工程生态论:探索建构工程研究的新范式

工程生态论研究是响应我国高质量发展阶段和形成新质生产力的时代呼唤而开展的研究,是进行工程现实研究和理论研究的新范式。工程生态论的核心概念是工程生态。“工程生态”概念以“生态”隐喻“工程”,其基本内容和对象是工程而不是生态。工程生态论有三个关键内容和观点:把工程的“对象”“结构”“功能”看作具有“(类)生命”特征的“生命体”;把工程系统看作具有“广义生态特征”的“(类)生态系统”;从微观-中观-宏观三个尺度(层次)的相互联系、相互作用中认识和研究“工程生态”的理论和现实问题、战略和策略问题。工程生态论坚持理论联系实际的原则,不但重视基本理论研究,而且重视案例研究。工程生态论研究的学术目的是在工程哲学中国学派原先建立的“工程哲学五论(科学技术工程三元论、工程本体论、工程方法论、工程知识论、工程演化论)体系”的基础上实现新突破,增加“工程生态论”,将我国工程哲学体系拓展为“以工程本体论为核心的‘六论’体系”。

“0到1”产业的工程生态催化机理研究

当前,新技术革命催生新的发展动能,深刻地改变了世界经济和社会结构。面对新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,中国为应对“0到1”产业衍生机制进行顶层设计,抓住新产业革命爆发的机遇。原有传统的技术范式和创新范式难以充分适应新时代新技术产业化的机理,工程生态作为一种新的认知范式和思维范式,强调开源性、系统性、生态性、开放性和协同性,能够有效理解、分析和回答发展中遇到的新问题。因此,本文立足工程生态范式,认识和分析新产业革命,深入探究“0到1”产业催化机制,阐述“0到1”产业生态发展和演化过程,进而总结“0到1”产业原创的工程生态的特征和发展路径,最后设计有效贯通的新技术产业化体系架构,坚持创新链、产业链、人才链、政策链一体部署,构建多元协同创新的“0到1”产业的工程生态,以期为推进新技术产业化、切实提升科技创新能力提供参考。

寒区乡村河流生态修复工程生态效应分析

为揭示东北寒冷乡村地区已建的生态修复工程的生态效应,本研究以怀德河工程段为研究对象,调查了夏季和秋季生态修复工程起始点以及2种修复措施上下游底栖动物的状况,分析了生态修复工程运行1年后对底栖动物群落耐污性以及多样性的影响。结果表明,生态修复后,底栖动物的多样性、丰富度和均匀度状况得到显著改善。Shannon-Wiener多样性指数、Margelef丰富度指数和Pielou均匀度指数最大增加率可达310.34%、187.23%和237.50%。耐污性分析表明河道中的底栖动物组成仍然以耐污种为主,没有向更清洁的物种转变。河道中2种措施的运行效果均具有季节性,在改善底栖动物的群落组成方面,单一措施在夏季的表现优于秋季,而结合措施则相反。相比于结合措施,单一措施能更好地提高底栖动物的多样性和丰富度。单一措施下游底栖动物Shannon-Wiener多样性指数和Margelef丰富度指数的最大增加率分别为6.86%和57.38%。本研究能够为生态修复工程的后期评价工作提供基础数据,为寒区乡村河流生态修复工作的开展提供数据支持。

槐树关河生态治理工程生态修复技术的应用

为解决河流生态系统因采砂等人类活动遭到破坏的问题,本文以槐树关河生态治理工程为例,对生态修复技术在河流环境中的应用进行研究,主要采用河道疏浚、滩面生态修复、生态隔离带布置等技术措施,分析这些生态修复技术在该工程中的应用要点。实践表明,这些措施有效提升了水质,增强了生物多样性,并降低了洪水风险,为类似生态治理工程的规划和实施提供了重要参考。

工程生态研究:社会与时代的呼唤

工程生态是中国工程师和哲学专家立足工程实践的新进展,进行理论升华,响应社会和时代的呼唤而提出的新概念、新理论。“工程生态”是一种新的思维方式和理论范式,它把“本义”或“狭义”的“自然生态”进一步解释为“广义生态”;把工程活动中的各种个体和要素(企业、机器、人工物等)理解为“生命体”;把“工程活动”和“工程整体”理解为“生态系统”。工程生态的基本研究对象是工程而不是生态。文中具体分析和阐释了工程生态的6个基本特征,同时也分析了工程生态和自然生态的3个差异点。

