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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生态学基本原理范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
教学目标表述
通过对本单元教学内容的组织看出,生态工程的概念和原理是该单元的主干知识,揭示原理和生成概念必须以事实性知识为例证,在例证分析中促使学生接受科学思维训练和体验生物学价值。因此,通过本单元的教学活动,学生应该达到的预期目标是:
1知识性目标描述什刹海水体治理前后的生态景观;以什刹海水域恢复和重建工程为例,简述生态工程遵循的基本原理;在例证分析的基础上,说出生态工程的特征,从而生成生态工程的概念。
2技能性目标通过搜集和整理当地生态工程建设的有关资料,增强信息处理的能力;通过对相关例证的系统分析,揭示生态工程原理和生成生态工程概念,增强科学思维能力;用生态工程原理有关社会、经济和生态环境协调发展的实际问题做出尝试性解释,提高自我的综合应用能力。
3情感、态度、价值观关注当地生态工程对当地经济与环境的影响,关注我国重大生态工程的发展趋势和应用前景,树立环境保护意识,增强人与生物圈和谐发展的生态学观念。
教学过程的组织
本单元教学内容的重点是生态工程的基本原理,因此,教学过程的组织应凸显重要概念。依据教学内容及目标和我校学生的学习情况,对教学基本环节的安排、教学过程的推进、教学模式的选择大体如图2。
1用情境材料导入本单元教学课题教学起始,向学生展示太空中俯瞰地球的壮丽景观与地球上被污染破坏的某些生态景观的一组图片,鲜明的对比引发学生思考:人类社会和经济的发展给生态环境带来哪些负面影响,如温室效应、赤潮或水华现象、大气污染、水土流失、土壤沙化、沙尘暴等诸多问题,已经威胁到社会、经济和生态环境的协调发展,从而启发学生认识到环境保护和治理已是当今刻不容缓的一件大事。保护环境和治理污染涉及一整套的科学原理和技术体系,即生态工程的原理和技术,由此导入生态工程原理的教学过程。
2呈示什刹海水域治理的相关资料什刹海距离我校很近,优雅的水域生态景观对游人很有吸引力,但是学生不了解治理前的什刹海生态状况,因此,教学时教师先向学生展示什刹海治理前后的生态景观图片资料。20世纪90年代什刹海发生的严重水华现象,激发起学生强烈的探索欲望,为了促使学生积极思考和主动探究水华现象的发生原因,进一步向学生提供有关污染水体富营养化的调查资料(图3),通过资料分析学生明确水质污染是发生水华现象的直接原因,治理水域污染是恢复和重建什刹海水域良性生态景观的关键。学生对防治水华现象会提出一系列措施,充分显示他们参与社会决策的主人翁意识,如提高城市居民的科学素养,加大控制环境污染宣传的力度,加强拦截蓝藻的水上作业活动等。教师在肯定学生提出具体措施的同时,进一步引导学生思考和讨论:如何在减少人力、物力的情况下降低浮游植物的密度?水体中藻类生长需要的营养物质能否为我所用?在问题的启发下,部分学生又提出养殖以浮游植物为食的水生动物,种植人类可以利用的水生植物等方法。在学生集思广路和畅所欲言的基础上,教师展示矩阵水体净化系统的景观图片(图4),学生初见此图感到新鲜和振奋,也激发他们进一步探究的求知欲,迫切期望介绍矩阵水体净化系统的全部内容,从而为引导学生理解教材打下必要的基础。
3分析资料,揭示生态工程原理揭示生态工程的基本原理是本单元教学的重点之一。当学生欣赏矩阵水体净化系统的水面景观时,要启发学生思考:矩阵水体净化系统的设计、建造和操作过程,主要是遵循哪些学科的思想和应用那些工程技术呢?这样,促使学生初步领会生态工程是以生态学为基础,应用多种自然科学、技术科学、社会科学,并相互交叉渗透的一门科学。为了帮助学生逐步理解生态工程设计遵循的基本原理,教师依次展示矩阵水体净化系统的立体示意图、平面俯视示意图(图5)和生态种植区模式图(图6)。一方面鼓励学生识图说出图3~图6之间的关系,意识到生态工程设计方案中渗透着生态学原理和系统工程学原理,另一方面教师结合图解向学生阐明该项生态工程设计的亮点:一是生态种植区的设计,遵循着物种多样共生原理、生物与环境协调平衡原理,食物链既是一条物质传递链、能量转化链,也是一条价值增值链。二是该系统的工程学设计十分合理,图中的“生态种植区”设有蔬菜花卉种植的盆基,以及微生物培养的富养基。“水循环系统”有效地促进水体流动,“造浪增氧系统”能促进有益微生物代谢,将污染物分解成小分子化合物返回无机环境,既做到节能少排、防治污染,又实现了区域良性循环。三是将社会效益、经济效益和生态效益融为一体,将生态系统自我调节与人工调控有机结合,从而实现效益稳定增长和持续发展。
教师的讲解有所侧重,学生在观察和分析相关设计资料之后,提出一些疑问:例如,种植蔬菜是供人类食用吗?微生物富养基是液态还是固态?图中2盏灯的作用是什么?等等,这些问题的提出和讨论,有助于学生理解通过工程技术将相互本不联系的环或亚系统组分横向复合,形成食物网络,促进资源共享,分层多级利用物质和能量。例如,夜间灯光引诱蛾类落入水体,可供肉食性鱼类捕食。在师生共同剖析什刹海水域治理资料的基础上,督促学生阅读课文,找出陈述生态工程原理的重要概念,或者引导学生用命题句式将生态工程遵循的基本原理加以归纳,并填写在表格中
