時間:2023-12-27 10:44:24
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇生態學基本原理范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
教學目標表述
通過對本單元教學內容的組織看出,生態工程的概念和原理是該單元的主干知識,揭示原理和生成概念必須以事實性知識為例證,在例證分析中促使學生接受科學思維訓練和體驗生物學價值。因此,通過本單元的教學活動,學生應該達到的預期目標是:
1知識性目標描述什剎海水體治理前后的生態景觀;以什剎海水域恢復和重建工程為例,簡述生態工程遵循的基本原理;在例證分析的基礎上,說出生態工程的特征,從而生成生態工程的概念。
2技能性目標通過搜集和整理當地生態工程建設的有關資料,增強信息處理的能力;通過對相關例證的系統分析,揭示生態工程原理和生成生態工程概念,增強科學思維能力;用生態工程原理有關社會、經濟和生態環境協調發展的實際問題做出嘗試性解釋,提高自我的綜合應用能力。
3情感、態度、價值觀關注當地生態工程對當地經濟與環境的影響,關注我國重大生態工程的發展趨勢和應用前景,樹立環境保護意識,增強人與生物圈和諧發展的生態學觀念。
教學過程的組織
本單元教學內容的重點是生態工程的基本原理,因此,教學過程的組織應凸顯重要概念。依據教學內容及目標和我校學生的學習情況,對教學基本環節的安排、教學過程的推進、教學模式的選擇大體如圖2。
1用情境材料導入本單元教學課題教學起始,向學生展示太空中俯瞰地球的壯麗景觀與地球上被污染破壞的某些生態景觀的一組圖片,鮮明的對比引發學生思考:人類社會和經濟的發展給生態環境帶來哪些負面影響,如溫室效應、赤潮或水華現象、大氣污染、水土流失、土壤沙化、沙塵暴等諸多問題,已經威脅到社會、經濟和生態環境的協調發展,從而啟發學生認識到環境保護和治理已是當今刻不容緩的一件大事。保護環境和治理污染涉及一整套的科學原理和技術體系,即生態工程的原理和技術,由此導入生態工程原理的教學過程。
2呈示什剎海水域治理的相關資料什剎海距離我校很近,優雅的水域生態景觀對游人很有吸引力,但是學生不了解治理前的什剎海生態狀況,因此,教學時教師先向學生展示什剎海治理前后的生態景觀圖片資料。20世紀90年代什剎海發生的嚴重水華現象,激發起學生強烈的探索欲望,為了促使學生積極思考和主動探究水華現象的發生原因,進一步向學生提供有關污染水體富營養化的調查資料(圖3),通過資料分析學生明確水質污染是發生水華現象的直接原因,治理水域污染是恢復和重建什剎海水域良性生態景觀的關鍵。學生對防治水華現象會提出一系列措施,充分顯示他們參與社會決策的主人翁意識,如提高城市居民的科學素養,加大控制環境污染宣傳的力度,加強攔截藍藻的水上作業活動等。教師在肯定學生提出具體措施的同時,進一步引導學生思考和討論:如何在減少人力、物力的情況下降低浮游植物的密度?水體中藻類生長需要的營養物質能否為我所用?在問題的啟發下,部分學生又提出養殖以浮游植物為食的水生動物,種植人類可以利用的水生植物等方法。在學生集思廣路和暢所欲言的基礎上,教師展示矩陣水體凈化系統的景觀圖片(圖4),學生初見此圖感到新鮮和振奮,也激發他們進一步探究的求知欲,迫切期望介紹矩陣水體凈化系統的全部內容,從而為引導學生理解教材打下必要的基礎。
3分析資料,揭示生態工程原理揭示生態工程的基本原理是本單元教學的重點之一。當學生欣賞矩陣水體凈化系統的水面景觀時,要啟發學生思考:矩陣水體凈化系統的設計、建造和操作過程,主要是遵循哪些學科的思想和應用那些工程技術呢?這樣,促使學生初步領會生態工程是以生態學為基礎,應用多種自然科學、技術科學、社會科學,并相互交叉滲透的一門科學。為了幫助學生逐步理解生態工程設計遵循的基本原理,教師依次展示矩陣水體凈化系統的立體示意圖、平面俯視示意圖(圖5)和生態種植區模式圖(圖6)。一方面鼓勵學生識圖說出圖3~圖6之間的關系,意識到生態工程設計方案中滲透著生態學原理和系統工程學原理,另一方面教師結合圖解向學生闡明該項生態工程設計的亮點:一是生態種植區的設計,遵循著物種多樣共生原理、生物與環境協調平衡原理,食物鏈既是一條物質傳遞鏈、能量轉化鏈,也是一條價值增值鏈。二是該系統的工程學設計十分合理,圖中的“生態種植區”設有蔬菜花卉種植的盆基,以及微生物培養的富養基。“水循環系統”有效地促進水體流動,“造浪增氧系統”能促進有益微生物代謝,將污染物分解成小分子化合物返回無機環境,既做到節能少排、防治污染,又實現了區域良性循環。三是將社會效益、經濟效益和生態效益融為一體,將生態系統自我調節與人工調控有機結合,從而實現效益穩定增長和持續發展。
