环境生态工程的概念范例(12篇)
时间：2024-04-23
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[关键词]变构模型；教学设计；学习科学；ALID模型
[中图分类号]G434[文献标志码]A
[作者简介]李海峰（1978—），男，河北唐山人。助教，硕士，主要从事教学系统化设计理论与方法研究。E-mail：。
一、引言
“促进学生的学习”是教学设计的出发点和归宿，是集诸多教学要素系统化的目的。教学设计的设计基础是在析清“人类是如何学习”这一基本问题的基础上进行有效组织，通过对这一问题的理解和把握来进行学习内容、教师、学习者和媒体等教学要素的组织。关于学习含义的理解有诸多不同，主要分为如下几大学派：第一，以机能为主导的学习理论代表有爱德华·桑代克、伯勒斯·弗雷德里克·斯纳金、克拉克·伦纳德·赫尔等。桑代克倡导联结主义，通过选择和连接进行学习，学习是渐进的而不是顿悟的；斯纳金是激进行为主义的代表，通过应答行为与操作行为结合强化奖惩等措施进行教学研究；赫尔则通过探究驱力、线索、反应和强化来促进学生的学习。第二，以联想为主导的学习理论代表巴普洛夫，他认为学习的发生是通过条件反射而形成的，提出了预期学习理论观点。第三，以认知为主导的学习理论代表为皮亚杰、乔纳森，他们认为学习的发生基础是基于学习者原有知识，通过同化、顺应等进行知识的建构和发展。第四，以神经生理学为主导的学习理论代表为唐纳德·奥尔丁·赫布和罗伯特·C·波尔斯，他们从脑组织、神经网络和进化论的角度研究生物体与学习的相互影响及学习理论。[1]
从四大学习理论派别的发展来看，前两种学习流派过于机械化、简单化，忽视了人类的身心发展；认知学派较前两种理论有了较大的发展，但是同化、顺应的理论具有明显的局限性，而且很难由学习者自己独立发生；第四种学习理论从生物体的层面考虑了器官与学习的联系。然而安德烈·焦尔当认为，学习是从学习者的概念出发进行学习的，学习者的概念是他们用以理解的唯一工具；只有学习者本人才能转化他们自己的知识；学习者不能在没有他者存在的情况下学习。[2]这一观点的提出对于“什么是学习”和“如何促进学习”提出了新的视角，笔者结合这一学习理论探究了如何进行基于变构模型的信息化教学设计，并对该变构学习教学设计模型（AllostericLearningInstructionalDesign，ALID）进行了实证研究。
二、变构理论学习观
（一）变构理论隐喻
变构模型是学习科学视域下的一种新理念，是在分析和弥补从机能主义到认知主义缺陷的基础上，结合生物层面的理论而创造的一种新学习观，它源自生物中“变构蛋白”的特定结构和功能的一种隐喻。这些生物酶是生命的基础，其形态变化及由此而导致的功能变化取决于它赖以生存的环境条件。[3]这一隐喻得出了极具启发性价值的两个结论：首先，学习者的思想（即概念体）是由学习者能够启用和调动的关联决定的；其次，教育者只能通过操作教学环境等外部条件来干预学习者的概念体，从而促进他们的学习。
（二）变构理论学习观
变构模型的学习观主要包括以下几个命题：第一，学习就是转化学习者的概念。学习者的概念不仅是学习者学习的出发点，还是学习活动的结果，也是学习过程所使用的工具本身，学习就意味着从一种概念的结构状态进入到另一种概念的结构状态。[4]第二，概念体由五要素构成：P（问题）、C（参考框架）、O（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符）。个体的一个概念总是首先对应一个质问，质问又与相应的（模糊性）问题而存在，概念的炼制通常使其得到明确，同时其他相互作用的四个参数对学习概念起着决定性的作用。第三，概念体既是学习者的工具，又是他们的“智力牢笼”。学习者只能利用自己的概念对信息进行处理、编码和解码；相反已存在的概念体会阻碍新概念的加入，尤其当新知识与已知概念相对质时，因为学习者认知、接受新概念时，总是用已有的概念进行解释，在这一解释过程中，难免会出现误解、对质，从而阻滞了对新知识的理解和认识。
三、变构学习教学设计（ALID）模型构建与依据
依据变构学习理论的基本观点和教学设计的理论基础，笔者提出并构建了变构学习教学设计模型。
（一）ALID模型构建的理论依据
变构学习理论认为，学习就是要使学习者原有的概念体发生变化，然而对于教师而言，学习者的概念体并不能人为地直接进行操控，只能像变构蛋白一样通过控制外部环境来影响和改变它。显然，基于变构模型理论的教学设计必须注意以下几点：第一，确定学习者的概念体，这是利用和对质概念体的前提，同时也是确定学习出发点的依据。第二，创设情境，旨在影响和变构概念体。概念体的变构分为直接建构和对质变构，即在特定的学习环境中，学习者可以通过自身的概念体进行同化和顺应新知识，但是大多数情况下概念体的变构是通过学习者与自身概念体的对质、解构和建构等不同阶段来实现概念体的重组的。学习环境的创设应充分利用现代媒体技术、人际互动等创设启动情境，激起学生的对质和动机。教学设计旨在使学习更有效、更高效、更吸引人。[5]主要包括分析、设计、制定、开发、实施、评价、修改教学问题解决方案的全过程，亦即应用系统方法对教学过程的诸要素、环节及其相互关系进行科学的分析、描述、计划或规定，为所需的教学活动制定具体可行、可操作的程序或方案。[6]变构理论教学设计模型旨在基于变构学习理论运用系统方法进行教学过程诸要素的组织与规划，为践行教学活动制定出具体可行、可操作的程序或方案。
（二）变构理论教学设计模型的内容
根据概念变构模型理论，并结合教学设计的相关理念构建了基于变构学习理论的教学设计模型（如图1所示），模型体现了概念体在学习者学习过程中的核心地位，突出学习环境对促进学习者概念体变构的重要作用。
基于变构理论的ALID模型包括分析阶段、解构与建构阶段和评价阶段三部分。分析阶段主要包括学习目标、学习者特征分析和确定学习起点。学习目标是学习结果的最终预期目的，也是教学工作者通过创设与操控学习环境欲使学习者的概念体发生变化的最终理想形态。学习目标的分析是利用学习者自身概念体的前提，也是与其对质的关键。学习目标的分析主要包括学习内容的组织形式以及与其相关的支持性概念，即既要理解学习内容，又要探究为学习内容与学习者概念体进行变构的支持性概念。学习者特征主要包括概念体、认知能力、学习风格和学习动机。学习者本身概念体的分析主要涉及概念体的五要素：P（问题）、C（参考框架）、O（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符），获取学习者概念体的策略主要包括问卷、谈话、画图等形式。学习者的概念体是学习者对现实世界和所获信息进行解释的唯一工具，同时确定和把握学习者概念体是进行教学设计的前提之一，它关系到后续概念体变构的成败。认知能力和认知风格是进行个性化教学的基础，根据每个学习者的身心发展差异进行针对性的教学设计安排；学习动机主要分析学者当前对本学科内容的动机强弱以及原因。通过学习目标和学习者特征分析来确定学习起点，还应注意学习的起点是共性与个性的统一体，即将全体学习者的基本水平与单个学习者的个人起点水平对立统一起来。
变构模型学习理论最重要的环节就是解构和建构阶段。在这一阶段中，环境创设、资源设计和教学策略安排为学习者概念体的变构奠定了坚实的基础，同时也决定着概念体的变构成败。根据概念体的性质，即概念体的可利用性和障碍性进行不同教学形式的选择。如果学习者自身概念体能够直接同化和顺应外在知识，教师将会选择“利用”的教学流程；相反则会进入到概念体“对质”的教学流程之中。（1）“利用”模式。在“利用”教学模式中，学习得以顺利进行的前提条件是学习者已有概念体不存在错误，同时概念体的知识结构与学习内容的组织形态处于一致或类似的状态。此时可以通过创设启动环境激发学习者的动机，为学习者的概念体变构提供信息资源，并运用适当的教学策略提供逐步的帮助和指导来完成概念体的建构。在这一过程中，学习环境创建的成功与否直接影响着学习者原有概念体的变构；学习环境的创建必须与学习者原有概念体产生共振才能激发学习者的动机；学习环境的创建必须以学习内容为基础，为学习者原有概念体与学习内容的结合创设条件。（2）“对质”模式。这一模式应用的目的旨在排除、撼动、驳斥学习者原有概念体中的错误，将学习者的错误概念清除出去，要达到这一目的必须要和学习者的概念反着来。基于这种理论观点的学习环境创设，教师要制造导致思想对立的情境，这种对立可以是学生本身的，也可以是学生小组内部的。学习环境的创设要突出真实感、真切感和共振性，以最大限度地开发和利用各种学生真切感受到的认知冲突。教学策略由于对质的形式不同也存在着差异，在自我对质中，教师可以通过提供数据资料、实物接触、现实接触、实验观察等形式实现；在协作对质中，教师可通过组织辩论、小组讨论以及论坛、聊天室、博客、微博等形式展开。（3）评价阶段。动态性是评价的主要特征，因为在教学预设、进行中、结束等阶段，教师都在实时地进行监控与评价，同时采取相应的措施进行教学策略的调节。
四、基于ALID模型的实证研究
（一）研究设计
经过对学生教材的设计、实验对象的选取、资料的查找和研究的论证，在2012年2月确定了基于变构模型学习理论的实验研究过程，即基于ALID模型的应用研究实验。
1.课题选取
研究的目的源于探索基于变构学习理论的教学设计及应用方法。实验方法为准实验研究法。实验对象源自七年级的教学班级，选取两个班级的生物学科进行实验研究，即实验班和控制班。实验班采用基于变构理论的教学设计模式，控制班采用传统教学模式，其他变量相同，同时对教材的教学预设分别进行了两种模式的教学设计开发，便于授课教师进行教学。
2.建立假设与确定变量
研究假设：对于七年级的生物教学，基于变构理论教学设计模式的学习效果优于传统的教学模式。在这项假设中，条件因素C=学生进行七年级的生物课程学习；自变量X=两种教学模式（即变构理论的学习模式和传统教学模式）；因变量Y=学生的生物学习效果；干扰变量为被试者的主观态度、习惯、动机、准备状态、目标定时，为避免或减少这些干扰因素对数据分析产生的影响，笔者每周一都进行课堂调研及时发现及时排解，并将其记录下来作为最终数据分析的参考。此外两个班级采用同一位教师、同样的媒体进行授课，避免这些差异影响最终数据的效度。
3.选取实验对象
首先对河北省遵化市地北头镇中学的七年级所有班级进行传统教学模式的生物教学，在第八周时进行七年级所有班级的生物测试，这次测试以第八周的月考试题作为对学生生物学习效果的前测；接着对各班进行生物成绩平均分和方差齐同性的分析，并检查他们的成绩是否服从正态分布或接近正态分布。通过筛选最终确定了两个班级，分别是七（1）班为实验班和七（2）班为控制班。
