《環(huán)境生態(tài)修復(fù)工程》PPT課件

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1、,參考書(shū)目： 生態(tài)工程，云正明等著，1998.08第1版； 生態(tài)工程原理與應(yīng)用，由文輝編著，1998.09第1版； 環(huán)境微生態(tài)工程，李雪駝編著，2003.08第1版； 農(nóng)業(yè)生態(tài)工程基礎(chǔ)，李維炯 等主編，2004.09第1版； 熱帶農(nóng)林復(fù)合生態(tài)工程，胡耀華等編著，2006.12； 生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)工程技術(shù)，馮雨峰，孔繁德主編，2008.8 濕地生態(tài)工程濕地資源利用與保護(hù)的優(yōu)化模式，安樹(shù)青主編，2003.01第1版。 教材： 實(shí)用生態(tài)工程學(xué),第1講 生態(tài)工程導(dǎo)論,徐大勇,2013. 02,內(nèi)容提要,1、環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視（包括面臨的環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)學(xué)審視，即生態(tài)工程研究背景）； 2、生態(tài)工程的定義及

2、其研究?jī)?nèi)容和目的； 3、生態(tài)工程與環(huán)境工程及生物工程的區(qū)別； 4、生態(tài)工程的應(yīng)用前景。,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,1.1.1 面臨的環(huán)境問(wèn)題,正像阿西摩夫的預(yù)言“如果地球人口繼續(xù)像現(xiàn)在這樣每過(guò)35年就增加1倍到3550年，人類(lèi)機(jī)體的總質(zhì)量就會(huì)等于地球的質(zhì)量”。,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,1.1.1面臨的環(huán)境問(wèn)題,根據(jù)世界自然基金會(huì)發(fā)表的報(bào)告，從l 970-1995年，地球自然資源損失1/3，淡水生態(tài)系統(tǒng)指數(shù)25年中降低50，海洋生態(tài)系統(tǒng)指數(shù)下降30，而世界森林覆蓋率25年內(nèi)則下降了10，自然資源的消費(fèi)壓力每年以5的速度遞增。 二戰(zhàn)后地區(qū)性環(huán)境問(wèn)題成為全球性環(huán)境問(wèn)題，簡(jiǎn)單問(wèn)題變成了復(fù)雜問(wèn)

3、題。 這些問(wèn)題包括氣候變化（溫室效應(yīng)）、臭氧層破壞、森林破壞與生物多樣性減少、大氣及酸雨污染、土地荒漠化、國(guó)際水域與海洋污染、有毒化學(xué)品污染和有害廢物越境轉(zhuǎn)移等。,溫室效應(yīng),1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,酸雨,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,大氣污染（PM2.5）,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,臭氧層破壞和損耗,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,水資源危機(jī),1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,土地荒漠化和污染,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,生物多樣性減少,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,1.1.2 生態(tài)學(xué)審視,列子天瑞中說(shuō)：“杞國(guó)有人憂天地崩裂，身亡所寄，廢寢食者”。 1972

4、年，羅局俱樂(lè)部一群“現(xiàn)代杞人”，在世界財(cái)富高度增長(zhǎng)的年代，發(fā)表了增長(zhǎng)的極限一書(shū)，給還陶醉在高增長(zhǎng)和高消費(fèi)的西方發(fā)達(dá)國(guó)家提出了嚴(yán)厲的警告。書(shū)中開(kāi)篇第一句卻是引用中國(guó)古代智者韓非子的名言：“今人有五子不為多。子又有五子，大父末死而有二十五孫。是以人民眾而貨財(cái)寡，事力勞而供養(yǎng)薄”。 韓非子死后，西方一個(gè)叫馬爾薩斯的經(jīng)濟(jì)學(xué)家在1798年出版了著名的人口論，他認(rèn)為：人口是按幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的，如1、2、4、8、16、32、64、，而食物是按算術(shù)級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的，如1、2、3、4、；、6、7、幾代之后，糧食供給與需求差距急劇增大，于是產(chǎn)生疾病、瘟疫，甚至戰(zhàn)爭(zhēng)，導(dǎo)致人口銳減。,增長(zhǎng)的極限,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視

5、,根據(jù)羅馬俱樂(lè)部發(fā)布的著名世界模型預(yù)測(cè)；如果現(xiàn)有系統(tǒng)沒(méi)有重大變化，人口和工業(yè)的增長(zhǎng)，最遲在下一個(gè)世紀(jì)內(nèi)停止。即使科學(xué)有重大進(jìn)步：核動(dòng)力會(huì)使可以利用的資源儲(chǔ)藏量翻一番，75%的資源獲得循環(huán)利用，污染減少到1970年的1/4，土地產(chǎn)量翻一番，生育得到控制。 整個(gè)世界最后的命運(yùn)仍然是：當(dāng)資源枯竭，污染積累、糧食生產(chǎn)下降時(shí)、工業(yè)的增長(zhǎng)停止，死亡率上升。,增長(zhǎng)的極限,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,1978年，蘇聯(lián)的索恰瓦在地理系統(tǒng)學(xué)說(shuō)導(dǎo)論中提出“人類(lèi)與自然共同創(chuàng)造”的思想。這賦予自然改造以新的意義，把與自然對(duì)立轉(zhuǎn)變?yōu)橥匀缓献鳌?1980年，英國(guó)的本耐特和喬利合著的環(huán)境系統(tǒng)中專(zhuān)門(mén)闡述了人與自然共生的意義

