高校校園生態系統可控性

萬 皓，林智莉，吳明紅，張 萌，何 歡，吳成武，徐 寧，馬 振

上海大學環境與化學工程學院, 上海 200444

高校校園生態系統可控性

萬 皓，林智莉，吳明紅*，張 萌，何 歡，吳成武，徐 寧，馬 振

上海大學環境與化學工程學院, 上海 200444

在環境問題日趨嚴重的背景下，人類一直在探索將城市生態系統改造成能夠自身循環、更好利用可再生能源、同時大幅減少排放的受控系統，但由于該系統的復雜度太高，可控程度較低，其實現難度很大。高校校園可視為比較典型的城市生態系統的子系統，在合理的管控與現代信息技術的支持下，高校校園最有可能實現生態系統可控化建設。對四個主要生態流(物質流、能量流、人口流、信息流)在高校生態系統中的作用進行理論闡述，針對具有中國特色、學生大規模集中居住的高校校園，提出了一種新的受控生態系統改造方案。通過對現有校園生態工程技術進行組裝，完成校園生態系統基礎構筑。利用綜合的校園生態系統信息流管理平臺監管校園物質循環、能量流動、人口流動，探討了可實現的高校受控生態系統的建設模式，最終提出了高校受控生態系統建設的理論模型，以期達到高校校園物質與能源利用效率最大化，降低碳排放，改善局部小型氣候群，進而改善環境大氣候。研究結果如能較好的應用到實踐中，將為城市生態系統建設提供重要參考，意味著現代生態學將為人類發展作出一定的貢獻。

受控校園生態系統；生態流；信息流系統

自20世紀60年代以來，人口危機、能源危機、資源危機、環境危機等已引起世人的矚目，生態學被認為是解決這些危機的科學基礎。生態學與人類環境問題的結合是20世紀70年代后應用生態學中的最重要領域，新的交叉學科如環境生態學、城市生態學等應運而生。系統生態學，被著名生態學家E.P.Odum譽為“生態學中的革命”，更是現代生態學在方法論上的突破。生態模型是系統生態學的核心[1]，多變量、非線性的系統分析和數學模型融入生態系統模型中，使生態系統逐步實現可控化。高校作為一種比較典型的城市生態系統的子系統，因其占地面積大，人口集中，帶有明顯的區域群落生態系統特征，可視為一個多種因素相互作用獨立完整的人工生態系統，具有較高的可控性與可操作性。本文將系統生態學理論和高校校園管理實踐相結合，認為高校是最佳的人工受控生態系統的實踐地。對此系統的進一步拓展，將可以適用于所有可全面或部分管理下的大規模人類生活區，以拓展現代生態學的應用空間，達到改善人類生存環境的目的。

1 國內外相關理念與實施現狀

Richard Register的生態城市理論[2]運用到高校校園建設[3]，主要強調生態可持續性。各國應用環境管理系統于校園管理的研究[4-7]也不少，主要強調高校生態管理。國際上從1960 年代的“生態建筑(Arology)”到1993 年《芝加哥宣言》所倡導的“可持續建筑(Sustainable Construction)”，再經過其后多年的實踐、研討、總結發展到現階段的“綠色建筑(Green Building)”，進而提出具有可操作性的設計原則、技術措施和評估標準。具有代表性的是美國的《綠色建筑評估體系》(LEED)。

2001年北美432所高校簽署Talloires Declaration 協議，加入高校可持續發展建設。2005年成立SEI(Sustainable Endowments Institute)，該組織實時記錄各大高校生態、節能、可持續發展建設或改建狀況，形成green report card定期匯報各大高校生態節能改造項目。其中，耶魯大學(Yale University)、迪金森學院(Dickinson College)、美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)等實行了校園可持續性改造：構建雨水管理系統；生物鍋爐改造，發展生物柴油廠、大型校園地熱能；新建或者改造樓宇必須符合LEED Gold standards及以上要求；采取節能措施, 如能源管理系統、電力計量、節能照明、溫控等；從節能教育管理著手，通過可替代燃料校車改造，以及學生教職工乘車優惠激勵政策[8]。

國內相關理念以生態校園、綠色校園為主，并在我國創建節約型社會背景下提出節約型校園建設，部分高校實踐已卓有成效。香港大學、清華大學、同濟大學等已在建筑節能、能耗監測、運行管理節能、中水回用系統[9]、雨水攔截、餐廚垃圾資源化利用等多個方面做出示范。

