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關鍵詞:橋梁工程 概念設計 產品概念化
中圖分類號:U442 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)06(a)-0059-01
為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求,政府部門投資建設了多數橋梁,隨著社會的發展,橋梁也需要不斷的地更新、改造。基于橋梁工程在社會經濟發展中的重要地位,作為橋梁建造開端的橋梁設計顯得尤為重要。而橋梁的概念設計是具體設計的先導,是對橋梁設計的總體把握與構思,其思想貫穿橋梁設計的全過程,并隨著項目的進行而不斷完善。在橋梁建造工程中,高達70%以上的生產成本取決于概念設計,做好橋梁工程的概念設計才能造出“精品”橋梁,才能從根源上節約工程的建造價值,提升美學內涵。
1 橋梁工程概念設計綜述
1.1 橋梁概念設計的過程
橋梁的概念設計主要是在一定經濟條件下,提出滿足結構造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設計方案。現行的橋梁建設主要以結構設計與橋梁施工為核心,按照時間進行相關組織與實施,設計人員的主要職責是依照必要規范產生經濟安全的橋梁結構設計方案。橋梁的概念設計活動除包含上述功能外,還要綜合考慮影響設計初步階段的環境、人文、美學等要素,完善了傳統設計的表現手法與設計理念。
1.2 橋梁的產品化概念設計
橋梁是一種特殊產品,它具備土木工程結構的基本特征,也具備產品的一般屬性。橋梁產品的建設規模大、投資巨大;橋梁的建造一般由政府根據社會、經濟、交通需求確立實施,與市場關系較小;橋梁的使用年限長,達到壽命后將成為廢棄物,在其長壽命周期內需具備抵御環境侵害的能力。鑒于產品概念設計的思想和橋梁概念設計的重要指導,將現有的橋梁概念設計內容從橋梁設計各步驟里提煉歸納出來,形成如下的橋梁概念設計新思路。
(1)設計定位階段主要包含環境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設計的主客觀因素,才能合理定位設計走向。環境分析主要是對擬建橋區的水文、地形、氣象、地質等條件的分析,這將決定了橋梁設計的抗震、抗風設計需要;橋梁的用戶群體主要是社會、業主和生態環境,設計中要注重橋梁的生態性、安全性、景觀美學性、經濟性等;使用方式決定了線性布置、建設規模的大小、上下部結構設計、斷面布置等;壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災害事故成本。橋梁概念設計的主體由設計、施工、運營、管養等多單位與部門構成,在其壽命期內的所有部門被稱作利益共同體。
(2)方案初擬階段是在對橋梁概念設計精準定位后,從結構體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運營的安全性、施工操作的難易程度;結構體系的選擇要注意結構的可達到性和可維護性,為今后的橋梁檢修提供便利條件,整體節約橋梁壽命期的總成本;橋梁的造型與景觀設計要以工程師為主導,同時邀請建筑師及其他專業人員加入,形成合理的設計模式;施工方案直接影響著橋梁工程的質量、安全、工期,在考慮結構、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經反復對比分析,篩選出兩三個可行的推薦方案。
(3)方案比選階段的主要工作是依據項目的相關規定和工程師的相關經驗,從若干推薦方案中擇優選取最終設計方案。經濟指標是大多數橋梁最終方案決定的關鍵性要素,但在一些景區橋梁或標志性大橋的設計方案比選中,景觀美學價值也是不容忽視的重要因素。
1.3 橋梁概念設計的階段劃分
橋梁的概念設計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設計、施工圖設計三個階段。這三個階段設計橋梁工程的技術層面的具體細部與結構設計,具體每階段的概念設計內容如表1所示。
2 橋梁設計的前沿設計理念
這里主要介紹三類較具代表性的設計理念,即橋梁的耐久性設計理念、橋梁的生態性設計理念和橋梁的全壽命周期設計理念。
(1)耐久性設計理念是指在橋梁的設計使用期限內,保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設計理念。耐久性的設計需要在明確設計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求;評估特定條件下的侵蝕嚴重程度;明確橋梁的各個構件對侵蝕作用的防護水平與防護方法;提出設計、養護、維修等后續方案。
