养殖水域生态学
第 15章 全球变化与生态恢复
第一节 全球变化
? 全球变化（ global change）是指地球生态系统在自
然和人为影响下出现的可能改变地球承载生物能力的
全球环境变化，包括全球气候变化、温室效应、环境
污染、生态退化等人类生态环境的变化。
? 1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展
大会上提出了, 气候变化框架公约,,列出全球变化
项目除全球气候变化外，还包括全球人口增长、土地
利用和覆盖的变化、大气成分变化、营养物质生物地
化循环变化、生物多样性丧失等方面。这些变化是相
互作用的 。 l
四、生态工程
? 生态工程是应用生态学中一门多学科渗透的新的分支学科。
生态工程一词是我国学者马世骏（ 1954）提出的，而公
认的生态工程思想和生态工程 (ecologicalengineering，
ecoengineering)名词仅在 30年前才提出。马世骏 (1984)
为生态工程下的定义是：“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
系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的
生产工艺系统。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。”
? 生态工程与环境工程的最大区别在于：生态工程考虑利用
生态系统的自我设计特点，是有利于人类和自然两者的设
计。而环境工程则是利用一系列科学原理，去净化或防治
环境污染。与传统工程相比，生态工程是一类低消耗、多
效益、可持续的工程体系。
(一 )生态工程学原理
? 运用生态控制论原理去促进资源的综合利用、环境的综合
整治及人类社会的综合发展是生态工程的核心。我国学者
(马世骏,19865颜京松,1986； Ma和 Yan,19895,Yan
等,1992)在系统生态学理论的基础上，根据我国朴素的
生态工程实践经验，把生态工程原理总结为整体、协调、
自生、再生循环等基本原理。
? 生态工程是以整体观为指导，在系统水平上来研究，整体
调控为处理手段。虽然这样研究与处理是比较困难的，但
却是必要的。整体理论是综合了解系统，如生物圈、生态
系统整体性质，及解决受胁区域以致全球生态失调问题的
必要基础。当然这并不意味对组成成分的研究和处理是多
余的，因为对各成分的性质及其他成分相互关系的了解越
多，对系统的整体性质就能更好的了解。
? 由于生态系统长期演化与发展的结果，在一定时期内均具有相对稳
定而协调的内部结构和功能。然而，任何超越一个生态系统自我调
节能力的外来干涉，均可破坏结构间协调、或功能间协调、或结构
与功能间协调，导致该生态系统的原有性质及整体功能的破坏和改
变。因而，维护生态系统结构与功能的协调性是生态工程的重要原
则。
? 自生原理 (self— resiliency)包括自我组织 (self— organization)、自我
优化 (self-optimum)、自我调节 (self— regulation)、自我再生
(self— regeneration)、自我繁殖 (self— reproduction)和自我设计
(self— design)等一系列机制。自然生态系统的自我设计能力是生
态工程中最主要的基本原理之一。通过设计，能很好地适应对系统
施加影响的周围环境，同时系统也能经过操作，使周围的理化环境
变得更为适宜。
? 在生态系统的物质循环中，每一个环节是给予者，也是受纳者，循
环是往复循环，周而复始。正是由于这些生态系统内的小循环和地
球上的生物地球化学大循环，保障了存在于地球上的物质供给，通
过迁移转化及循环，使可再生资源取之不尽，用之不竭。但是，当
生态系统受到破坏，从循环论的观点看，是废物大量产生或某些再
生资源开发过度，而阻滞、干扰了正常的循环道路，循环失调与失
衡，导致大量废物的产生，最终造成污染、环境破坏。生态工程就
是要采取措施，调整循环运转的各个环节及途径，协调这些环节的