4引领学生生成生态工程的概念所谓生成概念,就是用表达判断的句式给生态工程下定义。至今,生态学家尚未给出生态工程的统一定义,我国生态学家、生态工程先驱马世骏先生(1984)给生态工程下的定义为:“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,结合系统工程最优化方法,设计的促进分层多级利用物质和能量的生产工艺系统”。此后进一步阐明:“生态工程的目标就是在促进自然界良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防治环境污染,达到经济效益与生态效益同步发展”(1987)。
让学生尝试给生态工程下定义是困难的。教学时,先鼓励学生通过议论明确生态工程概念的内涵应包含遵循的基本原理和目标,确认生态学和系统工程学的基本原理,梳理生态工程的主要目标。然后,展示马世骏先生给出的生态工程定义,促使学生通过比较深入理解生态工程概念的内涵。
5鼓励学生应用生态工程原理实践、认识、再实践是科学思维过程的2次飞跃。在上述的教学过程中,学生接受了由感性到理性、由具体到抽象的思维训练,实现了思维过程的第1次飞跃,学生运用所学的科学原理分析、解释或解决实际问题,则是实现思维过程第2次飞跃的尝试。运用习得的重要概念解释或解决实际问题,也是促进理解和巩固知识的重要手段。
恢复生态学的基本原理包括限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适宜性原理、生态位理论、群落演替理论、生物多样性原理和斑块-廊道-基底理论等(任海等,2001),它们对园林设计及施工具有指导作用。限制因子原理要求在设计中需要找出生态系统恢复的关键因子;生态系统的结构理论要求设计的物种结构能充分利用时空资源,并具备自我维持能力或降低人工维护频度;生态适宜性原理表明多使用乡土植物,并在充分了解植物生态学特性的前提下做种植设计;生态位理论指导植物的搭配,合理安排其在生态系统中的位置与尺度;群落演替理论表明园林绿化可缩短生态恢复时间,但对极端退化的生态系统恢复时,演替理论不适用,只具有指导意义;生物多样性原理要求适当增大物种多样性可使恢复的生态系统稳定性更高;斑块-廊道-基底理论指导景观层次的规划,考虑在生境破碎化的场地中,合理利用空间。
生态修复与风景园林
城市生态系统是个规模大、关系复杂的动态生态系统,它既有自然的组成要素,又有高度人工化的组成要素。城市绿地在改善环境质量、维护城市生态平衡、保持水土、美化景观等方面起着十分重要的作用,乔灌木藤草植物合理地配置在一个群落中,形成复合层次和优美季相景观,具有不同生态特性的植物各得其所,构成一个稳定的群落。由于城市建设造成的人工弃土、土地,改变了地表径流,导致水土流失加剧,大量泥沙及生活垃圾淤积河道,阻塞排水管道,使水土资源遭到破坏。因此,生态修复集成技术可以在方案设计时重点考虑并在园林工程中实施,最终使得城市生态系统向良性方向发展。
园林种植设计在特定的城市生态环境条件下,应将保持水土、抗污吸尘、耐贫瘠、抗病虫害、耐粗放管理、根系发达等作为植物选择的标准。植物的合理配置不但可增加城市建筑艺术效果,丰富城市景观,更能减轻暴雨冲蚀和水土流失,从而改善城市人居环境。在城市园林绿化中,应充分考虑植物的生态位特征,利用不同植物在空间、时间和营养生态位上的分异来配置植物,避免种间直接竞争,形成结构合理、种群稳定的复层群结构,以利种间互相补充,既充分利用水土资源,又能形成优美的景观。
园林工程与生态修复在土方工程、给排水工程、水景工程、园路工程中应结合种植工程,利用园林植物的防护作用实现生态修复。园林排水:园林绿地的排水,一般主要靠地面及明渠排水,结合道路、地形可做成浅沟式排水渠,沟内生长植物,起到减缓径流速度及防止水流冲刷的作用。解决由地表冲蚀措施有:①从竖向设计角度考虑。种植采用铺地植物护坡;②使用工程措施。设置谷坊和挡水石,并与植物搭配消减冲刷力(孟兆祯,2003)。水景护坡:园林中开辟水面要求有稳定的湖岸,在水体边缘必须建造驳岸和护坡,其中植物护坡措施包括防护林、植草和生物-工程综合措施,通常采用深根性和浅根性树种结合的乔灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蚀能力,减小径流速度,增加入渗,防止面蚀和细沟侵蚀,也有助于防止块体运动。生物-工程综合措施,即在工程措施间隙或表面种植植被,以增强其强度,如混凝土构件间隙空格种草,与土工材料配合植草及绿色混凝土模块等。园路铺装:园路按路面材料不同分为:整体路面、块料路面、碎料路面、简易路面等。园路的设计在满足造园艺术要求的前提下尽量利用原地形,以保证路基的稳定,减少土方量及水土流失量;路面应有3%~8%的纵坡和1.5%~3%的横坡。采用生态铺装路面可提高水土流失防治效果,常见种类有透水沥青、透水水泥混凝土、生态透水砖和其他特殊透水材料。新建的居住区中,使用最多的铺装材料是石材,占使用频率的44%,砾石及砖的比例分别占使用频率的18%、20%(黄玲,2009)。
