生态工程主要知识点

生态工程主要知识点
生态工程主要知识点

生态工程原理及应用

主要知识点汇总

(2013级环境生态工程专业)

一、课程性质与教学目标

课程性质:

生态工程原理与设计在简洁了解生态学理论的基础上,注重生态工程基本原理与实际应用的结合的方式,重点介绍生态环境的特点以及当前存在的主要问题,阐述了生态系统服务、人为干扰对生态系统的损伤、生态恢复、生态建设及可持续发展理论等,全面论述生态工程的基本理论、研究方法和重要意义。

教学目标:

通过该课程的学习,使学生掌握生态工程的概念,生态工程学的形成过程及发展趋势、研究内容、理论、研究方法及实际应用。了解受损生态系统变化,掌握生态系统的演替规律以及修复对策,掌握生态工程的原理、目标,生态系统的管理和可持续发展理论,逐步形成系统的生态学思想,并具备分析与解决生态问题的基本能力,可提高学生整体综合素质。

二、教学内容

第一章绪论

主要内容:第一节生态工程的概念及学科

第二节国内外生态工程特征比较

第三节生态工程研究与实践进展

重点与难点:1、教学重点生态工程的基本原理

2、教学难点生态工程的系统学和工程学原理

第二章生态工程原理

主要内容:第一节生态工程的生态学原理

第二节生态工程的经济学原理

第三节生态工程的工程学原理

重点与难点:1、教学重点生态工程的生态学原理

2、教学难点生态学原理的介绍及应用

第三章生态工程规划与评价

主要内容:第一节生态工程规划概述

第二节生态工程规划原理

第三节生态工程的评价

重点与难点:1、教学重点生态工程规划模式设计及模式的分类

2、教学难点生态工程的评价评价原则、内容及方法,生态工程的评价效益分析

第四章生态工程设计与监理

主要内容:第一节生态工程设计

第二节生态工程的监理

第三节典型生态工程设计案例

重点与难点:1、教学重点生态工程设计、

2、教学难点典型生态工程设计案例

第五章农业生态工程

主要内容:第一节农业生态工程概述

第二节农业生态工程的类型及模式

第三节农业生态工程技术

第四节装配农业生态工程

重点与难点:1、教学重点农业生态工程的应用及发展

2、教学难点农业生态工程的规划

第六章产业生态工程

主要内容:第一节产业生态学及其应用

第二节清洁生产

第三节经济生态学与产业生态建设

重点与难点:1、教学重点产业生态学及其应用

2、教学难点经济生态学相关原理及应用

第七章环境生态工程

主要内容:第一节人类所面临的主要环境问题

第二节环境生态学的概念及研究内容

第三节污染生态工程

第四节湿地生态工程

重点与难点:1、教学重点污染生态工程和湿地生态工程的原理

2、教学难点环境生态工程在现实中的应用

第八章林业生态工程

主要内容:第一节林业生态工程概况

第二节林业生态工程原理

第三节林业生态工程规划设计

第四节中国林业生态工程概况

重点与难点:1、教学重点林业生态工程原理的特性、原则、方法

2、教学难点林业生态工程规划设计实例分析

第九章景观生态工程

主要内容:第一节景观生态学基本原理

第二节景观生态工程建设

第三节景观退化与景观安全

重点与难点:1、教学重点景观生态学的基本原理

2、教学难点景观安全的实例分析

第十章城市生态工程

主要内容:第一节生态城市概论

第二节城市生态系统的结构、功能与特点

第三节生态城市规划

重点与难点:1、教学重点城市生态系统的结构、功能与特点

2、教学难点生态城市规划的实例分析

教材及参考书

教材:生态工程原理及应用白晓慧高等教育出版社2008年12月第一版

参考书目:1、生态工程学(第二版),钦佩,安树青,颜京松,南京:南京大学工业出版社,2002.

2、生态工程,云正明,北京:气象工业出版社,1999.

第一章绪论

1、第一生态环境问题:即原生环境问题,主要指自然界发生的异常变化,包括自然灾害、地方病

第二生态环境问题:即次生环境问题。A生态的破坏:①森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题⑤生物物种的消灭。B环境的污染:①大气污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染(废弃物)

2、生态工程:是应用生态学、经济学有关理论和系统论的方法以生态环境保护与社会经济协调发展为目标,对人工生态系统、人类社会生态环境和资源进行保护、改造、治理、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。

3、生态工程的应用:

①设计各种生态系统,来代替人工系统或能源密集型系统,从而满足人类需要(如环境工程);

②恢复受损生态系统,缓解对资源的过度开发(如生态恢复);

③管理、利用和保护自然资源(如林业生态工程);

④将人类社会与生态系统紧密结合起来,进行环境治理和环境建没(如景观生态工程、城市生态工程)。

4、环境工程、清洁生产和生态工程的关系

5、生态工程的研究进展

数学模型及新技术应用:卞有生等建立了留民营的系统分室模型Michael Trepel等利用地理信息系(GIS)和湿地模型来确定湿地的位置和效果

设计原理的充实和扩展:Mitsch提出注重生态系统设计和管理王如松等提出了生态工程调控的8项原则Scott 提出了生态工程的5项设计原则

多尺度作用的研究:Tilley 研究了城市化程度不同地区的雨水湿地处理模型,研究指出不同尺度上湿地功能有不同的要求。

5、生态工程的实践进展

在西方发达国家和地区,生态工程主要是针对现代农业出现的一系列弊端所采取的替代性措施开始的。20世纪30年代,西方国家实现了农业生产的机械化、化学化后,使农业劳动生产率、农畜产品的产量大幅度提高。但是随着时间的推移,进入20世纪60年代以来,这种生产方法带来了许多不可避免的负面影响及累积效应。

中国生态工程自形成至今,历史虽短,但是发展很快,特别是在生产实际的应用中取得了长足的进步,并取得了较大的成绩。在生态工艺方面初步总结出加环(生产环、增益环、减耗环、复合环和加工环),联结相对独立与平等的一些生态系统为共生网络;调整内部结构,充分利用空间、时间、营养生态位,多层分级利用物质、能量,充分发挥物质生产潜力,减少废物;根据自然、经济(特别是市场)情况,因地制宜地促进良性循环,使破坏的生态系统恢复和重建等方法。举世瞩目的五大防护林生态工程:三北防护林体系、太行山绿化工程、海岸带防护林体系、长江中上游防护林体系和农田林网防护林体系,对防风固沙,减少径流,改善保护区内农田小气候,促进农业增产及多种经营,显示了良好的效益。我国环保生态工程类型也很多样,如湖北鸭儿湖治理有机磷和有机氯农药污染的生态工程,苏州外城河葑门支塘污水资源化生态工程,防治太湖局部水体饮用水源蓝藻的生态工程以及多种多样的城市污水资源化生态工程等。

第二章生态工程原理

1、生态学原理:生态位原理,限制因子原理,食物链原理,整体效应原理,生物与环境相互适应协同进化原理,效益协调统一原理,物种多样性原理

经济学原理:可持续发展理论,自然资源价值理论,生态经济理论。生态与经济协调发展,生态经济系统为研究对象,生态和经济的矛盾要经济生态化

工程学原理:系统工程理论,整体协调理论,层次结构理论

2、生态位:生态系统中各种生态因子都具有明显的变化梯度,这种变化梯度中能被某种生物占据利用或适应的部分称为生态位。又称小生境或生态区位,是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的总称。生态位包括该物种觅食的地点,食物的种类和大小,还有其每日的和季节性的生物节律。

3、相生相克现象:植物通过向环境释放化学物质,影响周围其他植物的现象。释放的大部分克生化合物都对他种植物起作用,克生化合物具有选择性、专一性的特点。研究农作物间、作物与杂草间的相生相克关系,并在农业生态工程中模仿这种行为,以最小的经济投入,获得最大的生态、经济产出。

4、最小因子定律:植物的生长取决于处于最少量因素的营养元素

耐性定律:任何生态因子不足或过多,接近或超过了某种生物的耐受限度,该种生物的生存就会受到影响,甚至灭绝。

5、人工食物链在林业生态工程中的应用:①天敌的放养和招引②提高人工生态系统效益:林地养鸡③加工价值:把低价值产品经加工增值、废品合理利用,加工剩余物归于土壤库,减少物质能量损失

6、食物链加环:根据物质能量通过食物链发生富集以及生物之间相生相克的原理,以人工生物种群来代替自然生物种群,达到废弃物的多级综合利用,增加高能量、高价值的产品生产和抑制能量物质损失的生物工艺过程生物调控:用食物链控制湖泊富营养化,控制“水华”。

7、协同进化:两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。

生态系统既要求生物适应期生存环境,又同时伴有生物对生存环境的改造,环境和生物的统一。

8、油松人工林的“天然化”,即在人工辅助下使油松林能够克服多样性低、抗逆性低、稳定性差、地力消耗大等缺点,从而接近天然林的过程(奥小平,2001;王国祥,2012),主要措施有:

第一,建议参照油松天然林的生境种植油松人工林,即可将油松种植于天然散生的油松疏林中;

第二,加强封山育林,从而提高人工林的成活率,进而增加群落的物种多样性与稳定性;

第三,合理分类经营管理。现有油松人工林在发挥防护效益的同时,宜按不同立地类型确定不同的培育目标,

进行分类经营。如根据立地生产力水平的差异,将太行山西侧油松人工林分为4个立地类型组。

7、生态经济理论

生态经济学是以生态经济系统为对象,研究社会再生产过程中,经济系统与生态系统之间物质循环、能量转化和价值增值规律及其应用的科学。生态经济学是一门新兴的经济科学,它由生态学和经济学交叉渗透形成。进入20世纪60年代末,生态与经济不协调的问题已经愈来愈明显,向人们提出了必须改变人类社会中长期以来不可持续发展经济的模式,转向采取可持续发展经济的模式。随着生态与经济矛盾的日益尖锐化,在世界范围内同时也出现了一个日益明显的“经济生态化”发展趋势。

人们遵循自然规律与经济规律,科学地组织经济活动,根据资源承载力和环境容量进行适度的经济活动,实现对自然资源合理的开发利用,获得较高的经济效益,同时对资源再生和环境保护投入日益增多的资金,使资源不断更新以满足经济发展对资源日益增长的需求,使污染物的治理量不断增大,污染物的积累量小于环境容量,又获得较好的资源效益和环境效益。资源、环境状况的改善又促进社会经济发展,进而获得良好的社会效益。

8、生态工程学原理

生态工程是应用生态系统中物种共生、物质循环再生、结构与功能协调原则,结合系统工程的最优化方法,设计分层多级利用的生产工艺系统。生态工程学是研究生态工程技术原理及装配设计和维护生态工艺系统的应用生态学分支。人工生态系统的建造和调控是生态工程的主要目的所在。对于所面对的生态系统中的环境问题,需要通过设计、建造人工生态系统才能加以解决。

系统工程是一门新兴的高度综合的科学。它从系统的观点出发,跨学科地考虑问题,运用现代科学和技术的方法去研究和解决各种系统的问题。系统工程也是一种组织管理的科学方法,它把所研究的对象看成一个系统,解决如何对系统进行规划、治理、组织和管理,使之获得最佳效益。

整体协调理论:一个系统既然是一个有机整体,它本身必须具备自然或人为划定的明显边界,边界内的功能具有明确的相对独立性。生态工程实施中必须把环境与生物进行充分协调与选择,从而构成一个和谐而高效的人工系统。

层次结构理论:作为一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体,各组分之间必须有适当的比例关系和明显的分工和协调,只有这样才能使得系统顺利完成能量、物质、信息、价值的转换和流通。因此,当系统中某个组分发生量的变化后,必然影响其他组分的反应,最终影响整体系统。生态工程设计和建造过程中,一个重要任务就是如何通过整体结构而实现人工生态系统的高效功能。

第三章生态工程规划与评价

1、生态工程规划:以社会-经济-自然复合生态系统为规划对象,应用生态学原理、方法和系统科学的手段,去辨识、设计和模拟人工生态系统内的各种生态关系,确定最佳生态位,并突出人与环境协调的优化方案的规划。内涵:以人为本,追求人与自然的和谐;以资源环境承载力为前提;规划标准从量到序;规划目标从优到适

2、生态工程规划的基本特征、原则和内容

(1)生态工程规划的基本特征

综合性:即规划对象是某一区域内所有的生态环境要素、社会经济要素、技术要素综合作用而形成的生态经济地域综合体,在重视区域经济发展的前提下,综合考虑生态、经济、社会复合系统的结构优化和强化功能。

协调性:即在规划中必须使区域的经济、社会和生态效益始终相协调。

战略性:即生态规划应是一个高度概括性的生态经济战略思想。

区域性:即由于不同的自然、经济条件和社会基础,规划中的战略布局发展方向、规划重点和建设步骤都要有鲜明的地域性。

实用性:即生态规划作为区域规划的重要组成部分,应当成为区域决策部门的宏观决策依据,因此必须有很强的实用价值和可操作性。

(2)生态工程规划的原则

a.经济建设、城乡建设和生态工程同步原则。经济建设、城乡建设、生态工程同步规划、同步实施和同步发展,实施经济效益、社会效益和环境效益的统一,促进经济、社会和环境持续、协调地发展。

b.系统原则。生态工程规划的对象是一个综合体,用系统论方法进行生态工程规划具有更强的实用性。

c.可持续发展原则。在规划中要体现可持续发展原则。即不仅要治理、改善生态环境,而且要通过治理环境,

促进经济、社会的持续发展,达到生态可持续、经济可持续、社会可持续三者的协调统一。

d.因地制宜、因害设防、分类指导、分区突破原则。生态工程涉及的内容多,项目复杂,规划一定要根据某一地区的生态环境现状和存在的问题,因地制宜地提出适合当地生态环境治理的科学模式。

e.整体优化原则。生态工程规划应把某一地区作为一个完整的系统进行规划,即不仅要考虑其自然环境,而且要综合体现社会经济环境因素。

f.统筹兼顾、分步实施、先易后难、先急后缓原则。规划要认真贯彻国家的生态工程建设方针政策,正确处理治理与开发、整体与局部、近期与远期、经济效益与社会效益、生态效益等各种关系。

