主要内容本书以生态工程基础理论及其构建技术为主线,在广泛吸收了国内外主要生态工程领域的最新研究成果,并紧密结合近年来生态工程建设实践的基础上编著而成。根据社会经济可持续发展的观点,论述了生态工程建设与生态文明和人类社会可持续发展的关系,阐述了生态工程的基本内涵、特征、尺度和边界以及发展现状,系统地提出了以生态系统健康学、生态系统管理学、恢复生态学、生态经济学和系统工程学等为基础的生态工程理论体系,归纳总结了生态工程设计与构建的目标、原则和技术路线。重点介绍了面向自然资源、社会经济与生态环境协调发展的生态工程理论基础与构建技术,内容包括流域生态系统管理与水土保持生态工程、湿地保护与利用生态工程理论与技术、防沙治沙生态工程理论基础与构建技术、特殊困难立地环境植被恢复生态工程理论与技术、矿区复垦生态工程理论与技术、农业生态工程理论基础与构建技术和城市生态工程构建理论与技术。 本书内容新颖,理论联系实际,可使读者全面地了解生态工程方面的基础理论与构建技术体系,具有较强的理论性、知识性、技术性和实用价值。本书可作为高等学校应用生态学相关专业的教材或教学参考书,也适于从事环境科学、应用生态科学等领域的专业人员,从事环境保护、环境管理、国土整治、生态工程等科学研究、教学和工程设计技术人员、管理人员,以及广大关心、支持生态环境事业的公众参阅。 相关丛书1.清洁生产、绿色化学原理与实践 2.污染土壤生物修复理论基础与技术 3.环境与生物进化 4.环境微生物分类与检测技术 5.环境微生物资源原理与应用 本书前言生态工程是一个多学科交叉融合的领域,是应用生态学的重要分支之一,主要运用生态学原理和方法,来认识、分析、研究和解决具体生态环境问题,是进行生态建设的重要工具。本书以生态工程基础理论及其构建技术为主线,在国家自然科学基金(项目编号:30100144)、辽宁省科技攻关重点项目(项目编号:2003207008)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(项目编号:KZCX3SW418)和水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室(北京林业大学)基金(项目编号:2003004)部分研究成果的基础上,广泛吸收了国内外主要生态工程领域的最新研究成果,并紧密结合近年来生态工程建设实践案例编著而成。我们尽可能地在国内外最新研究和实践成果的基础上进行生态工程理论基础与构建技术的阐述,参考了国内外大量的相关文献,并引用了国内外生态工程领域的许多专著和教材的相关内容,在此对所有作者表示诚挚的谢意。 全书共分为8章。第1章为绪论,主要根据社会经济可持续发展的观点,论述了生态工程建设与生态文明和人类社会可持续发展的关系,阐述了生态工程的基本内涵、特征、尺度和边界以及发展现状,系统地提出了以生态系统健康学、生态系统管理学、恢复生态学、生态经济学和系统工程学等为基础的生态工程理论体系,归纳总结了生态工程设计与构建的目标、原则和技术路线。第2章至第8章重点介绍了面向自然资源、社会经济与生态环境协调发展的生态工程理论基础与构建技术。其中第2章以流域生态系统为对象,在流域生态系统管理的理论与实践基础上,介绍了有关流域生态系统管理与水土保持生态工程方面的相关理论与技术;第3章重点介绍了湿地保护与利用生态工程理论与技术;第4章详细阐述了防沙治沙生态工程理论基础与构建技术,包括土地沙化发生的机理分析、防沙治沙生态工程理论基础、沙地退化生态系统生态恢复的主要途径、防沙治沙生态工程构建技术、防沙治沙生态工程典型模式等;第5章以干热(旱)河谷、干瘠石质山地、盐渍土地等特殊困难立地为对象,阐述了特殊困难立地环境植被恢复生态工程方面的理论与技术;第6章通过分析矿产资源开发对生态环境的影响,提出了土地复垦生态工程是恢复矿区生态系统健康的重要途径,系统总结了矿区土地复垦生态工程的内涵与基本框架,阐述了矿区土地复垦生态工程的理论基础,归纳总结了矿区土地复垦生态工程的技术体系,介绍了国内外有关矿区土地复垦生态工程典型模式,提出了矿区土地复垦生态工程的发展趋势;第7章分析了农业生态系统的结构与功能,在生态农业理论与实践发展的基础上,论述了农业生态工程建设的基本原则与基本技术,详细介绍了农业生态工程典型模式及其构建技术,以及近年来农业生态工程发展中出现的无公害农业生态工程模式、乡村旅游农业生态模式等新型模式,最后指出新形势下农业生态工程需要解决的主要问题;第8章详细阐述了城市生态工程构建理论与技术,主要包括城市生态系统的结构和特征、城市环境系统调控原理与方法、城市污水处理生态工程及典型模式、城市固体废物的管理与资源化利用、城市林业生态工程、城市环境景观多样性与异质性及其生态工程景观设计、发展生态建筑的理论与实践、城市生态环境管理与可持续发展等。 