园林生态修复发展趋势
一、 生态工程的几个原理
二、 几个基本原理的理解
1. 生态工程建设的目的就是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、生态效益同步发展。生态工程的建设应遵循以上五个原理,但不同的生态系统遵循的原理可以不同。
2. 整体性原理和系统整体性原理的比较
整体性原理指社会、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。
系统整体性原理指整体大于部分之和,即1+1>2。目的是保持系统有很高的生产力,具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理,如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和真菌等。
3. 一些生态工程具体实例所用的原理见下表:
例1 下图为某综合发展生态工程示意图。请据图回答:
(1) 生态工程所遵循的基本原理有____
________、协调与平衡、___________和_____
_______、系统学和工程学原理等原理。该工程主要运用到的生态工程的基本原理有____________、____________和整体性原理。
(2) 蓝绿萍的代谢类型是__________,在生态系统中的地位是__________。
(3) 一般来说,生态工程的主要任务是对_________进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
(4) 在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是______。单一的人工林比天然混合林的稳定性低,容易遭受害虫危害,这体现了生态工程的_____
_______原理。
解析 生态工程遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性、系统学和工程学原理等原理。
窦店村农村综合发展生态工程是以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程:作物秸秆用来生产食用菌和饲料;饲料喂养家禽;人、畜粪尿作为原料生产沼气;沼液用于水产养殖业;沼渣为蔬菜施肥和喂养畜禽,从而达到了物质利用的良性循环,缓解了农村“三料”的缺乏问题,提高了土地产出水平;同时一些加工品和农产品可以输出到市场出售。因此该生态工程主要运用了物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理。该生态工程以沼气工程为核心,农、林、牧、副、渔各业全面发展,增加了劳动力就业机会,促进了经济发展;同时又降低了环境污染,促进了农村的可持续发展。
生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
答案 (1) 整体性 物质循环再生 物种多样性 物质循环再生原理 物种多样性原理
(2) 自养需氧型 生产者
(3) 已被破坏的生态环境(或受损的生态环境)
(4) 整体性原理 物种多样性
巩固训练
1. 澳洲草原广阔,天然牧草资源十分丰富。自1925年起,从印度和马来西亚引入当地没有的牛、羊等家畜,大力发展畜牧业。几年后,千万头牛的粪便覆盖了草场,牧草大量枯死,同时苍蝇蔓延,使澳洲草原生态系统处于崩溃的边缘。后来从亚洲引进蜣螂,它们把牛粪滚成团堆运到地下,既消除了牛粪又肥沃了土壤,还控制了苍蝇,有效地解决了生态危机问题,使澳洲草原又呈现生机勃勃的景象。
(1) 上述事实表明,在引进牛、羊前,各种生物之间的关系呈现___________状态。
(2) 从生态学的角度看,人们引进牛、羊的目的是___________________________。
(3) 引进牛、羊后导致生态危机的主要原因是_______________________________。
(4) 蜣螂是这个草原生态系统的______
____(功能类群)的重要成分。
(5) 以上事实说明,生态系统的自我调节能力是有_________________________。
(6) 引进牛、羊发生生态危机这一事实给人们的启示是人类的生产活动要________
______________。
(7) 最后结果给我们的启示是________
_____________________________________。
2. 如下图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题:
(1) “秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的_____________原理,最大限度地实现了物质的循环,减轻了燃烧秸秆造成的_____
