生态工程的基本原理精选(九篇)
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第1篇：生态工程的基本原理范文
水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑。但是也必须看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流生态系统的胁 迫主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流。包括河道横断面几何 规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。二 是指自然河流的非连续化。筑坝是顺水流方向的河流非连续化，流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖，流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变 化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温 较高时，促使藻类在水体表层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩，而死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含 量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产量低，相对要脆弱， 自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀，这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年 内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况。最后，众所周知，不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另 一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛 区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法 进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。
概况地讲，被改造过的河流生 态系统是由三个子系统组成。即：由动物、植物和微生物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有 就是工程设施系统，这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境，是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态，水库调度运行又改变了原有的水文 规律，造成河流生态系统的生境变化，其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降，使生态系统退化。
对于水利工程对河流生态系统的胁迫，应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，目的是改造和控制河流，以满足人们 防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到，传统意义上的水利工程学在力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。而 河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带来损害。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人 类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象 是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水 利工程的规划及设计理论，形成水利工程学的新的学科分支－生态水利工程学（Eco-Hydraulic Engineering）。生态 水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学【2】 【3】。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严 重干扰河流重点进行生态修复。
生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）以及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建 设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程，左侧表示人类活动对扰的河流 生态系统的修复过程。
这里讨论的生态水利工程学的基本原则也是生态水利工程规划设计的基本原则，笔者试归纳为以下五项内容。
1．工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。 生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久 性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考 虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济 合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进 行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
2.提高河流形态的空间异质性原则
有关生物群落研究的大量资料表明，生物群落多样性与非生物环境的空间异质性（spacial heterogeneity）存在正相关 关系。这里所说的“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下，由一定生物种类组成，与环境之间相互影响、相互作用，具有一定结构和特定功能的生物集合 体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的结构与功能的多样性。实际上，生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。
非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生 境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统的某种 程度的退化。
河流生态系统生境的主要特点是：水－陆两相和水－气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河 流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水－陆两相和水－气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境 多样化条件；河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形 态异质性形成了在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落 多样性。所以说，提高河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一【4】。
由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造 成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样 性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其它生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河 流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。 包括河流与相关湿地、湖泊的形状与构成、水下地形勘测、水位变化幅度、河流平面弯曲度、河流横断面形状及河床材料、急流与深潭比例、河床的稳定性及淤积及 侵蚀状况等，建立河流地貌数据库。河流生物调查，包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量，建立生物资源数据库。遥感 技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。
关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因 子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转 化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分 类和评估。需要强调的是，在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。
3．生态系统自设计、自我恢复原则
有关生态系统的自组织功能的讨论始于上世纪60年代，以后有不同学科的众多学者涉足这个领域。以各种不同形式构成的自组织功能，是自然生态系统的重要特征。
生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象，也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种 的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下，生境就可以支持一个能具有足 够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处，只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行 的，而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。
生态系统的自组织功能对于生态工程学的意义是什么呢？& nbspH.T.Odum认为：“生态工程的本质是对自组织功能实施管理。”（1989）【5】。Mitsch认为：“所谓自组织也就是自设计” （2004)【6】。将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建 筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或 者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人 工与自然力的贡献各占一半【7】。
我国古代传统哲学注重人与自然的和谐相处，老子主张：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一种崇尚自然，遵循自然规律的哲学观。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，务全其自然之势”（《管氏地理指蒙》），“虽由人作，宛自天开” （《园冶》），都提倡一种效法自然，依靠自然的思想。国际生态学界一些学者认为，系统生态学的哲学理念应该追溯到公元前11世纪中国的周代。其中“阴阳五 行”、万物竞争共存和相生相克等哲学思想，体现了促进与抑制，成长与腐朽，合成与异化之间的平衡与转化，这些正是现代生态学的哲学基础。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控 制自然界是不可能的，这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球 上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生 态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
要区分两类扰的河流生态系统。一类是未超过本身生态承载力的生态系统，是可逆的。当去除外界干扰即卸荷以后，有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另 一类是被严重干扰的生态系统，它是不可逆的。在去除干扰即卸荷后，还需要辅助以人工措施创造生境条件，再靠发挥自然修复功能，有可能使生态系统实现某种程 度的修复。这就意味着，运用生态系统自设计、自我恢复原则，并不排除工程师和科学家采用工程措施、生物措施和管理措施的主观能动性。转贴于 4．景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。
所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
这里说的“景观”（landscape）是指生态学中的景观尺度。关于生态学的尺度问题，O’Neill，认为：“生态学不可能建立在单一的时空尺度 上，它应该适应所有尺度的调查研究。”（1986）【8】。按照这种观点，尺度和层次成为生态学发展的关键。目前生态学理论把生物圈划分为11个层次， 依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。景观的尺度如何掌握？景观尺度包括空间尺度和时间尺度。
为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。一条河流的广义水文 系统包括从发源地直到河口的上中下游地带的地下水与地表水系统，流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。广义水文系统又与生物系统交织在 一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素 之间的相互关系进行综合、整体研究。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题，显然是把复杂系统简单割裂开了。
其次，必须重视水域生 境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了 生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高 度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。
再者，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生 动态变动。Gosselink(1990)在研究水域生态系统物种管理的尺度问题时认为，对于给定需要修复的物种，考虑的范围应是这个物种的分布区 【9】。举例来说，为便于理解，可以借用“流域”这个概念，比如一个地区野鸭的种群也有一个“鸭域”。所谓“鸭域”的范围应该包括物种个体在恶劣的条件下 迁徙到的任何地方以及支持此物种的生态系统。这个范围的边界，应划定在某特定物种经常利用的一个很大的空间内。如果进一步扩展，还应该包括所谓“临时生 境”，指在自然界对于物种产生胁迫的时期，成为该物种的避难所的地区。如果这个地区有若干种标志性动物，那么物种管理的范围边界将是这些物种“域”的包络 图。另外，还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能 是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调，
最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过 程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理，以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复是靠时间作工作 的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15到20年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
需要说明的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟 类，经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线，监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作 可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其两岸与 生物栖息地相关的土地，也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。
5．反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统 有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代 替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求 最终形成一个健康、可持续的河流生态系统【10】【11】。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期 的目标发展，可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是 不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化，这种状态则是极限状态的 下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达 到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生 态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了 自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式 的设计方法。是按照“设计－执行（包括管理）－监测－评估－调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物 监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结 构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比 较。评估的结果不外乎有几种可能：1）生态系统大体按照预定目标演进，不需要设计变更；2）需要局部调整设计，适应新的状况；3）原来制定的目标需要重大调整，相应进行设计。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
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.
