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第1篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：生態 水利 工程 設計 原則

水利工程對經濟與社會發展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態系統的脅 迫主要表現在兩方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規則化，即把自然河流的復雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質化，即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質材料。二 是指自然河流的非連續化。筑壩是順水流方向的河流非連續化，流動的河流生態系統變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了重大變 化。庫區內原來的森林、草地或農田統統淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養鹽輸移轉化的規律。由于水庫截留河流的營養物質，氣溫 較高時，促使藻類在水體表層大量繁殖，產生水華現象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮，而死亡的藻類沉入水底，在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，導致水庫的生態系統比河流的生物生產量低，相對要脆弱， 自我恢復能力弱。河流泥沙在水庫淤積，而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕，這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進行人工徑流調節，改變了自然河流年 內豐枯的水文周期規律，即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態系統的基本狀況。最后，眾所周知，不設魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續化是由于河流兩岸建設的防洪堤造成的側向水流的非連續性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通，阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區隔離，使岸邊地帶和洪泛區的棲息地發生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區的水、泥沙和營養物質，被限制在堤防以內的河道內，植被面積明顯減少。魚類無法 進入灘地產卵和覓食，也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少，導致灘區和洪泛區的生態功能退化。

概況地講，被改造過的河流生 態系統是由三個子系統組成。即：由動物、植物和微生物組成的生命系統，這是生態系統的主體。廣義的水文系統，包括地表和地下水體、土地、氣候系統等。再有 就是工程設施系統，這是人類改造河流的結果。后面兩個子系統組成生境，是生命支持系統。由于水利工程系統改變了河流形態，水庫調度運行又改變了原有的水文 規律，造成河流生態系統的生境變化，其結果可能造成河流生態系統生物群落多樣性的下降，使生態系統退化。

對于水利工程對河流生態系統的脅迫，應該采取正視而不是回避的態度。傳統意義上的水利工程學作為一門重要的工程學科，以建設水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求。現代科學發展使我們認識到，傳統意義上的水利工程學在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態系統本身的需求。而 河流生態系統的功能退化，也會給人們的長遠利益帶來損害。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人 類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象 是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學的理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水 利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學的新的學科分支－生態水利工程學（Eco-Hydraulic Engineering）。生態 水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學【2】 【3】。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴 重干擾河流重點進行生態修復。

生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）以及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建 設的主要手段之一。圖1表示了生態水利工程在河流生態建設中的地位。圖中右側表示人類活動對自然河流生態系統的干擾過程，左側表示人類活動對擾的河流 生態系統的修復過程。

這里討論的生態水利工程學的基本原則也是生態水利工程規劃設計的基本原則，筆者試歸納為以下五項內容。

1．工程安全性和經濟性原則

生態水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態系統可持續性的需求。 生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久 性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考 慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態水利工程的經濟 合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中需要進 行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

2.提高河流形態的空間異質性原則

有關生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環境的空間異質性（spacial heterogeneity）存在正相關 關系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環境之間相互影響、相互作用，具有一定結構和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結構與功能的多樣性。實際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生 境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統的某種 程度的退化。

河流生態系統生境的主要特點是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯系緊密性；上中下游的生境異質性；河流縱向的蜿蜒性；河 流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質性，造就了豐富的流域生境 多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態異質性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質、水文脈沖變化、河床材料構成等多種生態因子的異質性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說，提高河流形態異質性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造 成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度的退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣 性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其它生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河 流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。

在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流地貌歷史和現狀進行勘查和評估。 包括河流與相關濕地、湖泊的形狀與構成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩定性及淤積及 侵蝕狀況等，建立河流地貌數據庫。河流生物調查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規模和存量，建立生物資源數據庫。遙感 技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。

關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因 子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉 化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分 類和評估。需要強調的是，在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地設計。

3．生態系統自設計、自我恢復原則

有關生態系統的自組織功能的討論始于上世紀60年代，以后有不同學科的眾多學者涉足這個領域。以各種不同形式構成的自組織功能，是自然生態系統的重要特征。

生態學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現象，也用來說明食物網隨時間的發展過程。生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種 的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足 夠數量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行 的，而自組織功能是在生態系統中種群之間發生的。

生態系統的自組織功能對于生態工程學的意義是什么呢？& nbspH.T.Odum認為：“生態工程的本質是對自組織功能實施管理。”（1989）【5】。Mitsch認為：“所謂自組織也就是自設計” （2004)【6】。將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建 筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或 者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人 工與自然力的貢獻各占一半【7】。

我國古代傳統哲學注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一種崇尚自然，遵循自然規律的哲學觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開” （《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態學界一些學者認為，系統生態學的哲學理念應該追溯到公元前11世紀中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學思想，體現了促進與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉化，這些正是現代生態學的哲學基礎。

傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控 制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球 上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生 態工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。

要區分兩類擾的河流生態系統。一類是未超過本身生態承載力的生態系統，是可逆的。當去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實現自我恢復的目標。另 一類是被嚴重干擾的生態系統，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創造生境條件，再靠發揮自然修復功能，有可能使生態系統實現某種程 度的修復。這就意味著，運用生態系統自設計、自我恢復原則，并不排除工程師和科學家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉貼于 4．景觀尺度及整體性原則

河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。

所謂“整體性”是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

這里說的“景觀”（landscape）是指生態學中的景觀尺度。關于生態學的尺度問題，O’Neill，認為：“生態學不可能建立在單一的時空尺度 上，它應該適應所有尺度的調查研究。”（1986）【8】。按照這種觀點，尺度和層次成為生態學發展的關鍵。目前生態學理論把生物圈劃分為11個層次， 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態系統、群落、種群、個體、組織、細胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。

為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。一條河流的廣義水文 系統包括從發源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統，流域中由河流串聯起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區。廣義水文系統又與生物系統交織在 一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素 之間的相互關系進行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態修復問題，顯然是把復雜系統簡單割裂開了。

其次，必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。生態系統的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態到生境擴張時期的冗余狀態。

再者，要考慮生境邊界的動態擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發生 動態變動。Gosselink(1990)在研究水域生態系統物種管理的尺度問題時認為，對于給定需要修復的物種，考慮的范圍應是這個物種的分布區 【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個概念，比如一個地區野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態系統。這個范圍的邊界，應劃定在某特定物種經常利用的一個很大的空間內。如果進一步擴展，還應該包括所謂“臨時生 境”，指在自然界對于物種產生脅迫的時期，成為該物種的避難所的地區。如果這個地區有若干種標志性動物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡 圖。另外，還要考慮流域之間的協調問題。考慮到河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能 是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調，

最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過 程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態現狀的關系。河流生態修復是靠時間作工作 的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。