教師的講解有所側重,學生在觀察和分析相關設計資料之后,提出一些疑問:例如,種植蔬菜是供人類食用嗎?微生物富養基是液態還是固態?圖中2盞燈的作用是什么?等等,這些問題的提出和討論,有助于學生理解通過工程技術將相互本不聯系的環或亞系統組分橫向復合,形成食物網絡,促進資源共享,分層多級利用物質和能量。例如,夜間燈光引誘蛾類落入水體,可供肉食性魚類捕食。在師生共同剖析什剎海水域治理資料的基礎上,督促學生閱讀課文,找出陳述生態工程原理的重要概念,或者引導學生用命題句式將生態工程遵循的基本原理加以歸納,并填寫在表格中
4引領學生生成生態工程的概念所謂生成概念,就是用表達判斷的句式給生態工程下定義。至今,生態學家尚未給出生態工程的統一定義,我國生態學家、生態工程先驅馬世駿先生(1984)給生態工程下的定義為:“生態工程是應用生態系統中物種共生與物質循環再生原理,結構與功能協調原則,結合系統工程最優化方法,設計的促進分層多級利用物質和能量的生產工藝系統”。此后進一步闡明:“生態工程的目標就是在促進自然界良性循環的前提下,充分發揮資源的生產潛力,防治環境污染,達到經濟效益與生態效益同步發展”(1987)。
讓學生嘗試給生態工程下定義是困難的。教學時,先鼓勵學生通過議論明確生態工程概念的內涵應包含遵循的基本原理和目標,確認生態學和系統工程學的基本原理,梳理生態工程的主要目標。然后,展示馬世駿先生給出的生態工程定義,促使學生通過比較深入理解生態工程概念的內涵。
5鼓勵學生應用生態工程原理實踐、認識、再實踐是科學思維過程的2次飛躍。在上述的教學過程中,學生接受了由感性到理性、由具體到抽象的思維訓練,實現了思維過程的第1次飛躍,學生運用所學的科學原理分析、解釋或解決實際問題,則是實現思維過程第2次飛躍的嘗試。運用習得的重要概念解釋或解決實際問題,也是促進理解和鞏固知識的重要手段。
恢復生態學的基本原理包括限制因子原理、生態系統的結構理論、生態適宜性原理、生態位理論、群落演替理論、生物多樣性原理和斑塊-廊道-基底理論等(任海等,2001),它們對園林設計及施工具有指導作用。限制因子原理要求在設計中需要找出生態系統恢復的關鍵因子;生態系統的結構理論要求設計的物種結構能充分利用時空資源,并具備自我維持能力或降低人工維護頻度;生態適宜性原理表明多使用鄉土植物,并在充分了解植物生態學特性的前提下做種植設計;生態位理論指導植物的搭配,合理安排其在生態系統中的位置與尺度;群落演替理論表明園林綠化可縮短生態恢復時間,但對極端退化的生態系統恢復時,演替理論不適用,只具有指導意義;生物多樣性原理要求適當增大物種多樣性可使恢復的生態系統穩定性更高;斑塊-廊道-基底理論指導景觀層次的規劃,考慮在生境破碎化的場地中,合理利用空間。
生態修復與風景園林
城市生態系統是個規模大、關系復雜的動態生態系統,它既有自然的組成要素,又有高度人工化的組成要素。城市綠地在改善環境質量、維護城市生態平衡、保持水土、美化景觀等方面起著十分重要的作用,喬灌木藤草植物合理地配置在一個群落中,形成復合層次和優美季相景觀,具有不同生態特性的植物各得其所,構成一個穩定的群落。由于城市建設造成的人工棄土、土地,改變了地表徑流,導致水土流失加劇,大量泥沙及生活垃圾淤積河道,阻塞排水管道,使水土資源遭到破壞。因此,生態修復集成技術可以在方案設計時重點考慮并在園林工程中實施,最終使得城市生態系統向良性方向發展。
園林種植設計在特定的城市生態環境條件下,應將保持水土、抗污吸塵、耐貧瘠、抗病蟲害、耐粗放管理、根系發達等作為植物選擇的標準。植物的合理配置不但可增加城市建筑藝術效果,豐富城市景觀,更能減輕暴雨沖蝕和水土流失,從而改善城市人居環境。在城市園林綠化中,應充分考慮植物的生態位特征,利用不同植物在空間、時間和營養生態位上的分異來配置植物,避免種間直接競爭,形成結構合理、種群穩定的復層群結構,以利種間互相補充,既充分利用水土資源,又能形成優美的景觀。
園林工程與生態修復在土方工程、給排水工程、水景工程、園路工程中應結合種植工程,利用園林植物的防護作用實現生態修復。園林排水:園林綠地的排水,一般主要靠地面及明渠排水,結合道路、地形可做成淺溝式排水渠,溝內生長植物,起到減緩徑流速度及防止水流沖刷的作用。解決由地表沖蝕措施有:①從豎向設計角度考慮。種植采用鋪地植物護坡;②使用工程措施。設置谷坊和擋水石,并與植物搭配消減沖刷力(孟兆禎,2003)。水景護坡:園林中開辟水面要求有穩定的湖岸,在水體邊緣必須建造駁岸和護坡,其中植物護坡措施包括防護林、植草和生物-工程綜合措施,通常采用深根性和淺根性樹種結合的喬灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蝕能力,減小徑流速度,增加入滲,防止面蝕和細溝侵蝕,也有助于防止塊體運動。生物-工程綜合措施,即在工程措施間隙或表面種植植被,以增強其強度,如混凝土構件間隙空格種草,與土工材料配合植草及綠色混凝土模塊等。園路鋪裝:園路按路面材料不同分為:整體路面、塊料路面、碎料路面、簡易路面等。園路的設計在滿足造園藝術要求的前提下盡量利用原地形,以保證路基的穩定,減少土方量及水土流失量;路面應有3%~8%的縱坡和1.5%~3%的橫坡。采用生態鋪裝路面可提高水土流失防治效果,常見種類有透水瀝青、透水水泥混凝土、生態透水磚和其他特殊透水材料。新建的居住區中,使用最多的鋪裝材料是石材,占使用頻率的44%,礫石及磚的比例分別占使用頻率的18%、20%(黃玲,2009)。