(2)橋梁的生態設計理念是充分利用生態學的設計思想,綜合考慮橋梁相關的生態環境,在橋梁的設計規劃中,提出滿足人們需求且與生態環境和諧共存的設計方案。生態設計中要堅持生態保護的原則,盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法,嚴格控制施工范圍;施工堅持使用清潔能源,選取無毒無害的裝飾與建造材料,從而利于橋梁報廢后的物料回收;橋梁建造需保證施工工藝先進、材料先進、設計和施工組織合理。
(3)橋梁的全壽命周期設計包含橋位的規劃、方案的設計、性能的分析、詳圖的設計、建造的施工、管理的養護和拆除這幾個階段的全面規劃和系統考慮,從而達到最優目標。橋梁的全壽命周期設計將使用、資金、文化、生態等需求細化成具體指標,并采用恰當的方式實現橋梁壽命周期的各類指標要求。
3 結語
本文介紹了橋梁概念設計的具體定義、相關特點、設計的步驟和流程,并從定性分析、經驗積累、合理估算的基礎上總體把握橋梁設計構思。借鑒產品設計的成熟經驗,將橋梁作為產品,嘗試橋梁的產品化概念設計,進而深入探討工程的可行性研究、初步設計、施工圖設計三個階段的技術層面的橋梁概念設計。最后,介紹了現今的一些前沿橋梁概念設計理念,如生態設計理念、耐久性設計理念、全壽命周期設計理念等,對以后的橋梁概念設計發展有一定的啟迪意義。
參考文獻
關鍵詞:現代生態林業工程 政策 認知 制度
中圖分類號:S718.45 文獻標志碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(a)-0091-01
近年來,我國的經濟得到了快速發展,在經濟不斷發展過程中,環境方面卻出現了越來越差的情況,人們的生活環境也出現了很大的變化。因此,人們對環境保護問題更加的重視,經濟發展過程中以犧牲環境為代價給人們的生活帶來了很大的影響,尤其對人們的身體健康狀況帶來了很大的影響。現在,由于環境污染問題導致的病害在不斷發生,因此,在經濟社會發展過程中要對環境保護問題更加重視,這樣是對人們的生活質量進行提高,同時也是為了保證人們的身體健康狀況不會受到影響。
林業工作中的重點―― 現代生態林業工程,也是林業建設的具有現實性的工作。現代生態林業工程在建設過程中離不開政府的支持,同時,也要社會各方面的理解和認同,這樣能夠在制度、認知以及政策上進行更好的調整,同時,也能促進現代生態林業工程理論得到更好的發展,對林業建設工程有很大推動作用。
1 現代生態林業工程的概念
現代生態林業工程在概念方面并沒有形成統一的認識,因此,在沒有形成統一的概念。通常情況下,都是以林業資源為中心,同時,在發展過程中,建立了一套相互匹配的系統,對社會關系、植物以及動物的關系進行了重新的組合,這樣能夠更好的發揮林業工程的環境保護作用以及促進經濟社會發展的作用。林業、生態以及經濟共同發展,對新時期社會經濟的發展有具有很大的推動作用。隨著環境,生態的不斷發展,現代林業有了很大的發展。
2 現代生態林業工程的產生背景
近年來,我國生態及環境受到了嚴重的破壞,同時,生態以及林業資源在使用方面也出現了一定的問題,人們在生活中對經濟效益的追求出現了過熱情況,導致自然環境受到了很大的破壞,同時,林業資源的開采數量也在不斷增加,因此,導致林業資源出現了快速下降的情況,林業生態系統出現了瀕臨崩潰的情況。在新時期要對林業進程及速度進行調整,形成社會,生態效益,經濟共同發展的情況。在這種情形下,現在生態林業又有了新的理念,對傳統的封育以及保持方式進行了調整,同時,在發展方面也融入新的理念,對水土資源、林業資源、地質資源進行了全面的開發,對資源與環境的可持續發展非常重視,這樣對林業長遠發展也非常有利。
3 現代生態林業工程的建設
3.1 加強現代生態林業工程的政策指引
現代生態林業工程在發展過程中要對政策引導非常重視,近年來,經濟建設對環境帶來了很大的破壞,因此,在林業建設方面,要建設相關政策,打造全新的生態林業工程,同時,對集體和個人利益進行保護。在生態林業工程建設方面,退耕還草、退耕還林、封山育林是非常常見的方式,但是,這些方式在實施過程中會對一些人員的利益帶來很大的影響,在這種情況下,要對各方面的利益都進行保護,同時,保證政策實施的效果。生態林業工程建設方面,政策積極可行才能更好的推動生態林業工程的建設,同時,也能為經濟建設提供保障。政府在建設方面進行引導和規范非常重要,對生態保護、環境改善以及防護其他問題出現具有很好的效果,因此,也能更好的體現生態林業工程建設的價值。