需要說明的是，對于規劃、評估、監測這些不同的任務，工作對象的空間尺度可能是不同的。監測工作應該在盡可能大的尺度內進行。比如修復一塊濕地以吸引鳥 類，經過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監測工作可能在大陸的范圍內開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進行。規劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關的土地，也有定義其范圍為河流與對應某一洪水頻率的洪泛區。至于河流修復工程項目的實施，一般在關鍵的重點河段內進行。

5．反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統 有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代 替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求 最終形成一個健康、可持續的河流生態系統【10】【11】。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期 的目標發展，可能出現多種可能性。最頂層的理想狀態應是沒有外界脅迫的自然生態演進狀態。在河流生態修復工程中，恢復到未受人類干擾的河流原始狀態往往是 不可能的，可以理解這種原始狀態是自然生態演進的極限狀態上限。如果沒有生態修復工程，在人類活動的脅迫下生態系統的進一步惡化，這種狀態則是極限狀態的 下限。在這兩種極限狀態之間，生態修復存在著多種可能性。針對具體一項生態修復工程實施以后，一種理想的可能是：監測到的各生態變量是現有科學水平可能達 到的最優值，表示生態演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監測到的各生態變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態之間，形成了一個包絡圖。一項生 態修復工程實施后的實際狀態都落在這個包絡圖中間。

意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了 自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式 的設計方法。是按照“設計－執行（包括管理）－監測－評估－調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物 監測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監測系統，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監測數據，進行階段性的評估。評估的內容是河流生態系統的結 構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比 較。評估的結果不外乎有幾種可能：1）生態系統大體按照預定目標演進，不需要設計變更；2）需要局部調整設計，適應新的狀況；3）原來制定的目標需要重大調整，相應進行設計。

在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design

and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

參考文獻

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【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration，

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【3】董哲仁，生態水工學的理論框架[J]，水利學報， 2003年第1期P1-6

【4】董哲仁，河流形態多樣性與生物群落多樣性[J]，水利學報，2003年第11期，

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【5】Odum， H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].

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【11】董哲仁河流生態恢復的目標[J].中國水利，2004年第10期，P1-5

【12】董哲仁美國基西米河生態恢復工程的啟示，水利水電技術，2004年第9期，

第2篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：生態；水利工程；規劃設計

中圖分類號：TV文獻標識碼： A 文章編號：

引言

生態水利工程對社會的進步和環境的可持續發展都有著非常重要的作用，與常規的水利工程不同，它將人類利益與生態環境緊密聯系，需要我們高度重視，本文通過對水利工程的現狀分析及水利工程對河流生態系統的影響提出生態水利工程的重要性，并闡述了如何進行生態水利工程的規劃設計和施工問題。

1、當前生態水利工程設計工作面臨的困難

1.1 當前的生態水利工程設計缺乏基于不同區域的評價標準和設計方法

生態水利工程對于工程的服務目標具有明顯的地域性區別，因為對于不同地區的生態環境來說它們都具有自己的特點，所以生態水利工程每個地區也應該具有不同的特點，必須因地制宜的進行設計和規劃。對于我國的生態水利工程建設來說也有了一些大體的方法和設計標準，但是對于不同地區的工程來說就沒有具體的設計指標和參考模式。因此，對于我國現階段的生態水利工程的設計和建設來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對于不同地區生態環境特點的把握以及因地制宜的不同設計方案，這也是下一步工作中應該主要解決的問題。

1.2 生態水利工程設計工作的目標和標準的確定比較難

對于生態水利工程來說其建設的目標和任務與原有單一的水利工程建設來說有所不同，它更加注意維護和保證生態環境的健康和發展，主要任務和目標就是實現人類和生態系統的和諧相處。所以基于這種特殊的任務，生態水利工程建設的第一步就是確定好設計的目標和建設標準，對于工程要達到的標準都要有一個具體的量化。目前我國的生態保護工作的目標還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標和標準，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的予期目標和標準的建設以及工程的建設質量都帶來了一定的困難。

1.3 生態水利工程設計缺少生態水文測驗資料

生態水文的測驗資料是生態水利工程設計的關鍵和重要參考內容。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態過程的正負影響機理，就很難基于生態系統的自組織規律尋求生態水利工程的設計理論、方法與技術參數。當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態水利工程設計對資料的需求。有關生態水文站方面的設計與布局在我國還未正式開展，國內也少有報道，不過我國已經提高了對這方面工作的重視程度，經過一段時間的努力也會有一定的發展的。

1.4 生態水利工程設計技術人才匱乏、高水平的設計不易

實現生態水利工程是水利工程和生態學的有機結合，需要生態水利工程的設計人員不僅具備水利工程設計的知識和經驗，還要具備生態保護和生態恢復學的理論和知識。以往的人才培養目標和方向，使兩者分屬于不同的學科與專業，具有兩方面綜合知識和設計能力技術人才匱乏，加之生態水利工程的實踐活動的經驗缺乏，可以參考與借鑒的設計項目有限，難以保證生態水利工程的設計水平和質量。

2、生態水利工程設計的基本原則

2.1 確保工程的安全性和經濟性

生態水利工程作為水利工程的分支，首先要遵守水利工程的設計原則，保證工程安全性是任何水利工程設計的最基本的原則。設計過程中，設計人員應深入實際，充分考察水體的水質、水流等基本情況，進而充分考慮水對建筑物的侵蝕作用、對泥沙的堆積和搬運作用，同時還應全面把握河道走勢的自然規律等。只有保證了工程的穩定性、持久性以及設施的安全，才能確保建筑物持久地發揮其功能。在保證了工程安全性的同時，我們還應對工程的經濟性進行合理分析，力求實現資金投入最少、經濟小于和生態效益最大化的基本原則。

2.2 保證水體內部環境的多樣性

相關調查顯示，一個地區的非生物環境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區的自然環境種類多樣，當地的生物種類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復雜，這樣生態系統對外界變化的適應能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內的水體內部環境日趨單一化，那么，就會導致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結構逐漸簡化、生態系統日趨單一化，造成水體對外界變化的適應能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設計過程中，設計人員需要對河流的近期及遠期的水文情況進行深入了解，掌握生物種類與生態環境間的關系，進而對設計草案組建數學模型，對其可行性、可操作性進行論證，從而保證水利設施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環境，進而將對自然環境的影響降到最低。

2.3 確保河流生態系統的自我修復功能

與傳統水利工程相比，生態水利工程除了要保證傳統水利工程的基本原則外，還需要在設計的時候，充分考慮保護生態系統的自我修復功能，也就是要維持生態系統的可持續性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經過長期的自然選擇后所形成的生態圈才具備良好的自我修復功能，發揮其作用。所以，在生態水利工程設計時，應盡量避免絕對化的人為力量，應充分將人為力量與自然的影響進行有機結合，從而利用生態系統的自設計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結構。這樣，不僅僅可以取得生態系統保護及恢復方面的成效，還能降低工程的建設成本，降低工程造價，獲取更高的經濟效益和生態效益。