4.教材内容设计
教师讲授的教材为七年级下册的《生物》，前八周采用传统的教学模式，在第八周后对七（1）班采用基于变构模型的教学模式进行教学设计，对七（2）班继续延续前八周的教学设计形式。基于变构理论的教学模式强调学习环境的设计，并运用学习环境来影响和促进学生的学习，如与现实对质、与同伴对质、与自己对质等，学习环境的设计仅仅围绕P（问题）、C（参考框架）、O（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符）这些概念体的要素进行。教师通过获取学习者概念体，然后创设环境来解构和变构学习者的概念体，基于这一理念进行教学内容的设计与组织。
（二）实验结果
实验研究所采用的数据分析软件是IBMSPSSStatistics18，分析数据包括两个实验组学习者的前测和后测成绩。
1.前测成绩比较
对两个实验组学习者的前测成绩进行独立样本T检验，检验结果显示：实验班的前测平均成绩为79.37，控制班的前测平均成绩为79.28。两个实验班的前测成绩比较结果表明，实验班与控制班前测成绩差异显著性概率P=0.973>0.05，故两者不存在显著性差异。
2.后测成绩比较
对两个实验组学习者的后测成绩进行独立样本T检验，通过F=0.072和P=0.791可以确定，两个实验组的方差具有齐性，不必进行置信度的区间调整。检验结果显示：实验班的后测平均成绩为89.29，控制班的后测平均成绩为80.21。两个实验班的后测成绩比较结果表明，实验班比控制班的平均成绩高9.08，实验班与控制班后测成绩差异显著性概率P=0.013
（三）实验讨论与案例剖析
基于变构理论教学模式进行的生物教学效果明显优于传统教学的学习形式，这表明该学习理论能够有效地促进学生学习。在实验教学的研究过程中，基于变构理论的教学过程是一个复杂、互动的过程，笔者从变构理论视角出发，基于ALID模型围绕四个维度详细论述如何在实践中进行教学设计及其关键点，并例举相关案例进行解读。
1.概念体的获取与确定
概念体是变构模型的核心观念，因为概念体是学习者认识、理解外界的唯一工具，是新知识的解释系统，没有相关概念体的存在学习将无从谈起。显然，确定学习者的概念体是教学得以成功实施的前提，是教学设计的前提。在教学中，通常采用问卷、谈话、画图、文字描述、录音和视频等手段获取关于学习者的概念体。问卷法适合学期开学时的测评，如果在每一节课开始时都进行测试会对学习时间的分配造成影响，同时测评的结果并不能及时准确分析，也不能及时确定教学内容和策略。谈话法也可称为问答法，即在上课或在教学过程中随时通过问答的形式获取学习者的概念体，这种方式灵活、多变，但是教师所询问的问题并不能完全揭示出学习者与学习内容相关的全部概念体，因为这些内容往往是教师所关注的，通常带有主观性，这一局限性容易忽视学习者起支持作用的概念体，为以后概念体的成功解构和建构产生负面影响。画图法是学生概念体自我表征的一种有效形式，与文字描述方法相结合效果更为突出。在时间充裕的情况下，学习者能够尽显其所掌握的全部相关概念。因此教师可以规定让学生通过概念图、思维导图等形式来描述概念体，这种方式可以弥补谈话法、问卷法所隐含的教师主观性缺陷。录音和视频手段能够实时记录学习者概念表达的任何瞬间，为研究者留有足够的时间去深入研究他们概念体表达的内容、形式。研究表明，学习者概念体的表述并不是一件易事，需要根据内容进行环境设计，即创造激发性的启动环境，激发学习者的动机，使学习者愿意、积极地尽显相关的概念体。
在《血液循环系统》一课的教学中，教师首先通过谈话、填图的形式对学习者关于血液循环体统的概念知识进行测试，通过测试可以明确学习者概念体中的错误概念、空缺概念，为变构他们的概念体做好充分准备。通过测试表明，学习者对血液循环的方向存在着明显的错误认识，把握住学生概念体的这些问题关键点，将有利于进行学习环境、学习策略、学习工具的设计与提供。
2.通过概念体进行学习
学生是从他的概念出发进行学习的，学习者的概念是他们用以理解的唯一工具。学习过程本质上就在于学习者究竟如何解决本身概念体与学习内容的差距问题，即学习者如何在已有概念体的基础上进行对差距内容的编码和解码。利用概念体学习的前提条件是必须理解已有概念体的特征参数，即问题、参考框架、心智运算、意义符和语义网。研究表明，学习者对外界进行解释、编码的过程实际是不断对自己已有概念体进行质疑的过程。例如学生在对人的血液循环系统进行学习时，会不断提出一系列问题，“肺循环的过程是怎样的”、“左心房、左心室和右心房、右心室的血液是如何循环的”、“心脏和肺循环的关系和影响怎样”等。提问的同时，学生通过心智运算会在自己已有的概念体中迅速地搜寻参考框架、意义符，探索所有相关的语义网络。在这一过程中需要注意一个关键问题，也是确保教学成功的关键环节，即在确定学习者已有概念体之后必须对其进行相关参数进行分析，防止学习内容超出学生的“最近发展区”或承载能力。进行教学设计需要注意的是学习内容与学习者概念体的参考系数的一致性或相似性，即教师是否是在分析了概念体已有网络结构的基础上进行学习内容的组织与安排的，是否存在着与新授内容相关的参考框架。简言之，是否能够利用已有概念体将新知识纳入到学习者的概念结构中。研究表明，通过概念体进行学习的有效策略包括补充思维导图和概念图、虚拟实验解剖、接触实物等。补充思维导图和概念图旨在引导学生完成从已有概念体到学习内容之间差距的概念结构，这是一种非常有效的同化和顺应方式；此外通过虚拟实验、实物接触、媒体等手段能够解决学习者提出的各种质问，即通过学习者的观察、探索、质疑进行学习者概念的建构和解构。在《血液循环系统》教学中，通过向学生提供血液循环的半成品概念图，即空缺其中重要的位置和方向，让学生根据已有的知识进行填充和通过资料进行查询。
3.对质与概念体
学习绝对不是累加式的机制，而且只有在一些特殊情况下才可能实现同化和顺应，更多的情况则是突破学生原有概念的“智力牢笼”，与原有概念体对着干。学习者的概念体是对现实和所接受信息进行解码的唯一工具，不能完全被移除，然而教学设计者必须通过分析学习者已有的概念体确定其中的错误之处（即教学设计就是要通过学习环境设计来影响和对质这些概念），最终通过解构和重构实现学习目标。研究表明与学习者原有观念进行对质是一件十分困难的事情，有一部分学生由于害怕自己认为正确的观点得到质疑、挑战而常常处于默不作声或置之不理；有一部分学生在小组讨论对质时情绪异常激动，他们为了维护自己的观点时常争论得面红耳赤，有时甚至走到了理智的边缘，这完全源于自尊心和对自己观点的坚持。学习者原有概念体的改变并不会易如反掌，一方面来自于学习者情感方面的维持，另一方面来自于与之保持较强一致性的概念体网络，只有当学习者的概念体完全无力维持他的观点并且认识到确凿的事实时，才会放弃原有观点，并通过解构和建构来接受新知识，新知识也只有在先拥知识失效的情况下才会真正安置下来。在《血液循环系统》教学中，采用小组讨论与班级答辩相结合的形式进行对质活动，即组内自我对质、小组对质和全班的人际交流。在对质过程中，学生对具有怀疑的问题表现出较高的兴趣。教师应实时监控小组和班级学生的讨论状态，如果发现某个小组兴趣较低，应及时通过设疑、制造矛盾等方式挑起学生的对质热情。
实验表明，与学习者的概念体进行对质的有效策略包括实物与现实接触、自我表述与评析、辩论等。最有效、最直接的莫过于通过实物的接触来驳斥学习者已有概念体的错误，这种对质是学习者通过实物真实感触的自我对质，比较温和且易于接受。此类方法也可以通过多媒体手段实现。自我表述与评析是通过学习者不断进行自我质疑实现的，但这种方式对于改变学习者的概念体效果并不明显。因为学习者很难挑战自己的错误概念，然而这种弊端可以通过设计基于资源的学习模式来实现，学习者通过对自己的质疑和资源搜索不断地解构错误观点，同时建构正确的概念体。辩论是一种较为强烈的对质，辩论的双方或个体会调用所有与其观点相关的论据来驳倒对方。这一过程既是对学习者原有概念体网络结构稳定性、正确性的检验，同时也是验证概念体对于事实完整性、稳定性的一种方式。当学习者已有概念体不能解释对方质疑或者所提出的概念被对方反驳成功时，这时就会引起概念体的“空位”和“认知冲突”，因此学习者不得不重新审视自己的概念体，通过解构和建构实行概念体的变化。辩论是激烈的、痛苦的，但是对于学习者的概念变构是印象深刻的。在教学过程中，教师需要根据辩论的激烈程度进行辩论过程的控制和调节，避免辩论过于激烈或平淡。为了避免面对面辩论过于激烈，可以借助现代技术手段通过聊天室、论坛、微博、博客和其他即时通信工具进行中性辩解。
4.学习环境与概念体
教师或教学工作者不能直接操纵学习者内在的概念，只能通过外在的学习环境设计来影响学习者的概念体。学习环境在学习者的概念变构过程中具有重要的作用。首先，需要创设有效的学习环境以展现学习者的概念体，获取和确定概念体的结构组织，为变构学习者内在概念体提供依据。其次，为与学习者原有概念体的对质创设学习环境，主要通过实践参与、实物接触、媒体虚拟等手段为自我对质、展开辩论提供有效的支持。学习环境设计的切入点不仅仅在于概念体中的要素，而在于要素之间的组织关系，学习环境要针对不稳定的观念要素联系或错误概念及其联系创设一种不协调的外在情境，启动学习者自我质疑，寻求答案的动机。第三，学习环境应为学习者不同变构过程提供适当的信息支持，包括在概念体的表达阶段和变构阶段。在表达阶段主要以问答、填图与画图等形式进行设计，这些形式可以通过多媒体形式来实现。在变构阶段主要通过实物提供、现实接触、数字媒体资源来实现，旨在为利用学习者概念体或对质学习者的概念体提供事实参照，促进概念变构效率。根据《血液循环系统》一课的特点，主要采用了基于网站的信息化学习环境设计，网站的内容包括血液循环系统的Flas、在线聊天室等这几项功能，目的在于向学习者提供自我对质、群组对质的条件，促进学习者识别已有概念体，变构错误概念体，建构新的概念体。
五、结语
通过ALID模型的提出、构建与实证研究，旨在从变构学习理论的维度探索学习的发生机制和如何通过教学设计促进学生的学习。在变构模型的教学设计中最为重要的一点是获取、确定学习者原有概念体，这是学习者概念变构的前提；同时学习环境的设计是基于学习者原有概念体和学习内容的基础上进行设计和开发的。在对概念体的理解上一定要把握其双重身份，即可利用性和矛盾性，根据其不同的特性进行环境、资源和教学策略的设计。ALID模型是通过一学期的生物教学实验并结合概念变构学习理论的基础上得出来的，其局限性在于不同学科的性质造成对学习环境设计、资源安排和教学策略的差异性需求，这也是以后需要进一步探讨和研究的。
[参考文献]
[1]B.R.赫根汉.学习理论导论[M].上海：上海教育出版社，2011.
