的防侵蝕的作用達到防治水土流失的作用。的作用。 水土保持除了必要的施工建筑之外，還水土保持除了必要的施工建筑之外，還利用了生物

6、生態系統的防侵蝕的作用達到防利用了生物生態系統的防侵蝕的作用達到防治水土流失的作用。治水土流失的作用。淮河入海口的水土流失防護工程淮河入海口的水土流失防護工程w高速公路的護坡生態工程高速公路的護坡生態工程墾地周圍的防風生態林墾地周圍的防風生態林4、清潔及可再生能源系統開發的生態工程、清潔及可再生能源系統開發的生態工程 利用生態工程建設減少廢物產生，并合理利用生態工程建設減少廢物產生，并合理利用廢物。利用廢物。集約養殖產生集約養殖產生大量禽畜糞尿大量禽畜糞尿堆肥處理太慢堆肥處理太慢直接用于農田施肥直接用于農田施肥太肥太肥產生大量異味產生大量異味生態方法達到零排放生態方法達到零排放6、生態建筑及生

7、態城鎮建設的增加綠化面積的、生態建筑及生態城鎮建設的增加綠化面積的生態工程：如建筑的立體綠化，屋頂花園；生態工程：如建筑的立體綠化，屋頂花園；美美麗麗的的屋屋頂頂花花園園7、恢復水陸生態的生態工程：荒山、灘、恢復水陸生態的生態工程：荒山、灘涂等退化的生態系統的恢復涂等退化的生態系統的恢復荒山綜合治理荒山綜合治理 對荒山采取對荒山采取搭配種植果搭配種植果樹、農產品，樹、農產品，水土保持林水土保持林木、薪材林木、薪材林的方式以達的方式以達到綜合治理到綜合治理的目的的目的案例：杭州生態市建設和實現途徑案例：杭州生態市建設和實現途徑一、違背生態學規律帶來的危害一、違背生態學規律帶來的危害愚公移山愚公移

8、山圍湖造田圍湖造田盲目引種盲目引種讓城市亮起來讓城市亮起來樹種單一的三北防護林樹種單一的三北防護林洼地造林洼地造林連續溝塘法連續溝塘法城市美化運動城市美化運動(硬質駁坎、鋪裝、廣場、草坪、見縫插綠硬質駁坎、鋪裝、廣場、草坪、見縫插綠)綠量，平方米綠量，平方米立方米立方米符合生態學原理的做法符合生態學原理的做法西湖引水西湖引水物質的分層多級利用物質的分層多級利用種樹先種菌種樹先種菌平衡施肥平衡施肥當代農業生態工程、生態工業、生態林業等當代農業生態工程、生態工業、生態林業等生態建設的手段和目的生態建設的手段和目的生態學原理分層多級利用物質和能量可持續發展生態工程二、生態建設二、生態建設清潔生產工程

9、清潔生產工程杭州生態市杭州生態市總量控制工程總量控制工程生態基礎工程生態基礎工程河流生態恢復河流生態恢復飲用水源保護工程飲用水源保護工程畜禽養殖業污染整治畜禽養殖業污染整治環境基礎設施建設環境基礎設施建設綠色工程綠色工程以循環經以循環經濟為核心濟為核心的生態經的生態經濟體系濟體系可持續利可持續利用的自然用的自然資源保障資源保障體系體系人與自然人與自然和諧的人和諧的人口生態體口生態體系系科學高效科學高效的能力支的能力支持保障體持保障體系系山川優美山川優美的生態環的生態環境體系境體系 杭州生態市建設步驟杭州生態市建設步驟 啟動階段啟動階段推進階段推進階段提高階段提高階段 2006-2010年年 基