我國目前建有各類高校近2000多所，學生總數超過2500萬人，各高校逐漸成為重點能源消耗大戶，建設綠色節約型高校勢在必行，此外，高校是高新科技的發源地，高校學生是未來社會的精英，為這個群體提供生態服務有利于對未來社會生態可持續環境的友好發展打下思想基礎。建設高校受控生態系統成為實現這一目標的必然選擇。中國高校整體可控生態系統化建設與國外分散式、開放式校園相較的優勢是：中國高校普遍具有半封閉特征，大規模人群集中居住、活動(約95%的學生宿居校園)，形成“圍墻”模式，其內部可控性較強。高校生態系統的復雜多樣性促進可再生能源利用，集中可控性實現了受控生態系統理論物質能源管理模式和技術體系的創新。由國內外的科研與實踐可見，高校都是通過局部節能減排措施以達成某一單方面的可持續性發展建設目標，但未進行整體規劃和可控化構建，容易顧此失彼。因此，形成整體可控化構建有利于平衡各項目標，Yong Geng等[10]在沈陽大學的實踐經驗一定程度上填補了這一研究空缺，本文進一步提出受控高校生態系統的整體建設框架。

2 高校受控生態系統理論模型

2.1 受控校園生態系統

受控生態系統是指受人工控制的規模較大的生態系統，通過對輸入以及系統內部結構和功能的管理調控，達到系統最優產出。在人類生活中，由于系統內的結構非常復雜，難以對其進行精確地度量，更難實現理想的管理。高校作為獨立完整的人工生態系統，存在大規模聚居人群，生活方式相似，日常活動集中，廢棄物產生也較為集中，師生行為的可控性強，使得能源輸入與輸出的可控性十分顯著。因此，構建受控校園生態系統可行性顯著，該系統的復雜多樣性促進可再生能源利用，集中可控性實現了受控生態系統理論、物質、能源管理模式和技術體系的創新。

校園生態系統的功能是由其中互相聯系、互相作用、互相促進的物質流、能量流、人口流、資金流和信息流來完成的，這些流稱為生態流[11]。本文以校園生態系統理論為指導，以校園生態工程為技術依托，構建受控校園生態系統，具體框架示意如下。

如圖1所示，通過校園生態工程實現物質流與能量流以及信息流的基礎構筑，進而實現對人口流的生態教育與管控。每個生態流之間相互作用、相互依托組合形成高級受控生態系統。隨著理論與技術日趨成熟，高校受控生態系統脫離空想，逐步成為可實現的建設模式。

圖1 高校校園受控生態系統建設示意圖Fig.1 Construction of controlled ecological system of colleges and universities

2.2 物質流

I.G. Mason等提出校園物質循環的“零排放”構想[12]，“零排放”是一種理想狀態，以高校生態系統作為實踐地，構建豐富層次的生態結構，增強其自我更新和抵抗外來干擾的能力，并形成小型生態系統內部自循環，逐步實現 “趨零排放”。高校生態系統物質循環主要包括水循環，碳循環，固廢循環。

2.2.1 校園水循環

校園水循環如圖2所示，涵蓋市政供水系統，中水系統，雨水收集系統三方面。

圖2 校園水循環示意圖Fig.2 Water circulation on campus

市政供水系統主要包括日常盥洗用水、食堂用水；加裝過濾系統的直飲水；中高標準用水需求(如澡堂、游泳池、實驗室等)。

中水系統，高校建設中水系統有其獨特優勢。首先高校建筑用水點集中(宿舍區用水量約占學校總用水量的70%左右)，雜排水來源容易，多為優質排水，可生化性強(對實驗室特殊污水要另行處置)。其次，在高校中中水管道鋪設較容易，成本較低，經過中水系統的回收水也可就地消化，作為校園綠化用水、景觀用水、以及沖廁用水。

雨水收集系統，可通過屋頂、道路來收集雨水，而后可相應儲存于地下。基本上每一個屋頂都能成為綠色空間，開放空間和校園綠地也是主要集中儲存雨水的理想空間，雨水能提供自然通風、植物灌溉的功能。雨量過大時，設施應能將多余的淡水滲透至地下用以補充地下水位。