________效应。
(2) 图中属于生产者的是__________;消费者是__________;分解者是__________。
(3) 在该农业生态系统中,物质经多次重复利用,提高了_______________。
参考答案
1. (1) 功能上的动态平衡
(2) 调整生态系统的能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分
(3) 破坏了原有的食物链,导致生态平衡失调
(4) 分解者
(5) 一定限度的,如外来干扰超过了这个限度,生态平衡就会遭到破坏
(6) 遵循生态工程建设的协调与平衡原理
(7) 人类活动只有遵循协调与平衡原理及整体性原理,在原有平衡基础上,建立新的生态平衡,才能使生态效益与经济效益、社会效益共同发展
2. (1) 物质循环再生 温室
关键词:环境生态学;环境类专业;教学内容;实践环节
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0236-02
环境生态学是生态学和环境科学之间的交叉学科,是生态学的重要应用学科之一。环境生态学是研究在人为干扰下,生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建和保护对策的科学,即运用生态学理论,阐明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径。北京建筑工程学院环境工程和环境科学专业都将《环境生态学》作为专业基础课。在近十年的《环境生态学》课程建设和教学实践中,发现其在教学内容、实践环节和教学方法上都存在一定问题。本文针对这些问题和工科院校环境类专业的特点,提出了相应的调整建议,以期为相关院校《环境生态学》课程建设提供参考。
一、教学过程中的问题
1.教学内容的选取。目前国内多数《环境生态学》教材的内容可以划分为两大部分,一是生态学原理,二是应用生态学。内容包括:环境生态学绪论、生物与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学、干扰生态学、恢复生态学、生态系统服务、环境污染的监测与评价、生态工程、生态系统管理和可持续发展等。我校《环境生态学》讲课课时为24学时,相对于教材内容来说课时严重不足。如何在有限的教学时间内兼顾生态学基础原理和应用生态学两大方面的内容,同时突出重点,让学生真正掌握课程内容,是该门课程改革创新中面临的主要问题。
2.实践内容的设置。《环境生态学》的课程特点是基础理论和知识点多,涉及的交叉学科多(如环境科学、环境工程、植物学、动物学、土壤学、经济学、管理学、土木工程、风景园林、城市规划等);研究对象的空间尺度从生物个体、生态系统到景观和生物圈。此外,许多基础理论和方法需要在实验和实际工作中才能更加深刻地理解和应用,如何结合我校建筑类大学的培养要求和实验条件,科学设计《环境生态学》的实践教学内容,巩固和提高课堂内所学知识,也是亟待解决的问题。
3.教学手段和方法的更新。目前,计算机和多媒体技术已广泛应用,以PPT为代表的多媒体技术已成为教学过程中不可缺少的工具。大多数时候,课堂上教师以PPT为线索进行讲授,学生被动地接受知识。在这种传统的单向教学方式下,学生在课堂上没有积极思考,缺少与老师的交流互动,课后也缺少相应的作业习题,导致学生很难深入理解知识点和基本原理。特别是在生态学原理部分的教学中,单纯的理论讲授较为枯燥,学生的学习兴趣不高,学习效果并不十分理想。如何改进传统的教学手段,通过更加多样化的、互动式的教学方法,提高课堂教学效果,也是教学过程中需要解决的一大难题。
4.学生成绩的评定。在教学过程中,以往对学生成绩的评定多以平时成绩(30%)+期末考试(70%)为主。这样的评价方式在实际教学过程中存在一定问题,如作业相互抄袭现象突出、课堂上不专心听讲、考前突击背书复习等。由此可见,上述成绩评定方法存在一定弊端,无法客观、全面地反映学生的学习过程、学习效果,也没有起到督促学生学习的作用。因此,迫切需要采取更有效的成绩评定方式。
二、环境生态学课程建设优化对策
1.教学内容的取舍。根据我校建筑类大学的定位、环境类专业的培养目标,在教学实践中对《环境生态学》课程的教学内容进行了适当取舍。除了重新选择更加适合短学时、环境类专业的生态学教材之外,在课堂教学别突出生态学的基础知识脉络、生态学思想在环境保护中的应用、生态恢复和生态工程等与实践紧密结合的内容。教师有效利用课堂时间,重点讲解课程要点和难点,介绍学科最新研究与工程进展,补充和穿插较多的工程案例,使得教学内容既不脱离教材,又在教材基础上有所深化和补充。此外,结合我校城市雨水管理、给水排水和资源循环利用等特色研究方向,重点展开水生态系统构成、水生态环境监测与修复、水生态恢复工程等内容,为环境类专业后续相关课程的顺利开展打下较为扎实的生态学基础。