3.2 保護現代生態林業工程各主體經濟利益
現代生態林業工程在建設過程中不可避免的會對一些人員的經濟利益帶來一定的影響,通常情況下涉及到個人、集體以及國家的利益,在這種情況下,國國家的相關政策要對現代生態林業工程建設給予高度重視,同時,在具體實施過程中要給予大力支持。在政府的層面上要對現代生態林業工程做出政策、財稅上的傾斜,加大并加快林業建設的質量與力度。要給予現代林業工程資金,打造更深層次的支持。
3.3 建立現代生態林業工程的正確認知
傳統林業工程和林業工作只關心單一的目標與結果的關系,目的也僅僅在于林業經濟效益的取得,不少人認為林業就是木頭,認為用材林才是林,造林就是刨坑栽樹,農用防護林就是大小方田林網,這種傳統意識嚴重限制了現代生態林業工程在這些地區的開展。落后的林業觀念使得林業的概念被劃分得越來越細,一些工程的開展得不到當地人民群眾的支持,比如,在一些地區為了提高對空氣污染的修復、林下空間的利用、種間特性的利用等,種植一些林下的灌木、園林樹木、中草藥等,很多地方的群眾認為這樣的做法不實惠,都是擺設,沒什么實際用處,因此,失去了示范作用和說服力。現代生態林業工程更關注和經營技術,關心木本植物的種間和種內關系以及林分的結構功能、物流與能量流等方面的深層次相互關系,力主在加強宣傳力度,培養人民群眾的現代林業意識的基礎上,使人們可以正確區分傳統林業與現代林業,形成對現代生態林業工程的支撐,進而實現現代生態林業工程的綜合價值。
3.4 完善現代生態林業工程的相關法律制度
規范化和法制化是現代生態林業工程建設的基礎,是確保現代生態林業工程質量的出發點,也是現代生態林業工程順利進行的重要保障,因此,各級政府需要根據各地實際情況,及時完善和補充相關的法律法規,保障現代生態林業工程建設的順利開展。實踐操作中,各級政府可以把現代生態林業工程建設的開展力度、開展情況、相關法律制度的完善納入領導的工作業績考核中來,對于由于領導方式、能力、態度等問題導致的現代生態林業工程建設工作開展不力,甚至造成工期延誤的,要給予相應的懲罰;而對于能積極履行職責,能夠認真協調組織好生態工程建設的實施,保障工程順利開展的要給與適當的獎勵,真正形成以現代生態林業工程建設為中心的制度體系和法律體系,推進現代生態林業工程的深化和提高。
4 結語
現代生態林業工程發展過程中要對建設時機以及發展形勢進行必要的分析,因此,文章對現代生態林業工程的概念進行了分析,同時,對生態林業工程出現的背景,以及在發展過程中經常會遇到的問題進行了分析,希望在制度、政策以及經濟性方面有更好的發展,對現代生態林業工程的建設會有非常好的促進作用。經濟社會在快速發展過程中,對生態環境帶來了很大的破壞,因此,在林業發展過程中,形成有機以及科學的體系,對保證生態、經濟以及社會效益共同發展非常有利。同時,也能更好的促進林業整體發展的效果。
參考文獻
關鍵詞:生態修復 生態恢復 生態演替 生態工程
在人與自然和諧相處,人口、資源和環境協調發展戰略思指導下,水利部提出了“加強封育保護,充分發揮生態自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生態修復試點啟動后,各地因地制宜,采取措施,加配套,積極開展封山禁牧、輪封輪牧,努力探索和總結生態修的技術和經驗。生態修復已為水土保持工作者所熟知,但其學涵義及有關問題尚待明確和研究。現對生態修復的若干關概念、理論及有關問題作一討論,以期達到拋磚引玉之目的。
1 生態修復相關的重要概念和理論
1.1 環境與生態
廣義上講,環境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環境即為廣義的環境概念;狹義上講,環境是影響有機體生長、發展和生存的外界物理條件的總和。生態系統簡稱生態,是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環境關系的科學稱為生態學,研究生命體以外的無機環境的科學稱為環境學。生態修復的研究與實踐離不開環境學和生態學,而后者尤為重要。
1.2 生態環境與環境生態
生態包括環境,“生態環境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關的環境。我國所謂的生態環境實際就是生態,準確地講“生態環境建設”應為“生態建設”[1]。生態修復是對生態系統的修復,故不能稱為生態環境修復。