園林生態修復發展趨勢
一、 生態工程的幾個原理
二、 幾個基本原理的理解
1. 生態工程建設的目的就是遵循自然界物質循環的規律,充分發揮資源的生產潛力,防止環境污染,達到經濟、生態效益同步發展。生態工程的建設應遵循以上五個原理,但不同的生態系統遵循的原理可以不同。
2. 整體性原理和系統整體性原理的比較
整體性原理指社會、經濟、自然三方面協調統一,保障整個系統的穩定與平衡,例如林業建設中自然系統、社會系統與經濟系統的關系問題,即種樹的同時考慮經濟收入、糧食、燃料等問題。
系統整體性原理指整體大于部分之和,即1+1>2。目的是保持系統有很高的生產力,具體是指互利共生的生物體現系統整體性原理,如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。
3. 一些生態工程具體實例所用的原理見下表:
例1 下圖為某綜合發展生態工程示意圖。請據圖回答:
(1) 生態工程所遵循的基本原理有____
________、協調與平衡、___________和_____
_______、系統學和工程學原理等原理。該工程主要運用到的生態工程的基本原理有____________、____________和整體性原理。
(2) 藍綠萍的代謝類型是__________,在生態系統中的地位是__________。
(3) 一般來說,生態工程的主要任務是對_________進行修復,對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善,并提高生態系統的生產力。
(4) 在進行林業工程建設時,一方面要號召農民種樹,另一方面要考慮貧困地區農民的生活問題,如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法依據的生態工程原理是______。單一的人工林比天然混合林的穩定性低,容易遭受害蟲危害,這體現了生態工程的_____
_______原理。
解析 生態工程遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、物質循環再生和物種多樣性、系統學和工程學原理等原理。
竇店村農村綜合發展生態工程是以沼氣工程為中心的物質多級循環利用工程:作物秸稈用來生產食用菌和飼料;飼料喂養家禽;人、畜糞尿作為原料生產沼氣;沼液用于水產養殖業;沼渣為蔬菜施肥和喂養畜禽,從而達到了物質利用的良性循環,緩解了農村“三料”的缺乏問題,提高了土地產出水平;同時一些加工品和農產品可以輸出到市場出售。因此該生態工程主要運用了物質循環再生原理、整體性原理和物種多樣性原理。該生態工程以沼氣工程為核心,農、林、牧、副、漁各業全面發展,增加了勞動力就業機會,促進了經濟發展;同時又降低了環境污染,促進了農村的可持續發展。
生態工程的主要任務是對已被破壞的生態環境進行修復,對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善,并提高生態系統的生產力。
答案 (1) 整體性 物質循環再生 物種多樣性 物質循環再生原理 物種多樣性原理
(2) 自養需氧型 生產者
(3) 已被破壞的生態環境(或受損的生態環境)
(4) 整體性原理 物種多樣性
鞏固訓練
1. 澳洲草原廣闊,天然牧草資源十分豐富。自1925年起,從印度和馬來西亞引入當地沒有的牛、羊等家畜,大力發展畜牧業。幾年后,千萬頭牛的糞便覆蓋了草場,牧草大量枯死,同時蒼蠅蔓延,使澳洲草原生態系統處于崩潰的邊緣。后來從亞洲引進蜣螂,它們把牛糞滾成團堆運到地下,既消除了牛糞又肥沃了土壤,還控制了蒼蠅,有效地解決了生態危機問題,使澳洲草原又呈現生機勃勃的景象。
(1) 上述事實表明,在引進牛、羊前,各種生物之間的關系呈現___________狀態。
(2) 從生態學的角度看,人們引進牛、羊的目的是___________________________。
(3) 引進牛、羊后導致生態危機的主要原因是_______________________________。
(4) 蜣螂是這個草原生態系統的______
____(功能類群)的重要成分。
(5) 以上事實說明,生態系統的自我調節能力是有_________________________。
(6) 引進牛、羊發生生態危機這一事實給人們的啟示是人類的生產活動要________
______________。
(7) 最后結果給我們的啟示是________
_____________________________________。
2. 如下圖為“秸稈的多級利用”農業生態系統中能量流動和物質循環示意圖。請回答下列問題:
(1) “秸稈的多級利用”充分體現了生態工程的_____________原理,最大限度地實現了物質的循環,減輕了燃燒秸稈造成的_____
