林业生态工程教案

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1、林业生态工程学教案授课时间 2011-2012第一学期 教案编写时间 2011年 课程名称林业生态工程学总学时：32学时理 论：32学时实 验：0学时实 习：0周课程性质 必修课（ ） 选修课（ ）理论课（） 实验课（ ）任课教师魏丽萍授课对象08林学本 上课时间：周二、周四 教材和 主要考资料1.王百田等编著。林业生态工程学. 中国林业出版社，20102.王礼先等编著. 林业生态工程学. 中国林业出版社，20003.钦佩, 安树青, 颜京松编著. 生态工程学. 南京大学出版社，19984.沈国舫等编著. 林业生态工程技术. 中国林业出版社。 课程的性质、地位和任务林业生态工程学是以社会经济自

2、然复合生态系统为对象，应用生态系统中物种共生、物质循环再生、以及结构和功能协调等原则，结合系统工程最优化方法，以整体调控为手段，以人与自然协调关系为基础、高效和谐为方向、时空结合为主线，为人类社会及其自然环境双方受益和资源环境可持续发展而设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系，是应用生态学的热点分支学科之一。林业生态工程学是林学研究生的一门专业选修课，先修课程主要有植物学、生态学、景观生态学、计算机基础等。林业生态工程学是水土保持专业的一门重要的专业课。其目的与任务是：使学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，获得林业生态工程学最必需的基本理论基本知识，掌握林业生态工程规划、设计

3、、营造及管理的基本技能，为将来从事水土保持、林业及相关事业打下坚实的基础。课程的基本要求1 要掌握林业生态工程技术的基本理论，深刻理解防护林在水源涵养、水土保持、改善区域生态环境等方面的功能及其生态原理；2 掌握人工林培育的基本理论与技术措施体系并了解困难立地造林技术；3 了解我国生态环境问题的特点与林业生态工程建设的现状；4 熟悉并能独立完成流域或区域防护体系的设计；5 能熟练使用有关试验仪器进行林业生态工程效益观测调查，并对其结果进行分析。林业生态工程学（章节备课） 章 节绪 论 本章1学时教学目的 和要求使学生了解林业生态工程在我国生态环境建设中的作用和地位，了解林业生态工程建设是解决我

4、国人口与资源矛盾、重大环境问题和社会问题的需要。教学内容1. 林业生态工程在我国生态环境建设中的作用和地位；2. 林业生态工程建设是解决我国人口与资源矛盾、重大环境问题和社会问题的需要。3. 简述林业生态工程学特点及与其他学科的关系。教学重点 教学难点重点难点：林业生态工程在我国生态环境建设中的作用和地位。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。互动问题：近自然林业对林业生态工程发展的启示意义？教学手段无作业无教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第一章 林业生态工程基本理论 本章4学时教学目的 和要求使学

5、生了解林业生态工程的概念以及国内外的现状和发展趋势，掌握林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的 位置与作用。教学内容1. 林业生态工程基本理论生态学理论；系统科学理论；系统工程学原理；可持续发展理论；水土保持学原理及其对林业生态工程建设的指导作用。2. 植被恢复基本理论生态环境脆弱带理论；恢复生态学理论；植被恢复理论。教学重点 教学难点重点：生态系统、恢复生态理论对林业生态工程建设的指导作用，与林业生态工程的布局、结构、配置措施之间的关系，在种群配置、植被恢复方法选择、工程建设目标确定、施工技术等方面的应用。难点：系统理论的基本原则在林业生态工程体系规划中的应用。教学方法

6、课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：1. 生态恢复的可能性与恢复标准。2.不同困难立地植被恢复的主要限制因子？教学手段无作业1. 系统的基本原则？山丘区、荒漠化地区可持续发展的基础？ 2. 天然林保护与退耕还林对我国生态环境建设的历史意义？教学后记林业生态工程学（章节备课） 章 节第二章 林业生态工程概况 本章3学时教学目的 和要求使学生了解林业生态工程的概念以及国内外的现状和发展趋势，掌握林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用。教学内容1.林业生态工程的基本概念、林

7、业生态工程学的特点、内容及相关学科的关系；国内林业生态工程发展的历史与现状，发达国家与发展中国家相关实践的主要特点与差异，中国林业生态工程学的形成与发展过程；国内林业生态工程存在的问题以及对策，当前相关研究热点与难点问题。2.林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用。教学重点 教学难点重点：林业生态工程的基本概念，林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用。难点：林业生态工程与传统林业的区别，林业生态工程体系。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。互

8、动问题：生态环境改善与林产品需求对森林资源的需求？教学手段无作业防护林、林业生态工程的概念及体系形成？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第三章 人工林培育基础知识 本章2学时教学目的 和要求使学生了解林木生长发育规律、适地适树的标准和方法和混交林理论，掌握立地类型划分的方法、树种选择的方法以及采用混交技术造林的方法。教学内容1. 人工林发育阶段；2. 立地类型划分及适地适树；3. 树种选择与人工林组成；4. 林分密度规律教学重点 教学难点重点：林木生长发育规律、适地适树的标准和方法、混交林理论、立地类型划分的方法、以及采用混交技术造林的方法。难点：适地适树、树种混交及合理谜底在造林工作中