校園水循環通過信息流建設，對每個用水、排水點進行監控，管制，節流，從而達到水資源最大化利用。將水循環各系統的數據整合到信息流系統中，形成校園生態系統受控水循環。

2.2.2 校園碳循環

如圖3所示，校園生態系統的碳循環較之自然界的碳循環有更多的人工參與度，也相對簡單，從外界輸入糧食、辦公用品等物質，經過人、動植物的共同作用，產生固體廢棄物、餐廚垃圾等可利用資源。通過建立合理有效的生物質能轉化設施，將餐廚、糞便、植被枯落物等資源化為沼氣，甚至是生物燃料，提供鍋爐房、汽車等的能量來源，處理后的污泥可作為植物肥料。高校具備教育的基本職能，可發動學生的環保積極性，將所產生的全部垃圾進行分類，其中的可生化處理濕垃圾都納入沼氣轉化系統。

圖3 校園碳循環示意圖Fig.3 Carbon circulation on campus

有機碳主要以食材的形式進入校園，將后勤物流信息系統升級為定量化核算系統，計算每天進入校園生態系統的含碳物質總量，通過對購入食材的總量與廚房產生的廚余垃圾與泔水的差值得出師生共消耗的物質總量，通過對食材的消耗和轉化形式的定量化分析，可以達到對校園碳循環進行合理管控的目的。另一方面，校園綠化系統固定二氧化碳，運用自然生態系統理論，通過對校園綠化面積和種類的分析以及氣候條件的分析，定量化得出校園綠化系統對碳循環的貢獻。將有機碳的量化信息整合到信息流系統中，形成校園生態系統受控碳循環。

2.2.3 固體廢棄物——校園典型耗材的循環

高校耗材具有典型性、集中性、重復性等特征，人流物流具有周期性，倡導、組織學生進行校園垃圾分類工作，實現可回收垃圾的最大化分揀，形成校園垃圾分類系統[13]，提高利用效率的同時還可以將垃圾輸出量減到最低；其次，以信息流為核心，結合電子商務等技術手段搭建二手物品交易平臺，對自行車、書籍、電子產品[14]等耗材進行實時回收利用，在高校內部形成自循環[15]；建立校園宣傳無紙化環境等等，這些舉措都可以在降低物質和能源輸入、減少廢棄物輸出的同時不影響甚至改善學生的生活質量，實現低碳環保的校園建設。

2.3 能量流

高校生態系統是一個多種因素相互作用的高級生態系統，高校的人居、建筑、景觀生態、設備具有極強的交互性，人居的節能行為、建筑的全生命周期能源管理、景觀綠化的多樣化、設備的節能改造與系統化信息控制、能源設備的環境管理及可再生能源利用之間的細小優化都可對整個高校能源系統產生重要的推動作用。

如圖4所示，校園建設及運行供能以市政供能為主，輔以太陽能、風能等可再生能源，餐廚垃圾、生活垃圾、生活污水等生物質能可作為潛在的能源來源，通過技術組裝實現能源轉化再利用。高校市政供能以水、電、煤、天然氣、成品油等為主，通過校園能耗使用平臺，對校園內各建筑、鍋爐等能量轉換設施進行統一管理，分析其用能特性，找出節能空間，并制定技術改造方案措施，以達到用能減量化的目的。

圖4 校園能源流動簡圖Fig.4 Energy flow on campus

2.4 人口流

人口流作為生態流的核心，一方面人對整個生態系統的運行起到至關重要的作用；另一方面，以人為本的思想指導下，建立良好的生態系統最終服務對象是人類本身。提升高校師生對生態系統建設的參與度，形成“3E(Environment, Education，Economic)”良性循環，將有效地促進新型高校受控生態系統的形成。

調控人口流動，縮減能耗。由于高校建筑中的時間和空間利用率與一般公共和商業建筑有很大區別，因此套用一般建筑節能標準和管理方式行不通，必須結合人員流動來對建筑內的用能設施進行有效管理。管控耗能建筑內部人口流動來縮減能耗量，如山東建筑大學等一些高校，建設室內能耗管理系統，通過對人流進出和移動的分析，對教室、辦室內的燈光和空調進行控制。

高校特色生態教育是輔助管控人口流的有效手段。首先，現有的教育生態學表明，學校所具有的規模和組織結構、所提供的物質環境、推崇的價值觀念、熔鑄的行為模式等等，構成了受教育個體的學習情境，他們對受教育者行為造成了明顯的影響[16]。其次，生態舒適度的提高，讓人們感受到生態、節能帶來的便捷舒適的同時，能夠讓人們直接、間接地受到環境熏陶，進而影響人口流動與人口的用能方式。