生态工程这个新领域发展历程较短,其理论和相关技术仍在不断地完善。由于生态工程融基础科学与应用科学于一体,用于恢复被人类活动严重干扰的生态系统,建立具有人类和生态价值的新型持续生态系统,达到资源的合理利用与社会经济的可持续发展,服务于人类社会的要求。因此,生态工程领域成为目前应用生态学最具活跃的领域之一,而且生态工程是许多生态学理论的检验手段,生态工程把生态理论和实践反馈给应用生态学,从而促进了生态科学的不断发展。许多生态学家如Odum、Mitsch、Jorgensen、Scott等在生态工程领域做出了卓越的贡献,成为生态工程领域的创始人;我国生态学家马世骏被誉为“中国的生态工程之父”,是我国生态工程领域的奠基人,后来李文华、颜京松、王如松等许多生态学家为我国生态工程理论与实践奠定了坚实的基础。近年来随着许多新理论、新技术、新方法的发展,为生态工程研究与实践注入了新的活力,生态工程领域进入了一个新的发展阶段,特别是一些具有一定影响力的著作也陆续出版,如《应用生态学》、《生态工程学》等,有力地推动了生态工程理论基础与构建技术的发展。本书吸取了以上生态工程研究与实践领域的新成果,阐述了主要生态工程类型的相关理论和应用技术,实际上生态工程领域如此之广泛,由于本书篇幅所限,还有许多类型未能包括在本书中,期待将来能更全面深入地论述。 本书第1章由范志平、曾德慧、余新晓编写,第2章由于占源、陈道军、刘大勇编写,第3章由曾德慧、陈伏生、陈道军编写,第4章由李国旗、吴祥云、王顺彦编写,第5章由郭浩、孙周平、陈道军编写,第6章由陈伏生、陈道军、范志平编写,第7章由孙周平、杨伟力、陈道军编写,第8章由赵琼、李法云、牛健植编写,最后由范志平、曾德慧、余新晓定稿。全书在编写过程中,得到了中国科学院沈阳应用生态研究所姜凤岐研究员和朱教君研究员、澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales)Ross E McMurtrie教授、David Pepper David博士、Belinda Medlyn博士等各位专家的指导,并在该书编著过程中提出了许多宝贵的意见和建议,同时得到了冀晓燕硕士和邓斌硕士的大力帮助,特别是中国科学院沈阳应用生态研究所、化学工业出版社、辽宁省科技厅为该书的出版提供了大力的支持,在此一并表示衷心的感谢! 由于编写时间仓促,编者水平所限,不当之处恳请读者批评指正。 本书目录1绪论1 11生态文明与可持续发展1 111生态文明——人类社会发展的必然选择1 112可持续发展思想2 12可持续发展的生态学思考3 13生态工程——可持续发展的有效手段4 14生态工程的基本内涵5 141生态工程的内涵和基本特征6 142生态工程的尺度和边界9 15生态工程的发展11 16生态工程的理论基础17 161生态系统健康学理论17 162生态系统管理学理论19 163恢复生态学理论21 164生态经济学理论28 165系统工程学理论30 17生态工程的设计与构建33 171生态工程设计与构建的目标和原理(则)33 172生态工程设计与构建的技术路线35 18结语37 2流域生态系统管理与水土保持生态工程39 21流域生态系统的结构与功能39 22流域生态系统管理的理论与实践41 221流域生态系统管理的概念41 222流域生态系统管理的发展历程42 223流域生态系统管理的发展现状44 224我国流域管理存在的问题45 225流域生态系统管理的实质46 23水土保持生态工程构建技术48 231工程措施48 232生物措施56 233生物、工程综合措施58 24集水区水土保持生态工程体系主要生态服务功能61 241水土保持工程的主要生态服务功能61 242水土保持生态工程的生态效益评价(以辽西水土保持林工程 为例)66 3湿地保护与利用生态工程理论及技术69 31湿地资源及其生态功能69 311湿地资源概况69 312湿地的生态功能70 313湿地的保护和利用72 32湿地生态系统及湿地保护与利用生态工程76 321湿地生态系统的基本特征76 322湿地保护与利用生态工程的内涵76 323湿地保护与利用生态工程的基本原则77 324湿地保护与利用生态工程的基本目标77 325湿地保护与利用生态工程的理论基础78 326湿地保护与利用生态工程的基本策略78 327湿地保护与利用生态工程的关键技术79 