9、的应用。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：在林芝山区造林，如何做到适地适树，树种如何选择？教学手段无作业人工林培育的技术核心是什么？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第四章 人工造林技术 本章2学时教学目的 和要求使学生了解林业生态工程中的关键部分-人工造林技术，保证栽植的苗木成活，就要必须掌握选择正确的整地方式、造林技术和幼林抚育管理技术等。教学内容1.整地的作用，整地方式、方法选择，局部整地技术，整地规格。2.植苗造林、直播造林、分殖造林方法的特点、适应条件、施工技术， 造林方法

10、选择。3. 幼林抚育，防护林的林分定向培育技术。教学重点 教学难点重点：常用的局部整地技术，整地的规格；植苗造林、直播造林、分殖造林方法的特点、适应条件、施工技术，提高造林成活率的技术措施；不同时间段幼林抚育的主要措施。难点：整地的方法及其选择选择；苗木成活机理，造林方法选择。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：如何选择合理的造林方法。教学手段无作业植苗造林的苗木保护措施？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第五章 水源保护林工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解水源保护林的作用以及

11、水源保护区的范围，掌握水源保护林的营造和植被定向恢复与经营技术，并深刻理解水源保护林营造的重要性。教学内容1. 水源保护林对水量、水质的影响；2. 我国重要的水源保护区；3. 水源保护林营造、植被定向恢复与经营技术。教学重点 教学难点重点：水源保护林范围的划定，水源保护林林分结构，水源保护林营造、植被定向 恢复与经营技术。难点：水源保护林植被定向恢复技术。 教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：水源涵养、水源保护。教学手段无作业水源保护林对水质的影响？ 教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节

12、第六章 山地水土保持林工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解山地水土保持林的重要性及空间布局，掌握坡面不同林种的水土保持林的配置方法及营造技术，掌握土质侵蚀沟道防护林和石质侵蚀沟道防护林的营造方法及不同。教学内容1. 水土保持林功能，水土保持林体系，水土保持林草措施布局；2. 坡面水土保持林的配置-水土保持用材林，水土保持经济林，水土保持薪炭林。3. 坡面水土保持林的配置-放牧饲料林，农田水流调节林带，植物篱，梯田地埂防护林。4. 土质侵蚀沟道防护林，石质侵蚀沟道防护林。教学重点 教学难点重点：以小流域为单元的水土保持林草措施的立体配置、水平配置。坡面水土保持林配置的原则；水土保持用材林，

13、水土保持经济林，水土保持薪炭林、放牧饲料林，农田水流调节林带，植物篱，梯田地埂防护林的配置方法与营造技术。不同侵蚀发育阶段的侵蚀沟综合治理措施与水土保持林的配置，沟道治理的生物措施。难点：水土保持用材林，水土保持经济林，水土保持薪炭林的合理布局及与其它林种的结合；农田水流调节林带，植物篱设计标准；侵蚀沟道防止侵蚀综合措施布局与关键措施配置。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：坡面水土保持林配置的原则。教学手段无作业石质侵蚀沟道的主要特点？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第七章 平原防

14、护林工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解平原防护林的主要防效，掌握农田林网的作用机制及营造技术，并掌握我国主要的农林复合系统结构特征。教学内容1. 平原防护林的防护效益，包括林带的动力效应、林带的热力效应、林带的水文效应、林带的生物效应、改善气候效应、农田防护林的经济效益。2. 农田生态林带的设计及营造技术。3. 农林复合系统的发展，农林复合系统与可持续发展，农林复合系统结构特征，农林复合系统的调控原理。教学重点 教学难点重点：林带结构，林带参数，农田林网的对气流的影响及其防风机制；农林复合系统分类及其我国主要类型，农林复合系统的物种、时间、空间、食物链结构特征。难点：农田林网的对气流的

15、影响及其防风机制；农林复合系统的结构与效率，农林复合系统的能流与物质循环。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：不同结构林带对气流的影响及其防护效益。教学手段无作业如何提高农林复合系统的效益？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第八章 海岸防护林工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解沿海地区主要灾害，海岸类型及其主要环境特征，掌握海岸防护林的配置与结构，海岸林营造技术和更新技术。教学内容1. 沿海地区主要灾害，海岸类型及其主要环境特征，海岸防护林的效益。2. 海岸防护林的配置与结构，海

16、岸林营造技术，海岸林更新技术。教学重点 教学难点重点：岩质海岸、泥质海岸、沙质海岸的基本环境特征，沿海盐碱地的主要环境特征；不同类型海岸与气候带海岸带基干林带的配置与营造，沿海防护林体系，不同类型海岸带造林及更新技术，红树林保护与营造技术，海岸防护林规划。难点：海岸带立地条件、主要自然灾害与植物生长及植被恢复；基干林带的配置与营造技术，不同类型海岸带造林技术。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：沿海防护林的主要防护作用；沿海防护林体系的主要组成与林种结构。教学手段无作业海岸带制约植物生长的关

17、键因素？防浪林、防潮林的主要结构特点？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第九章 森林恢复与保护工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解天然林保护和退耕还林的意义及掌握天然林保护的技术措施和退耕还林的技术模式。教学内容1. 天然林保护的意义及技术措施；2. 退耕还林的技术模式；3. 近自然经营的概念及技术。教学重点 教学难点重点：天然林保护的意义及技术措施；退耕还林的技术模式；近自然经营的概念及技术。难点：天然林保护的技术措施；近自然经营技术。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：在林芝