输入、转化与输出的物质的量，使废物资源化，为物质生产和生物
再生提供更多机会，变废为宝，化害为 利。
(二 )湿地生态恢复的生态工程实例
? 我国生态退化形势严峻，生态恢复势在必行：首先，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，亟待恢复和重建，需要通过对
各种自然和人为影响因素的分析，找出扭转逆行演替的途径和方法，
加速退化生态系统的恢复。这里仅以一个生态恢复的实例来说明生态
恢复实践的过程以及在这个过程所体现出来的恢复生态学原理。
? 湿地生态工程是利用湿地的水文和化学物质储存器的特点，所设计的
控制过剩营养物、沉积物和污染物，并且改善水质的工程；或利用上
述特点综合整治低洼湿地，使其结构能得到改善和恢复，成为良性生
产 — 生态系统的生态工程。
? 通过湿地生态系统特有的缺氧还原条件、枯枝叶覆盖层很厚的环境而
发生了一系列系统生物地球化学过程，这不仅对个别的湿地系统，而
且对全球性的物质循环，起着重要的平衡作用。正是这一物质平衡原
则下的系统生化过程，是改变生态系统状态的极佳的天然工具。
? 山东禹城和高青盐碱洼地综合整治生态工程就是一个很好的范例。禹
城和高青属黄河冲积平原，以大面积盐碱地、低洼地为特色，原属我
国黄淮海平原的中低产农业区。从 1966年开始，中国科学院、中国农
业科学院、青岛海洋大学等大批专家在这里实施了两项生态恢复工程，
收到了很好的效果。
? (1)台田 — 鱼塘系统：在盐碱洼地实施挖塘造台田工
程，挖掘下层土覆盖在盐碱表土上，造成了垒起的台
田 (高程 20m左右 )，在 0— 20cm的耕作层内，土壤毛
细管系统被破坏，加上天然淋溶，盐分主要向下运动，
及时种植有关谷物，立苗后对土壤又有改良作用；而
挖的坑发展为鱼塘，坡地上还可种植绿肥，生态经济
效益可观。
? (2)农牧结合综合发展系统：在发展盐碱地改良的农
业生产中，鼓励养牛，同时大力发展秸秆氢化作饲料
及产出的牛粪再还田肥土，如此做到二业并举，同步
兴旺，生态经济效益良好。
第 15章 全球变化与生态恢复
第一节 全球变化
? 全球变化（ global change）是指地球生态系统在自
然和人为影响下出现的可能改变地球承载生物能力的
全球环境变化，包括全球气候变化、温室效应、环境
污染、生态退化等人类生态环境的变化。
? 1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展
大会上提出了, 气候变化框架公约,,列出全球变化
项目除全球气候变化外，还包括全球人口增长、土地
利用和覆盖的变化、大气成分变化、营养物质生物地
化循环变化、生物多样性丧失等方面。这些变化是相
互作用的 。 l
四、生态工程
? 生态工程是应用生态学中一门多学科渗透的新的分支学科。
生态工程一词是我国学者马世骏（ 1954）提出的，而公
认的生态工程思想和生态工程 (ecologicalengineering，
ecoengineering)名词仅在 30年前才提出。马世骏 (1984)
为生态工程下的定义是：“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
系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的
生产工艺系统。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。”
? 生态工程与环境工程的最大区别在于：生态工程考虑利用
生态系统的自我设计特点，是有利于人类和自然两者的设
计。而环境工程则是利用一系列科学原理，去净化或防治
环境污染。与传统工程相比，生态工程是一类低消耗、多
效益、可持续的工程体系。
(一 )生态工程学原理
? 运用生态控制论原理去促进资源的综合利用、环境的综合
整治及人类社会的综合发展是生态工程的核心。我国学者
(马世骏,19865颜京松,1986； Ma和 Yan,19895,Yan
等,1992)在系统生态学理论的基础上，根据我国朴素的