33湿地保护与利用生态工程的典型案例81 331美国Hackensack湿地保护区的生态恢复与管理81 332大庆油田开发区湿地恢复与保护示范工程82 333天津滨海地区湿地重建生态工程83 334江汉平原湿地生态系统的退化与生态恢复重建84 335松嫩平原大安古河道湿地的恢复与重建85 336洞庭湖湿地景观生态工程86 337拉萨拉鲁湿地生态系统恢复与重建87 338人工湿地污水处理生态工程87 34湿地保护与利用生态工程研究展望88 4防沙治沙生态工程理论基础与构建技术90 41世界荒漠化现状90 42土地沙化发生的机理分析91 43沙地生态恢复与防沙治沙生态工程93 431沙地退化生态系统生态恢复的主要途径93 432防沙治沙生态工程94 433我国防沙治沙生态工程研究与建设概况95 44防沙治沙生态工程理论基础96 441防沙治沙生态工程植被恢复的生态学理论96 442防沙治沙生态工程的风沙物理学理论98 443防沙治沙生态工程的社会经济学和系统工程学理论98 45防沙治沙生态工程构建技术99 451防沙治沙生态工程建设的基本原则99 452防沙治沙生态工程构建技术101 46防沙治沙生态工程典型模式116 461国外荒漠化防治典型模式116 462我国防治荒漠化典型模式118 5特殊困难立地植被恢复生态工程理论与技术126 51干热干旱河谷植被恢复生态工程理论与技术126 511干热干旱河谷植被恢复生态工程建设基本原理127 512干热干旱河谷植被恢复与生态环境建设的研究进展128 513干热干旱河谷植被恢复生态工程建设技术131 514干热干旱河谷植被恢复生态工程建设的适宜树种和优化模式132 52干瘠石质山地植被恢复生态工程理论与技术134 521干瘠石质山地植被恢复生态工程建设基本原理134 522干瘠石质山地植被恢复生态工程建设技术135 523干瘠石质山地植被恢复生态工程建设适宜树种和优化模式136 524干瘠石质山地植被恢复生态工程建设技术典型案例138 53盐渍土改良与治理生态工程技术142 531世界盐渍土的分布概况与危害142 532土壤盐渍化成因分析144 533盐渍土改良与治理生态工程技术145 54特殊困难立地植被恢复生态工程存在问题和发展趋势149 6矿区复垦生态工程理论与技术151 61矿产资源开发对生态环境的影响151 611矿产开发对土地资源造成严重破坏151 612矿产资源开发造成环境严重污染153 613矿产资源开发诱发各种自然灾害154 614矿区生态系统基本特征154 62土地复垦生态工程是恢复矿区生态系统健康的重要途径155 621土地复垦与土地复垦学155 622矿区土地复垦生态工程内涵与基本框架160 63矿区土地复垦生态工程的理论基础161 64矿区土地复垦生态工程的技术体系163 641矿区复垦生态工程规划技术163 642矿区复垦生态工程微地形改造技术165 643矿区复垦生态工程土壤改良技术166 644矿区复垦生态工程植被恢复技术170 645矿区复垦生态工程土地利用与管理技术172 646矿区复垦生态工程效益评价技术174 65矿区土地复垦生态工程典型模式174 651澳大利亚矿区土地复垦农林牧复合利用模式174 652德国露天煤矿林业利用模式175 653印度平原露天煤矿土地复垦农牧复合利用模式175 654我国矿区土地复垦生态工程典型模式176 66矿区土地复垦生态工程的发展趋势182 7农业生态工程理论基础与构建技术184 71农业生态系统的结构与功能184 711农业生态系统的基本结构184 712农业生态系统的基本功能185 72生态农业与农业生态系统工程186 73农业生态工程建设的基本原则与基本技术189 74农业生态工程典型模式及其构建191 741农—林—牧复合生态工程模式与技术193 742农—林—牧—加复合生态工程模式与技术195 743农—渔复合生态工程模式与技术196 744多层次循环复合生态工程模式与技术196 745庭院农业生态工程模式201 75农业生态工程的发展与新型模式205 751无公害农业生态工程模式205 752乡村旅游农业生态模式207 753区域农业生态工程技术——无公害食品工程与乡村旅游发展的 重要保证210 76新形势下农业生态工程需要解决的主要问题213 8城市生态工程构建理论与技术215 81城市生态系统的结构和特征215 811城市生态系统的基本组成215 812城市生态系统的总体结构216 813城市生态系统结构的主要特征217 814城市生态系统的环境组成219 