18、地区，人工林如何进行近自然改造。教学手段无作业我国天然林资源分布的特点及相应保护措施？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第十章 工矿废弃地复垦林业工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解我国工矿废弃地的概况及土地复垦的意义，掌握工矿废弃地的土地复垦技术。教学内容1. 我国工矿废弃地的概况及土地复垦的意义；2. 土地复垦中考虑的因素及复垦技术；3. 废弃地绿化技术；4. 经典实例讲解。教学重点 教学难点重点：我国工矿废弃地的概况及土地复垦的意义；土地复垦中考虑的因素及复垦技术。难点：土地复垦中考虑的因素及复垦技术。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过

19、程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：工矿废弃地复垦的必要性。教学手段无作业试述工矿废弃地复垦绿化的基本程序和各个环节的技术措施。教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第十一章 能源林工程 本章2学时教学目的 和要求使学生了解生物质能源的现状、特点和类型，掌握生物质能源林的配置及造林技术。教学内容1. 生物质能源的现状、特点和类型；2. 全国薪炭林规划；3. 生物质能源林的配置及造林技术。教学重点 教学难点重点：生物质能源的现状、特点和类型及生物质能源林的配置和造林技术。难点：生物质能源林的配置及造林技术。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学

20、内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：我国生物质能源林建设的意义。教学手段无作业 生物质能源林的造林技术要点包括哪些？教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第十二章 林业生态工程效益评价 本章2学时教学目的 和要求使学生了解林业生态工程效益评价的内涵，评价的概念与意义，掌握林业生态工程综合效益评价方法及效益评价指标的选取与指标体系的建立和综合效益评价模型的建立。教学内容1. 林业生态工程效益评价的内涵，评价的概念与意义，国内外效益评价的方法与进展概述，林业生态工程效益评价的理论基础； 2. 林业生态工程综合效益评价方法，林业生态工程经济效益评价方法

21、，林业生态工程生态效益评价方法，林业生态工程社会效益评价方法；3. 林业生态工程综合效益评价指标体系建立的原则与方法，效益评价指标的选取与指标体系的建立，综合效益评价模型的建立。 教学重点 教学难点重点：效益评价的概念与内涵，效益评价的理论基础；经济效益评价方法、生态效益评价方法、社会效益评价方法；效益评价指标的选取与指标体系的建立，综合效益评价模型的建立。难点：林业生态工程效益评价中效益的界定；效益评价方法的选择；效益评价指标体系的构成与建立，综合评价模型的确定、建立与应用。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进

22、行总结。课堂互动问题：森林的生态效益及其组成？教学手段无作业综合效益评价方法的优缺点。 教学后记林业生态工程学（章节备课）章 节第十三章 林业生态工程规划与设计 本章2学时教学目的 和要求使学生了解林业生态工程效益评价的内涵，评价的概念与意义，掌握林业生态工程综合效益评价方法及效益评价指标的选取与指标体系的建立和综合效益评价模型的建立。教学内容1. 林业生态工程项目建设程序， 包括项目建议书阶段， 可行性研究阶段， 总体设计阶段，作业设计阶段，施工阶段，竣工验收阶段。2. 林业生态工程规划的任务、内容、程序、步骤； 3. 林业生态工程设计，包括设计的基本组成与要求、设计的步骤、主要 设计内容、

23、说明书的基本内容、总概算书、一般设计方法等；教学重点 教学难点重点：不同阶段的主要工作内容与报告格式要求；林业生态工程规划的内容， 规划的步骤， 包括资料收集、 土地利用现状调查、土地利用规划、林种规划；设计的步骤、内容、设计说明书的编写与设计方法。难点：林业生态工程规划的步骤与规划的深度；设计说明书编写过程及内容、格式。教学方法课堂使用讲授法，结合课堂提问与讨论。教学过程对教学内容依次讲解，过程中可穿插部分问题的思考与讨论，最后对本章进行总结。课堂互动问题：设计说明书编写的重要性。教学手段无作业总体设计与作业设计的区别？教学后记讲 义 绪 论一、林业生态工程的作用与地位我国林业发展战略报告指

24、出：“林业是经济和社会可持续发展的重要基础，是生态建设最根本、最长期的措施。在可持续发展中，应该赋予林业以重要地位；在生态建设中，应该赋予林业以首要地位。”1. 林业生态工程建设是解决我国人口与资源矛盾的需要我国人口庞大、生存空间有限，随着社会经济的发展，对资源与环境提出了巨大的挑战。从区域整体生态环境改善与良好生态环境维持需求出发，对世界不同地理区域生态环境的研究结论一般认为，一个国家或地区森林植被覆盖率的合理阀值应在30%左右，且分布均匀。如果达到这个水平以上，区域内的生态环境比较优越，森林植被能明显有效地调节气候、改善冰川水文状况、维护农田生态平衡并形成适宜的人居环境。目前20.36%的