10、本達標階段基本達標階段2003-2005年年2011-2015-2020年年本屆政府任本屆政府任期內，實現期內，實現創模復檢，創模復檢，全面啟動生全面啟動生態市創建態市創建 充實、提高充實、提高三、生態建設的方法和途徑生物富集生物富集無錫電影膠片廠用水葫蘆凈化生產污水，每年節約處理成本12.5萬元，污水達標排放，且可回收銀。1、水生生態系統恢復與重建技術、水生生態系統恢復與重建技術美國圖利湖和克拉馬斯南部：湖水DDT0.0006PPM石斑魚1.6PPM食魚小鳥75PPM鳥脂肪中459PPM，總共放大77萬倍人工浮島人工浮島（FLOWING ISLAND）靜水灣（如西湖小南湖、曲院風荷公園內）、

11、相對封閉水體。靜水灣（如西湖小南湖、曲院風荷公園內）、相對封閉水體。還可為水鳥創造棲息地，創造草長鶯飛的自然景觀。還可為水鳥創造棲息地，創造草長鶯飛的自然景觀。 人工浮島起初只是一種用于魚類產卵繁殖的水上漂浮設施。進入人工浮島起初只是一種用于魚類產卵繁殖的水上漂浮設施。進入八十年代以來，隨著工農業生產和城市化的高速發展，環境水體的污八十年代以來，隨著工農業生產和城市化的高速發展，環境水體的污染問題日趨顯現，在城市污水凈化處理的過程中人工浮島以其獨有的染問題日趨顯現，在城市污水凈化處理的過程中人工浮島以其獨有的生物生態凈化特性被廣泛應用。人工浮島象筏子似的人工浮體，在這生物生態凈化特性被廣泛應用

12、。人工浮島象筏子似的人工浮體，在這個人工浮體上栽培一些蘆葦之類的水生植物，放在水里。它的主要機個人工浮體上栽培一些蘆葦之類的水生植物，放在水里。它的主要機能可以歸納為四個方面：能可以歸納為四個方面：1.水質凈化；水質凈化；2.創造生物創造生物(鳥類、魚類鳥類、魚類)的生的生息空間；息空間；3. 改善景觀改善景觀; 4.消波效果對岸邊構成保護作用。消波效果對岸邊構成保護作用。人工浮島的水質凈化針對富營養化的水質，利用生態工學原理，人工浮島的水質凈化針對富營養化的水質，利用生態工學原理，降解水中的降解水中的COD、氮、磷的含量。、氮、磷的含量。20年前是由德國的年前是由德國的BESTMAN公公司想

13、出來的，在日本的琵琶湖，作為魚類用的產卵床的人工浮島司想出來的，在日本的琵琶湖，作為魚類用的產卵床的人工浮島70年年代末就開始在做。代末就開始在做。2、營養級聯與生物操縱、營養級聯與生物操縱 生物操縱是指運用水體生態系統內營養級之間的關系，生物操縱是指運用水體生態系統內營養級之間的關系，通過對生物群落及其生境的一系列操縱，達到對使用者有通過對生物群落及其生境的一系列操縱，達到對使用者有益的藻類生物量下降等水質改善效果的水生生物群落管理益的藻類生物量下降等水質改善效果的水生生物群落管理措施。措施。 通過改變捕食者（魚類）的種類組成或多度來操縱植通過改變捕食者（魚類）的種類組成或多度來操縱植食性的

14、浮游動物群落的結構，降低藻類生物量。食性的浮游動物群落的結構，降低藻類生物量。二、水土保持生態技術1、生態籬2、礦山、邊坡的生態修復、礦山、邊坡的生態修復生態磚生態磚恢復生態學地球人遲到的懺悔n化腐朽為神奇化腐朽為神奇 所謂生態磚就是透水景觀鋪路磚，因其保護生態的功能優所謂生態磚就是透水景觀鋪路磚，因其保護生態的功能優異而得名。其最大的特性是透水性和保水性好，降雨能迅速滲異而得名。其最大的特性是透水性和保水性好，降雨能迅速滲透地下，不會形成大的地表徑流；雨后吸收的水分會慢慢蒸發，透地下，不會形成大的地表徑流；雨后吸收的水分會慢慢蒸發，能降低地面溫度、保持空氣濕潤；此外，還具有防滑、吸音、能降低