82城市环境系统调控原理与方法222 821城市环境系统调控的基本原理222 822城市环境系统调控的手段和方法——城市生态工程224 83城市污水处理生态工程225 831城市污水土地处理技术225 832城市污水好氧生物处理技术231 833城市污水厌氧生物处理技术236 834城市污水处理生态工程典型模式238 84城市固体废物的管理与资源化利用241 841城市固体废物的管理242 842固体废物资源化利用245 85城市林业生态工程246 851城市林业的概念和发展历程246 852城市林业的思想内涵和特点247 853城市林业的构成体系248 854城市森林生态系统的结构248 855城市林业的功能250 856城市林业生态工程的构建技术252 857城市林业生态功能评价255 86城市环境景观多样性、异质性与生态工程景观设计256 861景观和景观要素的基本概念256 862城市景观及其基本特征257 863城市景观的多样性与异质性258 864城市生态工程景观设计259 87发展生态建筑的理论与实践262 871生态建筑的概念262 872生态建筑的特点262 88城市生态环境管理与可持续发展263 881城市生态环境管理263 882城市生态环境可持续发展264 参考文献266 1绪论1 11生态文明与可持续发展1 111生态文明——人类社会发展的必然选择1 112可持续发展思想2 12微生物资源的概念3 13生态工程——可持续发展的有效手段4 14生态工程的基本内涵5 141生态工程的内涵和基本特征6 142生态工程的尺度和边界9 15生态工程的发展12 16生态工程的理论基础16 161生态系统健康学理论17 162生态系统管理学理论19 163恢复生态学理论21 164生态经济学理论27 165系统工程学理论30 17生态工程的设计与构建32 171生态工程设计与构建的目标和原理(则)33 172生态工程设计与构建的技术路线35 18结语37 2流域生态系统管理与水土保持生态工程38 21流域生态系统的结构与功能38 22流域生态系统管理的理论与实践40 221流域生态系统管理的概念40 222流域生态系统管理的发展历程41 223流域生态系统管理的发展现状43 224我国流域管理存在的问题44 225流域生态系统管理的实质45 23水土保持生态工程构建技术47 231工程措施47 232生物措施55 233生物、工程综合措施57 24集水区水土保持生态工程体系主要生态服务功能61 241水土保持工程的主要生态服务功能61 242水土保持生态工程的生态效益评价(以辽西水土保持林 工程为例)65 3湿地保护与利用生态工程理论及技术69 31湿地资源及其生态功能69 311湿地资源概况69 312湿地的生态功能70 313湿地的保护和利用72 32湿地生态系统及湿地保护与利用生态工程76 321湿地生态系统的基本特征76 322湿地保护与利用生态工程的内涵77 323湿地保护与利用生态工程的基本原则77 324湿地保护与利用生态工程的基本目标78 325湿地保护与利用生态工程的理论基础78 326湿地保护与利用生态工程的基本策略78 327湿地保护与利用生态工程的关键技术80 33湿地保护与利用生态工程的典型案例81 331美国Hackensack湿地保护区的生态恢复与管理82 332大庆油田开发区湿地恢复与保护示范工程82 333天津滨海地区湿地重建的生态工程84 334江汉平原湿地生态系统的退化与生态恢复重建85 335松嫩平原大安古河道湿地的恢复与重建86 336洞庭湖湿地景观生态工程87 337拉萨拉鲁湿地生态系统恢复与重建88 338人工湿地污水处理生态工程89 34湿地保护与利用生态工程研究展望90 4防沙治沙生态工程理论基础与构建技术91 41世界荒漠化现状91 42土地沙化发生的机理分析92 43沙地生态恢复与防沙治沙生态工程94 431沙地退化生态系统生态恢复的主要途径95 432防沙治沙生态工程96 433我国防沙治沙生态工程研究与建设概况97 44防沙治沙生态工程理论基础98 441防沙治沙生态工程植被恢复的生态学理论98 442防沙治沙生态工程的风沙物理学理论100 443防沙治沙生态工程的社会经济学和系统工程学理论100 45防沙治沙生态工程构建技术101 451防沙治沙生态工程建设的基本原则101 452防沙治沙生态工程构建技术103 46防沙治沙生态工程典型模式118 461国际荒漠化防治典型模式118 462我国防治荒漠化典型模式120 