環境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環境是不完整的。特別是自然環境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應用生態學原理研究、認識和理解環境,才能更有效地解決環境問題,這就是環境生態學。環境生態作為概念不易理解,但環境生態學無疑是科學的,他對生態修復理論和技術的形成起到了直接的推動作用。
1.3 干擾與生態演替
自然界發生的大大小小的事件,如火災、水災、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態系統的結構與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩定的生態系統發生變化,舊的環境和物種破壞了,新的環境和物種又會產生,并在一定時間內維持其相對穩定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態系統會定向地、有秩序地由一個階段發展到另一個階段,這稱為生態內因演替。演替的結果,最終會出現一個相當穩定的生態系統狀態,這稱為頂極穩定狀態。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩定狀態的群落稱為頂極群落。干擾常使生態系統受損并改變,稱為外因演替。生態系統正常演替總是從低級向高級發展,而干擾使演替進程發生變化,嚴重時,如人類大規模活動,則使生態系統向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態修復就是使擾生態系統的逆序演替轉向正常演替[2]。
1.4 生態穩態與生態閾值
生態系統不是絕對平衡的,而是永恒地發生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產生,當演替到頂極狀態時,在很長時間內將處于相對穩定狀態,即穩態。生態系統動態平衡中的穩定狀態,稱為生態穩態。穩態生態有相當強的自我調控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調控能力時,系統將發生質變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩態生態抵抗干擾的自我調節能力的限度稱為生態閾值[2]。只有研究生態穩態和生態閾值,才能確定修復生態系統的類型、區域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復指標。
1.5 人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分,不是其對立面,脫離生態規律的自然改造,損害了自然生態系統,必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎之上。F.Vester基于共生現象的研究,總結了人類系統與生物系統之間生物控制的8條規律。據此研究,生態學家提出了以最小能量輸入和最小物質消耗以保證生態系統自我調節和恢復能力的生態設計原則。這也是生態修復規劃設計的指導思想。
2 國外的環境生態修復與生態恢復
修復的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復最早從污染環境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態的過程。環境生態修復起源于環境修復,生態恢復又受環境生態修復的影響。
2.1 環境修復與環境生物修復
環境修復是對被污染的環境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態。早期的環境修復主要采用工程技術手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對Exxon Val-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(阿拉斯加研究計劃),從而出現了環境微生物修復技術,后來出現了環境植物修復技術,最終形成了環境生物修復技術。環境生物修復被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2 環境生態修復