25、实际覆盖率与我国社会经济发展与生态环境改善需求的目标相比还有相当差距，森林植被建设任重道远，还有相当长的路要走。2. 林业生态环境建设是解决我国重大环境问题的需要。（1）中国是世界上水土流失最严重的国家之一。为了遏制日趋严重的水土流失对国土生态安全的威胁与经济社会发展的制约，需要进行大面积的、以水土保持为主要功能的林草植被建设。（2）荒漠化是全球面临的一个重大环境及社会问题。因此，以京津风沙源治理工程和“三北”防护林体系建设工程为重点，在天然草场实行休牧轮牧、舍饲圈养、退耕减牧、封育飞播，制止滥牧、滥垦、滥采、滥樵、滥用水资源，尽快恢复林草植被的任务十分艰巨。（3）生物多样性正面着严重的威胁。

26、因此，在全国需要实施野生动植物保护、湿地保护和自然保护区建设工程。3. 林业生态工程建设是解决我国社会问题的需要 农业、农民和农村问题，是关系我国改革开放和现代化建设全局的重大问题。而“三农”问题的解决、新农村建设与林业的发展息息相关。在生态环境保护与建设的同时，如何通过林业建设增加农民的收入、解决农村人口就业、促进农村经济社会发展，是林业生态建设重要任务。在全面建设小康社会的新时期，坚持把林业建设与改善生态环境、发展地方经济、调整农业结构和农民脱贫致富奔小康紧密结合，在缺乏农村能源的地区，适当调整林种结构，扩大营造薪炭林的面积，实行林草、林药、林牧合理配置，乔、灌、草科学种植，造、育、管并举

27、，是调整产业结构，增加农民收入赋予中国林业的长期的重要任务。改善生态环境，促进人与自然的协调与和谐，努力开创生产发展、生活富裕和生态良好的文明发展道路，既是中国实现可持续发展的重大使命，也是新时期林业建设的重大使命。无论是要加速改变农村自然面貌，提供可靠的国土生态保障，确保粮食安全，还是为农村寻求新的致富门路和就业渠道，增加农民收入，或为乡镇企业提供充足的原料和新的加工领域，为农村开辟新的财源等方面，都需要保护好现有森林植被，扩大森林资源，提高森林资源质量。二、林业生态工程学的特点及与其他学科的关系 林业生态工程学是继承、交叉、融合相关学科的基础上发展起来的一门新兴学科。以生态学理论和系统工程

28、理论为基础，主要吸收了防护林学、水土保持学、森林培育学、生态经济学等相关内容，以木本植物为主体、以区域或流域为对象，建设与管理以生态环境改善与维护为目标的复合生态系统，追求较高的生态效益、经济效益和社会效益。第一章 林业生态工程基本理论第一节 生态工程基本理论1. 生态学理论1.1 生态系统理论生态系统：是指在一定空间内生物和非生物的成分，通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存形成的一个生态学的功能单位。（1）. 生态系统组成生命成分有：生产者，消费者，分解者；非生命物质包括无机物和自然条件。（2）. 生态系统的结构生态系统结构：组成系统的生物与非生物成分的种类及数量与密度、空间和时间的分

29、布与搭配、相互间的比量，以及各种不同成分间相互联系、相互作用的内容和方式。包括：物种结构（组分结构），时空结构，营养结构。 物种结构：生物物种是生态系统物质生产的主体。不同生物种类的组成与数量关系的格局构成生态系统的物种结构。 时间结构：指在生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局。 空间结构：空间结构是指生物群落在空间上的垂直和水平格局变化，构成空间三维结构格局。水平结构：指在一定的生态区域内，各种生物种群所占面积比例、镶嵌形式、聚集方式等水平分布特征。垂直结构：指生物种群在垂直方向上的分布格局。在地上、地下和水域都可形成不同的垂直结构。 营养结构：指生态系统中生物间构成的食物链与

30、食物网结构。食物链是指生态系统中，由食性关系所建立的各种食物之间的营养联系，形成一系列猎物与捕食者的锁链。一个生态系统中常存在着许多条食物链，由这些食物链彼此相互交错连结成的复杂营养关系为食物网食物网是是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要途径。（3）. 生态系统的功能 生态系统的三个基本功能是（1）.能量流动（2）.物质循环（3）.信息传递：营养信息，化学信息，物理信息和行为信息。其中 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，能量作为物质的载体，物质又作为能量流动的动力。（4）. 生态平衡与生态稳态 生态平衡：是生态系统在一定时间内结构与功能的相对稳定状态，其物质和能量的输入、输出接

31、近相等。在外来干扰下，能通过自我调节（或人为控制）恢复到原初稳定状态。当外来干扰超过自我调节能力，而不能恢复到原初的状态就是生态失调或生态平衡破坏。 生态稳态是生态系统发育演变到一定状态后才会出现，它表现为一种震荡的涨落效应，系统以耗散结构维持着震荡，能够使系统从环境中不断吸收能量和物质。 所谓生态平衡，只不过是非平衡中的一种稳态，是不平衡中的静止状态，平衡是相对的，不平衡是绝对的。（5）生态系统平衡的调节机制 生态平衡的调节主要是通过系统的反馈能力、抵抗力和恢复力实现的。正反馈是系统更加偏离位置点，因此不能维持系统平衡，如生物种群数量的增加；负反馈是反偏离反馈，系统通过负反馈减缓系统内的压力