5特殊困难立地环境植被恢复生态工程理论与技术129 51干热干旱河谷环境植被恢复生态工程理论与技术129 511干热干旱河谷植被恢复生态工程建设基本原理130 512干热干旱河谷植被恢复与生态环境建设的研究进展131 513干热干旱河谷植被恢复生态工程建设技术134 514干热干旱河谷植被恢复生态工程建设的适宜树种和优化模式136 52干瘠石质山地环境植被恢复生态工程理论与技术137 521干瘠石质山地植被恢复生态工程建设基本原理138 522干瘠石质山地植被恢复生态工程建设技术139 523干瘠石质山地植被恢复生态工程建设适宜树种和优化模式140 524干瘠石质山地植被恢复生态工程建设技术典型案例142 53盐渍土改良与植被恢复生态工程技术147 531世界盐渍土的分布概况与危害148 532土壤盐渍化成因分析150 533盐渍土治理生态工程技术150 54特殊困难立地环境植被恢复生态工程存在问题和发展趋势155 6矿区复垦生态工程理论与技术157 61矿产资源开发对生态环境的影响157 611矿产开发对土地资源造成严重破坏157 612矿产资源开发造成环境严重污染159 613矿产资源开发诱发各种自然灾害160 614矿区生态系统基本特征160 62土地复垦生态工程是恢复矿区生态系统健康的重要途径161 621土地复垦与土地复垦学161 622矿区土地复垦生态工程内涵与基本框架166 63矿区土地复垦生态工程的理论基础167 64矿区土地复垦生态工程的技术体系169 641矿区复垦生态工程规划技术169 642矿区复垦生态工程微地形改造技术171 643矿区复垦生态工程土壤改良技术173 644矿区复垦生态工程植被恢复技术177 645矿区复垦生态工程土地利用与管理技术178 646矿区复垦生态工程效益评价技术179 65矿区土地复垦生态工程典型模式180 651澳大利亚矿区土地复垦农林牧复合利用模式181 652德国露天煤矿林业利用模式181 653印度平原露天煤矿土地复垦农牧复合利用模式182 654我国矿区土地复垦生态工程典型模式183 66矿区土地复垦生态工程的发展趋势188 7农业生态工程理论基础与构建技术190 71农业生态系统的结构与功能190 711农业生态系统的基本结构190 712农业生态系统的基本功能191 72生态农业与农业生态系统工程192 73农业生态工程建设的基本原则与基本技术195 74农业生态工程典型模式及其构建197 741农—林—牧复合生态工程模式与技术199 742农—林—牧—加复合生态工程模式与技术201 743农—渔复合生态工程模式与技术201 744多层次循环复合生态工程模式与技术202 745庭院农业生态工程模式207 75农业生态工程的发展与新型模式211 751无公害农业生态工程模式212 752乡村旅游农业生态模式214 753区域农业生态工程技术——无公害食品工程与乡村旅游发展的 重要保证216 76新形势下农业生态工程需要解决的主要问题221 8城市生态工程构建理论与技术223 81城市生态系统的结构和特征223 811城市生态系统的基本组成223 812城市生态系统的总体结构224 813城市生态系统结构的主要特征225 814城市生态系统的环境组成227 82城市环境系统调控原理与方法230 821城市环境系统调控的基本原理231 822城市环境系统调控的手段和方法——城市生态工程232 83城市污水处理生态工程233 831城市污水土地处理技术233 832城市污水好氧生物处理技术240 833城市污水厌氧生物处理技术245 834城市污水处理生态工程典型模式247 84城市固体废物的管理与资源化利用251 841城市固体废物的管理251 842固体废物资源化利用255 85城市林业生态工程256 851城市林业的概念和发展历程256 852城市林业的思想内涵和特点257 853城市林业的构成体系257 854城市森林生态系统的结构258 855城市林业的功能259 856城市林业生态工程的构建技术263 857城市林业生态功能评价266 858我国城市林业发展中存在的问题267 86城市环境景观多样性、异质性与生态工程景观设计268 861景观和景观要素的基本概念268 862城市景观及其基本特性269 863城市景观的多样性与异质性270 864城市生态工程景观设计271 87发展生态建筑的理论与实践274 871生态建筑的概念及其特点275 88城市生态环境管理与可持续发展276 881城市生态环境管理276 882城市生态环境可持续发展277 参考文献279