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第一章 绪论 第一节 生态工程的概念和意义 生态是指生物与其生存环境之间的相互关系，研究这种关系的 学问就是生态学。 工程是指人类设计的、具有一定结构和功能（即达到一定目的） 的工艺系统。 生态工程（ecological engineering）: H. T. Odum（1962）： “人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进 行的环境控 制。” “Environmental manipulation by man using small amounts of supplementary energy to control systems in which the main energy drives are still coming from natural sources” 1988、1989年美国Mitsch,W. J. 提出的生态工程概念是：“为了人类社会和其自然环境两方面利益而对人类社会和自然环境的设计”。 Uhlmann,D.（1983）,Straskraba,M.（1984,1985）、Straskraba和Cnauck,A.H.（1985）又提出了生态工艺一词，并定义为“在深入了解生态学基础上，在措施上花最小代价，对环境最少的损伤，……是对生态系统管理技术的运用。” 早在1954年，马世骏在研究防治蝗虫灾害时，即从生态学理论出发，提出调整生态系统结构、控制水位及苇子面积等，改变蝗虫的滋生地，改善生态系统结构和功能的生态工程设想、规划与措施。实践结果生态效益和经济效益十分显著。 1979年，马世骏在中国环境科学学会作了《环境理论的发展和意义》的学术报告，在总结了他几十年生态学研究的基础上，进一步形成了生态工程思想。他说：由于工业发展过程中，出现的环境受干扰和迫切需要采取的保护政策，促使人们不得不在社会——经济——生态——资源物质系统之间，考虑多方面依赖的特点，从而近来在社会科学和自然科学之间产生了新的杂交科学前沿，即社会——经济——自然生态系统的结合，它是处理当前国际上五大社会问题的重要理论依据。 1984年，马世骏给生态工程下的定义：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，结合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。 生态工程是遵循生态学的基本原理，应用生态系统中物种共生和物质循环再生的原理，结合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物质和能量的生产工艺系统（马世骏，1984）。 目标是在促进良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。 生态工程的原理是生态系统的 “整体、协调、再生、循环”，是生态学的原理在资源管理、环境保护和工农业生产中的应用。 生态工程内涵 工程: 工程范围的界定、工程目标的明确、环境辨识与评价、工程造价概预算、工程效益预评估等项基本内容。 生态：生物种群引进、品比与适宜种群选择、人工生物群落结构组合、环境的调控建造、生物与环境节律的匹 配、人工食物链的“加环”与 “解链”、产品“加工环”的选择。 生态工程和环境工程的比较 工程类型 环境工程 生态工程 基本单元 自然系统 生态系统 基本理论 环境科学 生态学 基本能源 化石能 太阳能 基本费用 大量 合理 设计特点 人为 人类辅助下的自组织 控制结构 污染源 有机体 与自然关系 再污染 协调、无污染 生物多样性 改变 保持或增加 生态工程与其他工程比较 、生态工程产生的时代背景 社会需求 上世纪60年代以来全球生态危机的爆发和人们寻求解决对策以及资源环境保护的宏观形势条件下应运而生 发达国家 高度的工业化和强烈集约型的农业经营带来的环境污. 染 “无废物” 、“无污染” （Zero-discharge） 经济负担重、污染转移 发展中国家 人口增长，资源破坏、生产不足和环境污染共同组成的 “综合症”。 低耗、高效、无或少废物生产的适用技术。 科学理论和方法论基础 系统论、控制论、信息论、协同论、耗散结构理论、突变论及混沌现象、自组织理论等； 农田生态学、农业生态学、城市生态学、区域生态学等； 系统分析方法和计算机技术，以及生态学、生物学、农学、 土壤学等学科领域新技术、新方法的发展，为生态工程学的研究和实践提供方法论和技术的基础。 生态工程的产生有着历史的背景与实际的需要，在理论上、方法上和技术上都已有了一定的基础。 生态工程的意义 1. 生态工程与我国的农业持续发展 通过资源合理开发及物质循环利用，发展资源节约型农业； 充分利用我国传统农业之精华和我国劳动