参考文献
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【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration，
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【5】Odum， H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].
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【9】Gosselink，J.G.， 1990， Landscape Conservation in a forested Wetland
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【11】董哲仁河流生态恢复的目标[J].中国水利，2004年第10期，P1-5
【12】董哲仁美国基西米河生态恢复工程的启示，水利水电技术，2004年第9期，
第2篇：生态工程的基本原理范文
关键词：生态；水利工程；规划设计
中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：
引言
生态水利工程对社会的进步和环境的可持续发展都有着非常重要的作用，与常规的水利工程不同，它将人类利益与生态环境紧密联系，需要我们高度重视，本文通过对水利工程的现状分析及水利工程对河流生态系统的影响提出生态水利工程的重要性，并阐述了如何进行生态水利工程的规划设计和施工问题。
1、当前生态水利工程设计工作面临的困难
1.1 当前的生态水利工程设计缺乏基于不同区域的评价标准和设计方法
生态水利工程对于工程的服务目标具有明显的地域性区别，因为对于不同地区的生态环境来说它们都具有自己的特点，所以生态水利工程每个地区也应该具有不同的特点，必须因地制宜的进行设计和规划。对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准，但是对于不同地区的工程来说就没有具体的设计指标和参考模式。因此，对于我国现阶段的生态水利工程的设计和建设来说还具有很大的问题，最主要的就是缺乏针对于不同地区生态环境特点的把握以及因地制宜的不同设计方案，这也是下一步工作中应该主要解决的问题。
1.2 生态水利工程设计工作的目标和标准的确定比较难
对于生态水利工程来说其建设的目标和任务与原有单一的水利工程建设来说有所不同，它更加注意维护和保证生态环境的健康和发展，主要任务和目标就是实现人类和生态系统的和谐相处。所以基于这种特殊的任务，生态水利工程建设的第一步就是确定好设计的目标和建设标准，对于工程要达到的标准都要有一个具体的量化。目前我国的生态保护工作的目标还都处于定向描述的阶段，没有明确的目标和标准，也没有具体量化的一些要求，所以这也就给工程的予期目标和标准的建设以及工程的建设质量都带来了一定的困难。
1.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料
生态水文的测验资料是生态水利工程设计的关键和重要参考内容。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理，就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前，我国水文测验工作相对落后，水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展，国内也少有报道，不过我国已经提高了对这方面工作的重视程度，经过一段时间的努力也会有一定的发展的。
1.4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易
实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合，需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验，还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向，使两者分属于不同的学科与专业，具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏，加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏，可以参考与借鉴的设计项目有限，难以保证生态水利工程的设计水平和质量。
2、生态水利工程设计的基本原则
2.1 确保工程的安全性和经济性
生态水利工程作为水利工程的分支，首先要遵守水利工程的设计原则，保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中，设计人员应深入实际，充分考察水体的水质、水流等基本情况，进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用，同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全，才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时，我们还应对工程的经济性进行合理分析，力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。
2.2 保证水体内部环境的多样性
相关调查显示，一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。
2.3 确保河流生态系统的自我修复功能
与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。
2.4 确保河流生态系统的整体性
在传统的水利工程建设过程中，水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域，影响了水体之间的相互联系，极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度，从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时，应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式，尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态，确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏，而不能仅仅是在工程结束后，单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。
2.5 确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制
生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物，并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术，力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统，从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动，维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的，这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法，也就是说，在设计方案执行之后，仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价，并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。
结束语
生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的一门学科，也是将人与自然和谐相处的思想很好的运用于实际的学科。该学科最主要的特点就是顺应了人类和时展的需要，我国虽然说在这方面技术起步的比较慢，不过目前也越来越重视该学科的发展，尤其是对于在生态水利工程设计原则方面存在的问题，也在运用大量的人力物力去研究，借鉴了许多国外的先进经验和技术方法，也初步形成了一些设计原则，虽说还不太完善，不过在将来的不断研究和发展中，最终会取得比较大的进步和提高。
参考文献
[1]邵蕾，李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技.2011.