[2][4]安德烈·焦尔当，菲新宁.变构模型[M].北京：教育科学出版社，2010.
[3]裴新宁.学习究竟是什么[J].全球教育展望，2008，（6）：13～20.
关键词：绿色交通：生态公路；设计
1绿色交通和生态公路设计的概念
1.1绿色交通的概念
绿色交通系统并不是独立的一个系统，它要依附于城市发展这一要素之中，既然没有独立性那么就不能称之为一个系统。再者可持续发展交通强调的是交通未来的发展，这与绿色交通倡导的从现在就开始转变的要求也不相符，因此简单的将二者等同起来也是不科学的。而第三种学说点明了绿色交通与城市发展中的其他因素之间的关系，全方位多角度的阐述了绿色交通的本质和要求，这一定义是科学的、准确的。因此，笔者认为所谓的绿色交通发展理念是指在可持续发展思想、低碳思想、生态思想指导下形成的一种新的城市交通发展理念，由此形成的旨在减少城市交通发展中自然资源的消耗、减少城市交通污染、实现城市交通无污染、可持续发展目标，且与城市的可持续发展相适应，有利于城市环境多元化的和谐交通运输系统。
1.2生态公路设计概念
生态公路主要是指以生态学为基础上公路发展理念，当然这里公路的生态性，并不是要求公路像自然生态系统一样能够自我维持、自我净化，还是要求公路建设中应该以生态学为基础，在遵守生态法则的基础上实现公路建设与周围地质、地形、地貌和植被的协调一致。之所以要强调公路的生态性，主要是为了唤醒人们的生态意识，增强环境保护的观念。而所谓的生态公路设计制止将生态学思想融入到公路的建设体系当中，使公路这个人工生态系统能够与自然生态系统协调起来，形成一个以公路运输为主体的新的生态系统。绿色交通发展理念下的生态公路设计，要求在设计过程中增强环境保护措施的设计内容，科学设计公路路线，减少对生态环境的侵扰，降低公路建设中的碳排放。
2绿色交通理念下生态公路设计分析
绿色交通理念下生态公路设计，必须将公路设计与生态设计、绿色交通理念结合在一起，这就要求在公路设计的各个阶段，在借鉴生态产品设计过程与方法的基础上，详细分析公路设计与环境保护之间的关系，将环境保护作为公路设计一个重要目标，达到公路设计与生态环境的协调。具体来说应该注意以下几点。
2.1将环保设计融入到总体设计当中
目前，我国在公路设计上应该遵循的主要规范是《公路路线设计规范》，这一规范虽然对公路设计做了比较详细的要求，但是并没有将生态环境保护纳入到公路项目的总体设计当中，而是提出了一个环保总体设计要求。虽然也强调了公路设计的环保性，但却把公路设计与环保设计割裂开来。
而绿色交通理念下生态公路设计要求设计人员必须在实际勘测的基础上，以掌握沿线自然环境、社会经济环境、生态环境和自然景观为基础，科学合理的设计路线方案以及其总体布局，在路线设计的基础上提出具体的环境保护措施，重要考虑环境对公路建设的承载能力，以及保护和恢复的能力措施。在此基础上，形成公路建设项目的总体设计方案中的环保设计方案，真正实现“同时设计、同时施工、同时竣工”的三同时原则。
2.2在可行性研究阶段做好公路工程对自然环境的影响分析
可行性研究是公路设计的指导和依据，在这一阶段设计人员应该详细分析项目建设对自然环境的影响。具体来说需要注意以下几个方面的内容：（1）进行生态调查，详细了解项目建设区域地形、地质土壤、水文植被和生态环境情况，了解项目路线可能穿越的居民区、农田、自然保护区的生态属性和生物种群特点。（2）根据已有的建设经验和前述调查分析自然生态系统对公路建设活动的反应。（3）根据上述分析结果进行建设方案的综艺设计，以减少对生态环境的影响为原则科学的选定路线，确定路线方案。在具体设计的过程中，尽量避免割裂生态景观空间和视觉空间的联系，如果在设计上不能完全避免则应该在确定路线的同时明确提出相应的补救措施。（4）在工程造价计算和路线方案比选的过程中，应该将环境保护支出列入到建设成本当中，并将环境保护作为选择路线方案的重要依据。
2.3初步设计和施工图设计以减少对环境影响为目标
在初步设计过程中应该以详细的地形图资料为基础，移醐不清的或矛盾的地方应该以实际勘测结果为主要依据。在初步设计中要遵循生态设计的基本理念和技术要求，以减少设计方案对环境的不利影响为主要目标，通过减少设计填挖方量，尊重地形、地貌条件基础上，以纵向桥或者隧道的方式避免隔裂原有的生态系统，使生态系统能够保持自然的连接和过渡。在施工图设计过程中，应该在总体设计和可行性研究的基础上，在方案设计中融入景观、生态安全等方面的要求，在路基、路面、桥梁、隧道等结构物设计过程中要采用一些自然资源消耗小的新技术、新材料，在设计的过程充分考虑到路线经过区域的自然条件、占地面积等情况，做好工程建设过程中的排水设计、植被恢复设计等工作，在设计上在满足环境保护基本要求的基础上尽量减少工程量。川主寺至九寨沟公路是我国第一条舒适、美观的高原生态公路，由于该项目区海拔高，人烟稀少，生态环境脆弱，为了达到与
生态环境协调一致的目的，设计人员在设计过程中制定完善的生态保护原则并贯彻于设计和施工中，川九公路路域内植被恢复率达到90%o以上，已实现了公路建设与环境保护的协调发展。
2.4做好施工阶段的环境预防设计
[论文摘要]开展生态修复研究与实践,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别,将生态学应用于农林水等生产领域,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向,水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。
在人与自然和谐相处,人口、资源和环境协调发展战略思指导下,水利部提出了“加强封育保护,充分发挥生态自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后,各地因地制宜,采取措施,加配套,积极开展封山禁牧、轮封轮牧,努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知,但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论,以期达到抛砖引玉之目的。
1生态修复相关的重要概念和理论
1.1环境与生态
广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。
1.2生态环境与环境生态
生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。
环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。
1.3干扰与生态演替
自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。
1.4生态稳态与生态阈值
生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。
1.5人与自然共生理论
人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态规律的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。f.vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。
2国外的环境生态修复与生态恢复
修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。
2.1环境修复与环境生物修复
环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对exxonval-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。
2.2环境生态修复
20世纪60年代,美国生态学家h.t.odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。
2.3生态恢复
所谓“绿色化学理念”就是人们在社会生产、生活和实践中，就环境日趋恶化防治关键是减少乃至杜绝化学污染源而逐步形成的绿色化学重要性的认识，其基本内涵包括：（1）树立可持续发展观。它是指人口、经济、社会、资源和环境协调发展。（2）树立绿色化学价值观。人类对环境价值的认识或者说观念、看法、观点可以称之为环境价值观。（3）树立化学科学发展观。以人为本，全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展。（4）树立生态和谐道德观。生态道德观念是人类传统社会道德观念的继承和发展，是在现代工业文明引发的人与环境关系日益尖锐的情况下产生和发展起来的，一种人类与环境和谐相处的新道德观念，是人类有史以来环境意识发展的最高阶段。
2.绿色化学理念在高中化学教学中渗透的现状
绿色化学旨在研究化学实验的同时要考虑对环境的影响因素，是对当代的化学研究者和化学教师提出的新任务。对于大多化学研究者来说都是一个全新的概念，但新课改的要求下，化学教师必须高度重视绿色化学的理念，并将其渗透到高中化学教学课程中十分重要。现阶段，许多从事环境保护和微型化学实验的实际工作计划已经做到了与绿色化学相一致的要求，包括化学教材中得内容也充分体现了绿色化学理念。
2.1在化学概念上建立与绿色化学一致的概念
化学教师在教学过程中已经开始重视绿色化学的概念，并结合了化学教材的许多内容的相关概念进行化学教学，他们大多从环境保护角度包括：环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应等概念，从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念中渗透绿色化学的理念，将这些能见、易懂的高学化学教材中的概念体现在绿色化学的概念中，已经为中学阶段开展绿色化学教学奠定了良好基础。
2.2在物质工业生产制造的介绍中渗透了绿色化学的观点
如工艺流程中都采取了循环操作，这样可以节省资源、提高原料的利用率。如：在合成氨工业、氨氧化法制取硝酸等工艺流程中。如防止或减少污染物排放的过程中设置了尾气处理装置或回收再利用装置。
3.在化学实验中渗透绿色化学理念的有效措施
3.1尽量避免使用有毒害的反应物和催化剂
例如，在教授高中化学实验的过程中，关于制乙烯这个实验，教师就可以教学生用氧化铝代替浓硫酸来完成这个实验，这样能减少硫酸的污染。教师也可以借鉴化工生产中不断出现新的新工艺方法和新型的催化剂，为高中化学实验绿色化提供技术支撑。化学教师应该注意把工业成果应用于实际教学，既加强理论与实际的结合，同时也使化学实验更加绿色化。
