第1章生态工程导论

人们在觉醒
• 1972年，联合国第一次人类环 境大会的非官方报告：《只有一 个地球》出版。
• 指出认识生物圈与技术圈相互依 存的重要性；
• 指出生态和社会经济的相互依赖 性；
• 跳出了第二次浪潮的思维的局限 性，既看到部分又看到了整体。
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•似曾相识
第1章生态工程导论
......我们不要过于得意我们对自然界的胜利。 对于我们的每一次胜利，自然界都报复了 我们。每一次的这种胜利， 第一步我们确 实达到预期的结果， 但第二步和第三步却 有了完全不同的意想不到的结果，常常正 好把第一个结果的意义又取消了。
......因此我们必须时刻记住： 我们统治自然 界， 决不象征服者统治异民族一样，相反 地，我们同我们的肉、 血和头脑一起是属 于自然界， 存在于自然界，我们对自然的 整个支配， 仅仅是因为我们有别于其他一 切动物，能够正确认识和运用自然规律而 己。——（恩格斯： 自然辩证法， 146页， 人民出版社，1957)
• 第三次浪潮，是指以横向交织学科为 特征的阶段。（学科交叉的看问题）
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第1章生态工程导论
•二、第二次浪潮的思维对人类与自然关系的影响
•第二次浪潮的思维的缺点
• 第二次浪潮的思维是工业革命的产物，它强调分门别类地认识事 物。 ➢ 这在工业化的初期应该是一个进步过程，但到后期，这种分 散的、孤立的只要部分不要整体的认识事物的方法， 却带来 了明显的片面性。
第1章生态工程导论
第一节 生态工程的定义
•生态工程学是一门新的科学，其发展历史较短， •始于20世纪后半叶。
一、定义
由人类用少量的能源对环境进行熟 练操纵，以控制那些主要是由自然能源 驱动的系统。——H.T. Odum (1962)
生态工程属于自组织的应用系统领域， 是对自然的管理，是同自然合作良好的 术语。—— H.T. Odum (1983)
第三节 国内外生态工程的发展与现状
第1章生态工程导论
教学目的和要求
掌握生态工程的内涵、研究的基本内容和目的，正确理 解生态工程与环境工程及生物工程的区别。 了解生态工程产生的背景及应用前景，对生态问题的出 现，及生态工程产生的背景有一定理解。 正确认识生态工程是生态学理论在实践中的应用与发展， 是解决现存人与环境间关系的矛盾的重要途径。
而限制生产就意味着部分剥夺了发展中国家经济发展 的权利，让发展中国家负担全球污染的成本是极不公
平的。那么，到底该怎么办呢？
•答案只有一个： 坚持可持续发展
经济发展不仅要满足当代人的需要，还 要不危害后代人的发展能力——布特兰 夫人，1987，《我们共同的未来》
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第1章生态工程导论
人们在觉醒——DDT的案例
第1章生态工程导论
句容市赤山湖国家湿地公园 建设
建设内容
滨岸湿地生态修复与保护，营造生物的 重要栖息地
人工湿地建设 恢复赤山湖滞洪区 湖滨带景观保护、修复 建设科研中心、建设野生动物救护站、 环境监测站
•管理服务区
•合理利用区 •生态恢复区
•科普宣教区
•湿地保育区
•总面积1300hm2
第1章生态工程导论
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第1章生态工程导论
•参考书：
•1. 盛连喜，许嘉巍，刘惠清编著． 实用生态工程学． 高 等教育出版社. 2005．
• 2. Patrick C. Kangas. Ecological Engineering: Principles and Practice. Lewts Publishers. 2003. •3.钦佩、安树青、颜京松编著，生态工程学（教育部推荐 研究生教学用书）. 南京大学出版社，2008 （第3版）.