第3篇：生态工程的基本原理范文
生态水利工程实现了生态学与水利工程学的有机结合，这一设计理念的实际应用将人与自然和谐相处的思想融合在实际工程中，与人类的发展、自然的发展、社会的发展相适应。近几年来随着人们环保意识的不断增强，生态水利工程也成为一大研究热点。在生态水利工程规划设计中需要遵循几点原则，才能将工程的生态功能充分发挥出来，从而保证其生态效益。本文就针对该问题进行讨论。
关键词：生态理念；水利工程；设计原则
中图分类号：TV文献标识码： A
一、生态水利工程简介
传统的水利工程主要包括结构力学、水力学及水文学等专业内容，而生态水利工程则工程力学的基础上对人与自然的和谐相处更加关注，研究重点更加侧重于人类行为对水域产生的影响。可以说生态水利工程实现了环境工程学与生态学的有机结合，是一个专业性、综合性较强的跨领域体系。由此可见，与传统水利工程相比，生态水利工程体现出如下特征：
首先，资金密集。生态水利工程建设与普通水利工程相比，体现出建设周期长、技术难度高、工程规模大的特点，因此建设过程中需要大量的资金支持。其次，水利工程的经济效益与生态效益体现出较大的不确定性。再次，生态水利工程与环境有着密切的关系。生态水利工程的建设会直接影响到自然的生态环境、气候以及人类的经济社会，并且这些影响是互相作用的过程；尽管这个过程中利弊共存，但仍然遵循水利工程规划设计的原则将有利的一面积极发挥出来，消除存在的弊端。最后，生态水利工程体现出综合性、系统性的特征，从而影响到水域及水域之间的制约性与联系性。
二、生态水利工程规划设计原则
分析生态水利工程的特征可知，要实现工程的生态效益、社会效益、经济效益，就必须遵循以下几个设计原则：
（一）安全性与经济性原则
生态水利工程是一项综合的系统工程，需要对相关水系进行综合治理，而这个过程中不仅要满足人类的社会需求，比如防洪、灌溉、供水、发电、航运等，还要实现生态系统的可持续发展。满足水文学与工程力学的要求，基于特定的设计标准进行设计，有效承受洪水、风暴等自然荷载；根据河流地貌学原理设计河流的纵断面与横断面，并充分考虑河流特征，包括河流泥沙输移、淤积、河流侵蚀、冲刷等，对河势的变化规律进行动态分析，以保证工程的安全性、稳定性与持久性。此外，还要遵循控制风险、实现工程经济效益最大化的原则，对其经济合理性进行全面分析。实际工程建设过程中，生态演替的过程及结果始终处于动态变化的状态，这种不确定性因素导致生态水利工程的风险升高。因此规划设计过程中要在多个设计方案中进行优选，对生态系统进行动态的、持续的定点监测及评估。
（二）河流形态的空间异质原则
某个区域生态环境空间异质性越高，证明其小生态环境就越多样化，则允许更多的物种共存储反之，非生物环境越单调，也会直接影响到生物群落的多样化，从而影响到生物群落的性质、密度、比例等一系列指标，最终导致生态系统的退化。人类活动对自然河流的渠道变化、河流的非连续化等均会产生直接的影响，尤其是大规模的治河工程，会导致河流生态环境趋于单一化，河流的生态系统也会发生不同程度的退化，生态水利工程所具备的生态功能即是提高生物群落的多样性。不过实际的工程规划需要注意一点，即并非靠人工种植岸边植被、在河流区域引入鱼类、鸟类或其它生物物种就能实现生态多样化的效果，而是要提高河流形态的异质性，保证其与自然河流的地貌学原理相符，为生物群落的多样化发展创造更好的条件。
（三）遵循生态系统自我恢复的原则
在传统水利工程规划设计中，主要是通过控制自然河流来实现工程的经济目标，而生态水利工程的规划设计必须树立全新的工程理念，摒弃对自然界加以改造、控制的做法，不得采用人力及技术控制自然界；而是要将生态系统自组织、自设计的能力充分利用起来，真正实现人与自然的和谐相处。需要注意一点，即“世界上不存在两条相同的河流”，每条河流都有自己鲜明的生态特征，因此生态水利工程要在因地制宜的基础上进行规划设计，将每条河流的自然属性、美学价值等突显出来，提高生态工程规划设计方案的适用性、合理性。
（四）反馈调整式设计原则
基于生物发展的宏观角度而言，其过程呈现出逐步螺旋渐进式的特点，相应的，河流修复时间也是一个渐进的、长期的过程。地球上自然界的生态系统发展、进化经历了数百万年的时间，而发展进化的过程十分复杂，生物群落也十分多样，并且发展过程中系统的有序性及内部的稳定性均呈现出一定的变化，在不断变化的过程中提高自身对发展环境条件的免疫力。即使基于较短的时间尺度而言，一种形态的生态系统演变为另外一种形态系统同样需要数年时间，故在生态水利工程中无法在短时间内看到河流恢复的效果。生态水利工程的规划设计主要是参照成熟的河流生态系统结构，其主要目的是形成一个可持续发展的河流生态系统；而这个自然生态演替的过程是从水利工程项目开始执行之日起开始，而整个过程则体现出不可预见性。很难通过河流生态修复工程使河流恢复到未受人类干扰前的原始状态，因此河流的原始状态从某种程度上讲是自然生态演进的极限状态上限；人类的生态修复工程仅是防止生态系统的进一步恶化而进入生态系统演进的极限状态下限。在极限状态的上限与下限之间则存在多种可能性。在具体实施一项生态修复工程后，理想的状态是监测各生态变量已达到现有科学水平所能实现的最优值，反之则各生态变量仅达到人类可接受的最低值。
三、结语
总之，生态水利是实现人类文明进步及经济社会可持续发展的重要手段，在水利工程建设过程中要充分考虑其生态环境影响，充分认识到生态水利的重要意义，在规划设计过程中遵循安全性与经济性原则、河流形态异质原则、反馈调整式原则及自我恢复原则，以保证生态水利工程的经济效益与社会效益。
参考文献：
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[2] 董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[J].水利学报,2013,(11):1 -7.