3.2改变实验装置，使产生毒害性物质的实验也能变成绿色化的实验
如二氧化硫和硫化氢反应的实验装置，传统的方法先分别制取二氧化硫和硫化氢，然后混合二氧化硫和硫化氢，必然造成气体的泄漏。为减少气体的泄漏污染，用一个小的空塑料矿泉水瓶，在其中放入小试管，塑料瓶、小试管中分别装入Na2SO3和FeS，然后迅速在其中分别加入盐酸，最后加入氢氧化钠，吸收过量气体或者中和未反应的盐酸。化学教师不能仅仅局限与课本和传统的知识观念，必须在实验中不断发现问题，总结教训和大胆探索新方法，才能真正将化学实验变成绿色，才能更好的为学生提供绿色化学的理念教学实验。
3.3进行微型化实验，减少排放，实现绿色化学
在实验中可以借助小试管、点滴板、多用滴管、井穴板等微型化的的仪器，控制学生滴加药品的用量，减少药品的使用；在保证现象的前提下尽量降低反应溶液浓度；组合实验，通过实验的试纸化，减少反应物的使用及有害物的排放。
4.4师生规范实验操作也有利于促进绿色化学实验室的建设
随着二十世纪八十年代改革开放政策的实施，中国经济迅速腾飞，建立全面物质生产体系的同时全面融入世界经济体系，文化艺术大融合，人们的物质和生活水平有了大幅度提升，生产力以及现代科学技术快速发展，这无疑给人们带来了非常巨大的物质财富，但同与此时发展而来的是设计材料的过度使用、不当使用以及环境污染等问题，随着倡导的低碳生活以及推行可持续发展政策理念在不同领域的开展与实施，设计师们对原来的设计思想和行为进行不断反思，绿色设计的理念在艺术设计的历史潮流中应运而生，并逐渐在设计领域受到推崇，并愈发深入人心，越来越成为当机环境艺术设计过程当中的一种不可缺少的主题理念。以此同时，绿色设计在通过不断实践的过程中逐渐进入民众的生活，为民众带来更绿色更环保更健康的生活体验。
关键词：
绿色设计理念；环境艺术设计；设计运用；艺术修养；循环再利用
随着当代艺术设计在历史进程中不断发展壮大、学科规模不断扩张，人们在各个领域取得长足进步，这一方面给艺术设计提供了良好的发展空间的同时，也加速了资源、能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了很大的影响，所以在迎接发展机遇的同时，人们面临更多新的问题与启示，绿色设计概念也随着环境艺术设计的不断发展应运而生。
一、环境艺术设计中绿色设计理念的提出
绿色设计，是20世纪80末兴起的一股国际设计潮流，也称生态设计,环境设计，环境意识设计。在漫长设计史中，环境艺术设计为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时，也加速了资源、能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了很大的影响。在这种背景下，设计师们不得不重新思考他们的职责和作用。
二、环境艺术设计中绿色设计理念的基本原则
1、艺术设计过程中的再思考再认识原则当今设计界的各个领域为了获取巨大成果的同时不惜破坏地球上的生态环境,牺牲地球上有限的资源为代价,最终导致了人类自身生存环境的破坏,审计师们只有更新观念,以可持续发展的角度对设计进行“再认识”,“再思考”,才能重新找回准确的设计切入点,真正的认清设计的方向。
2、设计材料的循环利用原则人们对精神文化追求提高的同时，对环境的要求也越来越高,从而导致空间环境在其使用寿命周期范围内的反复装修,重新设计,这对于室内环境来说,意味着其使用寿命周期的缩短,材料资源的浪费,能源的消耗等等，而废物利用则是解决该问题的最佳办法。“环保”“再生”等概念也逐渐成为当今绿色设计理念的一个理念分支,使废弃的材料经过设计师的创意表现,重获新生。
三、环境艺术设计中绿色设计理念的重要性
1、设计观念的与时俱进充分理解设计发展与商业发展的关系。如今的商品因时展的需要，商品性质和商品形态更趋向于低碳、环保，商品设计更注重以人为本，强调人性化设计理念，注重以人为本的设计理念，强调设计与新技术、新材料的有机结合，同时设计要注意考量消费者的实际需求，以人为本，并结合绿色设计理念，根据消以可持续发展为设计主旨。
2、突出自然、绿色、环保等概念在设计中的主体性，把绿色概念与设计理念进一步相结合并在实践中推陈出新创造力对设计师来说就是设计的生命力，而创造思维是创造力的绝对性因素，可见，设计的本质就是艺术创造的过程。在设计和过程中，加大对原始自然及绿色材料的保护及运用，就地取材，降低污染，提高资源的利用率，更加充分地利用设计材料。
3、降低环境负荷，提高设计原材料、设计资源的环保性、提高利用率人们在室内设计中不断地提升对材料的关注，对居住环境品质的要求，因此表现出对材料环保性的需求，特别是集成材料在室内设计中的表现，这为室内设计中集成材料运用的环保性设计提供了广大的市场空间。
四、环境艺术设计中绿色设计理念的实践性
1、突出设计者在绿色设计理念应用实践中的主体性将绿色设计理念应用到环境艺术中去，就是要处理好人工环境和自然环境之间的关系。作为这项活动的主体，不断提高设计师自身艺术底蕴、艺术修养以及专业能力。扎实美学基础、社会经验积累、激发创意思维、提升综合能力、掌握时代技术、绿色设计等理念对于设计师起着越来越重要的作用。
2、提高设计的健康性与和谐性在绿色设计理念的实践过程当中，有两点问题需要尤为注意：第一点是实现与自然环境的艺术性融合，降低污染；第二点是处理好人工因素之间的关系，使环境采光、温度、空气等系统可以高效运作。
3、尽可能的应用绿色材料绿色材料的主要优点在于可以节省资源消耗，提高资源利用率，并减少对自然生态环境的影响，同时绿色材料在功能上也更为杰出，并能够在回收处理的问题上体现出传统材料无法达到的环保属性，最大限度满足了绿色设计理念的核心需求。
4、提高能源、资源的利用率在环境艺术设计当中，应当考虑到能源的利用率问题，尽可能以最低的能源消耗，满足人对环境的功能需求。要降低能源消耗，主要可以从温度控制、光线采集、水资源利用以及隔音等方面来实现。门窗在现代环境建筑中所占的比例非常之大，它对温度也有着非常大的影响作用。绿色设计的理念，从不同程度上反映了人们对于现代科技引起的环境及生态破坏的反思，同时也体现了设计师道德和社会责任心的回归。人们越来越关注艺术设计这个新兴学科的未来发展之路。如何让这个“新兴学科”持久、健康地发展下去,成为艺术设计研究的重要命题。
五、结语
综上所述，绿色设计作为一种生态设计、环境设计等，是一种概念设计。因此在环境空间设计过程中，要注重环境空间设计的各个阶段，从概念方案到装饰施工等方面，尽可能第把对环境造成的影响和对能源的消耗降到最小，使得最终的空间设计更符合低碳环保的要求。总而言之，绿色设计的主要思想是在空间设计的过程中，要慎重考虑设计对环境的影响和对能源的消耗，并将降低设计对环境的影响和对能源的消耗作为环境艺术空间设计的中心主旨。
参考文献
[1]刘方笑.论环境艺术中绿色环境的构建[J].商场现代化，2008，（04）：187-188.
环境刑法中法益的确定对污染概念的影响
环境刑法中的法益，是指环境刑法保护的社会利益。环境刑法中的污染，是损害这种法益的一种表现形式。在环境刑法中，法益的规定性对于污染概念的成立有着直接的意义。
在反对环境犯罪的斗争中，人们首先认识的是环境破坏之后对人类生命健康的危害。以人类为中心来确定“环境”的范围而形成的“人类环境”（注：“人类环境”这个概念是1972年联合国大会人类环境会议时提出来的，指的是以人类为中心和主体的外部世界，包括人类赖以生存和发展的天然的和人工改造过的各种自然因素的综合体。转引自金瑞林主编：《环境法学》，北京大学出版社，1998年版，第2页。）的概念，大致反映了20世纪70年代初之前人类对环境的认识和在反对环境犯罪中需要保护的社会利益的性质。在这个时期之前，主要地是由于工业化的程度比较低，人类关心的主要是如何“合理地”向大自然索取。人们对于自己的社会经济活动对环境造成改变从而最终给人类自己带来的不利影响，并没有太深刻的认识。德国在1971年由各方面专家提出的刑法修改建议稿中，“环境保护”的概念也不过是局限在“保护人类生命健康免受环境的危害”这样的认识上。（注：关于德国环境刑法发展的概况，参见拙作：《德国经济犯罪与经济刑法研究》第九章，北京大学出版社，1999年。）70年代以来，由于人为原因对环境的破坏，包括由于不合理地开发利用资源而引起的环境问题，例如水土流失、土地荒漠化和盐碱化、资源枯竭、气候变异、物种灭绝、生态平衡失调等，尤其是通过向自然环境排放污染物的形式对环境的破坏给人类带来的危害，日益受到重视。酸雨、“温室效应”和臭氧层破坏这些污染环境的后果对人类基本生存环境的威胁，更是震撼了全世界。在这种对环境意义的新认识中，德国刑法学界开始考虑将保护生态学意义上的环境作为自己保护的社会利益。
生态学意义上的环境，是指以整个生物界为中心和主体而构成的为生物生存所必要的外部空间和无生命物质的总和。生态环境的概念与人类环境的概念对环境刑法的意义有很大的不同。根据人类环境的概念，人类是可以改变自然环境的，并且，只要这种对自然环境的改变没有直接侵害人类自身的生命和健康，就不会有刑事责任问题。根据生态学意义上的环境概念，则很容易得出这样的结论：环境犯罪将以环境是否受到对其不利的侵害为标准，并且，刑事责任的产生不需要以对人类的损害为必要条件。（注：有关的分析，参见杨春洗、向泽选、刘生荣：《危害环境罪的理论与实务》，高等教育出版社，1999年版，第8-9页。）
在根据“人类环境”的识识而确立的环境犯罪概念里，自然环境在实质上并没有成为刑法所要保护的一个自在的和独立的对象。在这种条件下，自然环境受到刑法的保护，其实是以人的生命、健康和财产不受到损害为条件和限度的。在司法实践中，如果人的生命、健康和财产没有受到直接的侵害，或者该种侵害是在人类社会可以忍受的程度之内，对自然环境的破坏行为是不会受到刑法处罚的。因此，在以“人类环境”作为法益的环境刑法中，污染必须达到给人的生命、健康或者财产造成损害的地步，才能在刑法上被承认，也就是说，才能作为犯罪处理。