(3)生态工程规划的主要内容

生态工程规划是环境规划的一个重要方面,其内容主要有:水资源利用规划、土地利用规划、流域治理规划、防沙治沙规划、林业生态工程规划、草原保护规划、自然保护区规划以及土地整理与复垦规划等。

3、生态工程规划的目的、任务及类型

生态工程规划的基本目的就是在区域规划的基础上,通过对某一区域生态环境和自然资源条件的全面调查、分析与评价,以环境容量和承载力为依据,把区域内生态建设、环境保护、自然资源的合理利用以及区域社会经济发展与城乡建设有机地结合起来,培育蓝天最终实现区域经济效益、社会效益、生态效益高度统一的可持续发展。

生态工程规划的基本任务是探索不同层次生态系统发展的动力学机制和控制论方法,辨识系统中局部与整体、眼前与长远、环境与发展、人与自然的矛盾冲突关系,寻找调和这些矛盾的技术手段、规划方法、管理工具。生态工程规划的类型:

(1)按规划期划分。按规划期可分为长期生态工程规划、中期生态工程规划以及年度生态工程建设规划。

(2)按性质划分。生态工程规划从性质上分,有土地利用规划、水资源利用规划、水土保持工程规划、林业生态工程规划、防沙治沙规划、生态农业工程规划、草地保护与建设规划、自然保护区规划及土地整理与复垦规划。

(3)按人工化程度划分。按照人工化的程度可将生态工程规划分为自然保护和生态建设两类。自然保护规划指采用行政、技术、经济和法律等各种手段,对自然环境和自然资源实行保护。生态建设规划主要是对受人为活动干扰和破坏的包括水生和陆生生态系统在内的生态系统进行生态恢复和重建。

(4)按保护规模划分。大尺度往往是指大流域或跨流域的大区域性的破坏和保护,面积在几百万平方千米。中尺度往往是流域内、省内、地区间或地区内的某项保护工程,面积在几万平方千米。小尺度往往是县域内的、小的自然保护区。

4、原理:人地关系协调理论;可持续发展理论;生态系统理论;空间结构理论。

5、生态工程规划的内涵

(1)以人为本。生态工程规划强调从人的生活、生产活动与自然环境和自然生态过程的关系出发,追求系统总体关系的和谐,各部门、各层次之问的和谐,人与自然的和谐。

(2)以资源环境承载力为前提。生态工程规划强调系统的发展应立足于当地的资源环境承载力,要求充分了解系统内部资源与自然环境特征及其环境容量,了解自然生态过程的特征与人类活动的关系,在此基础上确定科学合理的资源开发利用规模和人类社会经济活动的强度和空间布局。

(3)规划标准从量到序。生态工程规划特别注重系统的可持续发展,在规划中强调对生态过程和关系的调节,以及系统复合生态序的诱导,而非单纯的系统组分数量的多少。

(4)规划目标从优到适。传统规划多基于数学方法和物理系统,但由于区域是以人为中心的复合生态系统,不同于简单的物理系统,当用该方法进行规划时,往往要基于许多假设得出“最优规划”,其规划结果在实践中很难实现。生态工程规划则不同,它是基于一种生态思维方式,强调系统思想、共生思维和演替思想,注重系统过程,采用进化式的动态规划,引导一种实现可持续发展的进化过程。系统思想强调系统是一个功能整体,而不是简单组分的集合,因而规划的核心是对系统整体功能的调节,而不是每一个组分细节关系。

6、生态工程规划的作用

(1)保障生态工程活动纳入国民经济和社会发展计划。生态工程建设是我国经济生活中的重要组成部分,它与经济、社会活动有密切联系,必须将生态建设活动纳入国民经济和社会发展计划之中,进行综合平衡,才能顺利进行。

(2)体现了生态环境保护以预防为主方针的落实。我国生态环境保护工作必须坚持一个基本方针,即“预防为主,

防治结合的方针”。另外,“三同时”(同时设计、同时施工、同时投产),“生态环境影响评价”等制度也都体现了预防为主的方针。

(3)各级政府和生态环境保护部门开展生态环境保护工作,进行有效的生态环境管理的重要依据。生态工程规划制定的功能区划、质量目标、控制指标和各种措施以及工程项目,给人们提供了生态环境保护工作的方向和要求,可以指导生态环境建设和生态环境管理活动的开展,对有效实现生态环境科学管理起着决定性的作用。(4)为国家制定国民经济和社会发展规划、国土规划、区域经济社会发展规划及城市总体规划提供科学依据。生态工程规划的正确与否关系到是否能遏制区域生态恶化趋势,是否改善生态环境现状,是否使地区经济、生态、社会步人良性循环的轨道,因此各级人民政府应当将生态工程规划确定的任务,纳入国民经济和社会计划,安排专项资金,组织实施。

7、生态工程的评价

(1)生态工程评价的原则

生态工程的评价指标体系一般分为三层:第一层为综合效益;第二层为经济效益、生态效益、社会效益;第三层为各种具体指标。

生态工程评价的原则包括:因地制宜原则、整体性原则、重点与全面相结合的原则、可比性原则、实用性原则、定量与定性相结合原则。

(2)生态工程评价内容

生态工程建设评价内容主要包括结构评价、功能评价和效益评价。系统的结构决定功能,进而决定系统所达到的效益高低。

(3)生态工程评价方法

层次分析法(The analytic hierarchy process)简称AHP,在20世纪70年代中期由美国运筹学家托马斯·塞蒂(T.L.Saaty)正式提出。它是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。

第四章生态工程设计与监理

1、生态工程设计原则:

(1)因地制宜原则:紧紧围绕当地的自然、社会、经济条件进行生态工程设计

(2)生态学原则:

①适当输入辅助能的原则。主要能源是太阳能

②再生循环及商品生产原则

③生物多样性原则。充分利用各类生态位和多层分级利用物质

④环境时间节律与生物机能节律原则。合理利用不同生物的机能节律,与当地环境节律配合

⑤生物种群选择原则。根据生态工程建设的主要目的和所处的自然环境特征来选择

⑥种群匹配原则。选择匹配次要种群,建造复合群体,形成互惠共存的群落

⑦人工压缩演替周期原则

⑧种群置换原则。既具有自然生态系统的物种多样性又具有较高的经济效益

⑨经济效益原则

2、生态工程设计基本程序:①拟定目标:社会、经济、生态②背景调查:自然资源条件,社会经济条件,生态环境条件,数据整理③系统分析:构建数学模型④可行性评价

3、生态工程设计的技术路线:①建立互利共生网络:提高效率,促进物质的良性循环

②延长食物链:增加环节,提高物质能量利用率。有生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环

4、生产环:所加入的环,可使非经济产品或废物(或部分用非经济产品与废物)直接生产出为人利用的经济产品增益环:所加之环,虽不能直接生产出商品,但有利于生态环境的改善或间接提高生产环效益。如凤眼莲处理有机废水

减耗环:在食物链中,有的环节只能是消耗者或破坏者,称为损耗环,为抑制损耗环对物质和能量的过度消耗,在损耗环上增加一新环节,使之抑制和削弱损耗环的作用。如天敌的引入。

复合环:所加之环,往往起到各环的多种功能。如农林生态系统中引入蜜蜂

加工环:物理、化学过程,不是生物学过程,不属于食物链网的范畴,但对经济效益,生态环境及社会效益有很大影响。加工增值;减少对环境的影响

5、工程监理基础

建设工程监理的概念:所谓建设工程监理是指具有相应资质的工程监理企业接受建设单位的依托,承担其项目管理工作,并代表建设单位对承建单位的建设行为进行监督管理的专业化服务活动。

建设监理的范围,按照工程覆盖范围的监理范围,建设监理应该覆盖建设工程的项目,也就是所有建设工程项目都必须接受政府的监理;按照工程项目建设阶段的监理范围,一个工程项目建设中包含建设项目准备阶段,项目实施准备阶段,项目实施和项目验收等阶段。

建设监理的任务:投资控制、进度控制、质量控制、合同管理、信息管理以及对工程建设中出现的各种矛盾和问题进行协调。

6、生态工程监理的特点

生态工程监理的特点:

①点多面广,受季节和农事活动影响大,例如植树造林

②生态环境建设的参与施工者,绝大多数为当地农民,虽然有责任心,但缺乏技术,没有工程管理经验,不专业切一年一换

③有些工程作业设计滞后,给工程质量、工期控制带来困难

⑤态工程建设是一项跨行业、跨地区、多学科的系统工程

7、生态工程监理内容

(1)加强监理资质管理是实施监理制的基础

(2)施工阶段是实施监理制的重点

a.质量控制

b.工期控制

c.投资控制

(3)逐步实行全过程监理

a.项目建设前期阶段

b.项目实施阶段

第五章农业生态工程

1、农业生态系统:人们运用生态学原理和系统工程方法,利用农业生物与环境之间,以及生物种群之间相互作用建立起来的,按社会需求进行物质生产的有机整体,是一种被人类驯化、较大程度上受人为控制的自然生态系统。

2、农业生态系统的结构:农业生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间的能流、物流顺序关系。

组分结构:农业生物的组成结构及农业生物种群结构。

空间结构:水平结构和垂直结构

时间结构:生物种类的生长发育进程与环境资源节律变化的吻合状态

营养结构:生物间通过营养关系联结起来的联系方式。主要指食物链结构和食物网结构。

3、农业生态工程:有效地运用生态系统中生物物种充分利用空间和资源的生物种群共生原理,多种成份相互协调和促进的功能原理,以及物质和能量多层次、多途径利用和转化的原理,而建立的合理利用自然资源、保持生态稳定和持续高效功能的农业生态系统。

原理:①使不同种的生物群体在有限的空间内各得其所,充分利用有限的物质与能量的生物共生原理。

②多层结构,充分挖掘生产潜力的物质循环再生原理。

③包括食物链的富集与转换作用的多种成分相互协调的功能原理。

④生物与环境相互适应原理。

基本原则:整体性原则;层次性原则;因地制宜原则;科技先导原则;可持续性原则;市场协调原则

4、农业生产面临的生态问题:

①资源匮乏,能源消耗日益严重②资源破坏,水土流失,耕地减少,土地质量下降③农业环境污染加重

→产生生态农业

生态农业的目的:在洁净的土地上,用洁净的生产方式生产洁净的食品,提高人们的健康水平,促进农业的可持续发展。

5、农业生态工程技术:立体农业技术、循环再生技术、农业环境调控与保护技术、有机生产技术

6、立体农业:多种相互协调、相互联系的农业作物种群,在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。

类型:①异基面立体农业:不同海拔、地形、地貌条件下呈现出的农业布局差异。

②同基面立体农业:同一块田地上的间套作及兼养动物、微生物的立体种养系统。

7、循环再生技术:

(1)生态果园工程模式。如陕西渭北旱源地区,以农户土地资源为基础,以太阳能为动力,以沼气为纽带,从有利于农业生态系统物质和能量的转换与平衡出发,建立起生物种群互惠共生,食物链结构健全,能量流、物质流良性循环的系统工程,形成了以农代牧、以牧促沼、以沼促果、果牧结合、配套发展的良性循环系统,被称为西北“五配套”生态果园程模式。

(2)生态养殖场工程模式。如辽宁省大洼县西安养殖场,以养猪为主,利用生态模式净化废水,产出多、效益高,具有广泛应用价值的农-牧复合生态工程。

(3)基塘物质能量循环生态工程模式。

桑基-鱼塘生态工程:利用鱼池(塘)堤坡栽植桑树,桑叶用于养蚕,将养蚕获得的蚕沙、蚕蛹投入鱼塘,为鱼类提供食料,鱼塘中鱼类吃剩的食料加上排泄物,可培育浮游生物,浮游生物又供鱼类取食,而沉落到塘底的饲料残渣及排泄物则被微生物分解,形成富含有机质和其他营养元素的塘泥,经过一定时间的积累后挖取塘泥上桑基,既净化了鱼塘,又为桑基施入高效的有机肥。

草基-鱼塘生态工程:利用鱼塘的塘边坡地种草,以草养鱼,鱼池淤泥为草地施肥,促进草地增产为循环的基本模式。

桑-蚕-猪-鱼生态工程模式:桑基-鱼塘生态工程模式的进一步发展,将蚕沙、蚕蛹、剩叶用于喂猪,猪粪施入鱼塘养鱼,加入生猪饲养这一环节

8、农业环境调控与保护技术:

①水土流失治理的农业生态技术。技术手段:植树造林治沟治坡技术,植物篱笆坡地生态农业技术,坡耕地培肥保水技术,土地永续利用的耕作技术

②沙地培肥改土技术

③水资源高效利用技术。田间灌溉节水技术、田间农艺节水技术

④防洪治涝技术

9、农业生态工程主要模式:

①充分利用空间和土地资源的农林立体结构型生态工程。农作物的轮作、间作与套作;农林间作;林药间作

②物质能量多层分级利用型生态工程。秸秆还田

③水陆交换的物质循环型生态工程。桑基鱼塘—基面种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥为桑施肥

④相互促进的生物物种共生型生态工程。浙江青田稻田养鱼,稻田养蟹

⑤农-渔-禽水生生态系统型生态工程。水体立体养殖

⑥多功能的污水自净生态工程

⑦山区综合开发的复合型生态工程。通常的结构模式为林-果-茶-草-牧-渔-沼气,以畜牧业为主体结构

⑧沿海滩涂和荡滩资源开发利用的湿地型生态工程

⑨以庭院经济为主的院落生态工程

⑩多功能的农副工联合生态工程。将种植业、养殖业和加工业有机地结合起来。北京留民营村为例

第七章环境生态工程

1、主要环境问题:①全球环境变化。温室效应(温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性)、臭氧层破坏、生物多样性锐减、水土流失、土地荒漠化、土地退化、水污染②人口激增③资源短缺。水资源危机和海洋资源破坏、森林植被破坏④环境污染。垃圾成灾、有毒化学品污染、酸雨污染

2环境生态学:研究在人为干扰下生态系统内在的变化机制、规律,寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。

研究内容:人为干扰下生态系统内在变化机制和规律;生态系统受损程度的判断;各类生态系统的功能和保护

措施的研究;解决环境问题的生态对策

3环境生态工程:在生态学原理的指导下,为使受损生态系统恢复,进行重建和保护的生态工程。

核心:运用生态控制论原理去促进资源的综合利用、环境的综合整治及人类社会的综合发展

4-23污染生态工程

4污水土地处理技术:利用土壤植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理城市污水及某些类型的工业废水,使水质得到根本的改善。

5完整的土地处理系统有7部分:

预处理、水量调节与贮存、配水与布水、土地处理田间工程、植物、排水、监测

土地处理田间工程是土地处理技术系统的核心部分,处理污水的主要过程在这里发生,分慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地系统与地下渗滤等类型。

6土地处理系统净化作用机制:①物理过滤。污水流经土壤,悬浮物被截留②物理化学吸附③化学反应与化学沉淀④微生物代谢作用下的有机物分解

7土地处理系统基本工艺:

①慢速渗滤处理系统:将污水投配到种有作物的土地表面,污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗滤,一部分污水直接为作物所吸收,一部分则渗入土壤中,从而使污水得到净化

②快速渗滤处理系统:将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土地表面,在污水向下渗滤的过程中,在物理、化学及生物的作用下,得到净化处理。回收处理水

③地表漫流系统:将污水有控制地投配到种植有多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的土地上,污水以薄层方式沿土地缓慢流动,在流动的过程中得到净化

8污水稳定塘处理技术

稳定塘:经过人工适当修整的土地,设围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。

9稳定塘的净化机制:在太阳能作为初始能源的推动下,通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生植物和水产,水禽的形式作为资源回收,净化的污水也可作为再生水资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现污水处理资源化。

10稳定塘中的生物作用:好氧微生物的代谢作用;厌氧微生物的代谢作用;浮游生物的作用;水生维管束植物的作用

物理稀释作用

物理化学的沉淀和絮凝作用

11稳定塘系统组成:

预处理系统,厌氧塘、兼性塘、曝气塘、好氧塘、生物塘、水生植物塘、养鱼塘、控制排放塘和储留塘

预处理系统:通过物理的方法分离、去除大块污染物、砂粒等无机固体颗粒,减小这些无机物质在稳定塘内的淤积

厌氧稳定塘:在无氧状态下净化污水,有机负荷率高,充分用厌氧反应高效低耗的特点去除有机负荷

兼性稳定塘:污水净化由好氧、兼性、厌氧微生物协同完成

好氧稳定塘:主要由藻类供氧,由好氧微生物降解有机污染物与净化污水

曝气稳定塘:设有曝气充氧设备的好氧塘和兼性塘

生物塘:菌类、藻类、水生植物以及水生动物形成许多条食物链,并由此构成食物网

水生植物塘:

养鱼塘:利用养殖鱼类来摄食水中藻类和各类水生植物,净化水体,实现资源回用,获得经济效益

12北部干旱地区应用的稳定塘:

污水:预处理—兼性塘—储存塘或储留塘(在温暖季节中运行的养鱼塘或水禽养殖塘) —农田灌溉—出水补充地下水或地表水体。

高浓度有机废水:预处理—厌氧塘—兼性塘—储存塘(温暖季节进行养鱼和/或水禽养殖)—农田灌溉—出水补充地下水或地表水体。

13南部地区应用的稳定塘:

污水:预处理(格栅—沉砂池)—生长有水生植物的兼性塘—稻田养鱼—出水。

有机废水:预处理(格栅—沉砂池) —生长有浮水植物的兼性塘—养鱼塘—水禽养殖塘—荷塘或芦苇塘—出水。14受损水体生态修复工程

水体富营养化

水体生态修复技术:利用培养的生物或培育、接种的微生物的生命活动,对水中营养盐进行转移、转化及降解,使水体得到恢复。

15水体生态修复途径:

①改变水动力要素,改善水体交换。从源头控制污水排入河网

②底泥生态疏浚。用装有搅吸式离心泵的船只在湖中抽出底泥

③沉水植被恢复。水草的“净化功能”

④漂浮植物恢复。漂浮植物都有较强的过滤和吸收、吸附作用

⑤水生动物生态恢复。水生动物与水生植物互相依赖、互相作用,形成生态平衡

⑥植被缓冲带建设。位于水生和陆地之间的过渡地带

岸线缓冲带是保护湖泊生态系统健康的最后一道防线,它将水体与其他各种土地利用类型分离。一方面阻止水体的波浪和洪水对岸线的侵蚀;另一方面,在径流进入湖泊以前过滤其中的多种有害物质;同时还提供了多种生物的栖息地,从而维持一个脆弱的水生生态系统的平衡

16固体废物处理生态工程

固体废物:被丢弃的固体和泥状物质,以及从废水、废气中分离出来的固体颗粒。来源于人类生产和消费活动。

17固体废物处理包括:物理处理;化学处理;生物处理;热处理;固化处理

18固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节。

处置方法:①海洋处置。深海投弃、海上焚烧②陆地处置。土地耕作、土地填埋、深井灌注。

19控制固体废弃物污染的技术政策包括减量化、资源化和无害化。处理处置技术发展方向为最终实现资源化。减量化:通过适宜手段减少固体废物的数量

资源化:通过各种方法从同体废物中回收有用组分和能源

无害化:将固体废物通过工程处理,达到不损害人体健康,不污染环境的目的

20固体废物处理生态工程模式:

①肥料化,将固体废物转化为肥料或土壤改良剂

②饲料化,将固体废物转化为养殖业所必需的饲料

③原料替代化,利用固体废物可替代部分生产活动中的宝贵资源

④能源化,利用工业废物生产沼气,其发酵残余物又可在农业生产中广泛应用

21城市生活垃圾堆肥技术

堆肥化:在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程

垃圾堆肥:在微生物作用下垃圾中有机物的生化降解过程。

①厌氧堆肥:不通气条件下,将有机废弃物进行厌氧发酵,制成有机肥料使固体废弃物无害化的过程。

酸性发酵阶段、产气发酵阶段

②好氧堆肥:好氧菌为主的氧化分解过程,优点为处理周期短,不产臭气,堆肥产物化学性质稳定,不会对环境造成影响

22大气污染防治生态工程

大气污染:物理性污染、化学性污染、生物性污染

23植物对大气中化学污染物的净化作用:

大气中的化学污染物:无机有机气体,重金属蒸气,大气飘尘所吸附的重金属化合物

植物对大气物理性污染的净化作用:植物对大气飘尘的去除效果;植物对噪声的防治效果;植物对城市热污染的防治作用;植物对放射性物质的去除。

植物对大气生物污染的净化效果:植物有阻尘、吸尘作用,减少空气病原菌的含量和传播;许多植物分泌的气体或液体具有抑菌或杀菌作用

24-27湿地生态工程

24湿地:天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水,包括低潮时水深不超过6m的海水水域。

中国的湿地划分为5大类:近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽与沼泽化湿地、库塘

25湿地生态系统的结构:

(1)淡水沼泽湿地:淡水草本沼泽生态系统、泥炭湿地生态系统、淡水木本沼泽生态系统、河漫滩湿地生态系统

泥炭湿地的特征:多余的水分和泥炭的积累。常具有酸性环境和有限的可用养分

淡水木本沼泽生态系统生物地球化学循环最复杂

河漫滩湿地生态系统的特征:①沿河流分布,呈带状或线形。②既与丘陵陆地生态系统和河流水体生态系统侧向相连,又与上游和下游的生态系统相协调。③开放的生态系统,接受丘陵、河流和上游生态系统的能量与物质输入,仅向下游输出,输入大于输出

(2)滨海湿地:即海岸湿地生态系统,包括盐沼生态系统、潮汐淡水沼泽生态系统、红树林生态系统、河口湾生态系统

潮汐淡水沼泽往往分布于盐沼和内陆淡水沼泽之间。鸟类最丰富的湿地区域

红树林植物具有气生支柱根、胎生现象、呼吸根等特征。

盐跃层现象:在大江、大河的入海口,当河水的作用超过潮汐的作用时,淡水在很大的范围内流动于海水的上层,出现明显的淡水与海水分层现象。

(3)湖泊湿地:从湖岸到深水分为沿岸带、湖沼带、深底带3个植被带

(4)人工湿地:以人为利用为目的而建立或改造的湿地。稻田、盐田、水产养殖场等

26湿地生态系统的功能:

①水资源功能:直接利用;作为集水区内地势较低的另一块湿地的水源;补充地下水

②抵御自然灾害的功能:洪水控制;防止盐水侵入

③地球之肾:滞留与降解污染物;吸纳多余的营养物;湿地的碳库作用

④生物多样性保护功能:生物多样性保护;基因保存库

⑤天然产品:直接或间接来源于湿地

⑥社会功能:水运;休闲旅游;宗教、历史、美术等方面的独特功能

27湿地恢复:通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿池进行修复或重建,再现干扰前的结构和功能,以及相关的物理、化学和生物学特性,使其发挥应有的作用。

建立湿地自然保护区;湿地水质的恢复;湿地水量的恢复;湿地面积及调蓄洪水功能的恢复。

第八章林业生态工程

1林业生态工程:根据生态学、林学及生态控制论原理,设计、建造与调控以木本植物为主体的人工复合生态系统的工程技术

作用:为农业、牧业提供生态屏障,保证农牧业稳产高产;调节、改善河川水文状况,保护与治理利用水土资源;防治风沙灾害;净化大气、保护大气层

2我国林业区划:

东北区、三北区、北方区、南方区、黄河上中游区、长江上游区、青藏高原区、东南沿海及热带区

林业生态建设总体布局:构建点、线、面结合的全国森林生态网络体系

3十大生态林业工程:“三北”防护林体系,太行山绿化工程,辽河流域防护林体系,平原农田防护林生态工程,黄河中游防护林体系,长江中上游防护林体系,淮河及太湖流域防护林体系,珠江流域防护林体系,沿海防护林体系,全国防治荒漠化工程

4六大林业生态工程

(一)天然林保护工程。解决天然林资源的休生养息和恢复发展问题

全面停止长江上游、黄河上中游地区天然林采伐;大幅度调减东北、内蒙古等重点国有林区的木材产量;保护好其他地区的天然林资源

(二)重点防护林体系建设工程。以防沙治沙为重点,以保护和增加林草植被为中心

(三)退耕还林还草工程。解决重点地区的水土流失问题。

将易造成水土流失的坡耕地和易造成土地沙化的耕地停止耕种,宜林则林,宜草则草,恢复林草植被。

(四)环北京地区防沙治沙工程。解决首都周围地区的风沙危害问题,减少沙尘暴天气。

(五)野生动植物保护及自然保护区建设工程。解决基因保存、生物多样性保护、自然保护、湿地保护等问题。

(六)速生丰产用材林基地建设工程。解决我国木材和特色林产品的供应问题。

北京平原造林工程空间布局确定为“两环、三带、九楔、多廊”。

5林业生态工程原理:①生态学原理。生态系统学原理,景观生态学原理,生态系统的恢复与重建理论②可持续发展原理。环境与经济紧密联系,代际公平,代内公平,提高生活质量的同时要保护生态环境,公众参与③防护林学原理④水土保持学原理

6防护林:以防护为主要目的的人工林。

根据防护对象的不同,分为水土保持林、水源涵养林、农田防护林、防风固沙林、护路护岸林等。

7水土保持林:防止水土流失的根本措施。

树种选择原则:选择适合当地气候条件的树种;生长迅速、寿命长、根系发达,能促进排水和固结土壤的树种;枝叶茂密,树冠较大,能够形成深厚松软的枯枝落叶层的树种;耐干旱瘠薄,适应性强,能在贫瘠土壤上生长的树种;繁殖容易,种源充足的树种。

配置:

①分水岭防护林:选择抗风蚀耐干旱、根系发达的树种或灌木,并且加大灌木的比重。

②护坡林:水土流失面积最大、水土流失最活跃。以增强水土保持的用材林及饲料林为主

③侵蚀沟防护林:水土流失最大、危害程度最深

④地埂防护林:梯田地埂、坡地地埂、塬面农田地埂。

8水源涵养林:一种特殊意义的水土保持林,简称水源林,泛指河川、水库、湖泊的上游集水区内大面积的原有林和人工林

9农田防护林:在有农田的地方,为防止自然灾害,改善农田小气候,创造有利于农作物和牲畜生长繁育的环境,保证农牧业稳产高产,并为人民群众生产生活提供木材而营造的防护林

形式:林带、林农间作、林岛

规划设计:

①林带结构的选择

林带结构:林带树冠上下组成的层次、宽度,纵断面形状、枝叶状况、密度和透光度状况等综合情况。

A紧密结构:一般由乔木层、亚乔木层和灌木层组成三层,防风距离较短。

B疏透结构:一般由乔木层、亚乔木层和灌木层组成三层或两层,防护距离较大。

C通风结构:一般由乔木层、亚乔木层和灌木层组成两层或一层,防护距离较大。

②林带走向:取决于害风的风向。主林带的走向与主害风垂直,副林带方向与主林带垂直。

③林带间距的确定

树种选择的原则:①选择种源丰富,表现良好的乡土树种②选择速生丰产,干形通直,树冠较窄,生长稳定,寿命长,抗性强的树种③选择经济价值高,产量大的木本粮、油树种和果树做伴生树种④避免选择根叶性强、串根、遮阳及胁地严重的树种⑤避免选用和当地主要农作物有共同病虫害的中间寄生树种。

10防风固沙林:以降低风速,防止或减缓风蚀,固定沙地,以及保护耕地、果园、经济作物、牧场免受风沙侵袭为主要目的的森林、林木和灌木林。

营造:沙障固沙,建设防沙林带。

11防护林体系:在一个自然地理单元内,结合当地地形条件,土地利用情况和基本建设固定设施,根据影响当地生产生活条件的主要灾害特点,所规划营造的以防护林为主体,与其他林种相结合的总体。

建设原则:①因地制宜、因害设防②建设多林种相结合的综合防护林体系③生态效益、经济效益、社会效益相结合原则④乔、灌、草相结合⑤建设多树种多层次的混交林⑥农、林、牧相结合,综合治理,协调发展⑦管理集约化、科学化、规范化12林业生态工程规划设计的工作程序:规划;项目建议书;项目可行性研究;项目评估;初步设计;项目实施阶段;竣工验收和后评价阶段。

评估意见分同意立项、需修改或重新设计、推迟立项、不同意立项4类

13林业生态工程总体规划的一般方法:①确定总体规划任务,明确主要建设方向②组织规划队伍,进行人员培训③制订工作方案和技术细则④召开调查工作会议,进行外业调查⑤编制总体规划方案,提出规划设计文件⑥组织专家审议,上报审批后,由有关单位组织实施

14造林树种选择原则:定向培育原则,适地适树原则,生物学稳定性原则,可行性原则

适地适树(草)的途径:选树(草)适地和选地适树;改树(草)适地;改地适树(草)

解决适地适树(草)的方法:适生树种草种调查,树种草种的引种

15造林技术措施设计:

造林整地、造林方式方法、混交树种组成及混交方式、造林密度、造林季节和幼林抚育管理

造林地的清理方式:全面清理、带状清理、块状清理

16评价的具体内容:水文生态效益,涵养水源效益,土壤改良效益,改善小气候效益,农田防护林对农田农作物的增产效益,森林游憩效益,碳氧平衡作用

第九章景观生态工程

1景观:空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。

特征:生态系统的聚合;各生态系统之间的物质能量流动相互影响;具有一定的气候和地貌特征;与一定的干扰状况的聚合相对应。

2景观生态学:研究景观的结构、功能和变化,以及景观的科学规划和有效管理的一门生态学新分支(属于宏观生态科学)。

3格局:指空间格局,广义地讲,它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。

过程:强调事件或现象的发生、发展的动态特征。景观生态学常常涉及多种生态学过程,种群动态,种子或生物体的传播,群落演替,干扰传播,物质循环,能量流动等。

尺度:在观察或研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位,又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。分为空间尺度和时间尺度。往往以粒度和幅度来表达。

4异质性:景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性

空间异质性、时间异质性、功能异质性

5斑块:与周围环境在外貌或性质上不同,并具有一定内部均质性的空间单元。

斑块性:强调斑块的种类组成特征及其空间分布与配置关系。

6生态学干扰:发生在一定地理位置上,对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。

火干扰、放牧、土壤物理干扰、土壤施肥、践踏、外来物种入侵

意义:①干扰与景观异质性。低强度的干扰可以增加景观的异质性

②干扰与生物多样性。适度干扰下生态系统具有较高的物种多样性

7★斑块—廊道—基质模式

组成景观的结构单元:斑块、廊道、基质

斑块:依赖于尺度的,外观上不同于周围环境(基质)的非线性地表区域,具有一定内部均质性的空间实体。廊道:又称走廊,指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。可以看作是线状或带状的斑块。

包括农田间的防风林带、河流、道路、峡谷、输电线路等

双重作用:将景观分离、将景观连接

①传输通道功能:公路、铁路②过滤和屏障功能:长城、林带③生境功能:野生动物丰富、植物种类较多

④资源或产品功能⑤美学观赏功能:长城、颐和园长廊

类型:

线状廊道:很窄的主要由边缘物种组成的狭长条带。如树篱、道路、输电线。

带状廊道:与相邻两边环境不同的带状结构。除有边缘种外,内环境中还含有较丰富的内部种。如宽林带

河流廊道:沿河流分布而不同于周围基质的植被带。如河床边缘、河漫滩、堤坝和部分高地。

基质:景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。景观中的背景地域,如森林基质、草原基质、农田基质景观要素之间的空间联系方式:廊道网络、斑块网络

生态交错带:不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。河岸带、农牧交错带、城乡交错带、森林边际带

作用:通道或廊道,过滤或屏障,生境

8景观生态建设:景观生态规划、景观生态设计、景观生态管理

9景观生态规划:根据景观生态学的原理及其它相关学科的知识,以区域景观生态系统整体优化为基本目标,通过研究景观格局与生态过程以及人类活动与景观的相互作用,建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式,维持景观的异质性。

原则:自然优先原则,可持续发展原则,因地制宜原则,整体性原则,动态性原则,经济性原则

步骤:确定规划范围与目标;实地考察、收集有关资料;景观生态分类与制图;景观生态适宜性分析;景观结构功能划分;规划方案实施与调整

目标:保护生物多样性;合理开发自然(景观)资源;调整当前不合理的景观格局

10景观生态设计:以生态学原理为基础,建立在生物工艺、物理工艺及其它工艺基础上,使人类投入系统内较少的能量与物质,通过系统内部物质循环,能量转换获得较大的生产量、生态效益和社会效益

美国景观设计——自由的天性

日本景观设计——提炼的自然

德国景观设计——理性的光芒

11生物多样性四个层次:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性。

景观多样性:景观结构、功能和时间变化方面的多样性,是景观水平上生物组成多样化程度的表征。

①斑块与生物多样性:干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块、引进斑块

一般,物种多样性随斑块面积的增加而增加

②廊道与生物多样性:环境资源廊道、干扰廊道、残存廊道、种植廊道

③基质与生物多样性:为某些物种提供小尺度的生境;作为背景,控制、影响与生境斑块之间的物质、能量交换;控制整个景观的连接度,影响斑块间物种的迁移

12景观退化:

①景观结构退化:

A景观破碎化:景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接性减少的现象。

B景观聚集化

②景观功能退化:因景观异质性的改变而导致景观稳定性和景规服务功能的衰退,如土地荒漠化景观

13景观生态恢复:恢复完全受损生态系统和退化生态系统。

目标:使退化生态系统恢复某种外形;使之具有保护性、生产性和美学效应;进一步发展成为一种可持续性生态系统

原则:保护状态良好的组分;促进景观要素的恢复;对片段化和残存景观进行重建

14外来物种:在一定区域内历史上没有自然发生分布而被人类活动直接或间接引入的物种。

生物入侵:一种不属于本地特定的生态系统的生物物种,由于人为原因或其他方式传入原产地之外的地点,在那里定植、定居,并建立起自然种群,并且威胁入侵地的生物多样性,破坏生态平衡,严重影响社会经济安全和人类的健康的现象。

传入途径:①有意引种。作为牧草或饲料;作为观赏植物;作为药用植物;作为改善环境植物

②无意引种。随人类交通工具带入;船只携带;海洋垃圾;随进口农产品和货物带入;野化的家养动物;旅游者带入;通过周边地区自然传入;随人类的建设过程传入

控制方法:人工防治;机械防治;替代控制;化学防治;生物防治;综合治理

第十章城市生态工程(传说中不是重点)

1城市:以非农业人口为居民主体,以空间与环境利用为基础,以聚集经济效益为特点,以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体。

产生:三次社会分工与私有制

第一次:畜牧业与农业分离—聚落(城市胚胎)

第二次:农业与手工业分离—产生聚落中心

第三次:手工业与商业分离—“市”(集)形成

私有制产生—聚落争斗防卫—“城”(镇)形成

2城市化:农业人口转化为城市人口的过程。

表现:空间上城市规模的扩大;数量上农业人口向城镇非农业人口的转变;质量上城市居民生活方式的现代化3城市生态学:以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科。

4城市生态系统:由自然环境和社会经济环境以及沟通自然、社会、经济的各种人工设施和上层建筑共同构成社会—经济—自然复合生态系统

结构:自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统

(不考)功能:组织社会生产,方便居民生活

①生产功能:

生物性生产:生物体通过新陈代谢作用与周围环境进行物质交换进行自身生长、繁衍的作用和过程

社会性生产:具有创造物质与精神财富,满足城市人类的物质消费与精神需求的生产。

②生活功能:城市生态系统满足城市生物,特别是城市人类各种需求的能力

③还原功能:城市生态系统内各组成要素发挥自身机制协调生命与环境的相互关系,增强生态系统稳定性与良性循环能力的功能。“功能”通过“生态流”实现

A城市生态系统的物质流:a人口流。常住人口流、流动人口流b资源货物流。资源流、货物流

B城市生态系统的能量流

C城市生态系统的信息流

5城市生态规划:应用生态学原理和整体综合思想对城市生态系统各要素的组成、结构、关系的规划。

原则:整体综合优化原则,协调共生原则,功能高效原则,生态可持续性原则,景观多样性保护原则,谨慎性原则

内容:①城市生态功能分区规划:城市自然生态功能区,生产服务功能区,生活功能区,生态恢复区

②城市土地利用规划③城市人口容量规划④城市环境规划

步骤:确定规划范围与目标;生态调查与资料收集;生态评价与预测;编制规划方案;规划方案评审

6生态城市:按照生态学原理建立起来的具有社会、经济、信息、高效率利用且生态良性循环的人类聚居地

涵义:①社会生态化,即社会和谐②经济生态化,即经济高效③环境生态化,即自然融入城市,城市归于自然7中国生态城市建设的类型:①新建生态城市:天津生态城②既有城市生态改造:唐山南湖公园改造

我国城市发展模式转型趋势—低碳生态城市

8国家森林城市:城市生态系统以森林植被为主体,城市生态建设实现城乡一体化发展,各项建设指标达到规定指标并经国家林业主管部门批准授牌的城市。

选修三-生态工程-知识点详解

选修三-生态工程-知识点详 解 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

专题5生态工程知识系统表解【专题总系统】 【专题分系统】 生态工程的基本原理 概念人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计和调控技术组装,对已被破坏的传统生产方式进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,追求生态、经济、社会效益的统一。 建设目的遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。 特点与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 建设原因传统经济模式正在毁坏水、大气、土 壤和生物资源,消耗地球赠给我们的 自然资本。 【资料分析1】长江洪水泛滥的原因 【资料分析2】“石油农业”生产模式造成 的污染问题 作用是实现循环经济(生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化)最重要的手段之一。 范畴是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶,是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。 基本原理物质循 环再生 原理 理论基础物质循环 意义可避免环境污染对系统的稳定和发展的影响。 实例无废弃物农业 物种多 样性原 理 理论基础物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性 意义 可在有限的资源条件下产生或容纳更多的生物量,提高系 统生产力。 实例“三北防护林”建设、珊瑚礁生态系统生物多样性问题 协调与 平衡原 理 理论基础生物与环境的协调与平衡 意义 生物数量不超过环境承载力(又称环境容纳量,是指某种 环境所能养活的生物种群数量),可避免系统失衡与破 坏。 实例太湖富营养化、西北一些地区的防护林问题 整体性 原理 理论基础 ●自然生态系统是一个有机的统一整体(要考虑到自然生 态系统规律); ●人类处在社会-经济-自然复合系统中(要考虑经济和 社会等系统的影响力以及社会习惯、法律制度的影响)。