________效應。
(2) 圖中屬于生產者的是__________;消費者是__________;分解者是__________。
(3) 在該農業生態系統中,物質經多次重復利用,提高了_______________。
參考答案
1. (1) 功能上的動態平衡
(2) 調整生態系統的能量流動關系,使能量流向對人類最有益的部分
(3) 破壞了原有的食物鏈,導致生態平衡失調
(4) 分解者
(5) 一定限度的,如外來干擾超過了這個限度,生態平衡就會遭到破壞
(6) 遵循生態工程建設的協調與平衡原理
(7) 人類活動只有遵循協調與平衡原理及整體性原理,在原有平衡基礎上,建立新的生態平衡,才能使生態效益與經濟效益、社會效益共同發展
2. (1) 物質循環再生 溫室
關鍵詞:環境生態學;環境類專業;教學內容;實踐環節
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)38-0236-02
環境生態學是生態學和環境科學之間的交叉學科,是生態學的重要應用學科之一。環境生態學是研究在人為干擾下,生態系統內在的變化機理、規律和對人類的反效應,尋求受損生態系統恢復,重建和保護對策的科學,即運用生態學理論,闡明人與環境間的相互作用及解決環境問題的生態途徑。北京建筑工程學院環境工程和環境科學專業都將《環境生態學》作為專業基礎課。在近十年的《環境生態學》課程建設和教學實踐中,發現其在教學內容、實踐環節和教學方法上都存在一定問題。本文針對這些問題和工科院校環境類專業的特點,提出了相應的調整建議,以期為相關院校《環境生態學》課程建設提供參考。
一、教學過程中的問題
1.教學內容的選取。目前國內多數《環境生態學》教材的內容可以劃分為兩大部分,一是生態學原理,二是應用生態學。內容包括:環境生態學緒論、生物與環境、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學、景觀生態學、全球生態學、干擾生態學、恢復生態學、生態系統服務、環境污染的監測與評價、生態工程、生態系統管理和可持續發展等。我校《環境生態學》講課課時為24學時,相對于教材內容來說課時嚴重不足。如何在有限的教學時間內兼顧生態學基礎原理和應用生態學兩大方面的內容,同時突出重點,讓學生真正掌握課程內容,是該門課程改革創新中面臨的主要問題。
2.實踐內容的設置。《環境生態學》的課程特點是基礎理論和知識點多,涉及的交叉學科多(如環境科學、環境工程、植物學、動物學、土壤學、經濟學、管理學、土木工程、風景園林、城市規劃等);研究對象的空間尺度從生物個體、生態系統到景觀和生物圈。此外,許多基礎理論和方法需要在實驗和實際工作中才能更加深刻地理解和應用,如何結合我校建筑類大學的培養要求和實驗條件,科學設計《環境生態學》的實踐教學內容,鞏固和提高課堂內所學知識,也是亟待解決的問題。
3.教學手段和方法的更新。目前,計算機和多媒體技術已廣泛應用,以PPT為代表的多媒體技術已成為教學過程中不可缺少的工具。大多數時候,課堂上教師以PPT為線索進行講授,學生被動地接受知識。在這種傳統的單向教學方式下,學生在課堂上沒有積極思考,缺少與老師的交流互動,課后也缺少相應的作業習題,導致學生很難深入理解知識點和基本原理。特別是在生態學原理部分的教學中,單純的理論講授較為枯燥,學生的學習興趣不高,學習效果并不十分理想。如何改進傳統的教學手段,通過更加多樣化的、互動式的教學方法,提高課堂教學效果,也是教學過程中需要解決的一大難題。
4.學生成績的評定。在教學過程中,以往對學生成績的評定多以平時成績(30%)+期末考試(70%)為主。這樣的評價方式在實際教學過程中存在一定問題,如作業相互抄襲現象突出、課堂上不專心聽講、考前突擊背書復習等。由此可見,上述成績評定方法存在一定弊端,無法客觀、全面地反映學生的學習過程、學習效果,也沒有起到督促學生學習的作用。因此,迫切需要采取更有效的成績評定方式。
二、環境生態學課程建設優化對策
1.教學內容的取舍。根據我校建筑類大學的定位、環境類專業的培養目標,在教學實踐中對《環境生態學》課程的教學內容進行了適當取舍。除了重新選擇更加適合短學時、環境類專業的生態學教材之外,在課堂教學別突出生態學的基礎知識脈絡、生態學思想在環境保護中的應用、生態恢復和生態工程等與實踐緊密結合的內容。教師有效利用課堂時間,重點講解課程要點和難點,介紹學科最新研究與工程進展,補充和穿插較多的工程案例,使得教學內容既不脫離教材,又在教材基礎上有所深化和補充。此外,結合我校城市雨水管理、給水排水和資源循環利用等特色研究方向,重點展開水生態系統構成、水生態環境監測與修復、水生態恢復工程等內容,為環境類專業后續相關課程的順利開展打下較為扎實的生態學基礎。