在随后的几十年实践中，德国学者认识到，这种“以人类为中心的自私和短浅的目光”，（注：德国弗莱堡马普外国刑法与国际刑法研究所所长艾瑟尔教授：“德国经济刑法的最新发展”(Prof.Dr.AlbinEser,ZurneuestenEntwicklungdesdeutschenWirtschaftsstrafrechts)，参见拙作：《德国经济犯罪与经济刑法研究》，北京大学出版社，1999年，第400页。）并不能保护人类社会免除环境犯罪的侵害。一方面，由于人们在没有直接侵害他人生命、健康和财产的范围内，仍然可以不受刑事处罚地损害环境，因此，刑法在保护社会功能中所必须发挥的“禁止性”作用，在人类环境的概念下所制定的环境刑法中，是相当不明确的。人们经常不容易知道自己的行为是法律所允许的还是法律所禁止的。另一方面，现代生态科学的发展也揭示了，由于生态系统能量流动和物质循环的作用，特别是食物链中的“生物放大”现象，（注：关于生态系统的功能问题，是指在同一食物链上，某些元素，尤其是那些难以自然分解的元素在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。参见金瑞林：前引书，第12-14页。）使得人类对环境的损害行为实际上可以表现为一个过程。这就是，对环境的损害行为，虽然单个地看可能难以确定对人损害的性质，但是，这些行为不仅可以通过不断地持续地发生而使危害社会的结果得以积累，从而显示其危害社会的性质，更可能通过自然界中低营养级的生物向高营养级的生物提供物质和能量的过程，而使损害环境的结果得以浓集并最终在人类身上显示出来。由于这个过程可能是在不知不觉中发生的，更由于自然环境被破坏之后恢复的困难性，因此，环境刑法在“生态环境”法益的支配下，对污染的要求可能就会空前地严格：任何改变环境并且可能最终危及人类的行为都有可能被认为是污染。
【关键词】生态建筑适宜技术推广应用
生态建筑需要一定的技术支持，但是一定的生态技术含量并不能表明这样的建筑就必然成为生态建筑，而不含有那些典型生态技术手法的建筑也未必就不是生态建筑，因为生态建筑的核心并不在于其硬件如何，而在于其内在的运行系统如何，生态建筑是一个系统，必须从总体上来衡量和评价。
毫无疑问，生态建筑是一和技术紧密联系在一起的概念，生态建筑的概念会随着技术的发展而不断地改变着内涵，其评价标准应当建立在当前的技术和经济条件下，从这个角度看，生态建筑自古便有之，只不过它从来没有像今天这样被如此紧迫地提起。
自原始社会以来，我们的祖先逐步发展着建筑技术来挡风雨、避寒暑、御猛兽、抗灾害，但人们从来没人真正在通过建筑本身和外界环境完全隔绝开来，直到20世纪中叶由于环境控制技术的发展（如暖通空调，人工照明等）使人们有能力将建筑和外部环境前所未有地隔绝开来，但在这一过程中人们过多地强调了外部环境的负面影响，正是这一错误倾向，极大加剧了全球的生态和能源危机，也使我们自1981年《华沙宣言》以来愈来愈也不得不重视生态建筑这一复合名词。
千百年来我们把建筑描述成“凝固的音乐”，现代主义建筑运动中建筑也曾作为“具有特定功能的机器”而被广泛接受，而今当我们从生态的观念来看待建筑时，一座生态建筑或一个生态建筑系统似乎更像是一个能吐故纳新，新陈代谢的生命体，生态建筑应当能够和地球这一大的生态系统有良性的物质及能量交换，并融入其中。
当我们谈及“生态”时，其实我们主要指的是“生态平衡”，那是自然界的生物群落之间及生物与非生物环境之间的协调与平衡，是一种随着外部环境的变化而不断发展，不断调整的动态平衡。
我们知道建筑是为了改善和调整人与环境之间的关系而建造的，是为人类生活和行为发展提供必要的物质环境，而生态建筑就是力求和自然界之间就资源和能源的输入、输出达到一种良性的循环，动态的平衡。
显然，一座座单体的生态建筑是很难独自成立的，这是由生态和一概念的系统化内涵所限定的。故而，我们必须着眼于生态社区，生态城市，乃至生态社会的建设，从一个个子系统的建立到整个系统的形成，才能够实现真正意义上的生态建筑。
一、关于“适宜技术”
建筑是艺术与技术的结合，并且随着技术的发展与进步，建筑中的技术含量有着明显的增长和专业化的趋势，具体到生态建筑更是如此，很难想象一个缺乏生态技术的生态建筑会是个什么样子，可以说，生态建筑的持续性在很大强度上是依赖于技术的有效性。
生态建筑的涉及面很广，是多学科，多门类，多工种的交叉，是一个系统工程，其涵盖的技术也是多层次的，从目前来看有所谓“低技术”、“中间技术”和“高技术”。
眼下，“高技术”的生态建筑是建筑行业的一大热点，许多媒体和建筑师都热衷于这一话题，源于高技术的生态建筑将会是生态建筑发展的一个方向。但是，是不是生态建筑就非“高技”不可，非“高技”不做呢，显然未必。
就我国现有的经济、技术条件而言，我们关于生态建筑工作的落脚点仍应放在“适宜技术”上，更不用说在我国这一目前全球最大的建筑工地上建造的大多数工程仍然是投资规模中等甚至较小的工程，要在这些工程上试用身价昂贵的“高技术”更加缺乏可行性。
但是生态建筑并不是一项可以等我们“万事俱备”才可以着手的工作，生态建筑的实施有着相当的迫切性。如果我们不从今天开始，不从手边仅有的工具开始着手，等到工程建设的高峰期过后，将空留余恨和愧对子孙。
再回首我们身边，不用说“高技术”即便是“中间技术”，普及率又如何呢，又有多少被运用到了实际工作中去的呢？显然，在我国现有的状况下，我们的生态技术与一味追求“高”“新”相比，更应重视技术的具体化，现实可行性及效率，重视技术的推广和普及。
就生态建筑的目前发展状况而言，从建筑设计的角度出发，适用技术主要表现在以下几个方面，太阳能利用，自然通风，自然采光与遮阳，中水利用，整体绿化，建筑废弃物的回收利用等。
当然，与许多设计学科一样，在技术设计前有着总体设计和概念设计的阶段，众所周知，在概念设计中蕴含的偏差甚或错误，想通过后续手段来弥补将是极其困难和代价昂贵的。所以，我们在生态建筑的设计过程中要首先重视总体设计、概念设计的问题。
要重视生态层次的概念，生态城市与生态建筑按地理范围可以如分为四个层次，区域城市级、区级、地段级和建筑单体。建筑师的工作主要集中于地段级和建筑单体这两个层次。在城市设计中要和整体城市的生态规划，生态原则协调一致，确保任何一个局部都是整个城市生态链中的一个链条，能促进整个系统的生态效果。
要强调因地制宜的原则，在总体设计中贯穿生态设计策略，为建筑单体创造良好的生态环境，催化生态建筑单体的生成。利用场地周边地理环境和建筑形体组织外部空间促进自然通风和降温，避开冬季风主导方向，避免不利风道产生；通过群体的组合形成完整的院落空间，创造良好的微气候，利用场地中的水体和绿化，调节微气候；通过建筑群体的组合，采用更适宜的结构方式，节约土地，发展地下建筑，掩体建筑，凡此种种都要求我们深入研究环境特征，充分利用环境优势，在设计中通过新建的建筑物发掘出环境最优的生态潜能。
二、关于常用的几种适宜生态技术
1.自然通风：近年来，每到炎夏高温季节，许多城市都出现了电力紧缺的状况，以至不得不拉闸限电，究其原因很大程度上是由于空调的用量大幅提开，有调查表明建筑制冷能耗已占到建筑总能耗的10%-20%。而自然通风可以在不消耗任何不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，补充新鲜空气。
自然通风的主要动力是风压和热压，通过建筑的平面和剖面设计制造出正压区和负压区，可以实现引风，导风的目的，另外，还可以通过制造温差和加大进排风口高差达到造风的目的。
在夏季常通过三种途径使室外热空气自然降温后再进入室内。一是通过建筑物周围组织的成片，整体绿化，二是通过在建筑物附近设置水体，三是让热空气通过引导经由地下空间再进入室内。
1.1水土保持理念的概念
我国工程在实施的期间，会对水土进行保护，防止出现水土流失现象，导致生态遭到破坏，影响当地居民生活。
1.2水土保持理念的实施原则
水土保持理念在实施时有一定的原则，给予正确的指导方针。首先，要求明确实施水土保持理念的目的，在施工之前对工程环境和水土分布有所了解，在此基础上，预测施工期间及施工结束后会遇到的状况，提前做好预防方案，不同类型的水土流失，制定不同的方案。
1.3水土保持理念的实施目的
水土保持理念的实施可以对我国的水土保持划分，保护我国生态环境。除此之外，还有利于制定出各种方案以适宜我国各个地区农、林、牧业的发展。它的实施，使我国对水土的保护由最初的治理方案转向预防方案，实现可持续发展，节约维修的费用。
2水土保持理念在水利水电工程中的应用
2.1水土流失预测工作的开展
在工程实施之前，施工人员会对当地的水土区域进行划分，了解水土流失的种类，从而对水土流失种类进行预测，这便是水土保持理念的实施前提。水利水电工程庞大，势必会大面积开挖地基及排水措施，这样会增大水土流失的风险。因此，在施工之前必须对工程对环境的破坏程度有一定的预测，制定出合理的水土流失预防措施，降低水土流失的发生几率，减少财产损失。并对废渣废屑填充于沟内，尽可能恢复至最初摸样，或者选择当地适宜的植物类型种植于上面，这样可以极大程度的地保护水土，降低水土流失的概率。
2.2水土保持理念的实施方案
不同的区域，施工方案有所差异，但是目的均是保持水土，防止流失。比如一些盐碱地土质较为疏松，要进行土质改良，利用生物技术和工程技术，防风固土。除此之外，对开挖的土充分的利用，减少外来土质的利用，再结合工程学，合理建设稳固的边坡、河道等设施。
2.3生态环境保护
生态环境严重影响着人们的生活，因此水利水电工程建设时必须要注重生态环境保护，这是水土保持理念的实施目的之一。就客观而言，防止大风大雨气候的出现是难以做到的，必须要从外在因素进行解决，防止出土流失，保护生态环境。因此，在施工过程中，要合理安排工作，高效完成任务。首先，专门人员对当地的生态环境进行了解，合理种植植被，规划施工面积，尽可能的减少施工用地，减小对环境的破坏。在施工期间，严格控制机器操作，防止不必要的碾压，破坏植被。结束后，将废弃的土层等合理安防、铺平、压实，种植植物。除此之外，要对不需要的临时工作地进行拆除、清理，减少废弃物，降低环境污染程度。
3水利水电工程的一些具体项目的优化设计应用
3.1弃渣场的水土防护工作
对于工程建设弃渣场的水土防护可以采取以下方案:在弃渣场周围建设围墙以及排水沟，将堆渣合理安防，尽可能减少占地面积，并将废渣铺平，结合工程规划，选择当地适宜的植物类型种植于上面，可以极大程度地保护水土，降低水土流失的概率。而且，在设计中，要进行数据的采集与处理，堆渣按1:1．75放坡，对堆渣坡面和坡脚采取浆砌石骨架植草护坡，合理的规划，保护生态。
3.2生态水利工程的设计应用
生态水利工程是水利工程学的一个新的支流，它具备传统的建设功效，又将水流域生态与水资源的调控统一起来的工程。它的建设主要面临两方面问题，一是由于水域的分布广，不同的地区有不同的生态特点，在施工时会遇到各种问题，由于在实际操作中往往缺少实际经验，没有可供参考的实例，最终不知如何将生态学知识很好地运用在水利工程中。二是由于生态学家和建筑工程师考虑的问题不统一，两者从不同的方向考虑问题，往往出现分歧，这是工程队往往依据建筑工程师的意愿，而忽略了生态保护，这就需要操作人员提高生态保护的意识，将水土保持理念很好地运用在水利工程中，实现可持续发展，实现利益长久化。
4探讨多种维修方案
水土保持理念的实施，还体现在维修方面。保持积极地推广先进的维修管理方案，制定综合维修的制度，极大地提升工程的维修效率，降低水土流失的几率。现今对于水利水电工程维修工作的方案还比较少，不能适应不同类型的水土流失种类，没有制定出对应的合适维修计划，往往是按照统一的标准进行维修。单一的养护策略不能够适应实际的需求，因此，应该探讨出多种水利水电工程维修方案。