2.改革实践教学内容。理论与实践结合才能更好地发挥知识的作用。在教学改革中,不断加强实践环节的比重,丰富和改进实践教学内容。我校《环境生态学》的实践环节分为两部分内容,即生态实习和认识实习。在生态实习方面,借助大兴新校区建设的有利契机,建设了生态学专业实验室和室外实习基地。在新修订的培养计划中,给环境科学专业安排了两周的实习期,开设的实验有:重金属对种子萌发及幼苗生长发育的影响,温度对植物叶片细胞膜透性的影响,氯气污染对植物叶片澄清液pH的影响,校园环境生态因子调查和校园植物群落调查。通过生态实习周,使学生巩固了生态学的基本原理,掌握了生态学调查和实验的基本方法,提高了学生分析和解决实际问题的能力,激发了其对身边环境生态问题的关注和兴趣,教学效果良好。此外,在大一第二学期开展的认识实习中,重点对城市生态环境进行学习。为提升我校教学质量,特聘请北京大学生态学专业教师带领学生实习。实习过程中,徒步考察北京北海团城、景山公园、皇城根遗址公园、菖蒲河公园和国家大剧院等典型场地,就城市植被群落、生态环境建设、城市排水和水景营造等内容展开专题实习。在实习中,学生通过对北京乡土植被和人工植被的认知和比较,了解华北地区常见植物群落的组成和应用,对比古代和现代城市水景营造理念和技术方面的异同,使群落、生态系统、生态工程等方面的理论和知识在实践中得到提升。
3.采用多样化的教学手段。针对上文提到的传统教学手段的局限,我校在《环境生态学》教学过程中采用了多种不同的教学方法,包括课堂讲授、案例研讨、播放视频和课后资料检索等。特别是在课堂上,教师针对教学重点,设计开放式问题,积极引导学生参与课堂讨论,锻炼学生的综合思考能力和口头表达能力。对一些可以通过学生自学掌握的内容,如生态工程等,教师可以组织学生以小组汇报的形式就某类生态工程进行系统介绍,通过文献检索、资料汇总、课堂汇报、报告写作等环节,强化学生自主学习的能力,而且还能训练学生的口头表达、论文写作等综合技能。同时,教师在过程中应注意掌握全局,通过教师对学生汇报的深入分析及总结,弥补学生汇报中的不足,提高学生对相关知识点理解的深度和系统性。
4.改进成绩评定方法。我校对《环境生态学》的成绩评定方式也进行了一定改进。考核成绩由平时成绩、期末考试两方面组成,既考核学生对所学知识的掌握情况,也考核学生出勤、作业等情况。期末试题的形式力求多样化,包括名词解释、填空题、选择题、简答题和论述题。试题在考察基础知识和原理的同时,更加注重对学生综合分析能力的考察。此外,也结合教学内容的改革,将学生案例研讨、专题报告等形式纳入成绩评定。
《环境生态学》的理论性和实践性都很强。随着近年来生态学理论的迅猛发展和复杂环境问题的涌现,《环境生态学》的前沿性领域也在不断发展过程中,内容不断丰富和扩展。目前,我国《环境生态学》的教材偏重生态学基础理论,对于建筑类高校的环境专业而言,存在学时不足、重点不突出等问题。这些特点决定了《环境生态学》课程建设的难点和重点。针对以上问题,我校环境系教师通过对教学内容、实践环节、教学方法和成绩评定方式等方面的不断探索和改进,力求提高教学效果,办出特色。
参考文献:
[1]牛晓音,郑家文,刘家第.环境生态学教学改革实践中的问题与对策[J].科教文汇,2011,(4):44-45.
[2]盛连喜.环境生态学导论[M].第2版.北京:高等教育出版社,2009.
Abstract: This paper aims to discuss how to base the principles of urban ecology as a guide, proper disposal of the relationship between settlements and cities construction and the environment in the construction of settlements during the ecological process.
关键词:生态住区;城市;环境
Key words: ecological residential area;urban;environment
中图分类号:TU20文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0094-01
1生态住区的相关理论
目前,对于生态住区及其相关理论的研究较多,不同的学者对生态住区的定义是不一样的,如中国环境科学研究院生态研究所认为:生态住区是指符合生态学原理,社会、经济、自然协调发展,物质、能量、信息高效利用,生态系统良性循环的人类聚居区。但学者们一致认为:生态住区应该达到节能、节地、节水、节约资源、节省材料、太阳能运用、无害化、减少废弃物、注重材料、能量和资源的重复利用和循环利用等。
城市生态住区是生态城市的基本功能单元之一,它体现城市居民的生活方式、生活质量、人口素质、生态知识及生态参与,强调人、生物和环境的共同行动或活动。
城市生态住区应具有的特征:①要有良好的自然生态系统,较低的环境污染、完善的自然资源可循环利用体系。②要具备合理的产业结构、产业布局,要有节约资源和能源的生产方式,要有低投入、高产出、低污染、高循环、高效率运行的生产系统和控制系统。③要有良好的环保意识并积极主动参与各种环保工作,提倡节约资源和能源的消费方式。④在管理方面,要有健全的法律法规,包括环保、环卫、节约资源和能源以及物资回收利用方面的法律法规,并有相应的、有效的行政执法制度。
2国内外城市生态住区的发展现状