2.改革實踐教學內容。理論與實踐結合才能更好地發揮知識的作用。在教學改革中,不斷加強實踐環節的比重,豐富和改進實踐教學內容。我校《環境生態學》的實踐環節分為兩部分內容,即生態實習和認識實習。在生態實習方面,借助大興新校區建設的有利契機,建設了生態學專業實驗室和室外實習基地。在新修訂的培養計劃中,給環境科學專業安排了兩周的實習期,開設的實驗有:重金屬對種子萌發及幼苗生長發育的影響,溫度對植物葉片細胞膜透性的影響,氯氣污染對植物葉片澄清液pH的影響,校園環境生態因子調查和校園植物群落調查。通過生態實習周,使學生鞏固了生態學的基本原理,掌握了生態學調查和實驗的基本方法,提高了學生分析和解決實際問題的能力,激發了其對身邊環境生態問題的關注和興趣,教學效果良好。此外,在大一第二學期開展的認識實習中,重點對城市生態環境進行學習。為提升我校教學質量,特聘請北京大學生態學專業教師帶領學生實習。實習過程中,徒步考察北京北海團城、景山公園、皇城根遺址公園、菖蒲河公園和國家大劇院等典型場地,就城市植被群落、生態環境建設、城市排水和水景營造等內容展開專題實習。在實習中,學生通過對北京鄉土植被和人工植被的認知和比較,了解華北地區常見植物群落的組成和應用,對比古代和現代城市水景營造理念和技術方面的異同,使群落、生態系統、生態工程等方面的理論和知識在實踐中得到提升。
3.采用多樣化的教學手段。針對上文提到的傳統教學手段的局限,我校在《環境生態學》教學過程中采用了多種不同的教學方法,包括課堂講授、案例研討、播放視頻和課后資料檢索等。特別是在課堂上,教師針對教學重點,設計開放式問題,積極引導學生參與課堂討論,鍛煉學生的綜合思考能力和口頭表達能力。對一些可以通過學生自學掌握的內容,如生態工程等,教師可以組織學生以小組匯報的形式就某類生態工程進行系統介紹,通過文獻檢索、資料匯總、課堂匯報、報告寫作等環節,強化學生自主學習的能力,而且還能訓練學生的口頭表達、論文寫作等綜合技能。同時,教師在過程中應注意掌握全局,通過教師對學生匯報的深入分析及總結,彌補學生匯報中的不足,提高學生對相關知識點理解的深度和系統性。
4.改進成績評定方法。我校對《環境生態學》的成績評定方式也進行了一定改進。考核成績由平時成績、期末考試兩方面組成,既考核學生對所學知識的掌握情況,也考核學生出勤、作業等情況。期末試題的形式力求多樣化,包括名詞解釋、填空題、選擇題、簡答題和論述題。試題在考察基礎知識和原理的同時,更加注重對學生綜合分析能力的考察。此外,也結合教學內容的改革,將學生案例研討、專題報告等形式納入成績評定。
《環境生態學》的理論性和實踐性都很強。隨著近年來生態學理論的迅猛發展和復雜環境問題的涌現,《環境生態學》的前沿性領域也在不斷發展過程中,內容不斷豐富和擴展。目前,我國《環境生態學》的教材偏重生態學基礎理論,對于建筑類高校的環境專業而言,存在學時不足、重點不突出等問題。這些特點決定了《環境生態學》課程建設的難點和重點。針對以上問題,我校環境系教師通過對教學內容、實踐環節、教學方法和成績評定方式等方面的不斷探索和改進,力求提高教學效果,辦出特色。
參考文獻:
[1]牛曉音,鄭家文,劉家第.環境生態學教學改革實踐中的問題與對策[J].科教文匯,2011,(4):44-45.
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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.
關鍵詞:生態住區;城市;環境
Key words: ecological residential area;urban;environment
中圖分類號:TU20文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)24-0094-01
1生態住區的相關理論
目前,對于生態住區及其相關理論的研究較多,不同的學者對生態住區的定義是不一樣的,如中國環境科學研究院生態研究所認為:生態住區是指符合生態學原理,社會、經濟、自然協調發展,物質、能量、信息高效利用,生態系統良性循環的人類聚居區。但學者們一致認為:生態住區應該達到節能、節地、節水、節約資源、節省材料、太陽能運用、無害化、減少廢棄物、注重材料、能量和資源的重復利用和循環利用等。
城市生態住區是生態城市的基本功能單元之一,它體現城市居民的生活方式、生活質量、人口素質、生態知識及生態參與,強調人、生物和環境的共同行動或活動。
城市生態住區應具有的特征:①要有良好的自然生態系統,較低的環境污染、完善的自然資源可循環利用體系。②要具備合理的產業結構、產業布局,要有節約資源和能源的生產方式,要有低投入、高產出、低污染、高循環、高效率運行的生產系統和控制系統。③要有良好的環保意識并積極主動參與各種環保工作,提倡節約資源和能源的消費方式。④在管理方面,要有健全的法律法規,包括環保、環衛、節約資源和能源以及物資回收利用方面的法律法規,并有相應的、有效的行政執法制度。
2國內外城市生態住區的發展現狀
2.1 國外城市生態住區的發展現狀