2.4 確保河流生態系統的整體性

在傳統的水利工程建設過程中，水體常被人為地劃分成不同功能且相對封閉的小區域，影響了水體之間的相互聯系，極大地降低了水體內不同小環境之間的能量交換及物質交換速度，從而人為地破壞來河流生態形同的穩定性和整體性。生態水利工程在設計時，應充分掌握施工流域內生態系統各要素之間的相互關系及作用方式，盡最大限度地保持并恢復水體的原始狀態，確保河流的生態系統的整體性不受到外力的破壞，而不能僅僅是在工程結束后，單純地對河道水文系統進行修復或是只對河岸的植被進行修復。

2.5 確保建立完善的河流生態系統和水利設施之間的反饋機制

生態水利工程設計以成熟的河流生態系統為主要參照物，并充分利用生態學可的相關理論和環境工程的先進技術，力求打造一個健康的、可持續發展的河流生態系統，從而保證工程設施內部的各自然要素可以在不需要人工干預的環境自發地進行活動，維持生態環境的穩定和河流水體的質量。通常這種自發活動的方向不是單向的，這種不確定性使得生態水利工程的設計應遵循一種“反饋調整”的設計方法，也就是說，在設計方案執行之后，仍舊需要對水體的環境進行長期的監督和評價，并根據反饋的信息對水利工程項目進行不斷的調整與完善。

結束語

生態水利工程是一門將生態學和工程學很好的結合在一起的一門學科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學科。該學科最主要的特點就是順應了人類和時展的需要，我國雖然說在這方面技術起步的比較慢，不過目前也越來越重視該學科的發展，尤其是對于在生態水利工程設計原則方面存在的問題，也在運用大量的人力物力去研究，借鑒了許多國外的先進經驗和技術方法，也初步形成了一些設計原則，雖說還不太完善，不過在將來的不斷研究和發展中，最終會取得比較大的進步和提高。

參考文獻

[1]邵蕾，李麗.淺談生態水利工程的規劃設計基本原則[J].民營科技.2011.

第3篇：生態工程的基本原理范文

生態水利工程實現了生態學與水利工程學的有機結合，這一設計理念的實際應用將人與自然和諧相處的思想融合在實際工程中，與人類的發展、自然的發展、社會的發展相適應。近幾年來隨著人們環保意識的不斷增強，生態水利工程也成為一大研究熱點。在生態水利工程規劃設計中需要遵循幾點原則，才能將工程的生態功能充分發揮出來，從而保證其生態效益。本文就針對該問題進行討論。

關鍵詞：生態理念；水利工程；設計原則

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

一、生態水利工程簡介

傳統的水利工程主要包括結構力學、水力學及水文學等專業內容，而生態水利工程則工程力學的基礎上對人與自然的和諧相處更加關注，研究重點更加側重于人類行為對水域產生的影響。可以說生態水利工程實現了環境工程學與生態學的有機結合，是一個專業性、綜合性較強的跨領域體系。由此可見，與傳統水利工程相比，生態水利工程體現出如下特征：

首先，資金密集。生態水利工程建設與普通水利工程相比，體現出建設周期長、技術難度高、工程規模大的特點，因此建設過程中需要大量的資金支持。其次，水利工程的經濟效益與生態效益體現出較大的不確定性。再次，生態水利工程與環境有著密切的關系。生態水利工程的建設會直接影響到自然的生態環境、氣候以及人類的經濟社會，并且這些影響是互相作用的過程；盡管這個過程中利弊共存，但仍然遵循水利工程規劃設計的原則將有利的一面積極發揮出來，消除存在的弊端。最后，生態水利工程體現出綜合性、系統性的特征，從而影響到水域及水域之間的制約性與聯系性。

二、生態水利工程規劃設計原則

分析生態水利工程的特征可知，要實現工程的生態效益、社會效益、經濟效益，就必須遵循以下幾個設計原則：

（一）安全性與經濟性原則

生態水利工程是一項綜合的系統工程，需要對相關水系進行綜合治理，而這個過程中不僅要滿足人類的社會需求，比如防洪、灌溉、供水、發電、航運等，還要實現生態系統的可持續發展。滿足水文學與工程力學的要求，基于特定的設計標準進行設計，有效承受洪水、風暴等自然荷載；根據河流地貌學原理設計河流的縱斷面與橫斷面，并充分考慮河流特征，包括河流泥沙輸移、淤積、河流侵蝕、沖刷等，對河勢的變化規律進行動態分析，以保證工程的安全性、穩定性與持久性。此外，還要遵循控制風險、實現工程經濟效益最大化的原則，對其經濟合理性進行全面分析。實際工程建設過程中，生態演替的過程及結果始終處于動態變化的狀態，這種不確定性因素導致生態水利工程的風險升高。因此規劃設計過程中要在多個設計方案中進行優選，對生態系統進行動態的、持續的定點監測及評估。

（二）河流形態的空間異質原則

某個區域生態環境空間異質性越高，證明其小生態環境就越多樣化，則允許更多的物種共存儲反之，非生物環境越單調，也會直接影響到生物群落的多樣化，從而影響到生物群落的性質、密度、比例等一系列指標，最終導致生態系統的退化。人類活動對自然河流的渠道變化、河流的非連續化等均會產生直接的影響，尤其是大規模的治河工程，會導致河流生態環境趨于單一化，河流的生態系統也會發生不同程度的退化，生態水利工程所具備的生態功能即是提高生物群落的多樣性。不過實際的工程規劃需要注意一點，即并非靠人工種植岸邊植被、在河流區域引入魚類、鳥類或其它生物物種就能實現生態多樣化的效果，而是要提高河流形態的異質性，保證其與自然河流的地貌學原理相符，為生物群落的多樣化發展創造更好的條件。

（三）遵循生態系統自我恢復的原則

在傳統水利工程規劃設計中，主要是通過控制自然河流來實現工程的經濟目標，而生態水利工程的規劃設計必須樹立全新的工程理念，摒棄對自然界加以改造、控制的做法，不得采用人力及技術控制自然界；而是要將生態系統自組織、自設計的能力充分利用起來，真正實現人與自然的和諧相處。需要注意一點，即“世界上不存在兩條相同的河流”，每條河流都有自己鮮明的生態特征，因此生態水利工程要在因地制宜的基礎上進行規劃設計，將每條河流的自然屬性、美學價值等突顯出來，提高生態工程規劃設計方案的適用性、合理性。