5结语
[关键词]绿色住宅房地产战略管理
引言
近十年来，我国房地产业在经济发展中起着核心作用。但房地产开发中的某些短期行为，却给我国土地、能源储备造成了巨大压力,造成资源的极大浪费，并影响着房地产业的后继发展。有鉴于此，加之可持续发展又是当今国际普遍关注的一个世界性课题，政府和学术界将越来越多的目光投向了绿色住宅。但住宅供应者――开发商和住宅需求者――消费者，房地产产业走向的真正决定者，其绿色意识却不及政府和学术界对绿色住宅的关注程度。然而，必须看到这种矛盾是暂时性的。在不久的将来，绿色住宅将成为房地产市场的主流产品。
一、绿色住宅在中国的发展
1.绿色住宅的提出背景与概念
据2006年的统计数据，我国建筑消耗已占全国总消耗的25%，住宅每平方米能耗是同等条件下发达国家的3倍，可见建设生态环境必须从绿色生态住宅抓起。我国的住宅产业最初关注的是施工质量，其后是住宅项目的科技含量，再后是经济适用房的住宅产业化。直到2000年前后，一是顺应全球住宅产业提倡可持续发展的趋势，二是十六大以后也提出要新型工业化和可持续发展要同时抓，我国住宅产业开始普遍关注绿色生态住宅，学术界也开始了对其的研究。
国外对绿色生态住宅的重视早于我国。早在20世纪70年代，欧美各国民居中就兴起了经久不衰的绿色消费浪潮，其中也包括对绿色住宅的需求;1972年联合国在斯德哥尔摩召开了第一次人类环境大会,成为生态住宅区理论发展的里程碑。20世纪80年代，一些发达国家开始组织起来共同探索实现住宅、建筑可持续发展的道路，如“绿色建筑挑战”（GreenBuilding-Challenge)行动。进入20世纪90年代，1992年在巴西召开的联合国环境与发展大会提出“可持续发展”这一重要思想后，绿色建筑更是得到了越来越广泛的认同，并成为世界建筑发展的方向:美国成立绿色建筑协会，负责绿色建筑评估体系（LEEDTM）开发和管理；欧洲出台了“百万太阳能屋顶计划”;英国政府出台了百万“绿色住宅”建筑计划;日本出台了《日本环境生态住宅地方标准》。总之，世界各国的住宅业纷纷建立城市绿色建筑和绿色住宅小区,最优化地利用和节约各种自然资源，以实现人与环境和谐发展的境界。
纵观近几年政府、相关协会、房地产企业与学术界的住宅概念，可以发现有这么几个高频词汇:绿色生态住宅小区、绿色住宅、生态住宅、绿色建筑、节能建筑。目前对这些概念并没有给出准确的区分，立场不同者之间甚至发生概念之争，比如一场关于“绿色住宅”与“生态住宅”的争论就曾在中国房地产协会与住宅商会之间展开。
基于众专家学者对上述概念的定义，本文认为它们之间的区别联系可以用图1表示。
界定绿色生态住宅的概念及相关概念间的关系，有助于我们了解绿色住宅的发展，因为该概念在不同阶段以不同的形式出现。本文认为，绿色住宅与生态住宅两个概念无本质上的区别，故采用了建设部与世界银行的惯用叫法:绿色住宅。其概念为：以保障生态系统的良性循环、提高资源的使用效率、推动绿色能源的充分使用为原则，以绿色环保技术和产品为支撑，全面提高节能、节水、节地、治污总体水平的新型住宅。
2.绿色住宅的政府推动情况
我国政府对绿色建筑的推动可以追溯到上世纪80年代，即绿色住宅的核心内容――建筑节能。1986年，颁布了北方地区居住建筑节能设计标准,开始倡导建设节能建筑。1987年又发出关于实施《民用建筑节能设计标准》的通知，并在部分地区组织了节能建筑的试点。
1992年转发西部两局《关于加快墙体材料革新,推广节能建筑的意见》以后,在全国各地进行全面推广节能建筑，关于建筑节能的法规标准陆续出台。
直至1996年，国家自然科学基金委员会确立了重点资助研究项目―绿色建筑体系和住区模式研究，首次在中国明确提出“绿色建筑体系”的概念。之后政府对绿色住宅的推动主要来自建设部:2001年，隶属于建设部的中国房地产协会首先提出绿色住宅概念。同年，设部通过《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵及技术导则。2004年制定了《全国绿色建筑创新奖管理办法》和《全国绿色建筑创新奖实施细则》。2005年,建设部领导曾明确表示:中国将建立绿色建筑与节能建筑的税收和收费优惠制度,以实现在2022年新建建筑节能65%的目标,不执行节能标准的开发设计施工单位,将受到处罚甚至被清除出市场
3.绿色住宅的市场运作情况
我国较早以绿色住宅为开发理念的房产项目当属华侨城集团1993年在发展主题公园的同时，建起的一批生态型住宅，这批住宅提升了附近科技园项目的价值。而全国各地绿色住宅的兴建始于1999全国首座环保住宅小区――北京市房山北潞春小区的建成，近年来的代表性绿色住宅项目见表1。
本文只列举了少数具有代表性的项目，事实上从1999年以来，以“绿色住宅”、“生态住宅”等命名项目数量非常多。但是，有些项目甚至只是种些简单的花草或是打着某种新型环保节能产品的旗号便大张旗鼓地冠以“环保住宅”、“绿色小区”、“生态社区”的美名，绿色住宅流于概念炒作。有鉴于此，全国工商联住宅产业商会由于行业自身发展的需要，参照美国《绿色建筑评估体系》等一批国外有关生态建筑的标准，组织国内权威专家（聂梅生、秦佑国等）按照中国住宅建设的需要进行系统研究，于2001年9月了《中国生态住宅技术评估手册》，评估手册在小区环境规划设计、能源与环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源等5个方面进行量化。以手册为标准，住宅产业商会还在会员单位中开展了一批示范工程的建设。
住宅产业商会这一行为体现并发挥了行业组织规范市场运作的作用。2005年，在前期工作的基础上，国家环保总局环境发展中心、全国工商联住宅产业商会等单位正式启动中国环境标志生态住宅认证项目，此项举措意在指导规范住宅项目的开发建设和性能评价，结束房地产市场任意打“绿色”、“生态”之旗号的混乱局面。
二、房地产开发企业的战略分析与选择
上文所介绍的绿色住宅在中国的发展，正是房地产开发企业进行战略分析和选择的基础分析。本文按深入程度，同时讨论将战略的分析和选择，探讨面对“绿色住宅”的发展趋势，房地产开发企业应该如何进行战略分析，并做出科学的战略选择，以达到持续创造企业价值的目的。
1.利用产品-市场演变矩阵进行初步分析
产品－市场演变矩阵是由美国的查尔斯霍弗教授首先提出的。他扩展了波士顿矩阵和通用矩阵两种战略选择方法，将业务增长率和行业吸引力因素转换成产品－市场发展阶段，从而得出15个方格的矩阵。该矩阵原用于分析同一企业的不同业务单位，本文则借以分析不同企业的同一业务单位：对于“绿色地产”这一业务单位，不同的房地产开发企业将可能位于A,B或者C的位置，圆圈内扇形阴影部分，表示企业的“绿色住宅”业务单位在市场上的占有率，如图2所示。
根据文章第一部分内容的分析，可知“绿色住宅”市场正处在开发阶段，并有着增长的趋势，这一点对每一个房地产开发企业都是相同的。但企业必须依据自身的竞争力量，在矩阵中确定自己的位置。此外，同一位置不同占有率，也意味着不同的战略地位。比如图中的B:处在这个位置的企业，处于产品－市场发展的开发阶段，具有的获得一个较强的竞争地位的潜力，加上拥有相对较大的市场份额，所以该企业可以考虑将“绿色住宅”作为公司的发展战略。图中的A地位和B类似，C则属于瘦狗类型，处于该位置的企业则应另辟蹊径。随着“绿色住宅”理念的深入人心，“绿色住宅”市场将逐渐成熟，这时企业将可能处于矩阵中A、B、C以外的位置，企业应根据具体境况分析。
2.利用IE矩阵做出最终选择
产品-市场演变矩阵是一个易用的方法，但过于简单，有一定缺陷。比如，如果图2中B的阴影部分较小，即市场份额较小，企业该如何选择？所以还需要更为深入的分析来做最终的战略选择。在这一阶段，IE矩阵是一个较为细致而又具有可操作性的方法。
本文不再赘述IE矩阵的应用步骤，而将利用该方法评价是否应该选择“绿色住宅”作为企业发展战略的两个要素表介绍如下。表中的指标是经过调查总结行业共性所确定，各企在应用时可根据自身情况将指标作调整。
依据上表指标，依次确定要素与“‘绿色住宅’”战略的关系”和“企业把握机会和回避威胁的能力”的评价集、因素评价矩阵、评价矩阵的隶属度矩阵，得到加权平均值Wi和Pi。将各战略要素的权重Wi和相应评价值Pi相乘,得出企业所在相应要素上把握机会或回避威胁能力大小的加权评价值Mi，累加各要素的Mi，得出企业把握机会或回避威胁能力大小的综合评价值M。
本文给出了“绿色住宅”战略关键成功因素，企业可根据自身情况识别哪些能力属于优势能力，哪些能力属于劣势能力，得到与表2类似的“绿色住宅”战略内部要素评价表。确定关键成功因素的影响权重，企业发挥优势和克服劣势能力的评价值，最终得到企业发挥优势或克服劣势能力的综合评价值N。
确定了M和N后，借鉴IE矩阵法,将外部战略要素综合评价值M划分为三个区间，将内部战略要素综合评价值N也划分为三个区间,由此形成九个区域,如图3所示。
根据M和N的值，如果最终落在了矩阵右上角扩张战略的位置，则可以企业考虑以“绿色住宅”为发展战略。
三、结论
本文在界定绿色生态住宅的概念及相关概念间的关系的基础上，从政府推动和市场运作两方面概括了绿色住宅的发展，得出结论政府的推动主从倡导节能建筑和绿色建筑方面，市场的运作一开始较为混乱，而近年的中国环境标志生态住宅认证项目将有助于改善混乱局面。一方面，绿色住宅将成为房地产市场的主流产品；一方面，开发成本高而需求量并不大。房地产开发企业该如何选择？本文提出可利用产品-市场演变矩阵进行初步战略分析，继而利用IE矩阵做出最终战略选择。撰写此文，以期对业界人士有所启发，并为推动绿色地产的发展尽绵薄之力。希望房地产产企业可以做出合理的战略决策，使企业自身与社会都实现可持续发展。
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金属材料作为使用最为广泛的一种材料，对人类的文明做出了巨大贡献，但在开采、生产、使用、废弃金属的过程中，同样也给人类生存环境带来了不利影响。为了趋利避害，要求人们在生产材料时，减少消耗资源和能源，在使用时充分利用其性能，废弃时能再循环利用[2]。也就是要使金属材料能成为生态环境材料，目前最有效的方法是开发其特殊功能，优化使用，即低合金化，较宽的使用范围，促进金属材料的环境协调性。
一、生态环境材料与环境协调性评价
1.生态环境材料
生态环境材料最初是由日本学者山本良一教授于20世纪90年代初提出的一个新的概念。生态环境材料是一个全新的概念，尽管它的研究和开发刚刚起步，但是却显示了广阔的发展前景。生态环境材料是指同时具满意的使用性能和优良的环境协调性，或者是能够改善环境的材料[3]。其中，良好的环境协调性是指资源、能源消耗少，环境污染小，再生循环利用率高。它要求从材料制造、使用、废弃直至再生利用的整个寿命周期中都必需具有与环境的协调共存性。材料的环境负荷就是材料在其整个寿命周期中对人类的生存和生活环境的影响，这些影响主要是指资源、能源的消耗及污染环境的废弃物的排放。在生态环境材料的开发中（包括从设计、生产、使用、废弃、回收各个阶段），都要考虑生态环境问题，力求降低材料的环境负荷。