2.1.1 太陽能利用。歐洲發達國家生態住區中一個顯著的特點就是普遍重視利用太陽能來解決住宅能源問題。以德國為例,許多生態住區所使用的能源中有50 %以上為清潔能源,主要是太陽能.在德國的住宅建設中大面積采用了太陽能光電板,太陽能光電裝置產生的電力不僅可以自給,而且多余部分可以送到城市電網上去。
2.1.2 建筑節能。住宅節能是歐洲各國生態住區建設中的重點課題,住宅能耗占總能耗中約20%~25%的比例。歐洲各國都十分重視提高住宅的熱工性能,減少熱損失。為了達到節能要求,生態住區規劃設計中從建筑朝向、外墻面積、墻體熱工性能、窗戶密閉性能、南向窗戶面積大小等方面都會作認真細致的規劃和設計。
2.1.3 水資源的循環利用。盡管歐洲許多城市的水資源并不缺乏,但節約用水仍是所有生態住區的共同要求.德國、英國等國生態住區中都設有完善的雨水收集設施。
2.1.4 屋頂植被與自然綠化。住宅建設中必須償還一定面積的綠化。可以是政府主導,也可以是建設者根據規定的要求,進行立體綠化.在生態住區,采用的重要技術措施之一就是實現屋頂綠化,屋頂綠化夏天可以吸熱防曬,種植層在冬天又可起一定的保溫作用.在德國生態住區中,屋頂上長滿各種綠草已成為一個特殊景觀.住宅區的綠化,質樸自然,沒有國內住區中常見的大量人工雕鑿的綠化,也很少有大面積鋪砌的廣場、噴水池。
2.1.5 建筑材料綠色化、建筑技術集成化。歐洲許多國家鼓勵使用木制品,木材作為生態性建材,在住宅建設中得到普遍使用,許多住宅采用木制品作骨架,墻體和建筑配件。
生態住宅區在建造過程中,大量采用集成配套技術,如復合墻體保溫技術、屋面保溫技術、太陽能裝置技術、屋頂植被技術、滲水池修建技術等。
2.2 國內城市生態住區的發展現狀①住區綠化工作做得普遍較好。但真正的生態住區絕不是簡單的等同于景觀設計中的“綠地”加“水系”,而應是體現在人與自然環境和諧相處的問題。②住區物業的智能自動化管理程度較高。目前,信息時代的科技已使人類的生活發生很多變革,人們已可以足不出戶,就能享受信息技術發展帶來的先進成果。③住區景觀環境水平提高得很快,但是住區的節能與環保水平卻與國外相差甚遠.在能源利用方面,已建成的生態住區主要還是利用從外界輸入的能源:電能和天然氣等,維持住區的正常運轉.對于新能源的利用,只是停留在表面,利用率比較低。
3城市生態住區的發展趨勢
首先,住區的選址要考慮到居民的健康需求,包括生理上的和心理上的。應用生態學基本原理規劃、設計和建設居住區,并與所在區域的可持續發展能力相適應。
在布局上,為了維持居住社區的穩定,住宅形式趨向多樣化.要改變通常的條形住宅和兵營式的布局,結合自然環境,從層數、體量、造型、曲直、朝向、排列組合等方面著手,創造多樣的住宅布局,形成有豐富層次的空間。
要盡量減少并高效利用如水、煤、電等不可再生資源,要充分利用如太陽能、風能、水能、地熱能、生物能等再生能源以及廢棄物轉換能源,如沼氣等的回收利用。對住宅進行節能設計。采用新能源和綠色能源,比如:太陽能、生物能及地域開發能源,建立雨水收集系統和中水回收系統,形成對水資源的多級使用、循環使用。提高水的回收利用率,中水系統納入景觀水系統,住宅區的供水設施及用水器具采用節水、節能型。水資源緊缺和能源緊張是全球面臨的共同問題,特別是對于我國這樣一個人口眾多的發展中大國來說,尤其嚴重。因此,在住區運行中提倡4R原則,4R即:減少使用(Reduce)、回收使用(Recover)、重復使用(Reuse)和循環使用(Recycle)。
4結語
生態不僅僅科學概念,更是一種人文理念。城市生態住區是一項前瞻性的研究課題,雖然古今中外不少設計師都在這方面作了大量的研究,但是目前還很沒有在理念上達到理想狀態的城市生態住區。這正說明了城市生態住區建設的艱巨性,它需要我們進行長期的努力,不斷總結、不斷探索,努力實現人與自然和諧共生的目標,為人類社會的可持續發展做出貢獻。相信隨著社會的發展,我們身邊會逐步建設出真正體現生態學原理的城市住區,實現人類生態化居住的美好愿望。
參考文獻:
[1]曹湊貴.生態學概論[M].北京:高等教育出版社,2004.
1.1農業生態學的發展農業生態學是由生態學發展起來的,是生態學的一個分支,它從有機體與環境關系角度為農業提供一些原理與觀點。例如資源負擔原理、食物鏈原理、能量金字塔原理、十分之一定律等等。生物體必須與環境條件相適應才能生存和發展,這是生態學的基本原理,也是農業生態學的基本原理。例如小麥、棉花多分布于北方冷涼干燥的環境,水稻、甘蔗則多分布于南方高溫多濕的環境。隨著農業現代化的發展,工農業結合日益密切,科學技術在促進農業發展的同時,也給農業生產帶來了環境污染、能源不足和生態失調等反效果。
1.2“生態農業”的內涵生態農業是按照生態學原理和經濟學原理,運用現代科學技術成果和現代管理手段,以及傳統農業的有效經驗建立起來的,是能獲得較高的經濟效益、生態效益和社會效益的現代化農業。生態農業的基本特點是:充分利用人力、畜力和積極推廣農業機械化相結合,不排除對先進技術的應用;科學合理地施用工業化肥、生長劑、保水劑等,擴大農業生態系統的物能轉化;在植物保護方面,盡量采用耕作措施和人工措施防治農田病、蟲、草害,積極研究高效、低毒、無殘毒的化學農藥,把農藥污染降低到最低程度,采取食物鏈加環的方法,發揮生物能轉化效率;推廣太陽能、風能、沼氣等非礦物能源的利用。