（四）反饋調整式設計原則

基于生物發展的宏觀角度而言，其過程呈現出逐步螺旋漸進式的特點，相應的，河流修復時間也是一個漸進的、長期的過程。地球上自然界的生態系統發展、進化經歷了數百萬年的時間，而發展進化的過程十分復雜，生物群落也十分多樣，并且發展過程中系統的有序性及內部的穩定性均呈現出一定的變化，在不斷變化的過程中提高自身對發展環境條件的免疫力。即使基于較短的時間尺度而言，一種形態的生態系統演變為另外一種形態系統同樣需要數年時間，故在生態水利工程中無法在短時間內看到河流恢復的效果。生態水利工程的規劃設計主要是參照成熟的河流生態系統結構，其主要目的是形成一個可持續發展的河流生態系統；而這個自然生態演替的過程是從水利工程項目開始執行之日起開始，而整個過程則體現出不可預見性。很難通過河流生態修復工程使河流恢復到未受人類干擾前的原始狀態，因此河流的原始狀態從某種程度上講是自然生態演進的極限狀態上限；人類的生態修復工程僅是防止生態系統的進一步惡化而進入生態系統演進的極限狀態下限。在極限狀態的上限與下限之間則存在多種可能性。在具體實施一項生態修復工程后，理想的狀態是監測各生態變量已達到現有科學水平所能實現的最優值，反之則各生態變量僅達到人類可接受的最低值。

三、結語

總之，生態水利是實現人類文明進步及經濟社會可持續發展的重要手段，在水利工程建設過程中要充分考慮其生態環境影響，充分認識到生態水利的重要意義，在規劃設計過程中遵循安全性與經濟性原則、河流形態異質原則、反饋調整式原則及自我恢復原則，以保證生態水利工程的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1] 董哲仁.生態水工學的理論框架[J].水利學報,2013,(1):1 -6.

[2] 董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性[J].水利學報,2013,(11):1 -7.

第4篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：生態；水利工程；河道治理；護坡；原理

中圖分類號：TV85 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2013）06-（頁碼）-頁數

近年來，氣候異常現象不再偶然，全球性的洪水災害，持續干旱頻繁發生，海嘯和地震以及地震引起的洪水泛濫等災害不斷威脅著人們的生命和財產安全。人類為了避免此類災害引起的人身傷亡和經濟損失，利用水利工程進行防護，起到了較好的效果。然后，在進行水利工程建設過程中，難免會對環境造成不同程度的破壞，而環境的破壞又會加劇這種惡劣氣候的進程，因此，在進行水利工程設計時，有必要將生態保護融入其中，減少一些不必要的經濟投入，從側面又響應了國家低碳的號召。進行生態水利工程的設計，可以在減輕洪水災害、持續性干旱災害等產生的破壞性外，還能夠用于發電、供水、形成巷口和水上交通通道，促進民生事業的發展和經濟的發展。因此，設計水利工程時務必要統籌兼顧環境、社會、經濟等因素，保持水利工程建設與生態環境的平衡，以可持續發展觀為導向，引進生態水利工程概念，探究生態水利工程設計原則，促進人與自然和諧共處[1]。

1.生態水利工程、生態河道、生態護坡的含義

傳統水利工程主要以水文學、水力學、巖石力學、結構力學為主的工程力學體系。生態水利工程更加注重人與自然的和諧發展，更加關注人工工程對水體的影響， 吸收了部分生態學的理論與環境工程學的技術方法，成為一個跨領域的工程體系，具有極強的綜合性[2]。在水利工程中，往往需要對河道進行護坡、現澆砼護堤等進行工程設計與維護。因此，生態水利工程中包含生態河道治理和生態護坡的內容。生態河道治理是在利用生態修復技術，將河床和護岸等進行修復，恢復其生態的豐富多樣性和可循環性。生態護坡則是在保證河道護坡的基本功能的基礎上，利用生物的生長特性，形成水-土-生物之間的物質、能量和停息的良性循環體系[3]，

2.河道治理中生態技術利用的基本原理

2.1經濟安全性原則

生態水利工程特別是中小型河道進行治理時，必須堅持經濟性和安全性的基本設計原則。中小型河道的生態治理，是要將生態學原理引入其中，工程設計時要考慮河道的最大承受能力，河岸及護坡等的使用壽命，增加其安全耐用性。在進行河道的生態治理時，還要從經濟學角度加以分析，生態河道治理時，也要將工程項目的風險性的影響因素考慮進去，如本河道常年的水流情況，兩岸的生態系統情況，河道應急能力，護坡等的抗沖刷能力等進行監測和評估，將工程項目的風險性降至最低，實現經濟實用性。另外，在生態河道治理時還要實現經濟利益最大化，在保證其基本防洪通水能力外，還要能夠為日后的其它功能開發提供便利，如開發旅游、水利工程二次利用等。因此，生態水利工程設計時特別是進行生態河道治理時，要遵循經濟安全性的基本原則。

2.2充分發揮河流及護坡的生態自我修復能力

進行生態水利工程修建、維護時，特別是進行生態護坡設計時，都要遵循生態系統的自我恢復能力的原則。進行生態護坡設計時，設計人員必須對治理的河道現場進行調查，掌握第一手的現場資料，將邊坡原有的生物種群、土壤特性和常年的氣候條件等進行全面的了解，按照生物的生活習性，因地制宜，選配適應治理河道的生物，修復河道邊坡的生物多樣性，建立喬、灌、草三位一體的多層次的復雜結構，強調以灌木為主，中長期效果為主[4]，協調植物之間的關系，提高生物群體的生態恢復性，實現河道及護坡的自我恢復能力。通過生態護坡工程，利用植被對地表及地下水文進行滲透與反滲透，起到生態調解作用，實現河道生態治理后的自我恢復。因此，在生態水利工程設計時，要遵循自我恢復能力原則。

2.3遵循生態水域的生態系統性原理

河流不僅有其自身的生態和水文特性，還與周邊的森林、田地、鄉村等構成了一個生態系統，河流發揮著為生物提供生存空間的作用。水域生態是一個大的系統，廣義的水文系統不僅包括從發源地到河口的地下水與地表水系統，還包括河流串聯起來的湖泊、濕地、水塘、和洪澤區。水文系統與生物系統交織在一起，形成整個河流生態系統。如果河道受到影響，就會破壞它所聯系的整個河流的生態系統。在進行生態水利工程設計時，不能只僅僅考慮河道的水文問題，要充分考慮河流生態系統內各個要素之間的相互作用，及整個河流生態系統的修復問題。

2.4保護河流的生態多樣性

河道經過長時間的沖刷，無論植被還是地上、地下的水文都會發生惡性變化，影響河道的基本功能。因此，在進行生態水利工程設計時，尤其是河道治理中，必須保護河流的生態多樣性。河道生態治理工程設計時要考慮河道的寬度、河流的連續性、水位、流速、水溫等。河流的生態特點主要是：水-陸兩相和水-氣兩相的聯系緊密性；上中下游的生境異質性；河流縱向的蜿蜒性；河流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水—陸兩相和水—氣兩相的緊密關系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質性，造就了豐富的流域生境多樣化；河流縱向的蜿蜒性，形成了急流與緩流相間；河流橫斷面形狀的多樣性，表現為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。所以生態河道治理工程在設計中要充分保護生物的多樣性，保護和恢復原先所有多樣性的生物棲息環境，為生物的多樣性提供生存環境，設計最合理的生態治理型式，避免由于工程的建設減少生物群落的多樣性，引起生態系統的退化[5]。