生态学知识点总结

包括非生环境和生物环境。 (3)相互关系一相互作用:①有机体与非生物环境之间的相互作用;②有机 体之间的相互作用:同种生物之间的相互作用,种内竞争:异种生物之间的相互作用 ,种间竞争、捕 食、寄生、共生。 2.环境: 环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事物的总和。 3.环境的分类:①按性质分: 自然环境、非自然环境、社会 环境 ②按范围分: 宇宙环境(空间环境)、地球环境(地理环境)、区域环境、微环境、内环境 ③按 主体分: 人类环境、 (生物) 环境 ④按影响分: 原生环境、次生环境 4.环境因子 :生物有机体以外的 一切环境要素称为环境因子。环境因子分类:①按环境因子特点:气候类、土壤类、生物类 ②按对环 境的反应:第一性周期因子、次生性周期因子、非周期性因子。 5.生态因子 :环境中对生物的生长、发 育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。 6.区别: 生态因子是环境中对生物起作用的因 子;而环境因子则是指生物体外部的全部要素。 7生态因子的分类:①按生命特征:生物因子、非生物 因子;②按性质:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子;③对生物种群数量变动的作 用:密度制约因子、非密度制约因子;④按利用方式: 条件、资源;⑤ 稳定性及其作用特点:稳定因 子、变动因子、周期性变动因子、非周期性变动因子。 8.限制因子: 限制因子是对生物的生存、生长、 繁殖或扩散等起限制作用的因子;当生态因子接近或超过生物的耐受性极限,这个因子成为该生物限制 因子。 9.最小因子定律: 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素,这些处于最低量的营养元 素称最小因。 10.耐受性定律: 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多 ,即当其接近或达到某种 生物的耐受限度时 ,会使该种生物衰退或不能生存。 两定律异同: 都是对生态因子数量的法则,但是前 者是决定植物的生长,最小因子增加有利于其生长,而后者生态因子的增加会使生物衰退或不能生存。 11.限制因子定律 生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时, 都对生物具有限制性影响。。 12.生态幅: 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个 生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点 (或耐受性的上限和下限 )之间的范围称生态幅或生态价。 13.适应方式 :形态适应、行为适应、生理适应、营养适应。 性和1.生态学 :是研究有机体与环境间相互关系的学科。 1)有机体:包括生命的各组织层次 2)环境: 14. 适应: 生物适合环境条件而形成一定特

高中生物选修三生态工程知识点

专题四生态工程 一、生态工程的概念 生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则,结合系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。 二、生态工程的基本原理 生态工程的设计所依据的是生态学和工程学原理 1、生态学原理 (1)物种共生原理:自然界任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍,存在着共生、竞争等关系,这构成了生态系统的自我调节和反馈机制。 (2)生态位原理:生态系统中各种生物都占有一定的生态位,依据此原理,可构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。 (3)食物链原理:食物链/食物网是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础,物种间的食物关系是生态工程设计的重要因素。 (4)物种多样性原理:生态系统中生物多样性越高,抵抗力稳定性越陷越高,生态系统就越稳定。(如“三北防护林”虫害、珊瑚礁区的生机) 2、工程学原理 (1)物质循环再生原理:物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用。我国古代的“无废弃物农业”——利用收集到的一切可能的有机物质转变为有机肥料,改善了土壤结构,培育了土壤微生物,实现了N、P、K等元素的循环利用。 (2)协调与平衡原理:要处理好生物与环境的协调与平衡,生态系统中的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度。太湖等水体富营养化,导致水葫芦和藻类疯长现象;西北衰败的杨树和繁茂的当地树种间的大反差。 (3)整体性原理:生态工程建设,不但要考虑自然生态系统的规律,还要考虑到社会和经济等系统的影响力。只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系,保障生态系统的平衡与稳定。 三、生态工程建设的基本过程

生态学重要知识点归纳总结

生态学重要知识点归纳总 结 Revised by Hanlin on 10 January 2021

环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切的综合,包括空间及直接或间接影响该生物群体生存的各种因素。 生物环境:A大环境:地区环境(地球环境,宇宙环境)/a大气候:离地面以上的气候,由大范围因素决定。B小环境:对生物有直接影响的领接环境/b小气候:生物所处的局域地区的气候 大环境直接影响小环境影响生物,生物反作用环境。 生态因子:指环境要素中对生物起作用的因子(CO2 、H2O 、食、天敌……)分类:A性质:1气候因子 2土壤因子 3地形因子 4生物因子 5人为因子B有无生命特征:1生物因子 2非生物因子C生态因子对动物种群数量的变动作用:1密度制约因子(食物,天地) 2非密度制约因子(气候,降水)D生态因子的稳定性及作用特点:1稳定因子(引力,光强)2变动因子{周期性变动因子(四季,潮汐)非周期性变动因子} 生态因子的作用特征:1综合作用 2主导因子作用 3阶段性作用 4不可代替性和补偿性作用 5直接或间接作用 生境:特定生物体或群体的栖息地的生态环境(所有生态因子构成生态环境) 利比希最小因子定律:地域某种生物余姚的最小量的任何特定因子,是决定该生物生存和分布的根本因素 限制因子:任何生态因子,当接近或超过某生物的耐受性极限而阻碍其生存,生长,繁殖或扩散时之歌因素称为限制因子 耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当接近或达到某种生物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存

生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即一个生态上的最高点和最低点,在最高点和最低的之间的范围称为生态幅 光质的生态作用:尽管生物生活在日光全光谱下,但不同的光质对生物的作用是不同的,生物对光质也产生了选择性适应 光合有效辐射:光合作用系统只能够利用太阳光谱的一个有限带,即380-710nm 波长的辐能,这个带对应于辐射能流的最大节 黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄 植物物种间对光照强度表现出的适应性差异,是已进化的两类值物间的差异:1阳地植物 2阴地植物 动物对光照强度的适应:1昼行动物 2夜行动物自然条件下,动物每天开始活动的时间常常是由光照强度决定的,当光照强度达到某一水平时,动物才开始活动,因此不同季节随着日出日落的时间差异,动物活动时间也有变化 生物光周期现象:植物的开花结果,落叶及休眠,动物的繁殖,冬眠,迁徙和换毛换羽毛等,是对日照长短的规律性变化的反应。 植物的光周期现象:1 长日照植物:日照超过某一数值或黑夜小于某一数值时才能开花的植物 2 短日照植物:日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物 3 中日照植物:昼夜长度接近相等才能开花的植物 4 日中性植物:开花不受日照长度影响的植物 动物的光周期现象:A繁殖的光周期1 长日照动物 2 短日照动物 B昆虫滞育的光周期现象 C换卖鱼换羽毛的光周期现象 D动物迁徙的光周期现象

人教版选修3 5.1 生态工程的基本原理 作业

专题5 生态工程 5.1 生态工程的基本原理 理一理 判一判 1.实现循环经济的基本原理是物质循环再生原理。(√) 2.在建设高新农业时,沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。(√)

3.某湖中水体富营养化,引起大面积水华,违反的是物种多样性原理。(×) 4.与石油农业相比,“无废弃物农业”最大的优点是遵循了物质循环再生的原理。(√) 5.整体性原理是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须完全以生态系统为核心。(×) 6.系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系。(√) 7.以单一种群获得经济效益的最大化违背生态工程中物种多样性原理。(√) 8.我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理。(√) 悟一悟 1.判断生态工程原理的方法 (1)如果强调充分利用废弃物,则为物质循环再生原理。 (2)如果强调生态系统稳定性,则为物种多样性原理。 (3)如果强调各成分之间关系,则为协调与平衡原理。 (4)如果强调社会、经济和自然协调统一,则为整体性原理。 (5)如果强调整体的功能大于部分之和的效果,则为系统整体性原理。 以上所述只是一般规律,如果遇到特殊情况,还要具体分析,一个生态工程也可能涉及多个原理。 2.整体性原理≠系统整体性原理 (1)整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定与平衡,例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题,即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题,如图所示:

(2)系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一,强调整体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”,目的是保持系统有很高的生产力,互利共生的生物能体现系统整体性原理,如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌等。系统整体性是指系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质和信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果。 感悟体会: 练一练 1.[2019·黑龙江双鸭山一中高二期中]下列不属于生态工程建设目的的是( ) A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B.防止环境污染 C.单纯追求粮食产量 D.促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析:生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展,提高生态系统的生产力,促进人类社会和自然环境的和谐发展,根据分析可知,A、B、D都是生态工程建设

生物选修3知识归纳 填空含答案

专题1 基因工程 1.基因工程又叫做或。就是按照人们的愿望,把一种生物的某种基因提取出来,加以,然后放到另一种生物的细胞里,改造生物的。 2.基因工程是在上进行的设计施工,基本工具是:基因的剪刀(分子手术刀)——;基因的针线(分子缝合针)——;基因的(分子运输车)——。 终止子也是一段有特殊结构的,位于基因的,其作用是使下来;标记基因的作用是为了,从而将含有目的基因的细胞出来,最常用的标记基因是。 16.将目的基因导入植物细胞最常用的方法是,另外还有和等。 17.农杆菌是一种生活在土壤中的,能在自然条件下感染,而对大多数没有

感染能力。当植物体受到损伤,伤口处的细胞会分泌大量的,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的上的(可转移的DNA)可转移至受体细胞,并且到受体细胞上。 18.农杆菌转化法是将目的基因插入到上,通过农杆菌的作用,使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞中上,使目的基因的遗传特性得以;基因枪法是利用压缩气体产生的动力,将包裹在金属颗粒表面的打入受体细胞中,使目的基因与其整合并表达的方法,是 →→) 30.蛋白质工程成功难度很大,主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的,而目前科学家对大多数蛋白质的的了解还很不够。

专题4 生物技术的安全性和伦理问题 31.对于转基因生物,公众在安全、安全和安全方面产生了争论。安全主要是指公众担心转基因生物会产生出蛋白或蛋白;安全是担心转基因生物可能会影响到;安全是指转基因生物可能对环境造成或。 32.担忧转基因生物安全性的原因:对、以及等了解有限;转移的基因虽然功能已知,但不少是的基因;外源基因插入宿主基因组的部位往往是。 后用冲洗;实验中要强调所用器械的和实验人员的 ,因为污染杂菌后杂菌会并;外植体最好切取含有的部分,原因是这部分细胞。 45.植物体细胞杂交技术:将不同种的植物,在一定条件下融合成,并把它培

生物选修3生态工程知识点

专题5生态工程、生态工程的基本原理 1、生态工程的概念 (1)原理技术 应用生态学和系统学等学科的基本理论和方法 通过系统设计、调控和技术组装 (2)操作 对已被破坏的生态环境进行修复、重建 对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 (3)结果 提高生态系统的生产力 促进人类社会和自然环境的和谐发展 2、生态工程所遵循的基本原理

、生态工程的实例和发展前景

2、生态工程的发展前景 (1)“生物圈2号”生态工程实验启示:使我们认识到与自然和谐共处的重要性,神话了我们对自然规律的认识 (2)对我国生态工程发展前景的分析与展望 前景:解决我国目前面临的生态危机,生态工程是途径之一,需要走有中国特色的道路,不 但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合。 存在问题:缺乏定量化模型的指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板 设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论 性指导等。 生态工程所遵循的基本原理 1.生态工程建设的目的:遵循自然界物质循环规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。 2.生态工程的特点:少消耗、多效益、可持续。 知识结构图

「科技探农之一生恋XS的兴起决注生林他设!财分析n长江洪水泛跆缈 資斟分析2,?石油农业冷生产ffiZ&tic的污集何題 理论基鈕,物険腐环 实例:?无废弃输农业” 徉论?&:"瘁筑纯锤定性 粉冲多样性原理V资料分析;三北齡肿林建设申的同題? 霸期建陀巻茶竦的多用性 '理怆站圖]生物与歼境的劭*与平耨撫阔与平盍眨理V竇轲分析:太 期的富甘养化何鹤 I 押」L-些Jfc区的!》护林问題 理论¥越:社俭?经済、自悠复合乐境实侪:林蛍建设中运列的自於杀紀与 绘析、社会廉统的关系何趁系06的站枸决(理论垦*3,分布式优于址中 丈和环式运功険獗用[实例,集虽龟塘 ifloa*整体大尸部份 硏賜建豪类印虜塌虫的 I实戲祈动,函在沼气I:弄的实施倩况 生 态 < 工 ? 生S r 和x 援生冬丄性 实剑 [MH;眾林中韌质.馳債的多圾利川何題 'I <滋策;进行综合比展熨笠査工程 L茶例;村以》!气为中心K1:STS 何坦:小 说域水土渝央何瞇 “对策:进行踪合淪理 案例,y-rftRiWK- “九子仪科出模式十只域牛 任展;的題:我凶土地荒淇化问肚舟复二、对紀tm邀权退耕还锹 还昭 I窠侧,迅餅还泾如三北功护林建说湿地生态像J 间劭re 农村妹合灰廉 毘生秦工思 小流域綜合治 理生态工栓* 旷区復弁地的 生态丄粋 对和 | 嶷蚀i 何 題; : 对瓶 I案傅 8 城市环境生杏(问題; Tff 海地的嬪小和越坏的何题 旳削活臬.退斶还湖等 江丙K阳制湿她生恋恢复工程 旷区生态歼境的破坏问题 修发土堆. 砂b尤栄山矿区生歩饮J4工程 城巾生?您系统面蛭的拉收、穴气、嗦廿?竽污滦问題 生恿匸程发 嚴的舸景 对策9案例:城M绿化、泻水糸化和凌弃物处理警体令治理(向 sa&tL 时 实捡及佰果 失敗麵忸 给人类的口示 找国竺盃工程丙方国娥主态工號的待点 发摄的荒的分]比国生念工程的第点 析与脹垫我困生态丄程仔伍的问聒及发展简点 ”生?? 2 的 实監及启示 生巻工12的星本駅見