工程生态:内涵分析与研究进路

探讨了工程生态概念及其提出背景,分析了工程生态的基本性质,以及工程生态与自然生态、工程系统的关系,展望了工程生态研究的基本进路。主张工程是一种生态性存在,在生态网络中定位工程、理解工程、驾驭工程是工程实践的必然要求;唯有在生态中认识工程、遵循生态规律建构工程,才能实现工程的可持续发展并更好地造福人类。

构建基于全球信息模型的工程生态,创造数字文明新范式

数字文明时代,人类生产生活方式发生了重大变革,由数字技术赋能和改造的社会发展运行由针对城市单体建筑的建筑信息模型驱动、针对城市组团的城市信息模型驱动跨越到面向全球工程生态的全球信息模型驱动的新范式。这一新范式能有力发现和解决新的制度需求、新的管理需求、新的技术需求、新的文化需求以及新的标准需求,并不断催生额外的社会正收益,最终实现经济社会边际运行成本降低为零的宏伟目标。基于全球信息模型的工程生态不仅仅是对工程业务的升级,其延续并扩展了工程管理学和工程哲学,代表了在数字技术迭代创新下的全面根本性变革,并真正做到了数字经济与实体经济深度融合,为社会发展带来全新的创造性活力。基于全球信息模型的工程生态以工程化和生态化思维在全球范围内提供了一个统一、高效和协作的产业创新合作平台,并集合了多种前沿技术,提供覆盖系统工程技术和管理的全流程支持,将有力推动人类社会的升级迭代并直至引领人类文明形态新的跃迁。

幸福河湖背景下水利工程生态化改造面临问题与对策

水利工程生态化改造是幸福河湖建设的重要基石,部分水利工程的建设造成河流形态的均一化和不连续化,导致生物群落多样性下降,一定程度上影响了河湖健康状态。为推进水利工程生态化改造,建设造福人民的幸福河湖,以江西省为例,在开展实地调研的基础上,梳理江西省水利工程生态化改造的现状及主要成效,分析存在的主要问题和困难,提出科学制定标准体系、加紧出台配套政策、积极拓宽资金来源等对策建议,为幸福河湖建设提供支撑。

大坝的工程生态要求

大坝在防洪、供水、灌溉和发电等方面具有重要的作用,发挥着巨大的经济社会效益。但是,大坝在建设或运行过程中,直接或间接地引发了一系列生态与环境问题。遵循人与自然和谐相处的理念,建设大坝引发的生态与环境问题日益受到关注,据此提出大坝建设和运行中的工程生态与环境的要求。

“原生态”概念批判与动态和谐的工程生态观的构建

针对当前我国大众频繁使用并盲目推崇的所谓"原生态"概念,本文首先从词源学角度分析了其演化轨迹和概念内涵,指出"原生态"概念的内涵"原初性"的虚幻性,建议以科学概念"原真性"取而代之,继而在工程哲学的视角下,从实践和理论两个层面质疑了原生态概念的合理性,指出"原生态"概念的滥用可能引发弃绝一切合理的工程建设,并导致不同人群间环境正义缺失的结果。最后,笔者试图以"动态和谐的工程生态观"来替代不科学的"原生态工程观"的概念,并阐释了这种新型的工程生态观对我国当代工程发展的几点启示。

基于PSR模型的水电工程生态效应评价指标体系构想

从水电工程生态效应评价指标体系研究的意义出发,通过分析水电工程生态效应评价的内涵,确立了评价指标的选取原则,基于压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)概念模型,构建了以科学、实用和可操作为目标的评价指标体系的框架。

农业系统工程生态设计及其实践

本文简要论述了农业系统工程生态设计的产生、概念、特点、设计内容和原则,及其在黄淮海平原曲周试验区盐渍化综合治理和农业综合发展实践中的应用。工程生态就是以优化方式建设人工生态系统,其基础部分是设计与建立最佳人工控制系统。