•马世骏 •(1915–1991)
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第1章生态工程导论
•主 要 章 节 内 容
•基本理 论、方法， 与相对单 一的生态 系统
•复合生 态系统
•不同尺 度 第1章生态工程导论
盛连喜（2000）综合以上不同学者的定义将生态工程学定义 如下：
生态工程学: 应用自然生态系统原理，通过同自然环境 合作， 进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合 生态系统设计的科学。
•恩格斯
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第1章生态工程导论
•二、第二次浪潮的思维对人类与自然关系的影响
•——对第二次浪潮的思维的反思
• 第一次浪潮，是指农业和手工业生产 水平阶段。（以观察和猜测的方式认 识自然现象，解释能力较弱）
• 第二次浪潮，是指以纵向发展速度为 特征的大工业革命阶段。（以光学、 物理学、化学等手段认识自然，孤立 的观点）
第1章生态工程导论
第二节 生态工程产生的背景
一、人口激增 二、自然资源严重破坏 三、能源短缺 四、环境污染 五、食物供应严重不足
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第1章生态工程导论
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第1章生态工程导论
•生态系统退化
•“生态足迹”
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第1章生态工程导论
•1952年英国伦敦烟雾事件
•1953年～1956年发生在日 本熊本县水俣市的公害事件
• 1952年12月5日－9日发生在 伦敦的一次严重大气污染事件。 这次事件造成多达12000人因为空 气污染而丧生，并推动了英国环 境保护立法的进程。
2来自百度文库20/11/25
•超级油轮原油泄露净化生态工程
•超级油轮Bxxon Valdez号4.2×104m3 的原油在5h内被泄漏到美国阿拉斯加 海岸，影响遍及1450km的海岸。
•由于常规的净化方法已不起作用，Bxxon公司和环保局随后就开始了著名的“阿拉
斯加研究计划”，主要采用生物修复技术来消除溢油的污染，这是到目前为止规模
人类社会同自然环境合作进行的对双方都有 利的设计。——W. J. Mitsch (1989)
为了人类社会及其自然环境的利益， 而对人 类社会及其自然环境加以综合的， 而且能持续 的生态系统设计， 以期达到生态恢复、生态更 新、生物控制等目的。—— W. J. Mitsch (1993)
•William J. Mitsch •威廉·J·密茨 •(1947– )
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第1章生态工程导论
•二、关于生态工程定义的讨论 •实质：用生态系统的原理为人类社会服务
•生态系统
•庭院生态工程
•传统的庭院生态系统不完整，食物链缺乏、资源利用率低，沼气池和食用 菌栽培技术的引入完善了庭院生态系统，提高了资源的利用效率
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第1章生态工程导论
•江苏条子泥匡围工程生态重构
第1章生态工程导论
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第1章生态工程导论
•主 要 章 节 内 容
•基本理 论、方法
•不同类 型复合生 态系统
•不同尺 度 第1章生态工程导论
作业、练习的安排与要求
内容：根据授课内容，选择相应的习题或讨论内容，加深对授课内 容的理解。
成绩评定
平时成绩（30%，包括作业、课堂讨论、到课率），期末考试（70% ）
• 第二次浪潮的思维，在人和自然的关系上，是“改造论”占支配 地位（人定胜天）。 ➢ 在这种思维的支配下， 部门分割非常突出。只顾发展生产， 不管环境好坏，把本来人和自然协调的关系转变为人和自然 对立的关系。
2020/11/25
第1章生态工程导论
三、人们在觉醒 全球性环境污染在很大程度上是由发达国家造成的，
2020/11/25
第1章生态工程导论
•由于人类的活动，现在地球表面几乎没有发现未受到人 类影响的区域
2020/11/25
第1章生态工程导论
•地球没有 “净土”
2020/11/25
第1章生态工程导论
•DDT与蚁酸在哲学意义上没有本质不同 •问题出现在哪里？
2020/11/25
第1章生态工程导论
• 1953年发现首例，症状初始 是口齿不清、步态不稳、面部痴 呆；进而耳聋眼瞎、全身麻木； 最后神经失常、身体弯弓、高叫 而死。由于摄入甲基汞而引起发 病。累计中毒患者283人，其中60 人死亡。