32、以维持系统结构稳定，如密度制约种群增长的作用。抵抗力是生态系统抵抗外界干扰并维持系统结构和功能原状的能力。恢复力是系统遭受破坏后，恢复到原状的能力。抵抗力和恢复力是系统稳定性的两个方面，普遍认为，系统越复杂，生物多样性越丰富，系统就越稳定。生态系统对外界干扰具有自我调节能力，保持相对稳定，但这种调节机制不是无限的。生态平衡失调是外界干扰大于生态系统自身调节能力的结果和标志。1.2 循环再生原理（1）物质循环和再生原理： 通过不同植物种的搭配组合，形成不同元素的生物小循环，使得退化土地的养分得到改善，先锋植物往往是养分积累的开始。（2）多层次分级利用原理： 通过合理的规划设计，对生态系统的物质循

33、环进行加环，进行在一个区域内形成更多层次的物质和能量利用，提高初级产品的利用效率，减少对植被的破坏，为植被恢复创造条件。1.3 景观生态学理论P72. 系统科学理论 2.1 系统的一般概念 系统是有两个或两个以上相互联系、相互制约、相互作用的事物和过程组成的具有整体功能和综合行为的统一体。元素、结构、状态、过程称为系统构成的四要素。3.2 系统论的基本法则（1） 系统的整体性原则（2） 系统的相关性原则（3） 系统的自组织性原则与动态原则（4） 系统的目的性原则（5） 系统的优化原则2.3 系统的特点 （1）系统必须有它的特定功能，即一个系统必须有一个以上的特定的功能。 （2）系统是一个有序结

34、构的有机整体。 （3）系统具有明显的边界，没有边界就不成为系统。 （4）系统具有很强的整体功能。4. 可持续发展理论可持续发展的核心思想是：当今人类的经济和社会发展，必须是“既满足当代人的需要，又不对后代人满足他们的需要的能力构成危害。”或者说，“满足当代人的发展需求，应以不损害、不掠夺后代的发展空间为前提。”3.1 可持续发展水平的衡量标准（1） 资源的承载能力（2） 区域的生产能力（3） 环境的缓冲能力（4） 进程的稳定能力（5） 管理的调节能力3.2 可持续发展的9项原则建立全球持续发展的国际合作联盟3.3 可持续发展评价及其理论3.4 可持续林业5. 水土保持学原理水土保持学是一门研究

35、水土流失规律和水土保持综合措施，防治水土流失、保护、改良与合理利用山丘区和风沙区水土资源，维护和提高山地生产力以利于充分发挥水土资源生态效益、经济效益和社会效益的应用技术科学。生物措施是水土流失治理的根本措施，而林业生态工程的规划设计必须与流域水土流失的综合治理措施相结合。水土流失是在水里、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失。流域是指某一封闭的地形单元，其中有沟道或溪流或河流排泄某一断面以上的径流。所谓小流域综合治理是指为了充分发挥水土资源、气候资源及其他社会经济资源，利用小流域之间相对独立性的特点，以小流域为单元，进行全面规划，合理安排农、林、牧各业用地及比例，因

36、地制宜布设各种水土保持措施，治理与开发相结合，对流域的资源进行保护、改良和利用。流域的保护是指对流域资源与环境进行保护，预防对资源的不合理开发利用，防止水、土资源的损失与破坏，维护土地生产力与流域的生态系统。流域改良是指对已经遭到破坏的流域资源与环境进行整治与恢复，修复或重建退化生态系统；流域合理开发是指在流域资源可持续经营的基础上，通过资源的开发利用实现一定的生态、经济与社会目标。小流域治理措施包括水土保持农业技术措施、水土保持林草技术措施、水土保持工程技术措施。小流域治理的特点是治理与开发相结合，林草措施与工程措施相结合，生态效益与经济社会效益相结合。5. 系统工程理论5.1 系统工程 系

37、统工程是实现系统最优化的科学，用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计、最优控制和最优管理的目标。系统工程可分为系统开发、系统制造和系统运用。系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计和系统综合评价。5.2 系统工程的一般步骤 （1）明确课题。（2）收集信息。（

38、3）模型的建立。（4）系统分析。（5）决策问题。（6）反馈调节。（1）时间维时间过程（2）逻辑维每一个阶段要完成的步骤（3）知识维专业知识和技术素养第二节 植被恢复基本理论生态环境脆弱带：在生态系统中，凡处于两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间形成的界面，以及围绕该界面向外延伸的“过渡带”的空间域。 恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建技术和方法及其生态学过程和机理的学科。生态恢复最关键的是系统功能的恢复和合理结构的构建。2.1 限制因子原理 2.2 生态适宜性原理和生态位理论（1）生态适宜性原理 （2）生态位理论 生态位是生态学中一个重要概念，主要是指自

39、然生态学中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。 生态位：生物完成其正常生命周期所表现的对特定生态因子的综合位置。即用某一生物的每一个生态因子为一维（x），以生物对生态因子的综合适应性（y）为指标构成的超几何空间。（3）物种耐性原理 2.3 生物群落演替理论2.4 生物多样性原理生物多样性就是一个区域内生命形态的丰富度，它包括遗传多样性、物种多样性和生态系统与景观多样性三个层次。生物多样性在复杂的时空梯度上维持生态系统基本格局与过程；生物多样性是生态系统抗干扰能力和恢复能力的物质基础；生物多样性是生态系统适应环境变化的物质基础。物种多样性梯度：从热带到两极随纬度的增加，物种