生态环境材料便是这种考虑材料对生态环境的影响而开发的材料，是充分考虑人类、社会、自然三者相互关系的前提下提出的新概念，这一概念符合人与自然和谐发展的基本要求，是材料产业可持续发展的必由之路。
2.环境协调性评价(LCA)
材料的生产过程是一个消耗大量资源、能源，产生大量环境污染的过程，研究如何减少与材料相关的环境污染的过程，研究如何减少与材料相关的环境污染是一个十分重要的课题。生态环境材料能否深入人心，能否将环境意识真正地引入材料科学与工程，其关键在于环境负荷的具体化、指标化、定量化。材料的环境负荷评价涉及材料寿命周期中的环境问题，目前公认的环境负荷评估方法是LCA(LifeCycleAssessment)[4]。
LCA主要包括三个方面：（1）通过确定和量化与评估对象相关的能源、物质消耗，废弃物排放，评估其造成的环境负担。（2）评估这些能源、物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响。（3）辨别和评估改善环境的机会。
LCA具体步骤：收集与产品相关的环境编目数据，应用LCA定义的一套计划方法，从资源消耗、人体健康和生态环境影响等方面对产品的环境影响做出定性和定量的评估，并进一步分析和寻找改善产品环境表现的时机与途径。其技术框架如下：
图1技术框架
3.材料的环境协调性评价（MLAC）
材料的环境协调性评价是将LCA的基本概念、原则和方法应用到材料的环境负荷评价中，与材料或产品的设计相结合。由于与材料相关的环境污染占的比重大，对材料进行环境协调性评价就显得非常重要。典型材料的评价，是众多产品评价的基础，对典型材料进行MLAC可以减少评价的重复。通过评价，促使材料设计者、生产者转变观念。MLAC概念提出后迅速得到了国际材料科学界的认同。评价材料的优劣要根据这一背景，建立新的评价体系，补充新的评价内容。其研究范围不断扩大，从传统的包装材料，容器等产品领域转向各种金属、高分子、无机非金属和生物材料，从传统侧重于结构材料的评价转向对功能材料的评价。
4.金属材料环境协调性评价的重要性
以钢铁材料为例，经过采选、储运、炼铁等过程，平均8t矿石可炼成1t钢；再经过轧制、切削加工，得到约700kg的金属制品。这些金属制品按质量计算，能被有效使用的不到500kg。况且这些金属制品，还有一定的服役寿命，最后都将被废弃而进入环境中，由环境来承担吸收、消纳和分解的任务[5]。金属材料从采矿、冶炼、轧制、产品制造、产品使用，一直到产品报废和材料再利用，始终都伴随着环境协调性问题。因此对金属材料进行环境协调性评价非常重要。
二、金属材料的环境协调性设计
1.材料环境协调性设计的原理
由于传统材料的设计主要是开发高性能材料，结果使材料的组成越来越复杂，造成材料再生循环的可能性越来越小。材料的环境协调性设计是将LCA方法应用到材料设计过程中产生的新概念，它要求在设计时要充分兼顾性能、质量、成本和环境协调性，从环境协调性的角度对材料设计提出指标及建议[6]。
环境协调性设计时在材料孕育阶段就开始自觉地运用生态学原理，使材料生产进行物质合理转换和品质合理流动，使材料的生命周期的每个环节结合成有机的整体。生态设计原则和方法不但适用于生产材料和新产品的开发，也适用于传统材料和传统产品的改进设计。环境协调性设计的生态设计思想如图2所示。
图2生态设计思想
2.通用合金与简单合金
目前世界上已经正式公布的金属材料及其合金的种类大约有三千多种，仅常用刚就有几百种。这些材料的合金元素类型及其含量是各不相同的。这样，就使金属材料的废弃物再生循环很困难。这些材料的合金元素类型及其含量是各不相同的。这样材料的废弃物再生循环就很困难。这是因为以前设计材料时，基本不考虑材料的环境性，仅追求材料品种的多元化和用途的专门化。如果从生态环境材料的合金化原则出发，传统的思路和方法应该更新。从材料的可持续发展考虑，应该发展少品种，泛用途、多目的的标准合金系列。所以就出现了通用合金和简单合金的概念。
2.1通用合金
合金的种类越多，再生循环就越困难。最理想的情况是所有金属制品用一种合金系来制造。通用合金是指通过调整元素含量能在大范围内改变材料性能，且元素数最少的合金系。通用合金可以使产品的材料种类减少。同时，合金元素数越少，合金的再生循环性能就越好。
例如Fe-Cr-Ni系钢、Ti系合金。
2.2简单合金
简单合金是指组成简单的合金系。通过选择适当的元素，不含有害元素、不含枯竭元素和控制热加工工艺来改变材料的性能。简单合金在成分设计上有几个特点：合金组元简单，再生循环过程中容易分选；原则上不加入目前还不能精炼方法除去的元素；尽量不适用环境协调性不好的合金元素。如日本开发的SCIFER钢。
3.金属材料环境协调性设计
世界上与材料相关的环境污染占到了很大的比例，所以充分研究材料与环境之间的关系，进而改进材料的设计、控制材料的生产过程，对于保护环境有着重要的意义。实际上，几乎所有产品的寿命周期都包含了材料生产的阶段。材料环境协调性评价和环境材料的研究代表着材料科学研究的一个新思路和新方向。从事材料研究和生产人员在工作中应该在传统材料成分、结构、性能、工艺和成本的考虑中加入对材料环境影响的考虑，尽量不断地降低材料造成的环境负担。
对于金属材料环境协调性的设计原则，应考虑以下几个问题：
3.1回归自然，环境材料的综合要求就是节材、节能、污染小、可以再生和高性能。因此，要求对金属材料的设计有一种“回归自然”的设想，就是说，要大力开发少品种、多用途合金，最后是生产几种万能合金，这样特别易于回收和再利用。另外，尽量不采用合金化，而采用控制与优化显微结构的工艺，如细化或超细化晶粒强韧化、复相化，改变相的形状、分布和数量等措施来改善材料的性能。采用复合材料强韧化的方法，也应采用成分单一的复合材料，以使再循环使用时，工艺更简单，从而减轻再循环过程的环境负担。
3.2开发再循环性材料，金属材料是易于循环再利用的材料。若要使金属材料充分扮演好环境材料这个角色，就必须充分利用循环使用的特点以降低环境负担。为此，需要建立两个新的合金设计原则，一是低合金化，即在保持材料性能指标基本不变的前提下，尽量降低金属材料的合金元素含量或合金元素数目；二是非敏感元素的合金化，即研究和开发对某些元素的含量不敏感的显微组织，而这些元素主要来自材料的再生过程，且是杂质元素或不期望元素。对于元素不敏感合金，可以通过晶粒超细化来增大晶界或相界面积，以降低晶界或相界处的夹杂物浓度。考虑到为使金属材料易于再生循环，较为理想的是：某一材料具有较宽范围力学性能与物理性能，且该材料寿命全程中环境负荷小。目前，钛合金是一种很有希望的环境材料，因它具有α、β、α+β、α2、γ等多种晶体结构，其对应的性能也可在较宽范围内调整，但其不足是钛冶金过程环境负荷大。对于复合材料，其再生难度稍大，关键是多相物质难以转变成单一物质的均质体。为了复合材料的再生，一方面，要设法控制复合材料的相界面结构，在一定条件下，通过相界反应，使复合材料能分解成单相物质。另一方面，也对设法将树脂聚合物作为粘接剂引入到复合材料相间，当该材料被加热至高温时，树脂聚合物分解，同时使复合材料分解，以利于再生利用。
3.3时刻考虑环境负担，通常考虑金属材料的环境负担是从制造过程、使用过程和废弃过程3个环节中考虑。现在，多品种、少批量、能源多耗型金属产品需求趋旺，这应引起我们的注意。因此，更要求我们注重制造过程的低环境负担，通过高成品率（高合格率）、低能源消耗、副产品少的手段来达到。使用过程的低环境负担是通过轻质、高刚性（减轻了材料使用量，提高燃料消耗效率来间接或直接降低环境负担）、局部性附加高功能材料（如表面处理、表面改性和复合材料，这样可有效降低能源使用量和材料消耗）、长寿命材料（通过延长材料寿命来延长产品寿命）的使用来达到。而废弃过程的低环境负担则是通过再循环利用来实现的。
三、结语
21世纪是可持续发展的世纪，社会经济的可持续发展要求以自然资源和环境协调性为基础。新世纪人类面临能源、资源危机和环境污染，这些问题严重威胁着人类及生物的生存。特别对于消耗大量资源和能源的金属材料，我们必须充分考虑其环境协调性，加强金属材料的环境协调性设计，广泛采用生态环境金属材料。
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关键词：生态公路；设计理念；生态建设；实现形式
中图分类号：X734文献标识码：A
一、生态公路的内涵
（一）生态公路理念
生态学最早来源于希腊语，是指研究生物栖息环境的科学。生态公路是将公路建设与生态学相结合，它是将公路整体置于整个生态环境的大背景下，作为生态系统中的一个组成部分来进行设计、施工、管理和使用。生态公路并不仅仅代表着公路的一个种类，更多的代表了公路的建设思想和建设方向、目标，是建立在可持续发展理念基础上的，应对公路环境及公路周边生态系统可持续发展的一种重要思想。生态公路的核心理念包括绿色、低碳的设计、施工理念；资源效用最大化理念；因地制宜理念等。
（二）生态公路建设的特点
自然是所有文明发展的基础与支撑，以破坏自然为代价建立的现代文明，其发展前景堪忧。公路建设是现代文明的产物及代表，粗犷式的公路建设及发展模式显然已经与自然环境格格不入，因此，公路建设的可持续发展必然是与生态协调、统一、共存的发展。生态公路建设的最大特点在于，公路建设前后的环境对比，即建设之前拍一张基准照片，建设之后再拍一张对比照片，两张照片进行比较，照片中除了多出一条公路以外，其他周边环境依然保持原样。这就是生态公路建设的核心要求，看似很容易实现，然而，就我国目前公路建设的实际情况而言，要达到以上的对比效果，非常不容易。我国常规的公路建设过程中，施工痕迹比比皆是，生态不仅在施工过程中饱受摧残，公路通车后噪音、光线等多种因素对周边环境一定范围内都会造成影响。此外，湿地保护是生态公路建设的另一个重要特点。公路穿越湿地的情况极为常见，绝大多数情况下湿地都被完全破坏，不复存在。湿地被誉为地球之肺，在生态公路建设中，将会对湿地实行必要的保护，尽量保证湿地生态系统的完整，运用设计手段采用桥梁、涵洞等方式对湿地进行绕行回避，从而最大限度地保证湿地生态圈的完整。
二、生态公路的作用
生态公路理念作为在公路建设与环境冲突日益加剧的情
况下的产物，它所提倡的是实现公路建设与环境协调统一的
目标。我们现在居住的环境，整体而言生态系统都造成了极大
的破坏，保持及恢复生态系统是我们现在的重要任务，生态公
路作为保护生态环境的一个重要措施，也是现代公路建设的
重要形式，它的作用主要是以下几个方面：
（一）有利于自然环境的保护