恢复生态学复习重点归纳

《恢复生态学》复习纲要 1、恢复生态学的概念和内涵 定义:研究生态系统退化机理、恢复机制和管理过程的科学。 恢复生态学是一门关于生态恢复的学科。恢复生态学是生态学的分支学科,但它又是环境学、地理学、林学、农学、草地学、湿地学、海洋学等多学科的交叉学科。具有较强的理论性和实践性。 2、生态恢复的机理 通过排除干扰、加速生物组分变化和启动演替过程使退化生态系统恢复到某种理想的状态。 3、退化生态系统的成因 自然因素:全球气候变化(如暖干化)、自然灾害(火灾、水灾等)、外来种入侵(包括人为引种后泛滥成灾的入侵)。 人为因素:过度垦殖、过度放牧、过度樵采、过度采挖、长期不合理的灌溉、矿山开发、基础设施建设、工农业污染等。据Daily(1995)对人为因素造成的退化生态系统排序:过度开发占34%,毁林占30%,农业活动占28%,过度收获薪材占7%,生物工业占1%。 人为干扰:过度开发、毁林、农业活动、过度收获薪材、生物工业、化学污染、深林砍伐、露天采矿、旅游、探险等。 自然因素:物理因素,水灾、火灾、冰雹风暴、洪水、地震、泥石流干旱胁迫、海岸和河岸冲击等;生物因素,生物入侵、病虫害侵袭、伤害和放牧。 4、什么是生态因子,生态因子作用的特点是什么 定义:环境中对生物的生长,发育,生殖,行为和分布有着直接或者间接影响的环境要素,生态因子是环境中对生物起作用的因子;环境因子则是指生物体外部的全部要素。特点:综合性、主导性、不可替代性和互补性、阶段性、限制性、间接性和直接性。 5、种群的基本参数有哪些 出生率和死亡率、迁入和迁出、种群和年龄结构和性比 种群的三个基本特征:空间特征、数量特征和遗传特征 6、景观生态恢复目标、原则和步骤

生态学重要知识点归纳总结

环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切得综合,包括空间及直接或间接影响该生物群体生存得各种因素。 生物环境:A大环境:地区环境(地球环境,宇宙环境)/a大气候:离地面1、5m以上得气候,由大范围因素决定。B小环境:对生物有直接影响得领接环境/b小气候:生物所处得局域地区得气候 大环境直接影响小环境影响生物,生物反作用环境。 生态因子:指环境要素中对生物起作用得因子(CO2 、H2O 、食、天敌……)分类:A性质:1气候因子2土壤因子3地形因子4生物因子5人为因子B有无生命特征:1生物因子2非生物因子C生态因子对动物种群数量得变动作用:1密度制约因子(食物,天地) 2非密度制约因子(气候,降水)D生态因子得稳定性及作用特点:1稳定因子(引力,光强)2变动因子{周期性变动因子(四季,潮汐)非周期性变动因子} 生态因子得作用特征:1综合作用2主导因子作用3阶段性作用4不可代替性与补偿性作用5直接或间接作用 生境:特定生物体或群体得栖息地得生态环境(所有生态因子构成生态环境) 利比希最小因子定律:地域某种生物余姚得最小量得任何特定因子,就是决定该生物生存与分布得根本因素 限制因子:任何生态因子,当接近或超过某生物得耐受性极限而阻碍其生存,生长,繁殖或扩散时之歌因素称为限制因子 耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上得不足或过多,即当接近或达到某种生物得耐受限度时会使该生物衰退或不能生存 生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即一个生态上得最高点与最低点,在最高点与最低得之间得范围称为生态幅 光质得生态作用:尽管生物生活在日光全光谱下,但不同得光质对生物得作用就是不同得,生物对光质也产生了选择性适应 光合有效辐射:光合作用系统只能够利用太阳光谱得一个有限带,即380710nm波长得辐能,这个带对应于辐射能流得最大节 黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄 植物物种间对光照强度表现出得适应性差异,就是已进化得两类值物间得差异:1阳地植物2阴地植物 动物对光照强度得适应:1昼行动物2夜行动物自然条件下,动物每天开始活动得时间常常就是由光照强度决定得,当光照强度达到某一水平时,动物才开始活动,因此不同季节随着日

选修三生态工程知识点详解

专题5生态工程知识系统表解【专题总系统】 【专题分系统】 5、1 生态工程的基本原理 概念人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理与方法,通过系统设计与调控技术组装,对已被破坏的传统生产方式进行修复、重建,对造成环境污染与破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,追求生态、经济、社会效益的统一。 建设目的遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益与生态效益的同步发展。 特点与传统的工程相比,生态工程就是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 建设原因传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤 与生物资源,消耗地球赠给我们的自然 资本。 【资料分析1】长江洪水泛滥的原因 【资料分析2】“石油农业”生产模式造成的 污染问题 作用就是实现循环经济(生态经济主要就是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化)最重要的手段之一。 范畴就是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶,就是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。 基本原理物质循 环再生 原理 理论基础物质循环 意义可避免环境污染对系统的稳定与发展的影响。 实例无废弃物农业 物种多 样性原 理 理论基础物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性 意义 可在有限的资源条件下产生或容纳更多的生物量,提高系统 生产力。 实例“三北防护林”建设、珊瑚礁生态系统生物多样性问题 协调与 平衡原 理 理论基础生物与环境的协调与平衡 意义 生物数量不超过环境承载力(又称环境容纳量,就是指某种环 境所能养活的生物种群数量),可避免系统失衡与破坏。 实例太湖富营养化、西北一些地区的防护林问题 整体性 原理 理论基础 ●自然生态系统就是一个有机的统一整体(要考虑到自然生 态系统规律); ●人类处在社会-经济-自然复合系统中(要考虑经济与社 会等系统的影响力以及社会习惯、法律制度的影响)。

选修三《现代生物技术专题》必背知识点(人教版)教学提纲

生物选修三易考知识点背诵 专题1 基因工程 1.基因工程:又名或 操作环境:;操作对象:;操作水平: 基本过程: 特点:;本质(原理): 2.基因工程的基本工具 Ⅰ.“分子手术刀”—— (1)来源:主要是从中分离纯化出来的。 (2)功能:能够识别,并且使 断开。 (3)结果:产生的DNA片段末端——。 (4)要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性末端? Ⅱ.“分子缝合针”—— (1)两种DNA连接酶(和)的比较: ①相同点:都缝合键。 ②区别:前者来源于,只能连接;而后者来源于, 能连接,但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的区别:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的 末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接的末端,形成磷酸二酯键。 Ⅲ.“分子运输车”——载体 (1)载体具备的条件: ①能在受体细胞中上,并随染色体DNA同步复制; ②具有一至多个,供外源DNA片段插入; ③具有,供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外,并具有自我复制能力的。 (3)其它载体: 3.基因工程的基本操作程序 第一步: (1)获取目的基因的方法:、、

(2)PCR技术 ①原理: ②条件:、、、 ③PCR技术与体内DNA复制的区别: a. PCR不需要酶;体内DNA复制需要; b. PCR需要酶(即Taq酶),生物体内的聚合酶在高温时会变性; c. PCR一般要经历三十多次循环,而生物体内DNA复制受生物体遗传物质的控制。 (3)注意:构建基因文库需要哪些操作工具? 第二步:——基因工程的核心 基因表达载体组成: +复制原点 (1):是一段有特殊的DNA片段,位于基因的首端,是识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。没有启动子,基因就不能转录。 (2):也是一段有特殊的DNA片段,位于基因的尾端,使转录终止。 (3)标记基因的作用:,常用的标记基因是。 第三步:将目的基因导入受体细胞 常用的转化方法: (1)导入植物细胞:采用最多的方法是法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 (2)导入动物细胞:最常用的方法是技术。此方法的受体细胞多是。 (3)将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用处理细胞,使其成为,有利于促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。 注意:重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是。第四步: (1)首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,方法是采用。用 (2)其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用方法是。 用 (3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是。 (4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状,需要。

鱼类生态学知识点

鱼类生态学复习资料 1,按照研究的生物组织水平可将鱼类生态学分为:个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、发展中的分子生物学。2,鱼类生态学:鱼类与环境之间相互关系的一门学科。3,鱼类的栖息环境:41% 淡水,58% 海水,1% 洄游。4,鱼类的经济利用:食用、药用、工业、观赏。 第一章:年龄1,鱼类的生活史:是指精卵结合直至衰老死亡的整个生命过程,亦称生长周期。2,鱼类的发育期分为:胚胎期、仔鱼期、稚鱼期、幼鱼期、成鱼期、衰老期。3,寿命:指鱼类整个生活史所经历的时间。主要取决于鱼类的遗传特性和所处的外界环境条件。其分为两类:生理寿命和生态寿命。 4,生长年带:一年之中所形成的宽阔环片和狭窄环片合称为一个生长年带。5,年轮:被规定为由密向疏过度的最后一条密的环片。 6,年轮标志的类别为:疏密型、切割型、碎裂型、间隙型。年轮的特点:清晰性、完整性、连续性、普通性。 7,副轮:或称假轮、附加轮。在正常的生长季节,由于饵料不足、水温突然变化、疾病或意外受伤等原因,使鱼体正常生长受到干扰,从而破坏了环片排列的规律性,在鳞片上留下痕迹。 8,副轮和年轮不同之处有以下四点:a,年轮一般见于鱼体的每一鳞片上,而副轮往往只出 现在少数的鳞片上;b,副轮不像年轮那样清晰、完整和连续,多半局限于某一区域。c,年轮仅仅表现为疏密结构的,则年轮内缘是密环,外缘是疏环;若为副轮则与此相反。d,副轮所构成的“生长年带”及其“疏带”和“密带”的比例不协调。 9,鱼的年龄表示方法:鳞片上没有年轮,用0 表示;有1个年轮,用1表示;依次类推。 为表示年轮形成后,在轮纹外又有新增的环片,则在年轮数的右上角加上“+”号,如0+、1 +… 0+ -- 1,1龄鱼,指大致渡过了一个生长周期;鳞片上无年轮、或第一个年轮 刚形成。 1+ -- 2,2龄鱼,指大致度过了两个生长周期;鳞片上有一个年轮,或第二个 年轮刚形成。 10,经常用作鱼类年龄鉴定的材料有鳞片、耳石、鳞条、鳞棘和支鳍骨、鳃盖骨、匙骨和脊椎骨等。最常用的是鳞片,因为取材方便,观察简便,不需特殊加工。 11,年龄结构或组成是种群的基本属性之一。种群的年龄结构通常由出生率、死亡率决定。12,渔获物年龄结构的分析,最直接的意义是用来判断渔捞程度、渔具合理性和水域渔捞量的合理性。 13,一般来说,凡种群年龄结构简单的鱼类,其幼体龄组在种群中所占数量百分比大,年龄金字塔低平,意味着种群的生产量大;而种群年龄结构复杂的鱼类,其幼体龄组,特别是1龄幼体在种群中所占数量百分比相对要小,年龄金字塔高耸,意味着种群生产量小。 第二章:生长1,鱼类的生长通常是指鱼体长度和重量的增加。2,生长式型:是指生长的方式、过程和特点。包括不确定性、可变性、阶段性、季节性、 雌雄相异性、等速和不等速性。 3,影响鱼类的生长因子有:外源因子食物、温度、溶氧、光照、盐度和其它、群落对生 长的影响。内源因子基因、遗传来控制生长。 4,食物对鱼类生长的影响,主要表现在数量、质量和颗粒大小三个方面。 5,食量:指在一定温度等环境条件下,鱼类每天摄食的食物总数量。其有三种关键性的 水平:维持食量、最适食量、最大食量。 6,食物的质量:主要是指食物中所含的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等含量。 7,生长效率:是衡量鱼类所社区的食物重量转化为机体组织重量的百分数的一个指标。8,补偿生

(完整版)生态工程学期末考试考点[1]