2.5生態河道的再次開發適用性

在進行生態河道治理工程設計時，要考慮到日后河道工程的二次開發，如旅游開發，發電供水開發等。因此，在保證河道生態系統性和防洪順水功能外，還要保證美觀的工程外形，和諧的生態系統，以及河道在供水發電等方面是否具有開發潛力。增加生態水利工程的經濟利益。

3.總結

生態水利工程是利國利民的民生工程，需要遵循經濟性、安全性、自我恢復性、保護河流多樣性、維護水域的生態系統性和二次開發的美觀適用性等基本原理，才能在保證生態水利工程基本功能外，兼顧生態的良性循環，改善人們的生存環境。尤其是在小河道治理工程中，更要需要融入生態系統理論，實現生態養河、生態治河。

參考文獻

[1]杜佐勝.生態水利工程的概念及設計原則[J].科技致富向導，2012，（35）.

[2]禹博.論生態水利工程的基本設計原則[J].河南水利與南水北調，2012，（18）

[3]趙鋒，胡可可.河道生態治理中的生態護坡應用[J].浙江水利科技，2010，（06）.

[4]譚繼忠，金光云.雞東縣穆棱河提防生態護坡工程初探[J].黑龍江水利科技，2009，37（03）.

第5篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：成本；成活率；園林美

Abstract: Tree landscaping transplantation is an important content in the, and this paper briefly introduces the basic principle of the big tree transplantation, process, summarizes the various stages of technology, think should also estimates the cost of technology based data and improve the relevant personnel aesthetic attainment, in order to realize the reasonable cost to get high survival rate and garden beautiful create goals.

Key Words: cost; survival rate; garden

中圖分類號：S339.4+6文獻標識碼：A文章編號：

1 前言

大樹一般是指胸徑20cm以上的落葉喬木和胸徑15cm以上的常綠喬木[1]。隨著現代城市對景觀環境要求的不斷提高，大樹移栽以其優化城市綠地結構、改善城市綠地景觀等特點逐漸被采用，盡管也存在一些不同看法，但無論如何，大樹移植已成為城市園林綠化中的一項重要內容。大樹移植的成敗優劣直接影響到園林綠化工程的效果，而且大樹移栽需要投入較多的人力、機械設備和資金，同時大樹的再生能力比幼樹、幼苗明顯減弱，因此，必須進行精心策劃、精心實施、以及栽后的精細管理，才能確保成功。

關于大樹移植的研究已經較多，有一般論述也有針對特定樹種特定地區的研究，研究內容從基本原理、移植各個環節以及移植技術以及具體樹種等方面都有論述，取得了較多的技術成果，本文試圖提供一個鳥瞰式概覽，以便研究、應用。

2 大樹移植的基本原理與流程

2.1 大樹移植的基本原理

大樹移植的基本原理，一是近似生境原理[1]。樹木的生態環境是一個比較綜合的整體，主要指光、氣、熱等小氣候條件和土壤條件。例如把生長在酸性土壤中的大樹移人堿性土壤，其環境差異太大，移植成功率會比較低。因此，定植地生境最好與原植地類似。二是收支平衡原理[2]。正常生長的大樹，根、葉片吸收水分和養分(收入)與樹體生長、蒸騰消耗的水分和養分(支出)基本能達到平衡，只有當收人不小于支出時，才能維持大樹的生命或促進其正常生長發育。

2.2 大樹移植的基本流程

根據國內外的研究和工程實踐，大樹移植的基本流程包括：情形評估、大樹準備及運輸、栽植、養護及反饋。其中，情形評估借鑒自國外的經驗，指接到工程招標文件后，研究設計要求，結合現場踏勘情況，初步構思整個大樹移植方案。反饋是指要準確、完整保存大樹移植工程技術資料并分析總結，以進一步改進、完善大樹移植的成活率，降低成本，達到美的營造效果。

3 大樹移植技術概覽

大樹移植的流程中，涉及到移植技術的主要有如下三個階段：大樹準備及運輸、栽植、養護。

3.1 大樹準備及運輸階段

大樹準備時的主要技術有：修剪樹冠（修剪強度、包封處理）、帶球挖掘（標識南北、合理確定土球大小、挖掘方法及包裝方式）等，在應用技術時要注意保證成活率并考慮移植后的美觀。

大樹運輸時的主要技術環節有起苗、運苗（器械選擇、裝車方向及方法、途中保濕等）遮蔭、保墑[1]。

移植前促根技術主要有：多次移植、回根法、基部環剝法[4]（斷根要注意斷根范圍和季節）等。

3.2 栽植階段

樹穴挖掘：種植穴大小、填埋方法，種植土準備、消毒、殺蟲[5]等。

土壤透氣技術系

栽植：通常采用吊車栽植，如土壤透氣性不佳，可采用土壤透氣技術，該技術用充填珍珠巖塑料紗網至于大樹土球四周以保證透氣性，可替代中耕松土。

支護：目的是使大樹固定，特別是多風及強風地區要注意。國外有標樁（staking）技術、張索（guying）技術、土球錨固（root ball anchoring）技術[7]等，國內一般采用 3柱支架固定法[1]。

3.3 養護階段

平衡水分營養技術：吊瓶輸水[8]、輸營養液[2]，使用代謝型、成膜型、反射型抗蒸騰劑等。主要根據樹齡、天氣和土壤條件等選用，如全冠移植可用抗蒸騰劑，高溫季節采用在樹冠上安裝微噴頭噴水降溫保濕的微噴灌技術。樹皮受損較嚴重時使用植皮技術[9]等。

移植后促根技術：使用生根粉、植物激素如萘乙酸[6]、菌根劑灌根技術

養護技術：控水、保濕、病蟲害防治[9]等。

4 大樹移植技術的選擇

大樹移植技術的選擇，主要考慮如下因素：①綠化種植設計要求；②現場條件；③移植大樹的特性，如樹種、樹齡、大小等；④成本和可操作性。在實際施工中，應根據以上因素，參照大樹移植技術概覽，還要逐步完善各技術的成本、工時、材料、機械費用比較等數據，最終形成數據庫；同時，還應提高有關人員的美學素養，考慮大樹移植的美學目標，直至研究建立技術選擇模型，智能協助進行大樹移植方案的快速、合理設計，實現以合理的成本獲得高成活率和園林美的營造目標。