2.5 信息流

2008年，財政部撥款對清華大學、同濟大學等12所示范高校建筑節能審計和能耗監測平臺建設給予補助，從示范效果看成效顯著。據統計，2008年全國近百所高校人均每年建筑能耗在37kWh/a，而開展示范的高校人均能耗僅有12kWh左右，表明建立高校能源管理體系，在高校開展節約型高校建設活動有廣闊的空間。該項目近年來進展較快，現已有幾百所高校得到了該項資助。

本文以高校建筑能源利用監測平臺的全國推廣為契機，提出將其擴展升級為一個綜合的校園生態系統信息流管理平臺，對全校物質流、能量流、人口流的輸入輸出進行全過程、全周期監控，從而構建能流平衡圖、物流平衡圖。同時提出以校園生態工程建設為落實手段，通過新技術應用和多種技術組裝，盡可能實現能量高效利用和物質循環的最佳形態。將其作為系統性管理校園生態系統、實現全過程可控化的重要技術基礎。

為實現校園生態信息監管系統的最大化利用，該系統通過人口流、物質流、能耗數據采集技術集成，以完成數據原料的收集，如圖5所示，收集到的數據進行匯總、分析，形成物流平衡圖、能流平衡圖、以及個人消耗量統計，進而指導人群的行為，具體如下：(1)物質流方面，監控校園用水量、用電量以及糧食消耗量、餐廚垃圾量、污水量等可循環資源量，達到可計算，可控，避免浪費的目的。(2)能量流方面，能耗監管為能源管理提供科學的數據支持，為能源審計、能源公示提供相應報表，為節能技術改造提供數據參考。(3)人口流方面，通過一卡通門禁卡實現校園人口活動的監管，計算個人能耗，物質消耗量，并以此為依據劃定節能指標。

圖5 校園生態信息監管系統示意圖Fig.5 Ecological information monitoring system on campus

3 校園生態工程

H.T. Odum最早提出生態工程并定義為“為了控制生態系統，人類應用來自自然的能源作為輔助能對環境的控制”，“人類利用少量的輔助能對環境進行管理，來控制以自然資源為基礎的生態系統”，“管理自然就是生態工程，它是對傳統工程的一個補充，是自然生態系統的一個側面。”。馬世駿將生態工程定義為，應用生態系統中物種共生與物質循環再生原理，結構與功能協調原則，結合系統分析的最優化方法設計的促進分層多級利用物質的生產工藝系統。生態工程的目標是促進自然界良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防治環境污染，達到經濟效益與生態效益同步發展。它可以是縱向的層次結構，也可以發展為幾個縱向工藝鏈鎖橫向聯系而成的網狀工程系統[17]。

生態工程理論融入校園生態系統實踐中，即校園生態工程，利用自然能源作為輔能，充分發揮可再生資源的生產潛力，是受控校園生態系統的技術支撐。本文探討校園生態工程技術集成數據庫的建立，以期提供全國范圍的校園生態校際技術交流平臺。

3.1 高校生態建筑

合理的生態建筑可更新能源系統、促進內部物資的循環再生，并與周邊建筑或社區的社會、經濟功能相輝映。映射氣候的建筑規劃，充分利用有利氣候、太陽能等可再生能源和自然條件，降低不利氣候的影響，并能連續調整室內微氣候以適應天氣的反復無常，清潔低耗，綠色環保。

3.1.1 建筑節能

采用建筑節能技術提高自然能源的利用率，形成大型生態空調設施，具體措施包含：自然通風、自然采光；建筑外墻外窗保溫；建筑室外照明：采用風能結合太陽能方式，有效降低對傳統電力的需求；太陽能光電系統發電遮陽結合建筑外壁綠化[18]，增加陰涼面積，以減少屋頂太陽能輻射。此外，綠色照明也是建筑節能的重要部分，引進更為節能、高效、智能的照明產品，以達到降低能耗、節約能源的目的，打造綠色、環保、低碳、節能的生態模式。

3.1.2 建筑景觀生態

根據建筑物特點，建筑景觀生態以屋面綠化和墻面綠化為主。高校存在大面積建筑屋面和墻面，利用生物氣候學改善建筑能源效率，根據建筑屋頂和墻體的結構特點、荷載以及生態環境條件，選擇生長習性與之相適應的植物[19]，通過一定技藝[20]，在建筑物屋頂、墻面及一切可資利用的空間建造綠色景觀。眾多科研成果表明屋面綠化有多方面積極作用: 夏季降低室內溫度[21- 22]，減少空調等能耗，減少城市“熱島效應”[23]；通過屋頂綠化中的土壤層與排水層，儲存雨水[24]，使城市雨水徑流變得緩和，減輕雨水排水管壓力；利用植物與土壤聯合作用，去除屋面雨水徑流中的污染物[25- 26]，提高雨水資源利用。此外，屋面綠化還可以補償土地、美化環境、改善校園面貌，為人們提供休閑去處，提升生態舒適度。

