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环境生态学
1.14.4.3 11.4.3 生态工程的类型

11.4.3 生态工程的类型

我国生态系统复杂多样,又因人口众多,开发历史悠久,各类生态系统都受到不同程度的干扰和破坏,有的甚至十分严重,亟待通过生态工程来恢复和重建。自20世纪70年代以来,我国的生态工程理论与实践取得长足进展,成为我国生态学在国际上处于领先的领域之一。目前发展较为成熟的生态工程主要有以下类型。

1.农业生态工程

农业生态工程可分为农田、农业及农村生态工程三个层次。

农田生态工程的对象是农田,综合其内容包括:选择优良品种、间种、套种、轮种,池塘养殖的混养,基塘系统(图11-5)等分层多级利用空间、时间及营养生态位;节水、节能、节肥,合理施肥,应用有机无机复合肥,养地用地相结合、长效速效相结合;生物防治,生境调控和遗传工程多方面地综合防治病虫害,生产绿色食品。

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图11-5 桑基鱼塘生态工程概念

农业生态工程包括各个农户的庭院经济及农村的大农业等生态工程。它将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业、农业废物的转化、再生及资源化等,综合成相互联系、相互促进的网络系统,它促进物流、能流、货币流、信息流的畅通,人及生物与环境和谐共生,经济、生态环境和社会效益的同步发展。

农村生态工程是在前两个层次基础上进一步扩大。它不仅增加了废弃物的转化、再生、资源化的处理和利用,工业及商业的密切结合等内容,而且还包括节能、应用清洁能源、生态交通、生态建筑以及人口控制、生物多样性保护、环境及经济协调发展等方面的内容。

2.节水和废水处理与利用生态工程

利用生态过程将废水回收、再生、回用、再循环等,寓废水处理于废弃物利用之中。如糖厂设计的利用榨糖废水糖蜜生产酒精,既处理了高浓度的榨糖废水,又充分利用了糖蜜中的有机物;制酒精后废液好氧发酵再生产饲料酵母,其滤液回流,封闭循环用以稀释糖蜜,可节约2/3的用水;而停止回流后的生产酵母滤液,用以厌氧发酵,生产沼气,供电厂发电,沼气池废液是良好的有机肥,重新回到农田。用造纸黑液回收糖矿粉、钙粉、亚硫酸钠、碱性木质素、木质素磺酸钠。

3.生物质多级利用生态工程

如将生活垃圾中有机部分及人畜粪便等转化生产成优质生态复合肥。许多地方将秸秆过腹还田,发展养殖业,并利用畜禽粪便与秸秆培养食用菌后,再培养蜓蚓,蚓粪残渣再作为肥料,既减少或避免田间烧草,污染及破坏环境,又增加了有机质经济价值。蔗渣、玉米芯等生物质用于生产纸、纤维板、糠醛、木糖醇、木质素磺酸钠等。各类食品工业的废弃物深层利用,循环再生,为社会提供生态合理的饲料、燃料、肥料和工业原料的系列服务。

4.山区小流域综合治理与开发生态工程

在治理恢复小流域生态环境、培植小流域自然资源基础上,低耗、高效、可持续利用小流域类自然资源,如治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业等结合起来,并将小流域农村经济引向商品经济道路。目前我国正进行的三北、长江中上游防护林生态工程是当今世界上面积最大的流域治理与利用生态工程。

5.清洁及可再生能源系统开发组合利用工程

将可利用的太阳能、生物能、风能及矿物能在不同用户尺度上组合利用、系统优化,为全社会提供能效高而环境影响小、可持续利用的能源服务。

6.生态建筑及生态城镇建设工程

充分利用本地生态资源,建设能耗低、废弃物就地资源化,方便、舒适、和谐、经济的生态住宅、生态小区和生态城镇。其要求包括对健康、自然保护、物质循环及生境四方面的要求。所用建材、室内装饰、服务设施、建筑结构要对居住者或使用者的生境健康及所在环境的健康无害且有利,使人居其中方便、舒适,有利于人的身心健康。保温、隔热效率高,通风采光好,所用设施在运转中所用动力少,节能、节水,尽可能应用再生能源和动力(如太阳能、风能、生物质能),垃圾及污水能就地处理与利用,其中有机质和营养盐能在庭院内和附近的园艺农业中方便、完全利用,形成良性循环。其中的植物及绿化区要尽可能靠近建筑,屋顶及外墙尽可能绿化,以增加绿化面积和量。这不仅便于生活废水、废渣的就地净化与利用,而且有利于美化及改善小气候。选址要按生态学原则,人与包括生物群落在内的自然环境和谐、互利共生,环境不仅包括自然的还包括人为的基础结构、资源的利用与发展。

7.废弃地及遭破坏的水、陆生态系统生态恢复的生态工程

在荒山、荒坡、滩涂、湿地及矿山废弃地等未被利用的退化生态系统,根据当地生态条件,利用生态工程与技术恢复植被,发展草业、牧业或林业,恢复其生态服务功能及经济效益。