第4篇：生态工程的基本原理范文
关键词：生态；水利工程；河道治理；护坡；原理
中图分类号：TV85 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数
近年来，气候异常现象不再偶然，全球性的洪水灾害，持续干旱频繁发生，海啸和地震以及地震引起的洪水泛滥等灾害不断威胁着人们的生命和财产安全。人类为了避免此类灾害引起的人身伤亡和经济损失，利用水利工程进行防护，起到了较好的效果。然后，在进行水利工程建设过程中，难免会对环境造成不同程度的破坏，而环境的破坏又会加剧这种恶劣气候的进程，因此，在进行水利工程设计时，有必要将生态保护融入其中，减少一些不必要的经济投入，从侧面又响应了国家低碳的号召。进行生态水利工程的设计，可以在减轻洪水灾害、持续性干旱灾害等产生的破坏性外，还能够用于发电、供水、形成巷口和水上交通通道，促进民生事业的发展和经济的发展。因此，设计水利工程时务必要统筹兼顾环境、社会、经济等因素，保持水利工程建设与生态环境的平衡，以可持续发展观为导向，引进生态水利工程概念，探究生态水利工程设计原则，促进人与自然和谐共处[1]。
1.生态水利工程、生态河道、生态护坡的含义
传统水利工程主要以水文学、水力学、岩石力学、结构力学为主的工程力学体系。生态水利工程更加注重人与自然的和谐发展，更加关注人工工程对水体的影响， 吸收了部分生态学的理论与环境工程学的技术方法，成为一个跨领域的工程体系，具有极强的综合性[2]。在水利工程中，往往需要对河道进行护坡、现浇砼护堤等进行工程设计与维护。因此，生态水利工程中包含生态河道治理和生态护坡的内容。生态河道治理是在利用生态修复技术，将河床和护岸等进行修复，恢复其生态的丰富多样性和可循环性。生态护坡则是在保证河道护坡的基本功能的基础上，利用生物的生长特性，形成水-土-生物之间的物质、能量和停息的良性循环体系[3]，
2.河道治理中生态技术利用的基本原理
2.1经济安全性原则
生态水利工程特别是中小型河道进行治理时，必须坚持经济性和安全性的基本设计原则。中小型河道的生态治理，是要将生态学原理引入其中，工程设计时要考虑河道的最大承受能力，河岸及护坡等的使用寿命，增加其安全耐用性。在进行河道的生态治理时，还要从经济学角度加以分析，生态河道治理时，也要将工程项目的风险性的影响因素考虑进去，如本河道常年的水流情况，两岸的生态系统情况，河道应急能力，护坡等的抗冲刷能力等进行监测和评估，将工程项目的风险性降至最低，实现经济实用性。另外，在生态河道治理时还要实现经济利益最大化，在保证其基本防洪通水能力外，还要能够为日后的其它功能开发提供便利，如开发旅游、水利工程二次利用等。因此，生态水利工程设计时特别是进行生态河道治理时，要遵循经济安全性的基本原则。
2.2充分发挥河流及护坡的生态自我修复能力
进行生态水利工程修建、维护时，特别是进行生态护坡设计时，都要遵循生态系统的自我恢复能力的原则。进行生态护坡设计时，设计人员必须对治理的河道现场进行调查，掌握第一手的现场资料，将边坡原有的生物种群、土壤特性和常年的气候条件等进行全面的了解，按照生物的生活习性，因地制宜，选配适应治理河道的生物，修复河道边坡的生物多样性，建立乔、灌、草三位一体的多层次的复杂结构，强调以灌木为主，中长期效果为主[4]，协调植物之间的关系，提高生物群体的生态恢复性，实现河道及护坡的自我恢复能力。通过生态护坡工程，利用植被对地表及地下水文进行渗透与反渗透，起到生态调解作用，实现河道生态治理后的自我恢复。因此，在生态水利工程设计时，要遵循自我恢复能力原则。
2.3遵循生态水域的生态系统性原理
河流不仅有其自身的生态和水文特性，还与周边的森林、田地、乡村等构成了一个生态系统，河流发挥着为生物提供生存空间的作用。水域生态是一个大的系统，广义的水文系统不仅包括从发源地到河口的地下水与地表水系统，还包括河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、和洪泽区。水文系统与生物系统交织在一起，形成整个河流生态系统。如果河道受到影响，就会破坏它所联系的整个河流的生态系统。在进行生态水利工程设计时，不能只仅仅考虑河道的水文问题，要充分考虑河流生态系统内各个要素之间的相互作用，及整个河流生态系统的修复问题。
2.4保护河流的生态多样性
河道经过长时间的冲刷，无论植被还是地上、地下的水文都会发生恶性变化，影响河道的基本功能。因此，在进行生态水利工程设计时，尤其是河道治理中，必须保护河流的生态多样性。河道生态治理工程设计时要考虑河道的宽度、河流的连续性、水位、流速、水温等。河流的生态特点主要是：水-陆两相和水-气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水—陆两相和水—气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境多样化；河流纵向的蜿蜒性，形成了急流与缓流相间；河流横断面形状的多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。所以生态河道治理工程在设计中要充分保护生物的多样性，保护和恢复原先所有多样性的生物栖息环境，为生物的多样性提供生存环境，设计最合理的生态治理型式，避免由于工程的建设减少生物群落的多样性，引起生态系统的退化[5]。
2.5生态河道的再次开发适用性
在进行生态河道治理工程设计时，要考虑到日后河道工程的二次开发，如旅游开发，发电供水开发等。因此，在保证河道生态系统性和防洪顺水功能外，还要保证美观的工程外形，和谐的生态系统，以及河道在供水发电等方面是否具有开发潜力。增加生态水利工程的经济利益。
3.总结
生态水利工程是利国利民的民生工程，需要遵循经济性、安全性、自我恢复性、保护河流多样性、维护水域的生态系统性和二次开发的美观适用性等基本原理，才能在保证生态水利工程基本功能外，兼顾生态的良性循环，改善人们的生存环境。尤其是在小河道治理工程中，更要需要融入生态系统理论，实现生态养河、生态治河。
参考文献
[1]杜佐胜.生态水利工程的概念及设计原则[J].科技致富向导，2012，（35）.