參考文獻

[1] 蔣榮華，黃彩明. 大樹移栽及養護技術探析[J]. 安徽農業科學. 2008， 36(28)： 12267-12268

[2] 吳玉華，杜宇峰，蒙志輝，等. 大樹古樹移植與養護促活綜合管理措施[J]. 安徽農業科學. 2010(17)： 9354-9357

[3] 沈岳鈿，，胡東旭. 大樹移植技術[J]. 浙江林業科技. 2005， 25(2)： 41-43,59

[4] 李增援，劉慧敏，陳玉君，等. 大樹移植新技術――基部環剝促根[J]. 林業實用技術. 2005(11)： 10-11

[5] Wells, M.L. Influence of Aldicarb on Growth and Fruiting of Pecan Transplants[J]. Horttechnology. 2010， 20(3)： 556-559

[6] 張喬松，張志紅，丁鋒. 大樹免修剪移植技術――一種顛覆傳統的樹木移植技術[J]. 中國園林. 2009(3)： 87-90

[7] Alexis A. Alvey，P. Eric Wiseman，B. Kane. Efficacy of Conventional Tree Stabilization Systems and their Effect on Short-Term Tree Development[J]. Arboriculture & Urban Forestry. 2009， 35(3)： 157164

第6篇：生態工程的基本原理范文

專　業

2011年10月22日上午

8:30-11:00

2011年10月22日下午

14:00-16:30

2011年10月23日上午

8:30-11:00

2011年10月23日下午

14:00-16:30

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4757信息系統開發與管理　2011年十月，我省自學考試開考的專業有：

大學本科：漢語言文學、英語、金融、會計、工商企業管理、機電一體化工程、行政管理、法律、經濟學、教育學、教育管理、學前教育、區域經濟開發與管理、體育教育、物流管理、計算機信息管理、廣告學、信息管理與服務（獨立本科段）、機械制造與自動化（獨立本科段）、建筑經濟管理（獨立本科段）、數字媒體藝術（獨立本科段）、商務管理（獨立本科段）、市場營銷（獨立本科段）、公共關系（獨立本科段）、人力資源管理（獨立本科段）、農學（獨立本科段）、園林（獨立本科段）、義務教育、采購與供應管理。

教師類本科：數學教育、美術教育、音樂教育、地理教育、歷史教育、思想政治教育、生物教育、物理教育、化學教育。

第7篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：基本原理課；科學素養；提升

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2012）06-0042-03

一般來說，科學素養包含著科學知識、科學思維和科學精神三方面的內容。大學生的科學素養，關乎著祖國的未來，科教興國戰略的成敗。許多關心高等教育的仁人志士，紛紛出謀劃策，想方設法來提高大學生的科學素養。有說要改革課程設置，增設一些自然科學方面的課程，以此來提高他們的科學知識水平；有說要加強大學生校內外科技實踐活動，培養他們的創新能力；有說要營造良好的科學教育環境，由此形成崇尚科學、弘揚科學精神，批判偽科學和封建迷信的良好氛圍。這些方法措施，按說是良方妙策，但它的現實可行性有多大，就得好好思考一番了。增加一些課程設置，必將影響其它課程的增設；科技實踐活動對于理工科大學生來說還好辦，文科類的大學生實施起來就較困難了；弘揚科學精神，不是幾次科普活動就能樹立起人的科學價值觀的，而要在不斷的科學熏陶中通過理性思考形成的。筆者長期從事基本原理課的教學，深感對于當代大學生科學素養的提升有著其他課程不可替代的作用。基本原理課是大學生的必修課，在這門課中滲透科學知識、科學思維和科學精神方面的教育，就可以覆蓋全體大學生，不需要為此增加課程，并通過的理性思維培養大學生的科學意識和科學精神。是科學，科學性和革命性高度統一是它的根本特征。是沿著科學發展新成果的途徑建立起來的，是以可靠的科學知識和歷史材料為依據的。19世紀自然科學的進步，特別是細胞學說、能量守恒和轉化定律、生物進化論等偉大的科學發現，為的誕生奠定了自然科學基礎。所以說從它誕生的那一天起就自覺地把自然科學與社會科學結合在一起，把對社會科學的研究建立在對自然科學的深刻理解上。馬克思在《1844年經濟學哲學手稿》和《德意志意識形態》中提到的“一門科學”、“一門唯一的科學”的原因就在于此，“自然科學往后將包括關于人的科學，正像關于人的科學包括自然科學一樣：這將是一門科學”。

一、基本原理課中科學知識的滲透

的內容涵蓋了社會的政治、經濟、文化、軍事、歷史和人類社會發展與自然界的關心等諸多領域和各個方面，是關于自然、社會和思維發展的普遍規律的學說，它的每一個基本理論、基本觀點和基本方法都是建立在科學基礎之上的。因此我們在講解的每一個原理時，都可以聯系現代自然科學的成就加以豐富和證實。20世紀自然科學和技術獲得了重大發展，先是出現了相對論和量子力學，后又出現了控制論、信息論、系統論、耗散結構論等一系列嶄新的科學理論。一系列新技術如控制技術、電子技術、核技術、遺傳工程技術、航天技術等得到了迅速發展。科學知識的這些成就豐富和證實了，那種所謂科學技術革命使“過時”和被“證偽”了的論調是站不住腳的。事實上，沒有任何人能舉出任何一條自然科學材料證明的某一基本原理是錯誤的。例如哲學的物質概念就是對宇宙的物質性作出了最高的理論概括。在物理學上，人們最初認為宇宙是由原子構成的，原子被認為是不可分割的“宇宙之磚”。隨著19世紀末20世紀初在物理學上的放射現象、電子和原子結構的發現，人們對物質的基本結構進入到稱之為粒子物理學的第一階段。但很快粒子物理學隨著大量基本粒子的發現又進入到一個嶄新的階段。夸克模型的提出使得人們對微觀世界認識的尺度分別縮小到原來的十億分之一（相對于原子）和萬分之一（相對于原子核）。夸克有沒有結構？是不是最基本的？2006年隨著在北京發現的暫時命名為X1835粒子的發現，使人們對物質結構的認識又不斷深化下去。這一切都說明物質是無限可分的，但在對物質結構的無限分割中，始終不會改變“客觀實在性”這一物質的根本屬性。這樣在講授物質概念的同時，把物理學上的最新科學成就介紹給大學生，起到了提高他們科學素養的作用。