一、名词解释 1生态工程: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。 2可持续发展:既满足当代人的需要,又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。 3生态停滞:当一个生态系统中物质的输入量大于输出量,且超越生态系统自我调节能力时,过度输入的物质和能将以废物形式排放到周围环境中,或是以过剩物质的形式积蓄于生态系统中,这样就造成收支失衡,原有协调结构与功能失调,导致环境污染。 4自组织理论:生态系统通过反馈作用,依照最小耗能原理,建立内部结构和生态过程,使之发展和进化的行为。 5互利共生:是指两种生物生活在一起,彼此有利,两者分开以后都不能独立生活。 6生态位:生态系统中各种生态因子都具有明显的变化梯度,这种变化梯度中能被某种生物占据利用或适应的部分称为生态位。 7自我设计:系统不藉外力自己形成具有充分组织性的有序结构。 8环境的时间节律:由于光照的周期性变化,地球上的温度、湿度、降水等随时间变化而不断变化。对于每年、每月、每日的不同变化动态分别称为年周期、月周期和日周期,另外还有季节变化。这些变化称之为环境因子的时间节律。 9机能节律:生物的机能节律也称之为律动,这种机能节律与环境因子的时间节律有着密切的关系,生物机能节律也分为年周期、季周期,月周期和日周期,这些周期性变动称其为生物的机能节律。 10湿地:是一个介于典型陆生生态系统和水生生态系统之间的湿地生态系统。(以水的存在为特征、其土壤与邻近的高地明显不同、供养的植物适应湿生条件) 11生态恢复:恢复生态系统合理结构、高效的功能和协调的关系。 12最小限制因子:在“稳定状态”下,当某种基本物质的可利用量小于或接近所需的临界最小量时,该基本物质即为限制因子。 13物种耐性限度:每种生物有一个生态需求上的最大量和最小量,两量之间的幅度。 14山地:许多山岭、山谷连绵交错组合而成的地区。高差一般在200米以上,地质复杂。15沙地:在半湿润、半干旱地区,由于受自然及人为因素的综合影响和干扰,形成类似沙漠的地貌类型,称为沙地。 16废弃地: 17加环:在一个生态系统或复合生态系统中的食物链网或生产流程中,增加一些环节,改变食物链结构,扩大与增加系统的生态环境及经济效益,以发挥物质生产潜力,更充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量,促使物质流与能量流的途径畅通,此称为加环。 18污水土地处理系统:利用土地及其中微生物和植物根系对污水进行处理,同时又利用其中水分和肥分促进农作物、牧草或树木生长的工程设施。 19生态城市:从广义上讲,是建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上的新的文化观,是按照生态学原则建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型社会关系,是有效的利用环境资源实现可持续发展的新的生产和生活方式。狭义的讲,就是按照生态学原理进行城市设计,建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。 20矿山废弃地:指采矿活动所破坏和占用、非经整治而无法使用的土地,包括裸露的采矿岩口、废土(石、渣)堆、煤矸石堆、尾矿库、废弃厂房等建筑用地,地下采空塌陷地及圈定存在采空塌陷隐患的荒废地等。 21矿山复垦:指对在生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等原因造成的矿山破坏,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动。 22海滩生态工程:利用海滩及海岸带的第一性生产力为主要成分组建的海滩生态工程,具

成人高考生态学基础知识点

成人高考生态学基础知识点 本文成人高考2020年生态学基础知识点,跟着成人高考频道来了解一下吧。希望能帮到您! 1、常用生命表的主要有哪些类型及各自的特点。 常用生命表主要有以下几种类型: (1)简单的生命表只是根据各年龄组的存活或死亡数据编制的。 (2)综合生命表与简单生命表不同之处在于增加了描述了各年龄的出生率。 (3)动态生命表是根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察资料编制而成。这类生命表或称为同生群生命表。动态生命表中个体经历了同样的环境条件。 (4)静态生命表,是根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查资料编制的。静态生命表中个体出生于不同年(或其他时间单位),经历了不同的环境条件。因此,编制静态生命表等于假定种群所经历的环境是没有变化的,有的学者对静态生命表持怀疑态度,但在难以获得动态生命表数据时,如果将静态生命表应用得法,还是有价值的。

2、写出逻辑斯谛方程,并指出各参数的含义。 dN/dt:rN(1-N/K)=rN(K-N/K) 式中:N表示种群大小;t表示时间;dN/dt表示种群变化率;r表示瞬时增长率;K表示环境容量。 或写该方程的积分式:Nt=K/l+ea-rt 式中:e表示自然对数的底;a表示曲线对原点的相对位置 3、自然种群的数量变动包括哪些类型? (1)季节消长(2)不规则波动(3)周期性波动(4)种群爆发或大发生 (5)种群平衡(6)种群的衰落与灭亡(7)生态入侵 4、动物的领域性及决定领域面积的规律。 领域性是指由个体、家庭或其他社群单位所占据的空间,并积极

保卫不让同种其他成员侵入,以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵者宣告具领主的领域范围;以威胁或直接进攻驱赶入侵者等的行为。决定领域面积的几条规律: (1)领域面积随领域占有者的体重而扩大。 (2)食肉性种类的领域面积较同样体重的食草性种类大,并且体重越大,这种差别也越大。 (3)领域行为和面积往往随生活史周期性变化,尤其是繁殖节律而变化。例如,鸟类一般在营巢期中领域行为表现最强烈,面积也大。 5、种群出生率和死亡率可区分为哪几种类型? 种群出生率是描述任何生物种群产生新个体的能力或速率。出生率还可分为下列几种: (1)绝对出生率是指单位时间内新个体增加的数目。 (2)专有出生率是指每个个体的绝对出生率。 (3)最大出生率是指种群处于理想条件下(无任何生态因子的限制

新人教版高中生物选修3生态工程的基本原理

生态工程的基本原理 『课标解读』 1、知识方面 简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。 简述生态工程的原理,举例说出各原理的内容。 2、情感态度与价值观方面 关注生态工程建设。初步形成物质循环利用、协调与平衡、多样性、局部与整体相统一的观点,树立可持续发展的观念。 3、能力方面 尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策。 『网络构建』 生态工程建设目的:遵循自然界的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止,达 到和的同步发展。(少消耗、多效益、)生态经济:主要是通过实行“”原则,使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一是。 1)原理:物质能在生态系统中循环往复, 2)原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的 生态工程原理 3)原理:生态系统的生物数量不能超过(环境容纳量)的限度 4)原理:生态系统建设要考虑自然、、的整体影响 5)原理系统的结构决定原理:要通过改善和优化系统结构改善功能 系统整体性原理:系统各组分间要有适当的,使得能量、 物质、信息等的转换和流通顺利完成,并实现总 体功能大于各部分的效果,即“1+1>2” 答案: 物质循环环境污染经济效益生态效益可持续循环经济生产原料生态工程物质循环再生分层分级利用物种多样性抵抗力稳定性协调与平衡环境承载力整体性经济社会系统学和工程学功能比例关系之和 『重难点归纳』 一、分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的,能量的流动包含在物质的循环利用过程中,随着食物链的延伸逐级递减。能量的多级利用和物质的 循环利用:桑叶喂蚕,蚕产蚕丝;桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中,作为鱼饲料,经过鱼塘内的食物链过程,可促进鱼生长;甘蔗可榨糖,糖渣喂猪,猪的排泄物进入鱼塘;鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解,又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地,发展了多种经营,为农民创造了多种收入的门路,完全符合“无废弃农业”的要求。 二、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什

景观生态学知识点总结 - 副本 (2)