3.2 可再生能源的利用

太陽能是地球上的主要能源來源，也是潔凈、安全、可持續供給、應用最廣、最具開發前景的可再生能源。高校建筑特點明顯：校園面積大，高層建筑少，容積率小，屋面面積大，如圖6所示，太陽能照明系統、太陽能熱水系統、太陽能采暖系統、太陽能通風系統、太陽能空調系統、太陽能光電系統在高校中有巨大的應用可行性。合理充分地利用太陽能，可以實現校園部分用電自供，建立太陽能路燈系統，實現建筑樓宇太陽能供暖，提供大型空調系統的用電，例如，新型太陽能復合超導冷暖空調，制熱時以太陽能和可再生的生物質燃料為主要能源。制冷時借助少量的電能利用地源低溫，采用超導能量輸送系統直接制冷，達到最合理的節能的制冷效果。此外，利用太陽能和熱泵循環系統的結合，通過熱泵循環提高其能源品位，克服太陽能熱水器陰雨天不能工作的缺點，為校園辦公樓宇提供熱水。充分利用這些可再生自然資源，為校園供水、供電，達到節能環保，降低能耗和成本的效果。例如，上海大學將其寶山校區的4臺共32蒸噸的燃油鍋爐廢棄，使用太陽能熱水系統為浴室、食堂、賓館和游泳池提供熱水，并輔以空氣能熱泵和天然氣系統，其中的所有環節都通過遠程計量系統發送到中心機房進行分析后以自動加人工的方式進行調配。通過一年的精確化運行，已為學校節省1700t標準煤的能源，并且提高了各類用戶的滿意度，實現了非常好的經濟、社會和環境效益。近來，很多學校已在試點建設的分布式光伏發電系統，甚至可以達到兆瓦級別。

圖6 太陽能綜合利用系統示意圖Fig.6 Solar energy utilization system

校園內的另一類可再生能源是生物質能，如校園的綠化枯落物經干燥壓縮后可作為環保型燃料[27]。而餐廚垃圾也是一種生物質能的資源，其產生時間、地點集中，便于建設生物質能轉化設施，上海大學已經試點建設了日處理量1t的餐廚垃圾沼氣發生設備，在無害化處理垃圾的同時每年可獲得超過20t標準煤的再生能源。

部分地區的校園內可能有獨特的天然可再生能源如風力發電、地熱資源等，也可以加以利用。這些再生能源都可通過信息系統納入用能集中管理，更進一步，可通過氣象信息預測可再生能源產生情況以精確調配對其他能源的投入，達到最大化利用可再生能源、減少二次能源的投入。

3.3 校園生態工程技術數據庫

探討校園生態工程技術集成數據庫的建設。各高校根據自身實際情況：水文、地貌、資金力度等以及每個校區不同目標，不同需求，從技術集成數據庫中選擇合適的技術，減少為了低品質的目標使用高品質的產品的現象[28]，從而節約成本，避免浪費。

結合信息流系統搭建高校間生態工程技術交流平臺，支持各大高校共享技術與建設成果、效益，實時更新，對在建或待建高校起到指導作用，促進大范圍高校受控生態系統的建設。

4 高校生態系統建設原則與評價體系的建立

國內高校生態工程建設還處于試點高校試運行階段，將這些成果歸納總結，探討建立統一的、規范化的生態系統建設原則與評價體系，可有效指導即將開展的各項高校生態、節能、環保項目。首先，建立高校生態系統建設原則，在規劃建設階段予以理論指導；其次，完善評價方法，現有研究將能值法[29]、熵權法[30- 31]、生態足跡[32]、碳足跡[33-34]、投影尋蹤[35]、模糊層次綜合評價法[36]等用于城市與校園生態系統評價，但是目前對各種評價方法應用到高校生態系統中的利弊分析方面還缺乏研究，應完善并規范評價方法形成統一的評價標準；再者，關于評價指標體系的研究已有不少[37- 40]，都各成一家之言，統一評價指標以及其在整個評價指標體系中的權重分配，形成校園生態系統評價指標體系樹狀圖，有據可查；最后，構建高校校園受控生態系統成果展示平臺，記錄、匯報各大高校生態、節能、可持續發展建設或改建狀況，加強各高校技術交流，完善評價體系，能夠有效促進生態系統的理論與技術發展。