[2]禹博.论生态水利工程的基本设计原则[J].河南水利与南水北调，2012，（18）
[3]赵锋，胡可可.河道生态治理中的生态护坡应用[J].浙江水利科技，2010，（06）.
[4]谭继忠，金光云.鸡东县穆棱河提防生态护坡工程初探[J].黑龙江水利科技，2009，37（03）.
第5篇：生态工程的基本原理范文
关键词：成本；成活率；园林美
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
中图分类号：S339.4+6文献标识码：A文章编号：
1 前言
大树一般是指胸径20cm以上的落叶乔木和胸径15cm以上的常绿乔木[1]。随着现代城市对景观环境要求的不断提高，大树移栽以其优化城市绿地结构、改善城市绿地景观等特点逐渐被采用，尽管也存在一些不同看法，但无论如何，大树移植已成为城市园林绿化中的一项重要内容。大树移植的成败优劣直接影响到园林绿化工程的效果，而且大树移栽需要投入较多的人力、机械设备和资金，同时大树的再生能力比幼树、幼苗明显减弱，因此，必须进行精心策划、精心实施、以及栽后的精细管理，才能确保成功。
关于大树移植的研究已经较多，有一般论述也有针对特定树种特定地区的研究，研究内容从基本原理、移植各个环节以及移植技术以及具体树种等方面都有论述，取得了较多的技术成果，本文试图提供一个鸟瞰式概览，以便研究、应用。
2 大树移植的基本原理与流程
2.1 大树移植的基本原理
大树移植的基本原理，一是近似生境原理[1]。树木的生态环境是一个比较综合的整体，主要指光、气、热等小气候条件和土壤条件。例如把生长在酸性土壤中的大树移人碱性土壤，其环境差异太大，移植成功率会比较低。因此，定植地生境最好与原植地类似。二是收支平衡原理[2]。正常生长的大树，根、叶片吸收水分和养分(收入)与树体生长、蒸腾消耗的水分和养分(支出)基本能达到平衡，只有当收人不小于支出时，才能维持大树的生命或促进其正常生长发育。
2.2 大树移植的基本流程
根据国内外的研究和工程实践，大树移植的基本流程包括：情形评估、大树准备及运输、栽植、养护及反馈。其中，情形评估借鉴自国外的经验，指接到工程招标文件后，研究设计要求，结合现场踏勘情况，初步构思整个大树移植方案。反馈是指要准确、完整保存大树移植工程技术资料并分析总结，以进一步改进、完善大树移植的成活率，降低成本，达到美的营造效果。
3 大树移植技术概览
大树移植的流程中，涉及到移植技术的主要有如下三个阶段：大树准备及运输、栽植、养护。
3.1 大树准备及运输阶段
大树准备时的主要技术有：修剪树冠（修剪强度、包封处理）、带球挖掘（标识南北、合理确定土球大小、挖掘方法及包装方式）等，在应用技术时要注意保证成活率并考虑移植后的美观。
大树运输时的主要技术环节有起苗、运苗（器械选择、装车方向及方法、途中保湿等）遮荫、保墒[1]。
移植前促根技术主要有：多次移植、回根法、基部环剥法[4]（断根要注意断根范围和季节）等。
3.2 栽植阶段
树穴挖掘：种植穴大小、填埋方法，种植土准备、消毒、杀虫[5]等。
土壤透气技术系
栽植：通常采用吊车栽植，如土壤透气性不佳，可采用土壤透气技术，该技术用充填珍珠岩塑料纱网至于大树土球四周以保证透气性，可替代中耕松土。
支护：目的是使大树固定，特别是多风及强风地区要注意。国外有标桩（staking）技术、张索（guying）技术、土球锚固（root ball anchoring）技术[7]等，国内一般采用 3柱支架固定法[1]。
3.3 养护阶段
平衡水分营养技术：吊瓶输水[8]、输营养液[2]，使用代谢型、成膜型、反射型抗蒸腾剂等。主要根据树龄、天气和土壤条件等选用，如全冠移植可用抗蒸腾剂，高温季节采用在树冠上安装微喷头喷水降温保湿的微喷灌技术。树皮受损较严重时使用植皮技术[9]等。
移植后促根技术：使用生根粉、植物激素如萘乙酸[6]、菌根剂灌根技术
养护技术：控水、保湿、病虫害防治[9]等。
4 大树移植技术的选择
大树移植技术的选择，主要考虑如下因素：①绿化种植设计要求；②现场条件；③移植大树的特性，如树种、树龄、大小等；④成本和可操作性。在实际施工中，应根据以上因素，参照大树移植技术概览，还要逐步完善各技术的成本、工时、材料、机械费用比较等数据，最终形成数据库；同时，还应提高有关人员的美学素养，考虑大树移植的美学目标，直至研究建立技术选择模型，智能协助进行大树移植方案的快速、合理设计，实现以合理的成本获得高成活率和园林美的营造目标。
参考文献
[1] 蒋荣华，黄彩明. 大树移栽及养护技术探析[J]. 安徽农业科学. 2008， 36(28)： 12267-12268
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第6篇：生态工程的基本原理范文
专 业
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第7篇：生态工程的基本原理范文
关键词：基本原理课；科学素养；提升
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）06-0042-03