6、。即，當(dāng)人類(lèi)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間大范圍及大規(guī)模物質(zhì)與能量調(diào)節(jié)無(wú)能為力是，可通過(guò)共生來(lái)對(duì)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，使人類(lèi)社會(huì)與自然環(huán)境互為有利。 同年，美國(guó)的托夫勒在第三次浪潮一書(shū)中提出，強(qiáng)調(diào)人與自然和睦相處，可以改變以往的對(duì)抗?fàn)顩r。 1983年，荷蘭的烏英克也指出，同自然合作比同自然對(duì)立較為有利并常常是更為有效的。,生態(tài)學(xué)思考,1.1 環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)審視,生態(tài)學(xué)思考使我們認(rèn)識(shí)到：如果人類(lèi)與自然只有寄生關(guān)系，終將導(dǎo)致全球的溫室效應(yīng)，熱帶雨林的破壞、臭氧層的空洞，使得生態(tài)物種的生存空間大幅縮減，進(jìn)而造成其他物種的滅絕。最終人類(lèi)也無(wú)法生存。 因此，維持地球生物多樣性與完整性及自然環(huán)境的相互作用關(guān)系對(duì)人類(lèi)生存而言是極為

7、重要的，人類(lèi)無(wú)法復(fù)制一個(gè)類(lèi)似地球的環(huán)境，所以更加要去保護(hù)，并將寄生的心態(tài)轉(zhuǎn)為與地球共生的關(guān)系。 而這正是近年來(lái)綠色建筑、環(huán)境共生、生態(tài)工程方法產(chǎn)生和被高度提倡的原因。,生態(tài)工程的產(chǎn)生,1.2 生態(tài)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容和目的,1962年奧德姆（H.T.Odum）定義生態(tài)工程為“由人類(lèi)用少量的能源對(duì)環(huán)境進(jìn)行熟練操縱以控制那些主要是由自然能源驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)”。,1983年奧德姆提出新的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程的概念，認(rèn)為“生態(tài)工程屬于自組織的應(yīng)用系統(tǒng)領(lǐng)域，是對(duì)自然的管理，是同自然合作最好的術(shù)語(yǔ)”。,密奇（W.J.Mitsch）定義生態(tài)工程為“人類(lèi)社會(huì)同自然環(huán)境合作進(jìn)行的對(duì)雙方都有利的設(shè)計(jì)”。“它是應(yīng)用數(shù)量方法

8、和我們的基本科學(xué)方法對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)的工程；它也是以生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計(jì)作為基本工具的”。,1.2.1 定義,1993年Mitsch把原來(lái)的生態(tài)工程定義修改為“為了人類(lèi)社會(huì)及其自然環(huán)境的利益，而對(duì)人類(lèi)社會(huì)及其自然環(huán)境加以綜合的而且能持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它包括開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、建立和維持新的生態(tài)系統(tǒng)等一系列工程，如污水處理（水質(zhì)改善）、地面礦渣及廢棄物的回收、海岸帶保護(hù)等，以期達(dá)到生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)更新、生物控制等目的”。,尤爾曼（Uhlmann）強(qiáng)調(diào)了生態(tài)工程的技術(shù)性，認(rèn)為“生態(tài)技術(shù)是費(fèi)用最少和對(duì)環(huán)境損害最小的具有生態(tài)系統(tǒng)管理意義的應(yīng)用技術(shù)”，并認(rèn)為“生態(tài)技術(shù)與生態(tài)工程是同義語(yǔ)”（1992）。,1.2

9、生態(tài)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容和目的,早在20世紀(jì)50年代，我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿就提出生態(tài)工程這一名詞，并于1983年提出“模擬生態(tài)系統(tǒng)原理而建成的生產(chǎn)工藝體系即生態(tài)工程”。 在1984年給生態(tài)工程下了更為明確的定義：“生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法設(shè)計(jì)的促進(jìn)分層多級(jí)利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)”。,1.2 生態(tài)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容和目的,生態(tài)工程可定義為：應(yīng)用自然生態(tài)系統(tǒng)原理，通過(guò)同自然環(huán)境合作，進(jìn)行的對(duì)人類(lèi)社會(huì)和自然環(huán)境雙方都有利的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)；生態(tài)工程是建立在少花費(fèi)、低能耗而更有效地利用自然資源的基礎(chǔ)上，增加社會(huì)財(cái)富的