5 總結

高校受控生態系統的核心是信息流，如圖7所示，校園生態系統中各生態流之間相互作用，通過物質流、能量流內循環模式對校園生態系統進行可持續生態化建設，對人口流動的監管，以及生態節能意識教育，促使高校形成高級受控生態系統。

圖7 高校受控生態系統生態流模型簡圖Fig.7 Ecological-flow model in university′s controlled ecosystem

高校校園受控生態系統建設具有較高的可行性，本文作者及其團隊正在以某大學為實踐地，將本文核心思想——校園受控生態系統，落實到高校校園中。硬件上，正在逐步構建校園水循環、碳循環，在已有的雨水收集系統的基礎上，進一步試行中水回用項目、樓層直飲水、生物質能回用；學校的多項大、中型節能造項目、校園生態信息流管理也已開始試運行，與此同時，生態校園宣教工作、學生相關實踐活動等也逐步展開。

利用高校受控生態系統模型可診斷、分析高校校園的可改造點，在該系統得到一定數量的高校應用之后，可形成相關高校的大數據庫，通過對此類大數據的進一步挖掘分析，可以從中得出更多的信息，以提出更好的節能環保改造方案。

而隨著未來智慧城市概念的進一步落實，許多今日在高校中可以獲取但在城市生活中難以獲得的數據信息都將逐步通過技術發展而為人類掌握，我們現在所建設的校園受控生態系統就可能擴展到更多人類聚居的空間，為拓展現代生態學的應用、實現改善城市生態系統的整體功能，為人類提供更加美好的生活環境起到更多貢獻。

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Realization of a controlled campus ecosystem

WAN Hao, LIN Zhili, WU Minghong*, ZHANG Meng, HE Huan, WU Chengwu, XU Ning, MA Zhen

SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200444,China

The increasing seriousness of environmental problems is becoming a pressing social issue. Much attention is given to exploring ways to change this situation, with ecology being considered the most effective and sustainable solution. With increasing human development, cities have become the most important form of human settlement. Many studies have examined how to reform cities into managed ecosystems that are more self-contained, achieving a greater utilization of renewable resources and less contamination and emissions. In practice, it is difficult to realize such a system, due to the complex and uncontrollable behavior of city flows. However, college and university campuses may be viewed as representing a simplified eco-city that, through human intervention, is most likely to be reformed into a controlled ecological system through modern information technology and effective management. Thus, the authors investigated the possibility of realizing a controlled campus ecosystem. The study examined the main ecological flows within the ecosystem, which include flows of material, energy, population, and information. The role of the four ecological flows in the metabolism of a campus ecosystem is delineated in this article. At present, a university campus in China typically has many students, faculty, and staff who study, live, and produce there. The campus system has become increasingly energy-intensive and resource-intensive, subsequently discharging increasing quantities of waste to the environment. Therefore, it is necessary to find ways to reduce these outflows, such that the campus system becomes more sustainable. By recycling and reusing waste-water and solid waste, the campus may be transformed into an independent ecosystem. This process raises the possibility of a new approach to reform typical Chinese campuses. Ecological engineering technologies, such as solar energy, green roofs, the use of heat pumps, and high-tech information collection systems, etc., were applied to optimize the construction of the campus ecosystem. The Information Flow System (IFS) utilized data on human activities and the flows of energy and matter to more efficiently manage matter circulation and energy flow. This paper presents a theoretical model of how to form a controlled ecological system, and discusses the possibility of realizing the construction and management of an ecologically controlled campus. These efforts are expected to maximize the efficiency of energy and material use; thus, reducing carbon emissions and associated climatic and environmental impacts. If this theoretical model could be realized, it would provide a valuable reference for eco-city construction. Furthermore, this model would make a significant contribution the modern ecology of humans.

controlled campus ecosystem; ecological flow; information flow system

2014- 01- 04;

日期:2015- 04- 14

10.5846/stxb201401040026

*通訊作者Corresponding author.E-mail: mhwu@staff.shu.edu.cn

萬皓，林智莉，吳明紅，張萌，何歡，吳成武，徐寧，馬振.高校校園生態系統可控性.生態學報,2015,35(21):7172- 7181.

Wan H, Lin Z L, Wu M H, Zhang M, He H, Wu C W, Xu N, Ma Z.Realization of a controlled campus ecosystem.Acta Ecologica Sinica,2015,35(21):7172- 7181.