二、基本原理課對大學生科學思維方法的培養

唯物辯證法作為自然、社會、思維發展一般規律的科學，是人們認識世界和改造世界的根本方法，是客觀辯證法和主觀辯證法的統一。因此在講授基本原理課時，就必然要涉及到現代科學思維方法。現代科學思維方法是適應現代實踐活動方式和現代科技革命而創立的方法體系，它表現為一個巨大的方法群，包括控制方法、信息方法、系統方法、結構—功能方法、模型化方法和理想化方法等，這些方法都豐富和深化了辯證思維及其方法。事實上，辯證思維的基本精神和原則都貫穿于現代科學思維方法之中，它通過本體論、認識論、方法論等各個方面滲透和參與到科學思維中。例如，我們在講授普遍聯系時就要涉及到系統方法，講內外因的作用時就要涉及到控制方法，講量變質變的觀點時就要涉及到突變論方法，講事物的相互作用和相互影響時就要涉及到信息方法。在科學既高度分化又高度綜合的時代，辯證思維和科學思維的相互關系變得更緊密了，許多科學概念，例如系統、信息、結構、控制等概念，隨著其意義的確定，就會從科學概念上升到哲學范疇；而哲學最基本的范疇，例如物質、運動、時間、空間等，也是科學思維中最常用的基本范疇。我們在講授現代科學思維方法時，應把它由原來某一領域的一種研究方法擴展到自然科學、技術科學、社會科學的整個研究領域，上升為一種一般的科學方法論。比如說系統方法最初應用于生物學和數學領域，而后又擴展到了工程學、通信理論、政治結構、國際關系、管理系統、生態系統、心理和精神分析以及教育系統等領域。目前，系統分析作為一種一般的科學方法論，運用于廣泛的研究領域，特別是在有風險和不確定性的經濟社會政策的制定以及公共政策系統的改進上。信息方法在社會科學的研究中，使得對社會的研究更加形式化、動態化，通過計算機建立社會信息情報網，可以更有利于掌握社會運動的規律。領導決策過程就是對信息進行收集、傳遞、整理、加工和變換的過程，它的科學化取決于能否迅速、準確、及時地獲得足夠的信息。通過這樣的分析講解，使大學生學會用科學思維方法來分析問題和解決問題，培養他們的科學思維能力。

三、基本原理課對大學生科學精神的提升

在基本原理課的教學過程中，我們要提升大學生的求實求真精神，懷疑創新精神和科學理性精神。求實求真精神。求實精神，就是要求人們在科學研究中一切從實際出發，實事求是，從事實的本來面目去探求規律，來不得半點虛假和浮夸。科學活動面對的是不以人的意志為轉移的客觀世界，凡事都求取證明，強調有根有據，要求一切科學認識必須建立在充分可靠的經驗基礎上，以可檢驗的科學事實為出發點。“求實”然后才是“求真”，“求實”基礎上的“求真”就有了可靠的保證。“求真”是科學的目的。求真精神是指追求與探求真實的、與客觀事實相符的思維活動。具體表現在實事求是，崇尚理性，尊重實踐，不固守傳統，不迷信權威，勇于探索，堅持真理，不怕困難和挫折。懷疑創新精神。科學是在不斷批判謬誤、破除迷信的過程中達到對真理的認識的。在探求真理的過程中，我們要有所懷疑、有所批判，科學知識不論來自哪里，都需要經過批判性檢驗和考察，才能被接受。懷疑批判就是要破舊立新，以新質代替舊質，是實踐的內在要求。當然懷疑批判不是科學的目的，而僅僅是獲得新的更加確切的知識的前提。刨新就是要勇于拋棄舊思想舊事物，創立新思想新事物。要不滿足已有認識，不斷追求新知；要不滿足現有的生活生產方式，而不斷進行改革和革新；不墨守成規，敢于打破原有框框，探索新的規律，新的方法；不迷信書本、權威，敢于根據事實和自己的思考，向書本和權威質疑。科學理性精神。理性精神，就是要人們不盲從、不迷信、不感情用事，凡事要問一個為什么，凡事要遵守客觀規律，考慮客觀條件和客觀后果。一切稱之為科學的東西，都必須放在理性的法庭上接受審判。科學涉及的空間、時間、質量、相互作用、宇宙或自然的規律和圖式等，都隱含在物質的深層結構中。這些對于感官來說并不是顯而易見的，但理性或理智卻至少可以部分地把握它們。因此，科學是而且必須是理性的或合理性的。理性精神促進了科學的誕生和發展，科學的發展又促進了理性精神的發揚光大。

參考文獻：

[1]吳瑋.提高科學素養，加強“兩課”教學，思想政治教育研究[J].2002，（1）.

[2]馬克思.1844年經濟學哲學手稿[M].北京：人民出版社，2000.

[3]李淮春.辯證唯物主義和歷史唯物主義[M].北京：中國人民大學出版社，1995.

[4]李醒民.實證精神和理性精神是科學精神的兩大支柱[N].人民日報，2010-05-04.

第8篇：生態工程的基本原理范文

關鍵詞：生態經濟學；生態經濟型防護林；有益探索

經濟的迅速發展和人口的快速增長使得人們對自然生態的索取越來越多，破壞了自然界的生態平衡，生態環境不斷惡化，森林被大量的砍伐。大量的植被遭到破壞，土地荒漠化、鹽堿化越來越嚴重，導致水土流失等自然災害的頻頻發生。生態經濟型防護林成為解決當前生態問題的有效途徑，借助人工措施發揮生物資源和水土資源的生產潛力，提高生態系統的生產能力，實現防護林體系中各種林業物種的合理配置，建立經濟效益與生態效益相統一的生態經濟體系。

1 生態經濟學的認識

生態經濟學是研究生態系統和經濟系統和諧發展的學科，是經濟學與生態學結合產生的一門邊緣學科。生態經濟學以生態學發展的客觀原理來指導人們的經濟活動，通過一系列有效的工程措施實現社會與自然的可持續發展，改變人們的生產、生活方式，實現自然資源的合理配置和優化配置。生態經濟學要求經濟的發展要符合生態環境的客觀規律，生態環境的保護工作要與經濟的快速發展相一致。經濟的發展要在生態系統的承受范圍之內，在保證不破壞生態平衡的基礎上發展經濟，實現發展經濟和保護生態環境之間的雙收益，建立經濟與生態環境之間的良性發展。

2 生態經濟型防護林建設的不利因素

傳統的防護林思想過分的注重防護功能，防護林的建造方向、采用的技術措施、樹種的配置等都只是圍繞著“防護”進行探討，對防護林工程帶來的長期經濟效益沒有進行準確的預計。生態效益和經濟效益之間相互聯系、相互制約，是密不可分的兩個主體，在遵循自然規律的前提下發展經濟，合理的調節經濟發展與自然環境之間的供求矛盾，從而實現經濟與生態的同步發展。

3 生態經濟型防護林建設的原則 3.1 生態保護為主

生態環境的好壞直接影響著生態經濟的發展，防護林的建設一定要遵循生態學發展的基本原理，將生態經濟型防護林的建設作為一個長期工作目標。生態經濟型防護林的建設工作要把植樹造林作為工作的重點，發展多種綠化植物種植，通過防護林建造技術水平的提高，增加防護林的覆蓋面積，提高樹木等綠色植被對地下水源的涵養能力，減少水土流失現象的發生。近年來過度放牧、過度砍伐、無限制的開采礦產資源的現象越來越嚴重，使生態環境持續惡化。國家的相關部門要制定相應的政策法規來限制不良經濟活動，保護脆弱的生態環境。