2農業生態學對生態農業建設的啟示
“生態農業”與“農業生態”是兩個完全不同的概念。農業生態實際是農業生態學,是研究人為干預下農業生態系統的生態問題的科學。農業生態研究的就是這種人為干預或控制下農業生物與環境之間的相互關系,從而為人類調控和合理開發提供科學的依據。所以,它是一個專門的學科,側重于原理的探索和規律的追求。“生態農業”從字面上看,它本身是一種農業類型,它和旱地農業、能源農業、有機農業等一樣,是一個以特殊方式經營的農業生產體系。生態農業的理論基礎是農業生態學,生產對象是農業生態系統。它們是理論與實踐的關系,是不能分離的。
3新時期中國推行的生態農業建設
3.1中國生態農業的類型無論什么樣的生態農業模式,都是在一定區域的土地類型上進行的,無論其規模如何,它們都是一個農業生產的系統,并且是一個結構和功能都優化的生態農業系統。依據各生態農業系統的結構和功能特征,中國的生態農業可以分為以下五種生態農業系統。
1)生物立體共生的生態農業系統:根據各類生物群落的生物學、生態學特征和生物之間的互利共生關系,考慮到不同的生物對空間、時間、物質和能量等的不同需求進行合理組合,最終實現不同生物立體共生的生態農業類型。
2)物質循環利用的生態農業系統:一種按照生態系統內的能量流動和物質循環規律設計的一種良性循環系統。
3)主要因子調控的生態農業系統:針對當地的主要環境問題,采取人為措施對其農業生產和生態環境的主要因素加以調控和治理。
4)區域整體規劃的生態農業系統:在一定區域內,運用生態學規律,提高自然環境的協調能力,從而取得較高的經濟效益和生態效益。
3.2中國生態農業模式案例探析—以貴州從江縣為例中國幅員遼闊,沿海較發達地區和內地欠發達地區在經濟、社會發展水平等方面存在非常大的差異,從而使得兩者的生態農業在發展過程、模式選擇和發展水平等方面不盡相同。本文以貴州省從江縣為例,總結了其生態農業發展模式的經驗,對本省同類型城市生態農業的發展具有一定的借鑒意義。
3.2.1從江縣區域發展概況從江縣全縣山地面積2963km2,占總面積的91.34%,壩子面積64km2,占2%,河流灘涂面積占4%。從江縣屬中亞熱帶溫暖濕潤山地季風氣候,年平均氣溫18.4℃,森林覆蓋率65.13%。從江縣屬珠江水系,支流縱橫、水源豐富。通過資料研究發現,這是一個典型的傳統農業地區,耕地資源相對缺乏,且以梯田為主,糧食生產難度極高,產量低。
3.2.2從江縣因地制宜的生態農業模式
1)稻田養魚、稻田養鴨模式:從江人在漫長的歷史發展中積累了豐富的稻魚共生、玉米同收的生態農業模式,根據稻魚鴨共生的原理,在稻田養魚模式的基礎上,結合當地實際進行生產經營。
2)特色優質農產品產業化農業模式:從江縣因地制宜地生產發展高品質、特色農產品,加強產業化建設,一方面減少了糧食生產的壓力,另一方面促進了高品質農產品的生產發展。
3)以沼氣為紐帶的物質循環利用模式:農村沼氣建設已經成為為民辦十件實事之一,沼氣起著連接種植與養殖、生活與生產用能的紐帶作用。
4)旅游業的發展:從江縣是少數民族聚居地區,旅游資源豐富,由于相對閉塞的環境得到較為完整的保存,從江縣擁有獨具特色的苗族、侗族的民俗文化,有足夠的旅游吸引力。
3.2.3從江縣生態農業模式經驗總結從江縣根據該縣的實際情況發展起來的生態農業模式積極推動了當地的農業經濟增長,但還是存在著一些問題,本文根據這些問題總結了相應的解決對策。首先,存在大面積的單家獨戶的生產模式,某些模式的應用推廣比例在不斷減小,對此國家政府部門應出臺相應的扶持政策,形成多方面的參與機制;其次,優質農產品種植面積不大,基礎設施薄弱使得對自然災害的抵御能力較差,應在優化農產品內部結構的同時建立各產業的農民協會,改善基礎設施;最后,農村勞動力減少,交通不便利,一些先進生產技術的運用又需要農民從生活習慣上作出改變,政府需要制定相關的支持措施,加強對農民的技術培訓,建立完善的后期保障服務體系。
3.3中國生態農業可持續發展的展望目前,中國農業已經進入嶄新的發展階段,隨著全面推動小康社會的發展建設,社會對農產品和食物上的要求不僅是滿足數量上的需求,更多的是從農業生態環境和食物安全方面對農產品提出了更高的要求。專業技術人才需要做更多的系統研究,使科技順利地融入到生態農業的發展當中,例如利用遙感技術,對土地鹽漬化、作物病蟲害、環境污染等進行動態研究;應用衛星成像系統,辨別農作物病蟲害,及時采取措施,避免情況惡化。中國農業應建立因地制宜的生態農業模式,利用自然生態環境本身的系統能力,減少人為和藥肥的投入,改變其現有的落后的生產方式,提高資源環境的綜合利用率,最終實現走生產安全可靠且高質量的農產品與生態環境健康和經濟效益統一的可持續發展道路。
4結語
關鍵詞:景觀生態學對象 任務 景觀生態學 森林資源
一、起源與發展