一、名词解释: Porosity 孔隙度是景观内具有闭合边界的斑块密度的量度,指单位面积上具有闭合边界的斑块数目 Landscape boundary景观边界是在特定时空尺度下相对均质的景观要素之间所存在的异质性过渡区域。 Ecotone 生态交错带是相邻生态系统之间的过渡带,往往也是尺度较大的不同景观类型之间的边界地带,如沙漠边缘、海陆交错带、山地与平原的交错地带等。 Grain size粒级景观组分规模大小的量度 Contrast 景观对比度指相邻的不同景观单元之间的相异程度 Langscape heterogeneity景观异质性指景观系统特征在空间和时间上的不均匀性及复杂程度 Venturi effect狭管效应(瓶颈效应) 能量和物质在通过景观的狭窄地带时流速改变 Landscape change景观变化是研究景观在各种内弯部驱动因素作用下其结构和功能随时间推移发生的变化过程、特征与规律,也称景观动态(landscape dynamic)。 Disturbance 干扰剧烈影响生态系统、群落或种群结构,并能改变资源和物理环境的相对离散性事件。 Frequence 干扰频度指同一地区同一植被或同一景观内,单位时间某一干扰发生的次数。 Return interval cycle or turnover time干扰重发间隔指一个地点相邻两次干扰间隔的平均年数,为频度的倒数,主要指周期性不明显的干扰。某处100年发生一次火灾,此处每年发生火灾的频度为0.01,间隔为100。 Scale 尺度对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度 尺度通常用粒度、幅度和范围来表达。大尺度对应小比例尺,小尺度对应大比例尺。 Scaling 尺度推绎指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上特征的过程,或者通过在不同尺度上的研究来讨论生态结构、过程、功能等景观生态学问题跨尺度特征的过程,即为跨尺度信息转换,也称尺度演绎或尺度外推(scale extrapolation)。内容:尺度的放大或缩小(改变粒度或幅度来实现);系统要素和结构随尺度变化的重新组合或显现;根据某一尺度上的信息,按一定规律方法推测研究其他尺度上的问题。 Landscape ecological classification景观生态分类根据景观的空间结构与生态功能特性来划分景观生态系统的类型。 Suitability 适宜性也称适宜度,是一定土地单元的某种特殊利用方式与其生态环境协调关系的一种量度。 Suitability analysis适宜性评价指相对于特定生态过程的景观潜力和景观利用合适程度的综合评估。 Landscape ecological evaluation景观生态评价是对景观属性的现状、生态功能及可能的利用方案进行综合判定的过程。 Ecosystem health生态系统健康指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和干扰后的恢复能力。活力、组织结构、恢复力为其特征。 Ecosystem service生态系统服务功能指生态系统与生态过程所形成的维持人类生存的自然环境条件及其效用。替代市场价格法、全变估值法Ecological security,eco-security生态安全指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要来源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全,组成一个复合人工生态安全系统。狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平反映。 Ecological footprint生态足迹法是基于土地面积的量化,它是通过核算人类生存所需的生物生存土地面积与该地区所能提供的实际土地面积相比较,判断该地区人类活动是否处于生态承载力范围之内。 通过测算研究区域生态足迹、生态承载力、生态赤字来测评区域可持续发展状况。 Ecological capacity生态承载力指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积的总和 Landscape ecologicalplanning景观生态规划是指运用景观生态学原理,以区域景观生态系统整体优化为基本目标,在景观生态分析、综合和评价的基础上,建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。 Landscape ecological classification景观空间分类就是根据景观的空间结构域生态功能的特性来划分景观生态系统的类型。单元确定(以功能关系为基础),类型归并(以空间形态为指标) Wetland 湿地是指天然或人工、长久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动的咸水或淡水或半咸水体者,包括低潮时水深不超过6m的水体。 二、填空、选择: 景观地理学概念——洪堡德 景观生态学创始人——特罗尔 景观的基本特征: 1、景观是由异质性的土地单元组成的镶嵌体,即生态系统的聚合。异质性是景观的基本属性。 2、景观由相互作用和相互影响的生态系统组成 3、景观是处于生态系统之上、区域之下的中等尺度的空间实体 4、景观具有一定自然和文化特征 5、具有一定的气候和地貌特征 6、与一定的干扰状况的聚合相对应 渗透理论用以描述胶体和玻璃类物质的物理特性,并逐渐成为研究流体在聚合材料媒介中运动的理论基础 斑块的类型环境资源斑块、干扰斑块、残存斑块、引入斑块(植入斑块、聚居斑块) 按廊道的结构和性质划分线状廊道带状廊道河流廊道 廊道的功能资源功能通道功能屏障功能、防护功能美学功能 廊道的双重性质:1、廊道将景观不同部分隔离开。2、廊道又将景观不同部分连接起来并可起保护作用,这两方面的性质是矛盾的,却集中于一体,区别点在于起作用的对象不同。 景观边界的特征异质性动态性宏观性尺度性 最常见、最简单的景观空间格局构型斑块——廊道——基质 网眼大小:网络线间的平均距离或网线所环绕的景观要素的平均面积。网眼大小在采伐作业和农业经济方面也有一定意义,如适当的道路密度可以减少木材的运输费用,田块的大小也与农田耕作方式密切相关。 景观空间格局有均匀格局聚集格局随机格局组合格局 均匀格局景观包括:点阵格局、渐变格局、带状格局、交替格局、棋盘格局、网状格局、环状格局楔状格局 聚集格局:群居格局、线状格局、交错格局、放射格局、水系格局、指状格局 随机格局:散点格局、散斑格局、镶嵌格局 景观破碎化指由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由简单趋于复杂的过程,即景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块状镶嵌体的过程。 景观间流的运动机制:半透膜观点;关于源区和汇区的观点 景观要素之间物质、能量和物种的流动靠的是五种媒介物:风、水、飞翔动物、地面动物和人。 动物在景观中的运动方式巢区活动散布迁徙 动物分布格局的一般规律 1、在多数情况下,大片同质性地区不适宜动物生存。 2、廊道与动物运动的关系决定于廊道类型和动物种类。 3、动物巢区通常呈扁长形,有时呈线条形。 4、景观异质性特征在景观功能中起着特别重要的作用。 景观的一般功能包括生产功能生态功能美学功能文化功能 山地森林对河流的作用:1、维持景观稳定性和保持水土;2、维持河流生物的能量和保持水土;3、维持河流良好的水文状况;4、维持河流的良好水质景观阻力的影响因素包括:生态流通过界面的频率;界面的不连续性;景观要素的适宜性(龙游浅滩遭虾戏,虎落平川被犬欺);各景观要素的长度 景观关键点: 1、具有重要内容或源地效应的部位,或者不同寻常的地物。 2、变化较频繁的区域,特别是生态敏感区,以及那些一旦受到干扰就长时期得不到恢复的区域。 3、各种形式流交汇的地方。 解释一方水土养一方人由于不同的人类活动方式而带有明显不同的文化色彩,同时也对生活在景观 中的人们的生活习惯、自然观、生态伦理观、土地利用方式等文化特征产生 直接而显著的影响。 景观文化性原理(一方水土养一方人) 1、人的景观感知、认识和准则影响景观并受景观的影响 2、文化习俗强烈的影响居住景观和自然景观 3、自然界的文化概念不同于科学的生态功能概念 4、景观外貌反映文化准则 判断景观变化的标准是 1、景观的基质发生变化,一种新的景观要素成为景观基质。 2、几种景观要素类型所占景观面积百分比发生足够大的变化,引起景观内 部空间格局的变化。 3、景观内产生一种新的景观要素类型,并达到一定覆盖范围。 景观变化的空间过程有五种穿孔分割破碎{影响整个区域/一个斑块} 收缩磨蚀{单个斑块或廊道} 整个区域的连接性随着分割过程和破碎化过 程的增强而减小。 按干扰的作用强度划分轻度干扰适度干扰严重干扰极度干扰 常见的干扰现象有火干扰放牧土壤物理干扰土壤施肥践踏外 来物种入侵人类干扰等 影响干扰发生及效应的因素:群落组成及结构;立地条件,影响干扰的发生 及严重程度;植物的生态对策;景观特征 土地分类法、传统的景观分类法、景观生态分类法的区别联系 1、土地分类法即发生法强调属性至上,把土地划分成性质相对一致的空 间单元,但较少考虑到土地的空间形态,从而使空间单元的边界难以确定。 2、传统的景观分类法强调空间形态和空间异质性组合特征,并没有考虑 景观的本质属性 3、景观生态分类法不仅考虑景观的自然属性,同时也考虑景观的空间形 态的差异。 景观生态分类的基本原则:综合性原则、主导因子原则、实用性原则、等级 性原则 景观生态分类的一般步骤 1、目标定位与资料收集 2、景观特征提取与分析 3、分类等级和主导因子确定 4、样点确定与野外调查 5、景观生态分类体系的建立 6、精度评价与结果校正 7、景观生态分类图制作 适宜性评价是生态规划的核心 景观分类与制图是基础 景观生态评价表现:1.根据一定的标准评价;2.是一个系统分析过程即必须 做出事实判断;其本质是对景观功能价值进行判断。 土地适宜性评价指标气候地貌土壤肥力土壤质量土地利用格局 变化等 适宜性评价的一般步骤 1、确定生态规划区范围,明确适宜性评价的具体目标 2、将规划区划分网格,分别进行生态登记 3、根据评价目标确立适宜性评价指标体系 4、各单因子指标量化,或者建立各单因子指标适宜性模型,制定生态适宜 性评价标准 5、适宜性综合评价,同时给出每一土地利用方式的生态适宜性图 生态安全评价框架模式压力——状态——响应 (pressure-state-response,P-S-R)[北京市:p:能源方面,s:大气、水、土 壤、生物,r:新技术和投资]驱动力——状态——响应(driving force-state-response,D-S-R)驱动力——压力——状态——影响——响应 (driviing force-pressure-state-impact-response,D-P-S-I-R) 景观生态规划的步骤 1、规划目标与范围确定 2、资料收集与景观生态调查 3、景观格局与生态过程分析 4、景观分类与制图 5、景观生态适宜性分析 6、景观功能区划分 7、规划方案评价及实施 景观生态规划的原则 1.自然优先原则 2.整体优化原则 3.特殊性原则 4.综合性原则 一个生物圈保护应由核心区、缓冲区、实验区三个功能区组成 理想的农区景观生态规划应反映农区景观资源提供农业的第一性生产、保护 和维持生态环境平衡及作为一种特殊的旅游观光资源三方面的功能。 Eg:南方丘陵地区多水塘体系景观模式,控制富营养化现象。符合景观生态 流与空间再分配原理。 星状城市景观对消除大气污染的效果最好 城市景观生态规划的总目标:安全性、健康性、便利性、舒适性 绿地是城市景观中最重要的生态要素,一般通常用人均绿地面积和绿地覆盖 率来衡量城市的绿化水平。 生态旅游区景观格局基本面貌是点(斑块)、线(廊道)、面(基质)的分布 状态旅游景点或景区以及空间斑块的形式镶嵌于具有不同地理背景的旅游 区基质上,旅游线路则是用以上连接景点或景区,以及对外交通的廊道,廊 道之间常相互交叉形成网络。 湿地景观特点:1)过渡性2)多样性3)生产力富集性4)坏境脆弱性eg: 我国成都活水公园展示了人工湿地系统处理污水的新工艺。包括:厌氧池、 人工湿地塘、床系统、养鱼塘系统以及连接各个工艺的水流雕塑和自然水沟。 三、大题: 1.试论述物种共存和斑块动态的平衡观点和非平衡观点。 答:平衡观点是从Gauss的竞争排除原理出发,以生态位分化作为物种共存 的基本机制,这个观点的基本内容包括以下两点:(1)凡生态位完全相同的 种,将产生种间竞争,一个种将被另一个种所排挤,最后将由一个种占优势。 (2)由多物种组成的稳定群落必须是由生态位不同的种组成。正是由于多 物种在生态位上的千差万别,才使很多物种得以生活在一个生态系统中。另 外,在看来是一致的生境中,实际上是由许多微生境组成的,在一个微生境 中,对资源要求相同的种会互相排挤,但从总体来说,确是多种共生。 非平衡观点并不反对竞争排斥原理,但认为由于干扰的存在,竞争排斥 不是通则,而是某些局部特点;干扰是维持物种共存的主要机制。竞争排斥 原理在自然界中能否普遍发生存在三个基本前提:(1)确实两物种在同一时 间中对同一资源产生竞争;(2)要在一个稳定的环境中;(3)要一直等到一 个物种完全排斥另一个物种所需的时间为止。但是由于自然环境的极端不稳 定性,并有天然干扰存在,因此就达不到竞争排斥,另外竞争排斥原理是以 闭合群落为基础的,而真实的群落实际上是一个开放的群落。正是由于这些 干扰的作用,所以中等干扰假说特别强调干扰在维持物种多样性中的地位。 干扰起的作用与竞争平衡正好相反,有下述三个特征:(1)干扰可创造一种 有利于竞争力弱的种的环境条件;(2)干扰频度如果比竞争排斥所需的时间 短,就可以防止竞争排斥发生;(3)干扰斑块如果在空间上接近于正在发生 竞争排斥的斑块,就可使被排斥种迁移到本斑块来。 2.谈谈你对“景观”概念的理解及其在园林规划中的指导意义。 答:景观的概念可以从三方面理解: (1)景观的美学概念。景观与英语中的风景(scenery)一词相当,与汉 语中的“风景”、“景色”、“景致”的含义一致。都是视觉美学意义上的概念。 (2)景观的地理学概念。地理学上将景观作为地球表面气候、土壤、 地貌、生物各种成分的综合体,具有地表可见景象的综合与某个特定区域综 合体的双重含义。 (3)景观的生态学概念。景观是指由一组以类似方式重复出现的、相 互作用的生态系统所组成的异质性区域。 (4)景观这三方面的含义有历史上的联系,从直观的美学观,到地理 上的综合观,又到景观生态学上异质地域观逐步发展而来的。 (5)对于园林规划设计工作者而言,首先应注意景观的美学价值,地 理景观的特征;其次,要重视景观格局形成的生态原因,科学深地认识规划 区的生态特征。在园林规划设计中,不仅要注意观赏上的美学要求,也要充 分考虑到景观结构在生态学上的合理性。 3.试运用实例分析景观生态学的尺度效应。 答:以景观与景观要素之间的关系来分析。景观强调的是异质镶嵌体,而 景观要素则强调均质性,即指外貌、结构、功能等方面基本一致的单元; 其次,景观和景观要素的地位是相对的,某一景观要素在某种条件下可 能成为景观;比如我们可以将武夷山风景名胜区划分为森林景观、茶园、农 田、河流、居住地等。这时森林景观是构成风景区的一个景观要素,但如果 研究武夷山风景区的森林景观问题,这时森林即为景观,构成森林的马尾松 林、杉木林、经济林、竹林、阔叶林等是其景观要素,这种现象并非说明景 观与景观要素可以任意互相调换地位,而是说明景观现象具有尺度效应。 4、在生态学中,稳定性的含义包含了哪两方面?怎样理解稳定性的尺度? 答:稳定性包括了两个方面的含义:一是系统保持现有状态的能力,即抗干 扰的能力;二是系统受干扰后回归该状态的倾向,即受干扰后的恢复能力。 任何景观都随时间发生变化,景观的稳定性只有相对的意义。在这里最 为关键的问题是所选取的时间尺度。评价景观是否稳定需要首先假定一个时 间尺度或者说是变化速率,当所观察的景观运动速率大于假定的运动速率 时,认为景观是变化的,反之认为景观是稳定的。 大尺度上景观结构和要素组成的变化需要很长的时间才发生,而小尺度上景 观的变化在短期就可以发生。在景观尺度上,稳定性实际上是许多复杂结构 在立地水平上不断变化和大尺度上相对静止的统一。 5、为什么说景观格局与过程分析对景观生态规划有重要意义。 答:不同的景观具有明显不同的景观空间格局,而景观空间格局是决定景观 生态流的性质、方向和速率的主要因素,同时景观格局本身也是景观生态流 的产物,即由景观生态流所控制的景观再生产过程的产物。因此景观的结构 和功能,格局与过程之间的联系与反馈始终是景观生态规划中的重要课题。 成功的规划与设计在于我们对规划区景观的理解程度,因为景观生态规 划的中心任务是通过组合或引入新的景观要素而调整或构建新的景观结构, 以增加景观异质性和稳定性,而对景观格局和生态过程的分析有助于做到这 一点。 6、与农田毗邻的林带对农田存在多方面的影响,试分析林带如何影响农田 的小气候。 答:(1)风速降低30%——40%;(2)减弱湍流交换,降低农田蒸发,保持 水分;(3)保持积雪,防止沙尘暴;(4)避免干热风(高温低湿且达到一定 风力的天气现象);(5)温度白天略增加,夜间略降低。 7、生态建筑的理念。 舒适健康是生态建筑的基础:健康是生活的保证,舒适是更高一级的生活质 量 高效清洁是生态建筑的核心:无废物排放,无有害生物。 和谐优美是生态建筑的精神境界:中国的传统建筑是人类建筑坏境与自然界 生物共生、能够均衡持续发展的文化体现。 8、住宅生态化的知道思想:生态住宅的思想基础——人类居住的生态学原 理,生态住宅的文化基础——人类欣赏景观的非现代性,生态住宅的美学基 础——超功利产生美,生态住宅的技术基础——仿生,生态住宅的环境基础 ——美化景观与治理污染结合,生态住宅的经济基础——不同经济收入水平 不同要求,生态住宅的社会基础——人际关系和谐。 9.基质的判定标准 1、相对面积通常基质的面积超过现存的任何其他景观要素类型的总面 积,或者说基质的面积应占总面积的50%以上,在异质性很强的镶嵌景观中, 可能任何一种要素的面积都在50%以下,这时就应考虑其他判别标准。 2、连通性假如景观的某一要素连接的较为完好,并环绕所有其他现存景 观要素时,可以认为这一要素是基质。因此,基质是景观中连通性最好的景 观要素。 3、动态控制当相对面积和连通性两个因素难以对景观基质进行判别时, 考察某种景观对当地生态环境的控制作用尤为重要。动态控制是一个功能指 标,即景观要素对景观动态的控制程度。 10.气候的意义 1、气候通过影响有机体的光合、呼吸作用等生命过程而影响其生长与发育 过程,从而影响其可能生长的种类或生态型等,进而影响由这些种类或类型 所组成的景观格局。 2、气候影响岩石的风化过程,从而影响地形地貌的形成过程。在同一气候 条件下,不同岩石的风化过程与结果不同,同一种岩石在不同的气候条件下, 其风化的过程与结果也有很大差别,如石灰岩即是一例。 3、气候影响土壤过程,从而影响土壤对植物供应水分、养分等的能力,同 时控制土壤水分和养分的各种途径。 11.自然保护区的生态规划和建设的方法 根据岛屿生物地理学的种—面积关系和平衡理论 1、大保护区比小保护区好。大保护区内物种迁入速率和绝灭速率平衡时, 拥有的物种较多;大保护区物种绝灭速率低。 2、栖息地是同质的保护区,一般应尽可能少的分成不相连的碎片。大保护 区物种存活率高,小保护区物种存活率低,大保护区比几个小保护区拥有较 多物种。 3、栖息地是同质性的保护区,如果要分成几个不相连的保护区,这些保护 区尽可能的靠近。这样将增加保护区物种迁入率,减小物种绝灭概率。 4、如果是几个不相连的保护区这些保护区应等距离排列。这意味着每一个 保护区的物种可以在保护区之间迁入和再定居;而在线性排列的保护区,位 于两端的保护区相隔距离较远,减少了物种再定居的可能性。 5、如果有几个不相连的保护区,用廊道把他们连接起来可能会明显的改进 保护功能。物种可以在保护区间扩散,而不需要越过栖息地之“海”,从而 增加物种存活机会。 6、只要条件允许,任何保护区应尽可能接近圆形,以缩短保护区内物种扩 散距离。如果保护区太长,当保护区局部发生种群灭绝时,物种从较中间区 域向边远区域扩散的速率会很低,无法阻止类似于岛屿效应的局部绝灭。 12.景观异质性与生物多样性 1、景观异质性与遗传多样性遗传多样性是生物多样性的基础,随着景观 破碎等作用导致的景观异质性的增加,生境多样性将提高,种群多样性将更 丰富,物种基因的交流频繁,遗传多样性将增。 2、景观异质性与物种多样性物种在异质性的景观中的定居可以是随机 的,但通常是非随机的,即景观异质性愈高,物种多样性也愈高。 3、景观异质性与生态系统多样性景观异质性增加,生境多样性也随之增 加,生态系统多样性也随之增加。

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