林业生态工程生态效益经济计量的理论和方法研究

在分析林业生态工程生态效益经济特性的基础上，对林业生态工程效益经济计量的理论和方法进行了研究。它可为森林生态系统生态效益经济计量提供具有可操作性的依据。

平原河网圩区水利工程生态调度方案研究——以苏州吴中城南包围为例

圩区水利工程生态调度是水利领域推动生态文明建设的重要举措,其方案制定是一个多变量、多目标的优化问题。为探索一条平原河网圩区水利工程生态调度方案制定的可复制、可推广路径,以苏州市吴中区城南包围为例,对圩区水利工程生态调度方案设计总体思路进行总结凝练,借助水环境数学模型工具,从定性分析和定量计算角度进行方案优化研究。研究指出:方案设计可遵循确定总体引排格局、提出适宜引水规模、优选引排控导布置的总体思路;槽蓄量变化率、水质改善率可作为反映方案对防洪和水环境影响的综合性比选指标。最终确定优化方案如下:利用石湖、小石河和东太湖为引水水源,运河为排水去向,以15 m 3/s的适宜引水规模,采取运河侧分散泵排降低局部运行水位促使清水自流入城。该方案可达到河道槽蓄量干扰低,水质改善率空间分布均匀的效果。

水电工程生态护坡效应评价指标体系研究

根据水电工程扰动区生态修复边坡的特点,从生态修复边坡的水土保持效应、生态效应、基材改良效应及景观效应4方面出发,建立了水电工程扰动边坡生态工程效应评价指标体系。评价指标体系包含15个评价指标,同时采用层次分析法确定评价体系中各指标权重,利用评价体系对各恢复样地生态护坡效应进行评价,评价结果与现场调查和试验结论一致,表明评价指标体系具有可靠性和可推广性。

坝上生态农业工程生态效益监测与评价研究

利用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统对河北坝上实施生态农业工程建设后的生态效益进行了监测与评价。定量描述了坝上生态环境的动态变化趋势 ,并对坝上生态农业工程的气候效益、土壤改良效益、农业水文生态效益进行了分析与评价。研究结果表明 ,通过工程治理 ,使农业生态系统的功能增强 ,结构合理 ,取得了显著的生态效益。

浅析市政工程生态化理论框架

在对生态工程学的基本概念和理论分析的基础上,阐述了生态化的市政工程所具有的独特生态功能、市政工程生态化目标、市政工程生态化的规划设计原则,藉此树立从业者的"市政工程生态化"理念。

洛河洛阳市区段水土保持工程生态效益价值评估

生态效益价值评估对评价水土保持工程建设效果至关重要。对全国首个水土保持生态文明城市-洛阳市洛河水土保持工程生态效益进行价值评估,在建立生态河道水土保持工程生态效益评价指标体系的基础上,通过价格替代法、影子工程法等方法模型从安全价值、景观价值、气候价值、环境恢复价值四方面进行水土保持工程生态效益评估研究。研究表明,洛河水土保持措施的实施使得年均涵养水源量增加28.06万t,泥沙淤积量减少20.81万t,尘埃阻滞量9 107t,土壤侵蚀量减少209.1万t。洛河水土保持措施生态效益年均总价值为11 715.9万元,其中安全效益年均价值为7 145.6万元、景观效益年均价值为1 966.9万元、气候效益年均价值1 504.9万元、环境恢复效益年均价值为1 098.5万元。研究成果可为全国河流水土保持生态建设效益评价及生态文明城市建设提供参考。

构建我国海洋工程生态补偿机制的可行性与现实困境分析

海洋工程建设对生态环境的影响伴随海洋经济发展而日益加剧,实施海洋工程生态补偿有助于海洋经济可持续发展。在我国实践海洋工程生态补偿具有政策可行性及实践可行性,然而海洋工程生态补偿机制的构建亦面临着法律制度、补偿内容、资金保障、管理体制等方面的现实困境。

公路边坡工程生态防护技术的探究

基于公路边坡工程生态防护技术的探究,明确公路绿化和植物防护的作用和边坡生态防护功能机理,结合公路边坡滑坡主要原因分析,得出湿法喷播、地表水和地下水的治理、减重和反压技术、支挡工程和加固工程技术、柔性支护技术和生物防护技术等有效措施。同时,还研究了公路边坡防护发展趋势,全面阐述了公路边坡工程生态防护技术的重要性。