40、多样性有逐渐减少的趋势；多样性随海拔高度的变化；在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低。 生物多样性类型：多样性指数：它包含两方面的含义：群落所含物种的多寡，即物种丰富度；群落中各个种的相对密度，即物种均匀度。多样性指数：多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，多样性越大。精确地测定多样性具有重要的意义。这是因为：它可以指示生境被物种隔离的程度；多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；多样性与多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。多样性指数是指一定区域内总的物种多样性的度量。 植被恢复是根据生态学原理，通过一定的生物、

41、生态以及工程技术与方法，人为地改变和切断退化生态系统的主导因子或过程，调整、配置和优化植被系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快地、成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平。植被恢复适应于受损后残存有一定盖度植被的立地条件类型。植被恢复包括退化植被系统的恢复、干扰植被系统的重建和自然植被的保护。退化植被系统的恢复，常见的途径：一是通过改变立地条件，模拟当地原生植被系统的结构、功能，彻底恢复到具有地带性特征的原生植被系统，称为完全恢复。二是采用部分恢复或阶段性恢复退化植被系统的策略，恢复到顶级植被系统之前的某种中间状态。3.1 生态学干

42、扰受害生态系统的恢复与重建的两种模式：（1）（可逆的）不超负荷受害通过消除压力，在自然恢复过程中达到恢复。（2）（不可逆的）超负荷受害通过消除压力，在人为的帮助下和通过自然恢复达到恢复。 第三节 社会经济学原理1. 生态与经济子系统协调发展1.1 生态系统自身的稳定性、自我调节、自我恢复能力农田结构简单，大量养分流出系统；复合系统，森林的防护与调节功能的利用。1.2 合理有效的人工调控增加技术子系统的投入，促进生态子系统的能流、物质流转变成经济子系统的产品物质流，形成最终的价值流。在能流的每一个环节上都要有部分商品转化。1.3 调控措施结构设计利用限制因素原理；利用组分的相生相克原理；利用长链

43、利用原理。2. 供求法则多样性的生态经济系统；产出多样性、消费多样性；产出的量比、时空结构与品种的合理结构；市场价格导向，早、中、晚，短、中、长，上、中、下品种配置。3. 自然资源与劳动力资源3.1 物种对自然资源的利用时间和空间差异 资源更充分利用3.2 劳动的季节性、条件艰苦性、劳动力质量差异性 不同组分的管理时间差；改善劳动环境；提高就业机会；提高劳动效率。4 其他4.1 地域分工，开放式经济系统复合经营的内容与产品结构的地方特色；确定优势主导产品；市场导向，区内需求，区外需求4.2 长短效益结合原则复合系统的规模、结构、布局4.3 风险最小原则自然灾害的特点、市场风险，合理配比物种比例

44、。4.4 发展资源节约型与技术密集性产业优化系统，提高循环转化效率。第二章 林业生态工程概况一、林业生态工程的概念（一）林业与林业生态工程的概念林业是培育、经营、保护和开发利用森林的事业。它是提供木材和多种林产品的生产事业，又是维护陆地生态平衡的环境保护工程。生态系统：是指在一定空间内生物和非生物的成分，通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存形成的一个生态学的功能单位。生态工程：是一门着眼于生态系统持续发展能力的整合工程技术。它根据生死存亡控制论原理去系统设计、规划和调控人工生态系统的结构要素、工艺流程、信息反馈关系及控制机构，在系统范围内获取高的经济和生态效益。 林业生态工程是生态工程的

45、一个分支。根据我国林业生态工程建设实践，我们提出的初步概念如下：林业生态工程是根据生态学、林学及生态控制论原理，设计、建造与调控以木本植物为主体的人工复合生态系统的工程技术，其目的在于保护、改善与持续利用自然资源与环境。（二）森林的效益1.经济效益：指在森林生态系统及其影响范围内，被人们开发利用已变为经济形态的那部分效益。分直接经济效益（果品、油料、化学品和化工原料）；间接经济效益（农田粮食蔬菜增产，生物多样性增加等）2.生态效益：指在森林生态系统及其影响范围内，森林对人类社会有益的全部效用。主要有水源涵养；防风固沙；水土保持；改善气候；净化水质；净化大气；重要的物种基因库。3.社会效益：指在

46、森林生态系统及其影响范围内，被人们认识、且已为社会服务的那部分效益。绿色=生命+富有+和平；生态建设生态安全生态文明；可持续发展的环境与物质基础；“三农”问题与农村发展 (三)林业生态工程的主要内容 林业生态工程的目标是建造某一区域(或流域)的以木本植物为主体的优质、稳定的复合生态系统。林业生态工程的主要内容可划分为以下3个部分。 这是把设计的种群按一定的时间顺序或空间顺序定位或安置在复合生态系统之中。例如各种农林复合生态系统、农牧复合生态系统。生物种群的合理选择与匹配是建造人工生态系统的前提。林业生态工程的主要种群可以是乔木，也可以是灌木甚至草类。 2环境改良工程 人工复合生态系统主要在非森