第1章生态工程导论
•50年代初期洛杉矶光化学烟雾事件
• 光化学烟雾是大量碳氢化合物在阳光 作用下，与空气中其他成份起化学作用而产 生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛 和其他氧化剂，滞留市区久久不散。 • 在1952年12月的一次光化学烟雾事件 中，洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。 1955年9月，由于大气污染和高温，短短两 天之内，65岁以上的老人死亡400余人。
•
石
羊
河
流
•史前时期
域
演
化
过
程
•汉代（前202-220）
•唐代（618-907）
•清代（1612-1911）
第1章生态工程导论
•生态系统退化
•潴野泽 •1.6万km2,深25m
•史前无人
•东海、西海 •4000km2
•柳林湖、白亭海 •1000km2
•青土湖 •100km2
•数万人(汉) •20-40万人(唐) •100万人(清) •200多万人
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第1章生态工程导论
第一章 生态工程导论
第一节 生态工程的定义
◦ 一、定义 ◦ 二、关于生态工程定义的讨论 ◦ 三、生态工程、环境工程和生物工程的比较
第二节 生态工程产生的背景
◦ 一、人口激增 ◦ 二、自然资源严重破坏 ◦ 三、能源短缺 ◦ 四、环境污染 ◦ 五、食物供应严重不足
•米勒（Paul Hermann Müller） •卡逊（Rachel 1939， 确认DDT有杀虫力 Carson） 1962，寂
静的春天
•1969， 美国国家环境保护 署（U.S. EPA）成立。1972 年禁用DDT
•从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。 滴滴涕还成为中国环境保护事业的催生婆。
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•Howard T. Odum •奥德姆
• (1924–2002)
第1章生态工程导论
《Ecological Engineering: an introduction to eco-technology》于1989正式出版，标志生态工 程学正式成为一门学科。——W. J. Mitsch (1989)
最大的现场生物修复工程。工程实施过程中在一些受污染的海滩有控制地添加两种
亲油的微生物营养成分，海滩沉积物表面和次表面的异养菌和石油降解菌的数量增
加了1个～2个数量级，石油污染物的降解速度提高了2倍～3倍，使净化过程加快了
近两个月。
第1章生态工程导论
•三、生态工程、环境工程和生物工程的比较（续）
特征
生态工程
环境工程
生物工程
组织水平
生态系统水平
环境系统水平
理论原理
生态学
环境学
控制内容 设计
力学功能
（水、气、太阳能、 生物）
废水、废气、废 渣、噪声
自我设计+人类设 计
人类设计
维持和发展费用
合理而便宜
较贵
细胞水平 遗传学、细胞生
物学 遗传结构、密码
人类设计 昂贵
生物多样性
保护
保护
变化
2020/11/25
2020/11/25
第1章生态工程导论
➢1954年研究防治蝗虫灾害时提出“生态工程” 一词，即通过调整生态系统的结构、控制水位 等改变蝗虫的滋生地。
➢模拟生态系统原理而建成的生产工艺体系即生 态工程。——马世骏（1983）
➢生态工程是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 分析的最优化方法设计的促进分层多级利用物 质的生产工艺系统。——马世骏（1984）
•人类活动取用水增加，水循环通量减少，从水生湿地生 态系统逐渐转变为荒漠生态系统
石羊河流域生态格局演变 第1章生态工程导论
•一、生态问题出现
• 20世纪60年代以来，全球经济进入快 速增长阶段。经济的迅猛发展、技术的 革新使人们的生活水平大大提高， 但其
负面影响也越来越严重。 • 发达国家主要表现： 工业化和高度 集约化的农业经营所带来的种种环境污 染和过量耗费不可更新资源（如石油） 问题； • 发展中国家则表现为：人口的快速增 长、资源的过度开发、损毁和低效利用， 以及由此而引起的环境污染问题。
第1章生态工程导论
•草坪种植前的情况 •人工浇水
•施入盐碱地草坪建植专用的改良 剂 •铺草坪
•草坪种植后的表现情况
第1章生态工程导论
•盐分测定
•挖沟排水
•加入泥炭
•浇水
•适当修剪
•覆盖麦秆
第1章生态工程导论
初步效果
•该示范工程的成 功实施既可以保存 原有的湿地生物多 样性，并使原有的 物种不至于丧失殆 尽，又能构建新的 湿地系统，并加快 生态功能的形成， 为沿海滩涂的生态 型围垦提供典型案 例。