2.1 国外城市生态住区的发展现状
2.1.1 太阳能利用。欧洲发达国家生态住区中一个显著的特点就是普遍重视利用太阳能来解决住宅能源问题。以德国为例,许多生态住区所使用的能源中有50 %以上为清洁能源,主要是太阳能.在德国的住宅建设中大面积采用了太阳能光电板,太阳能光电装置产生的电力不仅可以自给,而且多余部分可以送到城市电网上去。
2.1.2 建筑节能。住宅节能是欧洲各国生态住区建设中的重点课题,住宅能耗占总能耗中约20%~25%的比例。欧洲各国都十分重视提高住宅的热工性能,减少热损失。为了达到节能要求,生态住区规划设计中从建筑朝向、外墙面积、墙体热工性能、窗户密闭性能、南向窗户面积大小等方面都会作认真细致的规划和设计。
2.1.3 水资源的循环利用。尽管欧洲许多城市的水资源并不缺乏,但节约用水仍是所有生态住区的共同要求.德国、英国等国生态住区中都设有完善的雨水收集设施。
2.1.4 屋顶植被与自然绿化。住宅建设中必须偿还一定面积的绿化。可以是政府主导,也可以是建设者根据规定的要求,进行立体绿化.在生态住区,采用的重要技术措施之一就是实现屋顶绿化,屋顶绿化夏天可以吸热防晒,种植层在冬天又可起一定的保温作用.在德国生态住区中,屋顶上长满各种绿草已成为一个特殊景观.住宅区的绿化,质朴自然,没有国内住区中常见的大量人工雕凿的绿化,也很少有大面积铺砌的广场、喷水池。
2.1.5 建筑材料绿色化、建筑技术集成化。欧洲许多国家鼓励使用木制品,木材作为生态性建材,在住宅建设中得到普遍使用,许多住宅采用木制品作骨架,墙体和建筑配件。
生态住宅区在建造过程中,大量采用集成配套技术,如复合墙体保温技术、屋面保温技术、太阳能装置技术、屋顶植被技术、渗水池修建技术等。
2.2 国内城市生态住区的发展现状①住区绿化工作做得普遍较好。但真正的生态住区绝不是简单的等同于景观设计中的“绿地”加“水系”,而应是体现在人与自然环境和谐相处的问题。②住区物业的智能自动化管理程度较高。目前,信息时代的科技已使人类的生活发生很多变革,人们已可以足不出户,就能享受信息技术发展带来的先进成果。③住区景观环境水平提高得很快,但是住区的节能与环保水平却与国外相差甚远.在能源利用方面,已建成的生态住区主要还是利用从外界输入的能源:电能和天然气等,维持住区的正常运转.对于新能源的利用,只是停留在表面,利用率比较低。
3城市生态住区的发展趋势
首先,住区的选址要考虑到居民的健康需求,包括生理上的和心理上的。应用生态学基本原理规划、设计和建设居住区,并与所在区域的可持续发展能力相适应。
在布局上,为了维持居住社区的稳定,住宅形式趋向多样化.要改变通常的条形住宅和兵营式的布局,结合自然环境,从层数、体量、造型、曲直、朝向、排列组合等方面着手,创造多样的住宅布局,形成有丰富层次的空间。
要尽量减少并高效利用如水、煤、电等不可再生资源,要充分利用如太阳能、风能、水能、地热能、生物能等再生能源以及废弃物转换能源,如沼气等的回收利用。对住宅进行节能设计。采用新能源和绿色能源,比如:太阳能、生物能及地域开发能源,建立雨水收集系统和中水回收系统,形成对水资源的多级使用、循环使用。提高水的回收利用率,中水系统纳入景观水系统,住宅区的供水设施及用水器具采用节水、节能型。水资源紧缺和能源紧张是全球面临的共同问题,特别是对于我国这样一个人口众多的发展中大国来说,尤其严重。因此,在住区运行中提倡4R原则,4R即:减少使用(Reduce)、回收使用(Recover)、重复使用(Reuse)和循环使用(Recycle)。
4结语
生态不仅仅科学概念,更是一种人文理念。城市生态住区是一项前瞻性的研究课题,虽然古今中外不少设计师都在这方面作了大量的研究,但是目前还很没有在理念上达到理想状态的城市生态住区。这正说明了城市生态住区建设的艰巨性,它需要我们进行长期的努力,不断总结、不断探索,努力实现人与自然和谐共生的目标,为人类社会的可持续发展做出贡献。相信随着社会的发展,我们身边会逐步建设出真正体现生态学原理的城市住区,实现人类生态化居住的美好愿望。
参考文献:
[1]曹凑贵.生态学概论[M].北京:高等教育出版社,2004.
1.1农业生态学的发展农业生态学是由生态学发展起来的,是生态学的一个分支,它从有机体与环境关系角度为农业提供一些原理与观点。例如资源负担原理、食物链原理、能量金字塔原理、十分之一定律等等。生物体必须与环境条件相适应才能生存和发展,这是生态学的基本原理,也是农业生态学的基本原理。例如小麦、棉花多分布于北方冷凉干燥的环境,水稻、甘蔗则多分布于南方高温多湿的环境。随着农业现代化的发展,工农业结合日益密切,科学技术在促进农业发展的同时,也给农业生产带来了环境污染、能源不足和生态失调等反效果。
1.2“生态农业”的内涵生态农业是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,是能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业的基本特点是:充分利用人力、畜力和积极推广农业机械化相结合,不排除对先进技术的应用;科学合理地施用工业化肥、生长剂、保水剂等,扩大农业生态系统的物能转化;在植物保护方面,尽量采用耕作措施和人工措施防治农田病、虫、草害,积极研究高效、低毒、无残毒的化学农药,把农药污染降低到最低程度,采取食物链加环的方法,发挥生物能转化效率;推广太阳能、风能、沼气等非矿物能源的利用。