3.2 尊重客觀規律

生態經濟型防護林的建設要尊重自然規律的發展要求，因地制宜，實現資源的合理配置，發展生態農業。經濟的發展要服從生態環境的承載范圍，在生態系統允許的范圍內借助科學技術的幫助，爭取獲得更高的經濟效益。

4 構建生態經濟型防護林的措施

4.1 完善構建生態經濟型防護林的技術和理論體系

防護林的建設需要有一個科學合理的理論體系作為指導，而構建完善的生態經濟型防護林的技術和理論體系需要借助生態學、經濟學、林業學、工程系統學等專業的理論和技術方法。生態經濟型防護林工程將維護生態系統平衡和經濟發展作為工作的重點，要求從生態系統的整體觀點出發研究生態環境與經濟之間的相互效益。構建生態經濟型防護林體系要選擇優良的品種發展高效的生態農業，形成不同層次的林業區以滿足市場的需求；防護林的建造工程一定要遵循客觀規律，工程的設計要符合施工現場的自然環境，加強對施工過程的管理，保證按時按質完成任務。

4.2 因地制宜，合理配置林種結構

構建生態經濟型防護林體系一定要做到因地制宜，根據不同的土地類型合理配置種植的林種。根據土壤的類型以及土壤中水資源的含有量選擇適合生長的樹種進行種植，調整林種的種植結構，實現單一防護林生態系統向生態經濟型生態系統的有效轉變，以取得最大的經濟效益。

4.3 實現林農式的綜合經營

依據生態經濟學發展的基本原理實現林、農業的綜合經營，運用現代的科學技術在同一區域內實現林、農業之間小生態系統的平衡。在林木的幼苗時期種植農作物，充分的利用光能，即可以獲得農作物帶來的短期經濟收益，又可以涵養水源，提高林木的存活率。林木生長茂盛時要停止農業生產，防治農作物與林木爭搶土壤中的養分，妨礙林木的生長。在林木生長旺盛時期可以充分利用土地進行副業的生產活動。除了林農結合型防護體系和林副結合型防護體系外，還有種養結合型防護體系和菜園經濟型防護體系。這四種防護體系獲得了經濟發展的短期和長期收益，為防護林業提供了很好的發展前景。

5 結語

第9篇：生態工程的基本原理范文

    1林業生態工程的概念

    根據生態學、生態經濟學、系統科學與生態工程原理就是林業生態,對木本植物為主體的進行,就是由自然資源環境特征和社會經濟發展現狀來進行的,并且把相應的植物、動物、微生物等生物種群人工匹配結合而形成的穩定而高效的人工復合生態系統的過程。傳統的造林綠化內容就是它本身所包括的,還有就是一些成功的單項造林技術與新技術的篩選與應用,但是也不是簡單的“相加”與“拼盤”;它的目的不僅僅只是對經濟效益的考慮,而且還是對三大效益經濟、生態、社會的并重;它的全過程是配套技術合理組合的完整工藝流程。

    2林業生態工程的基本原理

    2.1系統論原理

    生態過程中主要目的就是人工生態系統的建造調控。由相互作用和相互依賴的很多個組成部分結合而成的一個有機整體,這個有機整體又具備特定的功能,這就是系統的含義,這個含義是我國著名科學家錢學森所認為的,系統應該具備以下的特征:

    2.2有序性結構

    有機的整體就是系統,這樣的話,它本身就要有所具備對自然或者認為劃定的明顯邊界,明顯相對的獨立性是邊界內的功能所要具備的。

    2.3整體性系統

    一個穩定高效的系統必然是一個和諧的整體就是系統的整體性,要具有適當的量的比例關系和明顯的功能上的分工與協調在各組分之間,只有這樣才能對系統轉換功能的能量、物質、信息、價值進行順利的完成。

    2.4綜合性環境因子。

    很多環境因子在自然界中的計算單位都是獨立的,生物中每個因子都能夠對其產生巨大的影響,在林業生態工程中,多項因子對生物群落要加倍注意其綜合作用。在綜合和單因子影響的作用都有著很大的差異。對以后林業生態工程研究中,對多因子怎么樣進行綜合評價是相當重要的。

    2.5食物鏈原理

    生態學的重要原理就是食物鏈和食物網,通過葉綠素將食物鏈和食物網中的綠色植物使太陽能轉化為化學能貯存于植株之中,因此,“生產者”就是對綠色植物的稱號。草食動物吃的就是綠色植物,肉食動物吃的是草食動物,這些動物之中,有的動物是靠吃菜維持生命,有的動物則是靠吃其它的動物來維持生命。小動物和低等生物又會將植物和動物的殘骸進行分解,食物鏈關系就是吃和被吃之間所形成的關系。后兩者分別稱之為“消費者”和“分解者”。

    3林業生態工程的發展前景

    森林生態環境意義的加強就是現代林業一個較為突出的特點。針對現在的折中情況,很大一部分國家的林業發展都在做新的選擇,進行深刻的改革。不管是對林產品的提供、對森林生產力的穩定和增長的保持,還是對森林的環境服務功能的有效發揮;不管是什么類型的人工林的營造,還是進行經營管理現有的森林,依照持續發展的要求,都有必要對一個健康穩定的森林生態系統進行建立和維持,在森林生態系統能夠容忍的限度內,對人類的利用和干擾有所保持。

    在我國,雖然有很的研究成果是林業生態工程領域的研究所得來的,但是這些成果還沒有什么學術性和應用性,不過從高效、穩定、持續發展的林業生態工程的角度進行分析,還需要進一步的完善和調整。伴隨著我國深入發展的生態林業工程建設,提出了更高的要求對生態林業工程建設技術。

    結束語

    國家應對氣候變化及節能減排工作領導小組會議審議并原則同意十二五節能減排綜合性工作方案,以及節能目標分解方案、主要污染物排放總量控制計劃,研究部署相關工作。其中,同時公布的十大重點工作中還提出,為增加森林碳匯,我國將大力推進植樹造林,繼續實施三北防護林與長江中下游地區等重點防護林工程、退耕還林工程、天然林保護工程,京津風沙源治理工程以及速生林基地建設工程等生態建設項目。

    參考文獻

    [1] 付娜、姚淑榮.淺析林業生態工程與區域生態環境.中小企業管理與科技,2008(02).

    [2] 宋春東.關于林業生態工程的幾點探討.中國新技術新產品,2011(04).

    [3] 趙麗玲.造林綠化與林業生態系統工程研究.科技致富向導,2011(04).