20世紀60年代,美國生態學家H.T.Odum提出生態工程概念,受此啟發,歐洲一些國家嘗試應用研究,并形成所謂“生態工程工藝技術”,實際屬于清潔生產的范疇。隨著生態學與環境生態學的發展,90年代美、德等國家提出通過生態系統自組織和自調節能力來修復污染環境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態系統來降解污染物,這一技術被稱為環境生態修復技術。由于生態系統的復雜性,該技術至今還不成熟,國外的環境生態修復也只是對輕度污染陸地的環境修復,最典型的事例就是通過濕地自調節能力防治污染。這與我國的生態自我修復有很大差別。
2.3 生態恢復
論文摘要:城市濱水護岸由于其特殊的地理位置和景觀環境。越來越受到人們的重視。本文從城市護岸發展的歷史出發。對護岸的發展趨勢進行了闡述。
縱觀人類城市的發展史,城市多選址于濱水區。這是因為河流能為工農業生產提供便利并解決人們生活上對水的需求而且濱水風光能讓人們在精神生活上得到滿足。然而,由于水患危害,又使人類不斷地與洪水奮爭。在這期間城市護岸的主要功能是控制河流、防御洪水的一個重要的方法。城市護岸景觀也隨城市護岸功能的發展而發生著變化,主要有如下三個典型時期:
第一18世紀60年代以前(與自然相和諧的護岸景觀)
當人類誕生后,直到伏羲時代,人們“逐水草而居”,“擇丘陵而處”,對洪水一直采取“躲避”的態度。到了神農時代,經濟有所發展,為了避免洪水的侵害,人們開始采取主動的姿態,創造出了“潺”與“埋”的防洪方法。‘.潺”是“以柴木奎水”,“埋,,是奎土填筑。我們的祖先很早就開始利用植物、木和土石等天然材料進行護岸的建造。在我國,早在周代已有溝渠堤岸植樹的制度。戰國時,《管子》主張“大者為之堤,小者為之防,樹以荊棘,以固其地,雜之以柏楊,以備決水”。國外也有類似的記載,早在公元前28世紀,歐洲凱爾特人和伊里利來人采用柳枝編織籬笆的技術來進行防護。秦漢以后,一直到宋元,由于人們對水的性質認識不斷深人,護岸的材料使用也更加豐富。這時出現了使用樹枝、林秸、石頭等捆扎而成材料作為護岸的材料。這種手法在我們現代叫做“柴枕法”。到了明清,據記載的護岸有拋石、柳樹護岸、山石護岸與條石護岸。尤其出眾的是明代劉天和總結堤岸植柳經驗,歸納為“植柳六法響。在材料應用上,由于塊石取材方便與自然易融合,一直應用在護岸建造當中。
這一時期人類與自然和諧相處,城市護岸形式以自然形態為主,遵循自然河岸形式來進行的。材料也多采用自然的山石、植物等材料,因此護岸景觀是以自然景觀為主體,體現了天然彎曲的河道和豐富的植物群落,護岸表現為城市景觀系統當中的一部分,具有良性的生態循環體系。
第二18世紀60年代—20世紀初期(人工化的護岸景觀)
工業革命以后,工業化的急速發展和經濟的迅速膨脹,使人們對自然的認識發生了重大的改變。人定勝天的思想成為這一時期人類處理城市生態問題的普遍觀點,人類和自然之間的天平發生傾斜。這一時期人類對于城市護岸也采用了強制性的措施,利用高大硬質的防護堤遏制河水的侵擾,應用緊束河腰、裁直河道等措施來爭取更多的城市用地化。造成城市的護岸景觀環境遭到強烈的干擾,使其生態失衡、景色單調、親水困難,同時蓄積了更大的洪水災害和生態災難。
第三20世紀早期至今(城市護岸的生態景觀)
久治不愈的洪水災害和人水相隔的痛苦,使人們不斷的反思。經過200多年的思索終于頓悟:“天下至柔者莫過于水,而攻堅強者莫能勝之,以其無以易之。”之至理,繼而尋求人與自然和諧相處的良方。這一時期在歐洲率先進行生態適應性護岸的研究和實踐工作。1938年德國的Seifert首先提出了親自然河溪治理的概念20世紀50年代德國正式創立了近自然河道治理工程理論,提出河道的整治要植物化和生命化,從而使植物首先作為一種工程材料被重新應用到工程生物治理之中20世紀70年代中期,德國開始了真正的河流治理生態工程實踐,對河流進行了自然保護與創造的嘗試,被稱之為重新自然化。二戰后,世界范圍內的城市濱水區開發熱潮,帶動了城市濱水護岸景觀的研究發展。20世紀70年代,瑞士、法國、奧地利、荷蘭等國也在河道治理中開始運用生態工程技術20世紀70年代末,瑞士Zurich州河川保護局建設部的ChristainGoldi將德國的Bittmann生物護岸法豐富發展為“近自然工法”,即拆除已建的混凝土護岸,改修成柳樹和自然石護岸,給魚類等提供生存空間,把直線形河道改修為具有深淵和淺灘的蛇形彎曲的自然河道,讓河流保持自然狀態,這種方法在瑞士被稱為NaturanheWasserbau。到20世紀80年代,德國率先在世界提出了“近自然型河流”的概念,即河流規劃與建設應以接近天然河流為標準。