2农业生态学对生态农业建设的启示
“生态农业”与“农业生态”是两个完全不同的概念。农业生态实际是农业生态学,是研究人为干预下农业生态系统的生态问题的科学。农业生态研究的就是这种人为干预或控制下农业生物与环境之间的相互关系,从而为人类调控和合理开发提供科学的依据。所以,它是一个专门的学科,侧重于原理的探索和规律的追求。“生态农业”从字面上看,它本身是一种农业类型,它和旱地农业、能源农业、有机农业等一样,是一个以特殊方式经营的农业生产体系。生态农业的理论基础是农业生态学,生产对象是农业生态系统。它们是理论与实践的关系,是不能分离的。
3新时期中国推行的生态农业建设
3.1中国生态农业的类型无论什么样的生态农业模式,都是在一定区域的土地类型上进行的,无论其规模如何,它们都是一个农业生产的系统,并且是一个结构和功能都优化的生态农业系统。依据各生态农业系统的结构和功能特征,中国的生态农业可以分为以下五种生态农业系统。
1)生物立体共生的生态农业系统:根据各类生物群落的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系,考虑到不同的生物对空间、时间、物质和能量等的不同需求进行合理组合,最终实现不同生物立体共生的生态农业类型。
2)物质循环利用的生态农业系统:一种按照生态系统内的能量流动和物质循环规律设计的一种良性循环系统。
3)主要因子调控的生态农业系统:针对当地的主要环境问题,采取人为措施对其农业生产和生态环境的主要因素加以调控和治理。
4)区域整体规划的生态农业系统:在一定区域内,运用生态学规律,提高自然环境的协调能力,从而取得较高的经济效益和生态效益。
3.2中国生态农业模式案例探析—以贵州从江县为例中国幅员辽阔,沿海较发达地区和内地欠发达地区在经济、社会发展水平等方面存在非常大的差异,从而使得两者的生态农业在发展过程、模式选择和发展水平等方面不尽相同。本文以贵州省从江县为例,总结了其生态农业发展模式的经验,对本省同类型城市生态农业的发展具有一定的借鉴意义。
3.2.1从江县区域发展概况从江县全县山地面积2963km2,占总面积的91.34%,坝子面积64km2,占2%,河流滩涂面积占4%。从江县属中亚热带温暖湿润山地季风气候,年平均气温18.4℃,森林覆盖率65.13%。从江县属珠江水系,支流纵横、水源丰富。通过资料研究发现,这是一个典型的传统农业地区,耕地资源相对缺乏,且以梯田为主,粮食生产难度极高,产量低。
3.2.2从江县因地制宜的生态农业模式
1)稻田养鱼、稻田养鸭模式:从江人在漫长的历史发展中积累了丰富的稻鱼共生、玉米同收的生态农业模式,根据稻鱼鸭共生的原理,在稻田养鱼模式的基础上,结合当地实际进行生产经营。
2)特色优质农产品产业化农业模式:从江县因地制宜地生产发展高品质、特色农产品,加强产业化建设,一方面减少了粮食生产的压力,另一方面促进了高品质农产品的生产发展。
3)以沼气为纽带的物质循环利用模式:农村沼气建设已经成为为民办十件实事之一,沼气起着连接种植与养殖、生活与生产用能的纽带作用。
4)旅游业的发展:从江县是少数民族聚居地区,旅游资源丰富,由于相对闭塞的环境得到较为完整的保存,从江县拥有独具特色的苗族、侗族的民俗文化,有足够的旅游吸引力。
3.2.3从江县生态农业模式经验总结从江县根据该县的实际情况发展起来的生态农业模式积极推动了当地的农业经济增长,但还是存在着一些问题,本文根据这些问题总结了相应的解决对策。首先,存在大面积的单家独户的生产模式,某些模式的应用推广比例在不断减小,对此国家政府部门应出台相应的扶持政策,形成多方面的参与机制;其次,优质农产品种植面积不大,基础设施薄弱使得对自然灾害的抵御能力较差,应在优化农产品内部结构的同时建立各产业的农民协会,改善基础设施;最后,农村劳动力减少,交通不便利,一些先进生产技术的运用又需要农民从生活习惯上作出改变,政府需要制定相关的支持措施,加强对农民的技术培训,建立完善的后期保障服务体系。
3.3中国生态农业可持续发展的展望目前,中国农业已经进入崭新的发展阶段,随着全面推动小康社会的发展建设,社会对农产品和食物上的要求不仅是满足数量上的需求,更多的是从农业生态环境和食物安全方面对农产品提出了更高的要求。专业技术人才需要做更多的系统研究,使科技顺利地融入到生态农业的发展当中,例如利用遥感技术,对土地盐渍化、作物病虫害、环境污染等进行动态研究;应用卫星成像系统,辨别农作物病虫害,及时采取措施,避免情况恶化。中国农业应建立因地制宜的生态农业模式,利用自然生态环境本身的系统能力,减少人为和药肥的投入,改变其现有的落后的生产方式,提高资源环境的综合利用率,最终实现走生产安全可靠且高质量的农产品与生态环境健康和经济效益统一的可持续发展道路。
4结语
关键词:景观生态学对象 任务 景观生态学 森林资源
一、起源与发展