生态公路的建设充分的尊重自然、正视自然，实现自然价值的最大化，减少对自然的破坏，展现原始生态之美。它在建设中不以破坏自然环境为代价，而是尽最大力量去保护或最小限度破坏，努力保持生态自然的平衡，降低原始公路建设对环境的干扰和破坏，因此有利于自然环境的保护。
（二）有利于自然资源的节约
生态公路以能源与物质的充分利用为倡导标准，在建设中尽量减少对资源环境的压力，使有限的资源得到最充分的利用，做到物尽其用。同时生态公路会因地制宜，利用已有的资源或当地的资源进行建设，减少对土地的占用，尤其是耕地、农林用地等有价值的土地，充分提高土地资源的利用效率，最大限度的发挥公路建设的社会、经济和环境效益，最终达到节约资源的有效目的。
（三）保护生物多样性
原始公路建设占用了大量的土地及林地，影响了大片动植物的生存空间，破坏了整体生态系统的稳定，最终造成动植物的生存能力下降，许多物种濒临灭绝，生物种类锐减。生态公路的设计与建造，以维护自然为宗旨，保持生物繁衍生存的空间，重视生物的生活环境，保证整体生态系统健康高效的运转，从而达到了保持生物多样性的目的。
（四）有利于整体景观的美化
我国公路的建设主要注重的是工程的设计是长久以来的主要问题，在过去的公路建设中，我们过分的强调安全，没有把整体的景观概念渗透到总体设计之中，造成现在的公路形式单一，缺乏变化性。在生态公路的建设中，设计充分考虑用路者的视觉感官和当地大的生态环境，保持公路建设与周边环境相协调，积极营造优美的景观，充分体现原始生态之美，为路人提供良好的视觉享受。
三、生态公路的实现方式
在我们充分的认识到生态公路的好处之后，我们就要在以后的公路设计中广泛的去应用。为实现生态公路的最终目标，我们就必须做好以下几点：
（一）做好生态公路前期设计规划
前期的规划设计是实现生态公路的关键步骤，它在很大程度上能够决定最终公路所能达到的效果和对周边环境的破坏程度。由此我们可以看出设计规划在总体过程中是最重要的环节。因此，在生态公路的设计中，每一项内容都要联系周边的环境进行考量，把“生态”概念渗透到所有环节之中，保护好沿途的动植物，满足其生存发展的需要，维护好整体的生态环境。
（二）做好施工进程中的生态保护
1、施工的设计要基于环境保护的目的，合理的安排施工程序与进度，最大可能的减少对临时用地的占用面积和占用时间，并要做到在工程结束之后恢复其原貌和地表植被。
2、具有环保意识，做到文明生产，减少施工中的环境污染。在工程之中，要高效的利用各种原材料，完工后要及时整理废旧材料，不乱扔乱放占用空间；对于容易产生灰尘或粉尘的原料，要及时遮盖或洒水，减少粉尘污染；同时还要保证尽量减少噪音污染，禁止夜间作业，避免影响周围居民的生活。
3、建立严格的验收制度，对不符合生态环境要求的工程，要绝不姑息，一定要使其进行返工。
（三）做好运营中的生态保护
1、前期的工程之中虽然已经严格遵守生态环境，但是由于气候等多种因素的影响，在后期的营运之中有可能会使原来的措施失去作用，像绿化带就可能因气候后期生长不良，对此就应该进行后期的整改。
2、在公路营运中汽车尾气、汽车噪音是主要的污染物。因此我们必须采取措施来降低此种污染比例。如：修建效果较高的隔音墙，禁止在像医院、学校等这样的地方鸣笛；制定严格的尾气排放标准，定期对路上车辆进行尾气排放检查，对不符合标准的车辆要严格进行处罚，责令进行整改。
3、建立突发事件的应急方案，对可能发生的环境问题充分进行考虑，做好预备方案，从而把突发事件造成的环境破坏降到最小。
（四）采用先进现代技术
随着我国社会的发展，人们对公路建设的方法和手段的要求也在不断地提高。传统的公路设计已经远远不能够满足人们对环境保护的目的，甚至是严重破坏我们的生态环境，制约我国公路的发展。因此，为了达到生态环保的目的，我们必须采用现代先进的科学技术，像航空摄影测量、遥感、地理信息系统、全球定位系统等现代技术为公路建设提供很好的技术平台，加强这些技术在公路建设中的应用，有利的促进生态环境的保护。
（五）加强环境管理与环境监测
环境管理必须贯彻与规划设计、建造及运营的全过程，我们要建立健全环境管理制度，对每一环节的环境保护工作进行有效的管理，为保护环境提供制度上的保障。同时我们还需要通过环境监测，随时的掌握环境的变化，应对突发的环境问题，制定有效的应对机制。环境监测也应该贯彻于全过程，为公路的选线设计提供可行性依据，评价工程施工进程中的环境保护措施和环境破坏程度，及时发现营运中的问题，采取有效的措施进行处理改善。
结束语
随着经济的发展，人们的生活水平在不断的提高，对生活的质量水平也在不断的提出更高的要求，生态环境的完善就是人们现在对生活环境提出的更高水平的要求。生态公路是现代公路的主要建造形式，它把“生态环保”理念贯彻于设计、施工及营运的全过程，符合我们现在环保的总体要求。本文主要通过介绍生态公路的概念，让人们从思想上充分认识生态公路，然后再从生态公路的作用中充分肯定生态公路的价值，这样我们就可以采取有效的手段去运用生态公路，使生态公路成为我国今后公路建设的主要模式，从而保护好公路区域的生态环境，符合我们现代社会倡导的“五位一体”的总布局。
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1.1低碳经济的介绍。随着全球资源方面的紧张，我国也在不断提倡可持续发展，节能减排，发展低碳经济。其实低碳经济主要是指在可持续发展的理论思想的指导下，通过一些科学技术比如技术创新、制度创新、产业转型等来减少温室气体的排放，最终达到经济社会发展和生态环境保护双赢的一种经济发展方式。对于目前的资源与环境状况，我们应该相对了解，目前全球的一些资源处于紧缺状态，而且随着人们的大量消耗资源并且对环境问题的忽视，使得全球变暖，温室效应产生，并且资源被大大浪费。因此，现在我们需要调整经济模式。产业结构的调整在国家和地区经济发展中发挥着非常重要的作用，并且影响着经济的发展。而根据目前的状况而言，现在低碳经济成为了顺应当下环境的主要理想的经济模式之一。
1.2低碳工程的基本理论。通过低碳工来优化土木产业的结构是非常好的理念，而低碳工程的发展更是大势所趋。而低碳工程的建立也有其自身的基本理论。首先就是可持续发展的理论。“可持续发展”这一概念早在1970年就被提出来。随着时代的发展“，可持续发展”的概念在不断改变，但是它的实质没有改变：既满足当代人的需要，同时不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。可持续发展主要就是要保持人与环境、人与人、环境与环境之间的一种平衡。在土木的产业当值，会消耗大量的能源，但是，要遵循可持续发展，才是真正的引入低碳理念。低碳工程的下一个基本理念就是循环经济理论。循环经济理论的目的实质上是为了推进可持续发展而产生的理论，它是一种实践模型，同时更是发挥低碳工程的重要理论。现在社会的人们对于能源的节约观念不是很强，因此，会导致资源的浪费，而该理论的实质主要是通过科学的手段来整合并且合理利用资源，最终实现经济的生态化。主要就是将废物进行再利用，把资源的输入减量化，从而使得整个资源成为一种可以把物质反复利用的过程。接下来是清洁生产理论。土木建设产业也一定会带来一些环境的影响，为了减少工程建设对环境的危害。而清洁生产理论主要就是运用先进技术来控制在生产工程中产生的浪费和污染，最终提高资源的利用率，提高经济效益。还有就是产业结构理论。该理论主要是通过各个的产业部门之间的明确分工及其产业结构的合理化，来减少产业建设过程中的资源浪费。
2对低碳工程下优化土木建设产业结构的思考
2.1加大宣传力度，增强低碳概念。对于土木建设的产业结构优化来说，低碳工程可以大大优化土木建设的产业结构。但是为了提高人们对于低碳概念的认识。因此，要加强低碳工程的宣传力度。虽然现在人们的生产生活都与土木建设工程是密不可分的，但是，对于土木建设的产业结构的优化问题以及环境保护方面都不太关心，认为土木建设产业的结构优化与自身没有太大的关系，不会影响自身的利益。除此之外，在城市土木工程的建设过程中，大部分的工作人员对于低碳理念非常缺乏，在施工过程中缺乏足够的重视，甚至有一些建设部门的职员丝毫不在乎资源的浪费。虽然我国的国土面积非常广阔，资源相对丰富，但是随着这一系列的资源浪费的问题的发生，我国现在的部分资源已经面临枯竭的难题。因此，为了保证土木建设产业通过低碳工程而得以优化，就需要大力宣传低碳概念，增强工作人员对于资源以及环境的重视度，相关的企业要对公司的职员进行定期的关于低碳观念的培养，较女性低碳关键的再教育。对于职员来说，要加强其生态保护的意识，提高其道德责任素质，将绿色生态保护落实到土木建设的施工过程中，最终优化土木建设的结构。
2.2加强工作人员综合素质的培养。低碳工程的实行不仅要知道其概念，更重要的是要引进土木建设方面的优秀人才。在土木工程的实际建设过程中，会涉及到许多技术上的问题，因此，为了实行低碳工程，就需要技术方面的优秀人才对土木建设产业进行优化。因此，土木建设公司在引进优秀人才的同时还应该对现有的公司职员进行专业素质的培养。建设企业应该多引进一些技术人员，多培养一些技术人员，在工作人员的低碳、环保意识的养成的同时，要树立执规的意识，增强他们的责任感从而进一步提高建设工程的质量，优化产业结构。除此之外，企业可以设立一些经验交流会，邀请一些建设工程的低碳概念以及资源利用方面的专家进行演讲和培训，使工作人员对土木建设过程中的低碳的概念更加清晰，还可以在施工单位的内部进行工作人员的经验交流，加强工作人员的联系，使得他们的工作更加协调，增进同事之间的感情，让他们学习别人的优点和长处，改善自己的不足之处，从而解决施工过程中出现的问题，建立高素质、高专业的人才团队来使土木工程的产业结构更加完善。相关企业还可以做一些策划，建立一些制度，来激发技术人员工作的积极性和工作热情，培养工作人员的生态环保理念，最终在低碳工程的实施下而优化其产业结构。
2.3合理开发资源，实行低碳工程。低碳工程主要的原理就是可持续发展的原理，因此，土木建设部门对于资源的问题的把握，就要更加仔细化，真正做到开发可再生和绿色资源的利用。在土木建设过程中，对于资源的利用要合理。例如土地资源的利用，要对土地的使用进行合理的规划，最大限度的利用现有的民用基础设施。在建设的过程中，减少空调等的使用，减少墙体青砖表面温度。在土地建设的过程中，在能源的利用上，可以考虑太阳能、风能、地热能等可再生资源，减少不可再生资源的使用与浪费。其次，在建筑的材料使用方面，要做到原料的节约。据调查显示，中国建筑施工每一年产生的建筑垃圾4000余吨，生产混凝土所产生的废物也在3.6万吨左右，因此，在施工原料上的浪费可想而知。因此，相关施工部门要尽量减少能源的消耗，或者开发出绿色环保的建材，进行大力推广。
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