10、同時(shí)，又能使人類(lèi)社會(huì)與自然環(huán)境都可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)設(shè)計(jì)、生態(tài)保育、生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)更新和生態(tài)管理等的技術(shù)綜合。,模擬自然生態(tài)的整體、協(xié)同、循環(huán)、自生原理， 并運(yùn)用系統(tǒng)工程方法去分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃和調(diào)控人工生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素、工藝流程、信息反饋關(guān)系及控制機(jī)構(gòu)， 疏通物質(zhì)、能量、信息流通渠道， 開(kāi)拓未被有效利用的生態(tài)位，使人與自然雙雙受益的系統(tǒng)工程技術(shù)。,1.2 生態(tài)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容和目的,生態(tài)工程研究的領(lǐng)域：自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。 生態(tài)工程的任務(wù)：對(duì)這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理。,生態(tài)工程的目的：通過(guò)對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的管理，使投入的能量和物質(zhì)最小，對(duì)資源利用最合理，社會(huì)產(chǎn)品更豐富，風(fēng)險(xiǎn)最小而

11、綜合效益最高，達(dá)到對(duì)人類(lèi)社會(huì)和自然環(huán)境雙方都有利并能可持續(xù)發(fā)展的目的，以解決工業(yè)化過(guò)程帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源消耗、人口增長(zhǎng)與環(huán)境退化、社會(huì)發(fā)展與生態(tài)惡化的矛盾。同時(shí)，通過(guò)生態(tài)工程的設(shè)計(jì)手段，把本來(lái)矛盾的事物，轉(zhuǎn)化為相互協(xié)調(diào)、彼此促進(jìn)，不斷向良性方向發(fā)展的事物，使人類(lèi)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。,1.2 生態(tài)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容和目的,1.2.2 研究?jī)?nèi)容和目的,1.3 與環(huán)境工程、生物工程的區(qū)別,生態(tài)工程與環(huán)境工程及生物工程的區(qū)別是明顯的。,什么是環(huán)境工程？環(huán)境工程是研究和從事防治環(huán)境污染和提高環(huán)境質(zhì)量的科學(xué)技術(shù)。強(qiáng)調(diào)的是污染防治和治理，水、氣、固的治理； 什么是生物工程？也稱(chēng)生物

12、技術(shù)，應(yīng)用生命科學(xué)及工程學(xué)的原理，借助生物體作為反應(yīng)器或用生物的成分作工具以提供產(chǎn)品來(lái)為社會(huì)服務(wù)的生物技術(shù)。包括基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程等。,1.3 與環(huán)境工程、生物工程的區(qū)別,1.4 生態(tài)工程研究的應(yīng)用前景,1.4.1 生態(tài)工程與可持續(xù)發(fā)展,“可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”；,1.5 生態(tài)工程研究的應(yīng)用前景,1.5.2 生態(tài)工程與生物多樣性保護(hù),生物多樣性保護(hù)主要是對(duì)遺傳多樣性、物種多樣性、群落多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀類(lèi)型多樣性進(jìn)行保護(hù)。由于生態(tài)工程是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其符合生物圈的組織原則，它超出了種群和群落水平，因而對(duì)物種

13、多樣性、遺傳多樣性、群落多樣性都具有積極的保護(hù)意義。,1）對(duì)珍稀瀕危生物的保護(hù),2）對(duì)重要生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建,3）植物群落多樣性的保護(hù),生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機(jī)體(動(dòng)物、植物、微生物) 有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。 這種多樣包括動(dòng)物、植物、微生物的物種多樣性，物種的遺傳與變異的多樣性及生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。,1.5 生態(tài)工程研究的應(yīng)用前景,1.5.3 生態(tài)工程與農(nóng)林牧業(yè)建設(shè),在世界范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)經(jīng)過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的使用、雜交優(yōu)勢(shì)的利用、化肥農(nóng)藥的大量使用及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走上現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的道路。初步實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)。 但現(xiàn)代農(nóng)業(yè)也帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)： 由于高投入

14、造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本迅速上升且出現(xiàn)報(bào)酬遞減現(xiàn)象； 化肥、農(nóng)藥的大量使用，使土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，自身肥力下降； 農(nóng)田面源污染嚴(yán)重，引起河流和地下水硝酸鹽含量普遍超標(biāo)，并通過(guò)食物鏈危害各類(lèi)動(dòng)物； 人類(lèi)的食品安全受到挑戰(zhàn)。,1.5 生態(tài)工程研究的應(yīng)用前景,1.5.4 生態(tài)工程與城市生態(tài)建設(shè),思考題,何為生態(tài)工程學(xué)？生態(tài)工程學(xué)的研究對(duì)象是什么？ 生態(tài)工程和生物工程、環(huán)境工程有何本質(zhì)的區(qū)別？ 生態(tài)工程學(xué)是在什么背景下發(fā)展起來(lái)的？ 你怎樣理解生態(tài)工程學(xué)和生態(tài)學(xué)之間的關(guān)系？ 在生物多樣性保護(hù)中生態(tài)工程有何應(yīng)用價(jià)值？ 研究生態(tài)工程學(xué)有何理論意義與實(shí)踐意義？ 舉例說(shuō)明生態(tài)工程在城市生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用。,Thank You !,