生态工程实践经验，把生态工程原理总结为整体、协调、
自生、再生循环等基本原理。
? 生态工程是以整体观为指导，在系统水平上来研究，整体
调控为处理手段。虽然这样研究与处理是比较困难的，但
却是必要的。整体理论是综合了解系统，如生物圈、生态
系统整体性质，及解决受胁区域以致全球生态失调问题的
必要基础。当然这并不意味对组成成分的研究和处理是多
余的，因为对各成分的性质及其他成分相互关系的了解越
多，对系统的整体性质就能更好的了解。
? 由于生态系统长期演化与发展的结果，在一定时期内均具有相对稳
定而协调的内部结构和功能。然而，任何超越一个生态系统自我调
节能力的外来干涉，均可破坏结构间协调、或功能间协调、或结构
与功能间协调，导致该生态系统的原有性质及整体功能的破坏和改
变。因而，维护生态系统结构与功能的协调性是生态工程的重要原
则。
? 自生原理 (self— resiliency)包括自我组织 (self— organization)、自我
优化 (self-optimum)、自我调节 (self— regulation)、自我再生
(self— regeneration)、自我繁殖 (self— reproduction)和自我设计
(self— design)等一系列机制。自然生态系统的自我设计能力是生
态工程中最主要的基本原理之一。通过设计，能很好地适应对系统
施加影响的周围环境，同时系统也能经过操作，使周围的理化环境
变得更为适宜。
? 在生态系统的物质循环中，每一个环节是给予者，也是受纳者，循
环是往复循环，周而复始。正是由于这些生态系统内的小循环和地
球上的生物地球化学大循环，保障了存在于地球上的物质供给，通
过迁移转化及循环，使可再生资源取之不尽，用之不竭。但是，当
生态系统受到破坏，从循环论的观点看，是废物大量产生或某些再
生资源开发过度，而阻滞、干扰了正常的循环道路，循环失调与失
衡，导致大量废物的产生，最终造成污染、环境破坏。生态工程就
是要采取措施，调整循环运转的各个环节及途径，协调这些环节的
输入、转化与输出的物质的量，使废物资源化，为物质生产和生物
再生提供更多机会，变废为宝，化害为 利。
(二 )湿地生态恢复的生态工程实例
? 我国生态退化形势严峻，生态恢复势在必行：首先，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，亟待恢复和重建，需要通过对
各种自然和人为影响因素的分析，找出扭转逆行演替的途径和方法，
加速退化生态系统的恢复。这里仅以一个生态恢复的实例来说明生态
恢复实践的过程以及在这个过程所体现出来的恢复生态学原理。
? 湿地生态工程是利用湿地的水文和化学物质储存器的特点，所设计的
控制过剩营养物、沉积物和污染物，并且改善水质的工程；或利用上
述特点综合整治低洼湿地，使其结构能得到改善和恢复，成为良性生
产 — 生态系统的生态工程。
? 通过湿地生态系统特有的缺氧还原条件、枯枝叶覆盖层很厚的环境而
发生了一系列系统生物地球化学过程，这不仅对个别的湿地系统，而
且对全球性的物质循环，起着重要的平衡作用。正是这一物质平衡原
则下的系统生化过程，是改变生态系统状态的极佳的天然工具。
? 山东禹城和高青盐碱洼地综合整治生态工程就是一个很好的范例。禹
城和高青属黄河冲积平原，以大面积盐碱地、低洼地为特色，原属我
国黄淮海平原的中低产农业区。从 1966年开始，中国科学院、中国农
业科学院、青岛海洋大学等大批专家在这里实施了两项生态恢复工程，
收到了很好的效果。
? (1)台田 — 鱼塘系统：在盐碱洼地实施挖塘造台田工
程，挖掘下层土覆盖在盐碱表土上，造成了垒起的台
田 (高程 20m左右 )，在 0— 20cm的耕作层内，土壤毛
细管系统被破坏，加上天然淋溶，盐分主要向下运动，
及时种植有关谷物，立苗后对土壤又有改良作用；而
挖的坑发展为鱼塘，坡地上还可种植绿肥，生态经济
效益可观。
? (2)农牧结合综合发展系统：在发展盐碱地改良的农
业生产中，鼓励养牛，同时大力发展秸秆氢化作饲料
及产出的牛粪再还田肥土，如此做到二业并举，同步
兴旺，生态经济效益良好。