一般来说，科学素养包含着科学知识、科学思维和科学精神三方面的内容。大学生的科学素养，关乎着祖国的未来，科教兴国战略的成败。许多关心高等教育的仁人志士，纷纷出谋划策，想方设法来提高大学生的科学素养。有说要改革课程设置，增设一些自然科学方面的课程，以此来提高他们的科学知识水平；有说要加强大学生校内外科技实践活动，培养他们的创新能力；有说要营造良好的科学教育环境，由此形成崇尚科学、弘扬科学精神，批判伪科学和封建迷信的良好氛围。这些方法措施，按说是良方妙策，但它的现实可行性有多大，就得好好思考一番了。增加一些课程设置，必将影响其它课程的增设；科技实践活动对于理工科大学生来说还好办，文科类的大学生实施起来就较困难了；弘扬科学精神，不是几次科普活动就能树立起人的科学价值观的，而要在不断的科学熏陶中通过理性思考形成的。笔者长期从事基本原理课的教学，深感对于当代大学生科学素养的提升有着其他课程不可替代的作用。基本原理课是大学生的必修课，在这门课中渗透科学知识、科学思维和科学精神方面的教育，就可以覆盖全体大学生，不需要为此增加课程，并通过的理性思维培养大学生的科学意识和科学精神。是科学，科学性和革命性高度统一是它的根本特征。是沿着科学发展新成果的途径建立起来的，是以可靠的科学知识和历史材料为依据的。19世纪自然科学的进步，特别是细胞学说、能量守恒和转化定律、生物进化论等伟大的科学发现，为的诞生奠定了自然科学基础。所以说从它诞生的那一天起就自觉地把自然科学与社会科学结合在一起，把对社会科学的研究建立在对自然科学的深刻理解上。马克思在《1844年经济学哲学手稿》和《德意志意识形态》中提到的“一门科学”、“一门唯一的科学”的原因就在于此，“自然科学往后将包括关于人的科学，正像关于人的科学包括自然科学一样：这将是一门科学”。
一、基本原理课中科学知识的渗透
的内容涵盖了社会的政治、经济、文化、军事、历史和人类社会发展与自然界的关心等诸多领域和各个方面，是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的学说，它的每一个基本理论、基本观点和基本方法都是建立在科学基础之上的。因此我们在讲解的每一个原理时，都可以联系现代自然科学的成就加以丰富和证实。20世纪自然科学和技术获得了重大发展，先是出现了相对论和量子力学，后又出现了控制论、信息论、系统论、耗散结构论等一系列崭新的科学理论。一系列新技术如控制技术、电子技术、核技术、遗传工程技术、航天技术等得到了迅速发展。科学知识的这些成就丰富和证实了，那种所谓科学技术革命使“过时”和被“证伪”了的论调是站不住脚的。事实上，没有任何人能举出任何一条自然科学材料证明的某一基本原理是错误的。例如哲学的物质概念就是对宇宙的物质性作出了最高的理论概括。在物理学上，人们最初认为宇宙是由原子构成的，原子被认为是不可分割的“宇宙之砖”。随着19世纪末20世纪初在物理学上的放射现象、电子和原子结构的发现，人们对物质的基本结构进入到称之为粒子物理学的第一阶段。但很快粒子物理学随着大量基本粒子的发现又进入到一个崭新的阶段。夸克模型的提出使得人们对微观世界认识的尺度分别缩小到原来的十亿分之一（相对于原子）和万分之一（相对于原子核）。夸克有没有结构？是不是最基本的？2006年随着在北京发现的暂时命名为X1835粒子的发现，使人们对物质结构的认识又不断深化下去。这一切都说明物质是无限可分的，但在对物质结构的无限分割中，始终不会改变“客观实在性”这一物质的根本属性。这样在讲授物质概念的同时，把物理学上的最新科学成就介绍给大学生，起到了提高他们科学素养的作用。
二、基本原理课对大学生科学思维方法的培养
唯物辩证法作为自然、社会、思维发展一般规律的科学，是人们认识世界和改造世界的根本方法，是客观辩证法和主观辩证法的统一。因此在讲授基本原理课时，就必然要涉及到现代科学思维方法。现代科学思维方法是适应现代实践活动方式和现代科技革命而创立的方法体系，它表现为一个巨大的方法群，包括控制方法、信息方法、系统方法、结构—功能方法、模型化方法和理想化方法等，这些方法都丰富和深化了辩证思维及其方法。事实上，辩证思维的基本精神和原则都贯穿于现代科学思维方法之中，它通过本体论、认识论、方法论等各个方面渗透和参与到科学思维中。例如，我们在讲授普遍联系时就要涉及到系统方法，讲内外因的作用时就要涉及到控制方法，讲量变质变的观点时就要涉及到突变论方法，讲事物的相互作用和相互影响时就要涉及到信息方法。在科学既高度分化又高度综合的时代，辩证思维和科学思维的相互关系变得更紧密了，许多科学概念，例如系统、信息、结构、控制等概念，随着其意义的确定，就会从科学概念上升到哲学范畴；而哲学最基本的范畴，例如物质、运动、时间、空间等，也是科学思维中最常用的基本范畴。我们在讲授现代科学思维方法时，应把它由原来某一领域的一种研究方法扩展到自然科学、技术科学、社会科学的整个研究领域，上升为一种一般的科学方法论。比如说系统方法最初应用于生物学和数学领域，而后又扩展到了工程学、通信理论、政治结构、国际关系、管理系统、生态系统、心理和精神分析以及教育系统等领域。目前，系统分析作为一种一般的科学方法论，运用于广泛的研究领域，特别是在有风险和不确定性的经济社会政策的制定以及公共政策系统的改进上。信息方法在社会科学的研究中，使得对社会的研究更加形式化、动态化，通过计算机建立社会信息情报网，可以更有利于掌握社会运动的规律。领导决策过程就是对信息进行收集、传递、整理、加工和变换的过程，它的科学化取决于能否迅速、准确、及时地获得足够的信息。通过这样的分析讲解，使大学生学会用科学思维方法来分析问题和解决问题，培养他们的科学思维能力。