47、林环境中建造。为了保证植物(包括作物)正常生长发育。必须改良当地立地条件。例如改善造林立地条件的各类蓄水整地工程、径流汇集工程、风沙区沙地造林采用的人工沙障、防止各类侵蚀的水土保持工程、地面覆盖保墒、吸水剂应用、低湿地排水工程等。目的在于为复合生态系统的建造提供一个良好的环境条件。在一些严重退化的困难立地条件下，不采用环境改良或治理工程，就很难建造稳定的复合生态系统。 3食物链工程 食物链工程包括生产性食物链与“减耗”性食物链。生产食物链可以有效地利用绿色植物产品或加工剩余物转化成经济产品。例如有人在太行山区采用肉鸡、肉鹅、肉免等作为林业生态工程的生产性食物链，取得了较好的经济效益。广东省珠江

48、三角洲的桑基鱼塘，用色作为生产性食物链已有几百年成功的历史。 “减耗”型食物链在国内外也都有很多成功的范例。例如山东日照市利用人工放养灰鹊雀控制森林病虫害效果显著，太行山区利用人工放养益鸟控制林冠害虫的效果也很显著。食物链在林业生态工程中的应用，其本身又是建造人工生态系统工作的一部分。例如，用柞蚕代替食叶害虫，用蜜蜂代替野蜂，用驯化的草食动物代替野生草食动物等。这样有利于提高生态系统的总体效益。(四)林业生态工程的的特点和类型1. 林业生态工程的特点传统的森林培育和经营 在宜林地造林、对现有林经营，是以木材等林产品生产为主要目标； 在设计、营造与调控森林生态系统过程中只考虑在林地上采用综合技术

49、措施； 在设计、建造与调控森林生态系统过程中，主要关心木本植物与环境的关系、林地上木本植物的种间关系以及林分的结构、功能、物流与能量流； 主要目的在于提高林地的生产率，实现森林资源的可持续利用与经营。林业生态工程 是以区域（或流域）为对象、考虑自然环境改善的需要，建造以森林为主体的复合生态系统为目标； 需要考虑在复合生态系统中的各类土地上采用综合技术措施； 主要关心整个区域以森林为纽带的人工复合生态系统中物种共生关系与物质循环再生过程，以及整个人工复合生态系统的结构、功能、物流与能量流； 目的不仅仅在林分本身的效益，更重要的是在于提高整个人工复合生态系统的经济效益与生态效益，实现区域生态系统的

50、可持续经营。 按照生态与经济功能划分这类工程主要包括天然林保护，天然森林草地（林间林缘草地）保护。次生林改造，自然保护区，森林公园等。这类工程主要包括水土保持林，农田防护林，水源保护林，草原牧场防护林，防风固沙林，河岸河滩防护林，沿海防护林，盐碱地造林，工矿区防护林，道路防护林等。这类工程主要包括农林复合经营，用材林，薪炭林，经济林，多种用途林等。 按照区域与建设目标划分1. 按照区域划分这类工程主要包括山丘区林业生态工程、平原区林业生态工程、风沙区林业生态工程、沿海林业生态工程、城市林业生态工程、特殊防护地林业生态工程等。2. 按照建设目标划分这类工程主要包括水蚀防治林业生态工程，水源涵养与

51、保护林业生态工程，风沙防治林业生态工程，山地灾害防治林业生态工程，环境改良林业生态工程，景观保护林业生态工程等。（五）林业生态工程任务 林业生态工程的目标就是人工设计建造以木本植物群落为主体的优质、高效、稳定的复合生态系统，任务包括林业生态工程规划、设计、施工及管理等几个方面。1. 区域林业生态工程总体规划区域林业生态工程总体规划就是对一个区域的自然环境、经济、社会和技术因素进行综合分析，在现有土地利用形式和生态系统的基础上，因地制宜合理规划区域内的天然林和天然次生林、人工林、农林复合、农牧复合、城乡及工矿绿化等多个不同结构的生态系统，使其在平面上形成合理的镶嵌配置结构，构筑以森林为主体的或森

52、林参与的区域复合生态系统，达到优化改善区域生态系统的目的。2. 林业生态工程设计（1）物种组成设计（2）时空结构设计（3）食物链结构设计（4）特殊生态工程设计3. 林业生态工程施工与管理 林业生态工程施工与管理技术包括林业生态工程项目的组织与实施、工程施工技术、工程项目管理。二、林业生态工程的发展过程 防护林：以改善环境、涵养水源和保持水土等防护作用为主要目的而营造、经营的森林。可分农田防护林、水土保持林、水源涵养林及防风固沙林等。 3. 国外林业生态工程的现状 美国的“新林业”；德国的“近自然林业”；印度的“生态林业”；以色列的“径流农林业”；“绿化工程技术”；“复合农林经营技术”三、生态环

53、境问题与林业生态工程的作用（一）生态环境问题生态环境是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量状况的总称。生态环境问题是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然资源破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。导致生态环境问题的原因是生态破坏问题和环境污染问题。（1. 森林破坏严重；2. 土地资源丧失；3. 淡水资源紧缺；4. 生物种消失；5. 人口激增 6. 大气质量恶化）中国水资源状况：水资源总量-2.8万亿m3，居世界第六位；人均占有量2300m3，是世界人均水平的1/4，列153个国家的121位。世界上13个贫水国家之一。全国600多