15、地面溫度、保持空氣濕潤；此外，還具有防滑、吸音、降噪功能、無輻射等特點，性價比和綜合性能較水泥磚和石材降噪功能、無輻射等特點，性價比和綜合性能較水泥磚和石材磚都好磚都好。3、生態磚：立面綠化、生態磚：立面綠化屋頂花園屋頂花園植物層營養土隔泥層儲水和排水層吸水層擋根層防水層墻頂層4、生態噴泥草、生態噴泥草生態規劃的概念及應用生態規劃的概念及應用一、生態規劃的概念與意義1、概念：在區域規劃、城市規劃的過程中，著重貫徹生態學的科學原理，強調生態要素的綜合平衡，探討改善系統結構與功能的生態建設對策，促進人與環境關系持續協調發展的一種規劃方法。2、生態規劃的意義：以實現人與生態環境的協調發展；1、制定原

16、則、制定原則w整體化原則：生態規劃與區域規劃目標一致；w適度性原則：以適應環境容量，自然資源承載力為依據；w協調共生原則：保證規劃過程中各個子系統之間的協調發展；二、生態規劃的制定w因區而異原則：根據不同規劃區域物理條件與歷史條件的不同確定生態規劃。w生態平衡原則：以生態平衡理論為依據，重視好水土、大氣、人口社會等各個因素的平衡發展；w高效和諧原則：生態規劃應以生態原理為依據，保持低能耗與高效率的效果；w可持續發展原則：生態規劃應突出即滿足當代發展還要滿足后代人發展。2、生態規劃的主要生態目標w確定環境容量w工業結構目標w能源結構目標w工業布局目標w生態園林目標w污水處理目標三、生態規劃的可行

17、性研究三、生態規劃的可行性研究1、生態要素的調查與評價 通過調查規劃區域內的自然、社會、人口、經濟與環境資料，評價規劃區域的生態特征、生態潛力等現狀。收集方法有歷史資料調查、實地調查、社會調查、或遙感技術。 包括生態調查、與生態評價兩方面內容2、生態適宜度分析、生態適宜度分析w依據環境容量進行生態適宜度分析是生態規劃的核心。w其主要工作是對各因素及各種資源開發利用方式進行適宜性分析，以確定適宜性等級。w適宜性分析的方法有：形態法、線形組合法、生態位適宜度模型、邏輯規劃組合法w生態適宜度一般分為五級。3、評價指標體系的建立及規劃目標的研究、評價指標體系的建立及規劃目標的研究w建立的指標體系應該包

18、括社會、經濟、環境三方面的內容；w規劃目標應該與區域和城市總體規劃近遠期目標一致。4、生態功能區劃與土地利用布局的研究、生態功能區劃與土地利用布局的研究w生態功能區劃分：根據區域生態系統的結構功能不同劃分不同類型的單元。w應遵循如下原則 應利于經濟與社會的發展； 利于居民生活； 利于生態環境建設w土地利用布局:在土地利用布局中應注意土地開發種類的選擇與開發次序的選擇四、生態規劃的子項四、生態規劃的子項1、環境保護規劃： 大氣環境綜合整治規劃 水環境綜合整治規劃 固體廢物綜合整治規劃 聲環境綜合整治規劃2人口適宜容量規劃：提出人口密度的調整意見 提高人口素質對策的意見3、產業結構與布局調整規劃：一生態學原理，合理布局生態產業鏈。4、園林綠地系統規劃、園林綠地系統規劃在園林綠地規劃中應規劃如下的內容：在園林綠地規劃中應規劃如下的內容：綠地規劃；綠地規劃；衛生防護林規劃；衛生防護林規劃；道路綠化；道路綠化；工廠區防污綠化；工廠區防污綠化；水面綠化；水面綠化；5、資源利用與保護規劃、資源利用與保護規劃五、經濟生態學在生態規劃中的具體應用五、經濟生態學在生態規劃中的具體應用w經濟生態學的基本概念：是研究生態學和各類經濟生態學的基本概念：是研究生態學和各類生態系統如種群、群落、景觀、生物圈過程與生態系統如種群、群落、景觀、生物圈過程與經