1938年,德国地理植物学家特罗尔首先提出了景观生态学这一概念。20世纪70年代后,全景观生态学球性资源、环境、人口、粮食问题日趋严重,加之生态系统思想的广泛传播,使景观生态学得到了很大的发展。景观生态学是一门新兴的交叉学科,它以生态学景观生态学理论框架为依托,吸收现代地理学和系统科学之所长,研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题,具有综合整体性和宏观区域性特色,并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长。[2]
二、研究对象
1. 从景观的直观景象来认识。这是景观的最原始和最普通概念,它主要应用于景观建筑学。尽管现代景观建筑学对景观的理解不限于此,但它依然是景观建筑学的主要目标。
2. 从个体的属性结构上理解景观。在地质学、地貌学、土壤学和植被科学中,景观原理用以说明个体各属性在地表的结构格局,这个属性是这些学科的研究对象,如岩石、地表形态、植物群落等。地质景观、地貌景观、土壤景观和植被景观常被用来描述格局。
3. 景观为一个复合生态系统。这是最为综合的概念,包括了上述两种观点。景观生态系统是地表各自然要素之间以及与人类之间作用、制约所构成的统一整体。它主要研究自然要素、社会经济要素相互作用、联系以及植物、大气、水体、岩石、动物和人类之间的物质迁移和能量转换,以及景观的优化利用和保护。
三、任务
景观生态学的基本任务可概括为以下几个方面。
1. 景观生态系统结构和功能研究。包括对自然景观生态系统和人工景观生态系统的研究。通过研究景观生态系统中的物理过程、化学过程、生物过程以及社会经济过程来探讨各类生态系统的结构、功能、稳定性及演替。[3]
2. 景观生态监测和预警研究。景观生态预警是对资源利用的生态后果、生态环境与社会经济协调发展的预测和警报。
3. 景观生态设计与规划研究。这是通过分析景观特性以及对其判释、综合和评价,提出景观最优利用方案。其目的是使景观内部社会活动以及景观生态特征在时间和空间上协调化,达到对景观优化利用。
4. 景观生态保护与管理研究。运用生态学原理和方法探讨合理利用、保护和管理景观生态系统的途径。建立自然景观和人文景观保护区,经营管理和保护资源与环境。
四、应用
1、景观生态学原理在城市绿地生态系统中的应用
近年来,美国兴起的以景观生态学理论为基础的景观生态规划模式成为新的规划学派。结合景观结构和景观功能,运用景观生态学原理对大范围的开放空间进行规划和研究。在新加坡、加拿大和美国,公园和社区游园已经实现邻里层次上的联系。国外从生态学角度进行城市绿地系统建设的研究,多着重于生态网络绿道与绿线方面的研究,并将其作为人与自然新的规划参数。在我国,俞孔坚(2000)首次在国际上提出了景观生态安全格局的理论和方法,并应用于城市绿地规划;周志翔等(2001)应用景观生态学原理对武钢厂区绿地景观的空间分布格局进行了调查分析,提出以道路绿带为骨架,成片防护林和观赏绿地为中心,将各分厂绿地连接成四大绿化区域的武钢厂区绿地系统规划中,应重视厂区废弃地的开发和绿地系统建设。[4]陈文波等(2002)在综合前人对景观空间格局与异质性,景观镶嵌动态,尺度、格局、过程相关等景观生态学基本原理的基础上,初步提出了景观空间分析的框架,认为景观空间分析主要包括景观空间形态分析、空间关系分析与空间构型分析,并对景观空间分析的特征及与一般空间分析之间的关系进行了探讨。[5]刘洪杰等(2003)提出了在城市的自然景观用地中,绿地和水域是两种对城市生态环境具有重要调节作用的景观生态类型。
2、景观生态学在森林资源经营中的应用
森林资源的价值是指森林资源对自然界及人类社会的一切功效、作用与影响。这里,森林资源的价值表现为支持人类的持续生存,支持其他生命的持续生存,从而实现森林资源本身的发展和演化。所以,实现各种使用价值再生产的前提是实现森林资源本身的再生产。景观生态学强调景观的整体性及空间异质性,不是去分别寻求景观的经济价值、生态价值和文化、美学价值,而是致力于发挥其综合价值。[6]由于森林资源功能价值与效益价值的矛盾,过去在森林资源经营过程中,采取过度强调经济效益的扩大再生产的生产方式,使人类经济的发展对森林资源的需求远远超过森林资源的自然再生能力,导致森林资源的急剧减少。
为了合理利用有限的森林资源,提高公众的森林意识,应当采用多种方法和手段,评价森林资源的价值,便于森林功能与市场和公众决策过程相结合,使森林资源的经济效益和生态、社会效益受到同等重视。在森林资源评价中要重视对其文化、精神、历史和宗教等方面的独特价值的评价,使森林资源得到可持续利用。
参考文献:
[1]布仁仓,李秀珍等.尺度分析对景观格局指标的影响.应用生态学报,2003,14(12)
[2]车生泉,宋永昌.上好城市公园绿地景观格局分析.上海交通大学学报(农业科学版),2002,20(4):10-20
[3]王根绪,程国栋.内陆河流域生态环境的空间分异特征[J].地理科学,1998,18(4):355-361.
[4]刘悦翠,储晓雷.我国森林经营管理的系统原理[J].西北林学院学报,2006,21(3):163-166.