三、基本原理课对大学生科学精神的提升
在基本原理课的教学过程中，我们要提升大学生的求实求真精神，怀疑创新精神和科学理性精神。求实求真精神。求实精神，就是要求人们在科学研究中一切从实际出发，实事求是，从事实的本来面目去探求规律，来不得半点虚假和浮夸。科学活动面对的是不以人的意志为转移的客观世界，凡事都求取证明，强调有根有据，要求一切科学认识必须建立在充分可靠的经验基础上，以可检验的科学事实为出发点。“求实”然后才是“求真”，“求实”基础上的“求真”就有了可靠的保证。“求真”是科学的目的。求真精神是指追求与探求真实的、与客观事实相符的思维活动。具体表现在实事求是，崇尚理性，尊重实践，不固守传统，不迷信权威，勇于探索，坚持真理，不怕困难和挫折。怀疑创新精神。科学是在不断批判谬误、破除迷信的过程中达到对真理的认识的。在探求真理的过程中，我们要有所怀疑、有所批判，科学知识不论来自哪里，都需要经过批判性检验和考察，才能被接受。怀疑批判就是要破旧立新，以新质代替旧质，是实践的内在要求。当然怀疑批判不是科学的目的，而仅仅是获得新的更加确切的知识的前提。刨新就是要勇于抛弃旧思想旧事物，创立新思想新事物。要不满足已有认识，不断追求新知；要不满足现有的生活生产方式，而不断进行改革和革新；不墨守成规，敢于打破原有框框，探索新的规律，新的方法；不迷信书本、权威，敢于根据事实和自己的思考，向书本和权威质疑。科学理性精神。理性精神，就是要人们不盲从、不迷信、不感情用事，凡事要问一个为什么，凡事要遵守客观规律，考虑客观条件和客观后果。一切称之为科学的东西，都必须放在理性的法庭上接受审判。科学涉及的空间、时间、质量、相互作用、宇宙或自然的规律和图式等，都隐含在物质的深层结构中。这些对于感官来说并不是显而易见的，但理性或理智却至少可以部分地把握它们。因此，科学是而且必须是理性的或合理性的。理性精神促进了科学的诞生和发展，科学的发展又促进了理性精神的发扬光大。
参考文献：
[1]吴玮.提高科学素养，加强“两课”教学，思想政治教育研究[J].2002，（1）.
[2]马克思.1844年经济学哲学手稿[M].北京：人民出版社，2000.
[3]李淮春.辩证唯物主义和历史唯物主义[M].北京：中国人民大学出版社，1995.
[4]李醒民.实证精神和理性精神是科学精神的两大支柱[N].人民日报，2010-05-04.
第8篇：生态工程的基本原理范文
关键词：生态经济学；生态经济型防护林；有益探索
经济的迅速发展和人口的快速增长使得人们对自然生态的索取越来越多，破坏了自然界的生态平衡，生态环境不断恶化，森林被大量的砍伐。大量的植被遭到破坏，土地荒漠化、盐碱化越来越严重，导致水土流失等自然灾害的频频发生。生态经济型防护林成为解决当前生态问题的有效途径，借助人工措施发挥生物资源和水土资源的生产潜力，提高生态系统的生产能力，实现防护林体系中各种林业物种的合理配置，建立经济效益与生态效益相统一的生态经济体系。
1 生态经济学的认识
生态经济学是研究生态系统和经济系统和谐发展的学科，是经济学与生态学结合产生的一门边缘学科。生态经济学以生态学发展的客观原理来指导人们的经济活动，通过一系列有效的工程措施实现社会与自然的可持续发展，改变人们的生产、生活方式，实现自然资源的合理配置和优化配置。生态经济学要求经济的发展要符合生态环境的客观规律，生态环境的保护工作要与经济的快速发展相一致。经济的发展要在生态系统的承受范围之内，在保证不破坏生态平衡的基础上发展经济，实现发展经济和保护生态环境之间的双收益，建立经济与生态环境之间的良性发展。
2 生态经济型防护林建设的不利因素
传统的防护林思想过分的注重防护功能，防护林的建造方向、采用的技术措施、树种的配置等都只是围绕着“防护”进行探讨，对防护林工程带来的长期经济效益没有进行准确的预计。生态效益和经济效益之间相互联系、相互制约，是密不可分的两个主体，在遵循自然规律的前提下发展经济，合理的调节经济发展与自然环境之间的供求矛盾，从而实现经济与生态的同步发展。
3 生态经济型防护林建设的原则 3.1 生态保护为主
生态环境的好坏直接影响着生态经济的发展，防护林的建设一定要遵循生态学发展的基本原理，将生态经济型防护林的建设作为一个长期工作目标。生态经济型防护林的建设工作要把植树造林作为工作的重点，发展多种绿化植物种植，通过防护林建造技术水平的提高，增加防护林的覆盖面积，提高树木等绿色植被对地下水源的涵养能力，减少水土流失现象的发生。近年来过度放牧、过度砍伐、无限制的开采矿产资源的现象越来越严重，使生态环境持续恶化。国家的相关部门要制定相应的政策法规来限制不良经济活动，保护脆弱的生态环境。
3.2 尊重客观规律
生态经济型防护林的建设要尊重自然规律的发展要求，因地制宜，实现资源的合理配置，发展生态农业。经济的发展要服从生态环境的承载范围，在生态系统允许的范围内借助科学技术的帮助，争取获得更高的经济效益。
4 构建生态经济型防护林的措施
4.1 完善构建生态经济型防护林的技术和理论体系