之后,德國開始在自身國內進行這一概念的落實一與實踐。1985年丹麥開始實施的河流復原工程。恢復原來的彎曲河道形式,在沖積平原地帶進行濕地再造等。1989年美國的Mitsch和Jorgensn式探討了生態一程的概念并定義為“為了人類社會和其自然環境兩方面利益而對人類社會和自然環境的設計”20世紀90年代以來,美國將兼顧生物生存的河道生態恢復作為水資源開發管理工作必須考慮的項目,采用了近自然工法使生態環境得以良好恢復,對河道的生態整治工程目前已經擴大到整個流域尺度的整體生態恢復。受這觀念的影響舊本于20世紀90年代初開展了“創造多自然型河川計劃”,僅在1991年,日本全國就有多處試驗工程,在日本建設省第九次治水五年計劃中,對于河流采用多自然型河流治理法,采用植物護岸、石頭及木材護底的自然護岸,河段盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤,并將其命名為“生態河堤”。不得已使用混凝土的護岸,也按生態型護堤法進行覆造。為挽救城市河流的生態,日本政府采取了“放任自流”的辦法,使流經城市河流兩岸重新草木蔥籠。堤壩不再用水泥板修造,而是改用天然石塊鋪砌,還給草木自然生長的空間。
林業生態工程是根據生態學、生態經濟學、系統科學與生態工程原理,針對自然資源環境特征和社會經濟發展現狀所進行的以木本植物為主題,并將相應的植物、動物、微生物等生物種群人工匹配結合而形成的穩定而高效的人工復合生態系統的過程。它本身包括著傳統的造林綠化內容,一些成功的單項造林技術與新技術的篩選與應用,但不是簡單“相加”與“拼盤,’;它的目的不僅只考慮經濟效益,而是經濟、生態、社會三大效益并重;它的全過程是配套技術合理組合的完整工藝流程。
二、林業生態工程的基本原理
1、系統論原理
人工生態系統的建造調控是生態工程的主要目的所在。我國著名科學家錢學森教授給“系統”所下的定義是“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體”、凡是一個系統它應具備如下特征。
1.1結構的有序性
一個系統既然是廣有機整體,它本身必須具備自然或人為劃定的明顯邊界,邊界內的功能具有明顯相對的立性。一片果園、一個人工林它與相鄰的系統是具有明顯邊界的,其功能與其他系統也是不同的。同時,每一個系統本身一定要有兩個或兩個以上的組分所組成。系統內的組分之間具有復雜的作用和依存關系。作為人工林生態系統,本身就包括著森林生物和森林環境兩大組分,而其兩大組分又可以自成系統(于系統)。像森林生物要分成植物(林木與伴生植物)、動物(鳥獸、昆蟲)、微生物(真菌、細菌);從環境角度講,作為人工生態系統又應當分成自然環境和社會經濟環境。這些組分形成了復雜的水平分離和垂直分離.
1.2系統的整體性
為一個穩定高效的系統必然是一個和諧的整體,各組分之間必須具有適當的量的比例關系和明顯的功能上的分工與協調,只有這樣才能使系統順利完成能量、物質、信息、價值的轉換功能。系統中某一個組分發生量的變化以后必然影響到其他組分的反應,最終影響到整個系統。林、眶生態工程設計、建造過程中一個重要任務就是如何通過整體結構的建造而實現人工生態系統的高功能。
2、環境因子的綜合性
自然界中眾多個環境因子都有自己的計算單位,每個因子也都是對生物產生重大影響,在林業生態工程中要十分注意的是多項因子對生物群落的綜合作用。這種綜合影響的作用往往與單因子影響有巨大的差異。如何進行多因子綜合評價對今后林業生態工程研究是十分重要的。
3、食物鏈原理
食物鏈與食物網是生態學的重要原理,食物鏈與食物網中的綠色植物通過葉綠素使太陽能轉化為化學能貯存于植株之中,所以,稱綠色植物為“生產者”。綠色植物被草食動物所食,草食動物被肉食動物吃掉,這些動物中有的吃草,有的吃其他動物以維持其生命。植物和動物殘體又可為小動物和低等生物分解、以這種吃與被吃關系形成的關系稱之為食物鏈關系。后兩者分別稱之為“消費者”和“分解者”。
4、擴大視野,修正傳統林業概念
多少年來我國大農業范疇一直存在著一個傳統觀念;農業就是糧食、林業就是“大木頭”、畜牧業就是豬和雞。林業建設幾年來一直認為用材林才是林,造林就是刨坑栽樹,農業防護林就是大小方田林網。林越來越萎縮,概念越來越窄,專業越分越細,將一個森林大系統分割得零零落落,把很多本來屬于林業范疇的東西,如中草藥、食用菌、野生動植物、野生花卉、香料植物甚至果樹都拒之門外。這種觀點對我國林業的發展是十分有害的。提出林業生態工程就是要歸還林業的本來面目,把林業作為一個完整的大系統來看待,發揮林業的綜合功能。
三、未來發展趨勢與展望