1938年,德國地理植物學家特羅爾首先提出了景觀生態學這一概念。20世紀70年代后,全景觀生態學球性資源、環境、人口、糧食問題日趨嚴重,加之生態系統思想的廣泛傳播,使景觀生態學得到了很大的發展。景觀生態學是一門新興的交叉學科,它以生態學景觀生態學理論框架為依托,吸收現代地理學和系統科學之所長,研究景觀和區域尺度的資源、環境經營與管理問題,具有綜合整體性和宏觀區域性特色,并以中尺度的景觀結構和生態過程關系研究見長。[2]
二、研究對象
1. 從景觀的直觀景象來認識。這是景觀的最原始和最普通概念,它主要應用于景觀建筑學。盡管現代景觀建筑學對景觀的理解不限于此,但它依然是景觀建筑學的主要目標。
2. 從個體的屬性結構上理解景觀。在地質學、地貌學、土壤學和植被科學中,景觀原理用以說明個體各屬性在地表的結構格局,這個屬性是這些學科的研究對象,如巖石、地表形態、植物群落等。地質景觀、地貌景觀、土壤景觀和植被景觀常被用來描述格局。
3. 景觀為一個復合生態系統。這是最為綜合的概念,包括了上述兩種觀點。景觀生態系統是地表各自然要素之間以及與人類之間作用、制約所構成的統一整體。它主要研究自然要素、社會經濟要素相互作用、聯系以及植物、大氣、水體、巖石、動物和人類之間的物質遷移和能量轉換,以及景觀的優化利用和保護。
三、任務
景觀生態學的基本任務可概括為以下幾個方面。
1. 景觀生態系統結構和功能研究。包括對自然景觀生態系統和人工景觀生態系統的研究。通過研究景觀生態系統中的物理過程、化學過程、生物過程以及社會經濟過程來探討各類生態系統的結構、功能、穩定性及演替。[3]
2. 景觀生態監測和預警研究。景觀生態預警是對資源利用的生態后果、生態環境與社會經濟協調發展的預測和警報。
3. 景觀生態設計與規劃研究。這是通過分析景觀特性以及對其判釋、綜合和評價,提出景觀最優利用方案。其目的是使景觀內部社會活動以及景觀生態特征在時間和空間上協調化,達到對景觀優化利用。
4. 景觀生態保護與管理研究。運用生態學原理和方法探討合理利用、保護和管理景觀生態系統的途徑。建立自然景觀和人文景觀保護區,經營管理和保護資源與環境。
四、應用
1、景觀生態學原理在城市綠地生態系統中的應用
近年來,美國興起的以景觀生態學理論為基礎的景觀生態規劃模式成為新的規劃學派。結合景觀結構和景觀功能,運用景觀生態學原理對大范圍的開放空間進行規劃和研究。在新加坡、加拿大和美國,公園和社區游園已經實現鄰里層次上的聯系。國外從生態學角度進行城市綠地系統建設的研究,多著重于生態網絡綠道與綠線方面的研究,并將其作為人與自然新的規劃參數。在我國,俞孔堅(2000)首次在國際上提出了景觀生態安全格局的理論和方法,并應用于城市綠地規劃;周志翔等(2001)應用景觀生態學原理對武鋼廠區綠地景觀的空間分布格局進行了調查分析,提出以道路綠帶為骨架,成片防護林和觀賞綠地為中心,將各分廠綠地連接成四大綠化區域的武鋼廠區綠地系統規劃中,應重視廠區廢棄地的開發和綠地系統建設。[4]陳文波等(2002)在綜合前人對景觀空間格局與異質性,景觀鑲嵌動態,尺度、格局、過程相關等景觀生態學基本原理的基礎上,初步提出了景觀空間分析的框架,認為景觀空間分析主要包括景觀空間形態分析、空間關系分析與空間構型分析,并對景觀空間分析的特征及與一般空間分析之間的關系進行了探討。[5]劉洪杰等(2003)提出了在城市的自然景觀用地中,綠地和水域是兩種對城市生態環境具有重要調節作用的景觀生態類型。
2、景觀生態學在森林資源經營中的應用
森林資源的價值是指森林資源對自然界及人類社會的一切功效、作用與影響。這里,森林資源的價值表現為支持人類的持續生存,支持其他生命的持續生存,從而實現森林資源本身的發展和演化。所以,實現各種使用價值再生產的前提是實現森林資源本身的再生產。景觀生態學強調景觀的整體性及空間異質性,不是去分別尋求景觀的經濟價值、生態價值和文化、美學價值,而是致力于發揮其綜合價值。[6]由于森林資源功能價值與效益價值的矛盾,過去在森林資源經營過程中,采取過度強調經濟效益的擴大再生產的生產方式,使人類經濟的發展對森林資源的需求遠遠超過森林資源的自然再生能力,導致森林資源的急劇減少。
為了合理利用有限的森林資源,提高公眾的森林意識,應當采用多種方法和手段,評價森林資源的價值,便于森林功能與市場和公眾決策過程相結合,使森林資源的經濟效益和生態、社會效益受到同等重視。在森林資源評價中要重視對其文化、精神、歷史和宗教等方面的獨特價值的評價,使森林資源得到可持續利用。
參考文獻:
[1]布仁倉,李秀珍等.尺度分析對景觀格局指標的影響.應用生態學報,2003,14(12)
[2]車生泉,宋永昌.上好城市公園綠地景觀格局分析.上海交通大學學報(農業科學版),2002,20(4):10-20
[3]王根緒,程國棟.內陸河流域生態環境的空間分異特征[J].地理科學,1998,18(4):355-361.
[4]劉悅翠,儲曉雷.我國森林經營管理的系統原理[J].西北林學院學報,2006,21(3):163-166.