防护林的建设需要有一个科学合理的理论体系作为指导，而构建完善的生态经济型防护林的技术和理论体系需要借助生态学、经济学、林业学、工程系统学等专业的理论和技术方法。生态经济型防护林工程将维护生态系统平衡和经济发展作为工作的重点，要求从生态系统的整体观点出发研究生态环境与经济之间的相互效益。构建生态经济型防护林体系要选择优良的品种发展高效的生态农业，形成不同层次的林业区以满足市场的需求；防护林的建造工程一定要遵循客观规律，工程的设计要符合施工现场的自然环境，加强对施工过程的管理，保证按时按质完成任务。
4.2 因地制宜，合理配置林种结构
构建生态经济型防护林体系一定要做到因地制宜，根据不同的土地类型合理配置种植的林种。根据土壤的类型以及土壤中水资源的含有量选择适合生长的树种进行种植，调整林种的种植结构，实现单一防护林生态系统向生态经济型生态系统的有效转变，以取得最大的经济效益。
4.3 实现林农式的综合经营
依据生态经济学发展的基本原理实现林、农业的综合经营，运用现代的科学技术在同一区域内实现林、农业之间小生态系统的平衡。在林木的幼苗时期种植农作物，充分的利用光能，即可以获得农作物带来的短期经济收益，又可以涵养水源，提高林木的存活率。林木生长茂盛时要停止农业生产，防治农作物与林木争抢土壤中的养分，妨碍林木的生长。在林木生长旺盛时期可以充分利用土地进行副业的生产活动。除了林农结合型防护体系和林副结合型防护体系外，还有种养结合型防护体系和菜园经济型防护体系。这四种防护体系获得了经济发展的短期和长期收益，为防护林业提供了很好的发展前景。
5 结语
第9篇：生态工程的基本原理范文
1林业生态工程的概念
根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理就是林业生态,对木本植物为主体的进行,就是由自然资源环境特征和社会经济发展现状来进行的,并且把相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。传统的造林绿化内容就是它本身所包括的,还有就是一些成功的单项造林技术与新技术的筛选与应用,但是也不是简单的“相加”与“拼盘”;它的目的不仅仅只是对经济效益的考虑,而且还是对三大效益经济、生态、社会的并重;它的全过程是配套技术合理组合的完整工艺流程。
2林业生态工程的基本原理
2.1系统论原理
生态过程中主要目的就是人工生态系统的建造调控。由相互作用和相互依赖的很多个组成部分结合而成的一个有机整体,这个有机整体又具备特定的功能,这就是系统的含义,这个含义是我国着名科学家钱学森所认为的,系统应该具备以下的特征:
2.2有序性结构
有机的整体就是系统,这样的话,它本身就要有所具备对自然或者认为划定的明显边界,明显相对的独立性是边界内的功能所要具备的。
2.3整体性系统
一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体就是系统的整体性,要具有适当的量的比例关系和明显的功能上的分工与协调在各组分之间,只有这样才能对系统转换功能的能量、物质、信息、价值进行顺利的完成。
2.4综合性环境因子。
很多环境因子在自然界中的计算单位都是独立的,生物中每个因子都能够对其产生巨大的影响,在林业生态工程中,多项因子对生物群落要加倍注意其综合作用。在综合和单因子影响的作用都有着很大的差异。对以后林业生态工程研究中,对多因子怎么样进行综合评价是相当重要的。
2.5食物链原理
生态学的重要原理就是食物链和食物网,通过叶绿素将食物链和食物网中的绿色植物使太阳能转化为化学能贮存于植株之中,因此,“生产者”就是对绿色植物的称号。草食动物吃的就是绿色植物,肉食动物吃的是草食动物,这些动物之中,有的动物是靠吃菜维持生命,有的动物则是靠吃其它的动物来维持生命。小动物和低等生物又会将植物和动物的残骸进行分解,食物链关系就是吃和被吃之间所形成的关系。后两者分别称之为“消费者”和“分解者”。
3林业生态工程的发展前景
森林生态环境意义的加强就是现代林业一个较为突出的特点。针对现在的折中情况,很大一部分国家的林业发展都在做新的选择,进行深刻的改革。不管是对林产品的提供、对森林生产力的稳定和增长的保持,还是对森林的环境服务功能的有效发挥;不管是什么类型的人工林的营造,还是进行经营管理现有的森林,依照持续发展的要求,都有必要对一个健康稳定的森林生态系统进行建立和维持,在森林生态系统能够容忍的限度内,对人类的利用和干扰有所保持。
在我国,虽然有很的研究成果是林业生态工程领域的研究所得来的,但是这些成果还没有什么学术性和应用性,不过从高效、稳定、持续发展的林业生态工程的角度进行分析,还需要进一步的完善和调整。伴随着我国深入发展的生态林业工程建设,提出了更高的要求对生态林业工程建设技术。
结束语
国家应对气候变化及节能减排工作领导小组会议审议并原则同意十二五节能减排综合性工作方案,以及节能目标分解方案、主要污染物排放总量控制计划,研究部署相关工作。其中,同时公布的十大重点工作中还提出,为增加森林碳汇,我国将大力推进植树造林,继续实施三北防护林与长江中下游地区等重点防护林工程、退耕还林工程、天然林保护工程,京津风沙源治理工程以及速生林基地建设工程等生态建设项目。
参考文献
[1] 付娜、姚淑荣.浅析林业生态工程与区域生态环境.中小企业管理与科技,2008(02).
[2] 宋春东.关于林业生态工程的几点探讨.中国新技术新产品,2011(04).
[3] 赵丽玲.造林绿化与林业生态系统工程研究.科技致富向导,2011(04).