54、个城市中，300多个缺水，严重缺水108个，北京年人均水资源量400 m3，居国内严重缺水城市之首，只有全国平均水平的1/7，世界平均的1/25；农业缺水量为农业用水量的30.6%；工业缺水量为工业用水量的44%。森林破坏的后果物种的灭绝：地球上这500万种生物，仅有170万种已被分类注册。但是，目前每天有160多个物种因人类的征伐而灭绝。这一趋势若得不到抑制，今后的25年，将有150万个物种告别人类。大气质量恶化世界卫生组织对60个国家10-15年的监测发现，全球污染最严重的10个城市，中国占8个。1997年全国烟尘排放量1873万吨，CO2排放量2346万吨；环境空气符合国家一级标准的城市

55、不到1%，62%的城市CO2日平均浓度超过3级标准；酸雨面积占国土资源的30%，华中酸雨区酸雨频率高达90%以上；全国因酸雨和SO2污染造成的损失每年达1100多亿元。1.自然环境先天脆弱：由于地形复杂，地质活动较活跃，山崩、滑坡、泥石流危害严重。2.水土流失严重：黄河流域、太行山山区、辽河流域、长江流域、淮河流域水土流失较为严重。3.荒漠化扩大：荒漠化扩展，沙尘暴造成的危害日益严重。4.水资源紧缺，污染严重：主要干旱缺水区有西北内陆河流域，黄、淮、海、辽河流域，南方高原山丘区，辽东等沿海及沿海岛屿。由于大量未经处理的生活与工业废水直接流入江河，造成水质严重污染。5.森林覆盖率低：我国区域性防

56、护林过于零星分散，整体功能不强，与保护生态环境的需求不相适应。6.天然林生态系统和野生动、植物面临危机：天然林生态系统的破坏，致使野生动物栖息繁衍地日益缩小，加上人为乱捕滥猎，导致物种数量减少和濒临灭绝。7.气温呈上升趋势：废气排放的逐年增加，致使平均气温逐年增加。（二）生态环境问题成因 我国地域辽阔，自然条件复杂，地貌类型多样； 历史长期缺乏保护生态环境的意识； 生态环境建设管理方面“保护优先、预防为主、防治结合”的方针没有认真执行。 部分生态建设项目忽视了西部地区的自然环境特点； 过分强调工程措施，而忽视了生物措施。（三）森林资源需求据中国林业区划：为改善生态环境全国总计划需求47.12亿

57、亩（3.14亿公顷）的森林，林业用地51.83万亩（3.46万公顷），覆盖率达到32.7%。为了木材和林产品供应，需要49亿亩（3.27亿公顷），林业用地54亿亩，覆盖率约为34%。（四）林业生态工程的作用，即森林防止水土流失的效益； 2.防止荒漠化和沙漠化的扩大； ；（ 森林是“绿色水库”，森林上土壤像“海绵”一样可吸收、贮藏大量的降水，涵养水源，并防止和减轻洪水灾害，增加枯水期的河水流量，增加可利用的有效水资源；森林可防止土壤侵蚀，减少河流泥沙，维护江河湖库的蓄积能力，延长水利工程设施的寿命，减少无效水损失，并且还能有效地缓解水体污染； 森林可以促进水分循环和影响大气环流，增加降水。） 4

58、.森林改善大气质量； （森林能有效地减缓温室效应；森林是主要的氧源；森林可减少臭氧层的耗损；森林可净化空气。）5.林业生态工程可保护生物多样性； （对物种多样性的影响：森林物种多样性最丰富，破坏则使物种和遗传资源失去了保障，导致多样性锐减。对生态群落、种群多样性的影响：是植物、动物种群多样性赖以生存和基础和保障。对遗传多样性的影响：提供物种多样化的生境为物种进化和产生新物种提供基础。对其它生态系统多样性的影响：环境恶化影响农田、湿地草原等生态系统。）6.减少噪声污染； 7.林业生态工程可促进经济可持续发展。（是可持续发展的物质基础；是可持续发展的环境基础；是生物能源的主体；）四、全国生态环境建

59、设总体布局 林业生态工程总体规划与布局，既要考虑和分析林业生产的自然条件，包括气候、土壤、植被、地形、地质地貌等因素，又要考虑林业生态工程管理运行的整体效益。因此，以自然生态环境条件为基础，以自然灾害防治为出发点，以工程管理运行整体效益为目标，是开展林业生态工程规划与布局的基本原则。 首先，因地制宜是林业生态工程建设的先决条件。森林植被的生长发育要求特定的水热组合，同样，特定的水热组合可以满足特定的植被群范。水热组合受多种因素的影响，从大气环流、大地构造，到微地貌的改变，都能影响到特定区域的水热组合特征以及与之相适应的土壤特点、植被特征。因此，林业生态工程规划与布局要充分考虑到自然生态环境条件的分异特征，因地制宜，从气候条件、土壤条件、植被条件、地质地貌特点进行综合分析加以确定。 其次，因害设防实现减灾防灾是林业生态工程规