生态工程规划与设计.PPT

2 生态工程设计基本程序和路线 拟定目标 背景调查 系统分析 可行性评价 社会目标 经济目标 生态目标 自然资源条件 社会经济条件 生态环境条件 基 本 程 序 数据处理 构建数学模型 技术路线 建立互利共生网络 将平行的原本不相联结的种，食物链生态系统的联结，形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环。 稻田养鱼（蟹） 延长食物链 例如在农田生态系统中，作物生产量提高100%的话，可供人直接用的产品增加20%，其余的80%未被高效利用。 增加环节，变废为宝，提高物质能量利用率。 生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环 生产环：所加入的环，可使非经济产品或废物(或部分用非经济产品与废物)直接生产出为人利用的经济产品。 用玉米芯生产木糖醇或糠醛，残渣培养食用菌，培养食用菌后的残渣再培养蚯蚓，蚓粪再作为优良有机肥还田；秸秆作饲料，家畜的粪便生产沼气，沼渣生产肥料。 A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用 B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可提高经济效益 C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生原理 D．在离开人的管理条件下，该生态工程就不能正常运转 增益环：所加之环，虽不能直接生产出商品，但有利于生态环境的改善或间接提高生产环效益。 凤眼莲处理有机废水 废水 养鱼 凤眼莲 饲料，节约商品饲料 减耗环：在食物链中，有的环节只能是消耗者或破坏者，称为“损耗环”，为抑制“损耗环” 对物质和能量的过度消耗，在“损耗环”上增加一新环节，使之抑制和削弱减耗环的作用。天敌的引入。 白菜 白菜甲虫 三叶草 人 70% 30% 20% 10% 90% 复合环：所加之环，往往起到上述各环的多种功能。 在一些农、林生态系统中，引入蜜蜂这一环节，不仅可将原本分散在各植物中的花粉、花蜜，经蜜蜂转化后，生产出蜂蜜、蜂蜡、蜂王浆、蜂胶、花粉等，起到生产环作用，而且由于蜜蜂传媒授粉作用，使很多作物增产，如可使棉花的皮棉增产20％，油菜秆增产18％左右，梨、苹果分别增产30-50％及20-47％，起到增益环效果。 红萍稻田 加工环：加工是物理、化学过程，并不是生物学过程，不属于食物链网的范畴，但它与系统的输入与输出关系密切，直接决定着不同系统的功能，对经济效益，生态环境及社会效益有很大影响。 通过加工增值，木材 - 家具；玉米 - 淀粉、玉米油。 通过加工减少对环境的影响，农产品加工。 新型人工湿地生态工程设计 —以山东省南四湖为例 南水北调东线工程重点污染源控制点南四湖湖区污染状况较为严重，对南水北调水质安全造成威胁。山东省南四湖是东线治污的重点之一，为此，设计符合生态学与生态经济基本原理的生态工程，使湿地生态系统具有较高的生态、经济、社会综合效益，对于保障南水北调工程实施的生态安全具有重要意义。 1 设计工艺 确定实验区为生态工程建设的主要区域，采用湿地三级处理污水工艺。整个工艺流程系统采用浮游植物作为污水的初级处理设施，污水的二级处理采用湿地植物芦苇、菖蒲，在工程尾段采用沉水植物做最后的处理工作。 第一级：浮游植物区 采用许多池塘均能发现的浮水植物小叶浮萍。它具有很强的生长适宜性，而且有一定的经济价值，可用于养殖业。浮水植物对污水起到粗滤作用。浮水植物的光合作用很强烈，产生大量的氧气，提高湖水中氧气的含量，为下一步芦苇区的去污净化作用提供丰富的氧气。此外，小叶浮萍还有阻滞水中漂浮物，吸附水中悬浮颗粒的作用。 第二级：芦苇挺水植物区 芦苇区是该系统净化污水最主要的区域，系统利用湿地的自净能力将大部分污染物去除。湿地中主要去污功能表现在：(1)悬浮颗粒的沉降；(2)溶解营养物质，扩散并进行沉积；(3)有机物矿质化；(4)营养物质被微生物和植物吸收。芦苇区的湿地设计采用人工湿地和自然湿地相结合的方针。人工湿地有更强的去污能力，而建造人工湿地需要资金投入。在保证出水水质的前提下，将人工湿地与自然湿地有效结合起来既充分利用了湿地资源，又节省了资金。 芦苇区剖面采用垄沟结构，垄上种以芦苇、菖蒲，按照表面流型湿地的标准建设；垄沟内铺以细沙和碎石，建成渗透型湿地。 意义： 第一，南四湖地处北方，夏秋季节河水流量变化剧烈，垄沟结构的人工湿地有可观的蓄水能力，对削弱洪峰对生态保护区的危害有重大意义。 第二，垄沟结构有利于增加水流在湿地内的滞留时间，降低水流在湿地内的流速，从而达到沉淀悬浮颗粒、污水中的杂质的目的。 第三，渗透型人工湿地主要用来降低水中的氨氮含量指数。渗透型湿地为厌氧微生物提供一个厌氧环境，硝化细菌、反硝化细菌利用硝化作用、反硝化作用将N、P转化为铵离子、硝酸根离子、磷酸根离子、以无机盐形式被植物吸收或生成沉淀。垄埂上的表面流型湿地，由于芦苇根部的吸收和呼吸作用以及微生物