生态工程的基本原理(1).ppt

触目惊心的污染，断子绝孙的发展之路！,你觉得本专题题图有什么寓意?,干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为 生态工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。,生态环境,生态工程的概念：,人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而,生态学和系统学,系统设计、调控和技术组装,促进人类社会和自然环境和谐发展,第一节 生态工程的基本原理,生态工程建设目的：,遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。,与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。,（一）关注生态工程建设,资料1： 1998年夏季，长江流域经历了自1954年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。,讨论:,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。 直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？ 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,资料2：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界10%的耕地养活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油农业”模式的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成很大障碍,讨论:,你对“石油农业”是如何理解的？ “石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力。把农业生产变成了机械过程和化学过程，废弃物和有害物质的数量很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。,3.如何理解“污染物是放错地方的资源”？,对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。,在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。,4.石油农业的生产模式应当怎样改进？,主要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是 。,生态经济,循环经济,生产原料,生态工程,为了可持续发展，走生态经济之路。,（二）生态工程所遵循的基本原理,是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。,无废弃物农业,1、物质循环再生原理,地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。,单一的樟子松林被松毛虫害死,食物链短而单调，缺少松毛虫天敌。,资料分析讨论：,遇虫害而死的樟子松,生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好,2、物种多样性原理,物种多而繁杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。生物多样性程度高，可以为种类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。,由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓度较高，使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长,西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“,处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。,3、协调与平衡原理,4、整体性原理,整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统,系统结构决定功能原理,若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：,工作的可靠性哪个高？,5、系统学和工程学原理,固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。,（2）系统整体性原理,系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,珊瑚礁“白化”,如果海水水温超过一定范围，珊瑚就会抛弃虫黄藻，恢复成白色，如果虫黄藻不再回来，珊瑚就会死去。,桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。,桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。,拓展视野,前景广阔的沼气工程,2单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理 A物质循环再生原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D系统整理性原理,1实现循环经济的最重要的手段之一是 A大力发展“石油农业” B生态工程 C清除污染物 D禁止产出污染物,3城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是 A物种多样性原理 B整体性原理 C物质循环再生原理 D系统学原理,4协调与平衡原理主要指 A生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B系统各组分之间要有适当的比例关系 C自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D物质循环和能量流动协调统一,练一练,5.人类设计生态工程的根本目标是 A促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展 B促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益 C防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展 D促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展,D,6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理 A系统整体性原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D整体性原理,7在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是 A系统整体性原理 B整体性原理 C系统结构决定功能原理 D以上都不是,8（多选）生态工程体系的特点是 A少消耗 B多效益 C可持续 D多投资,1.(07广东) “猪沼茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式 A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统 B.实现了物质和能量在系统中的循环利用 C.使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环 D.注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入,C,2(08山东基能) 生态农业是一个自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡，不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是 A病虫害的生物防治 B作物轮作、套种 C使用化肥提高作物产量 D秸秆等农业废弃物的资源化利用,C,3.（07年四川）在社会主义新农村建设中，四川某 地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生 态系统（如图所示）。下列叙述不正确的是 A.该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽 家畜 B.该生态系统中人的作用非常 关键，植物是主要成分 C.该生态系统的建立，提高了 各营养级间的能量传递效率 D.沼气池的建造和植树造林， 提高了该生态系统的稳定性,C,4、在我国南方某些地区建立了“桑基鱼塘”农业生态系统,获得了鱼、猪、蚕和粮全面丰收。右图是该生态系统的物质循环和能量流动示意图。请据图回答： (1)该生态系统所需的能量来自 。 (2)该生态系统的生产者是 。 (3)该生态系统中除了已知的生物种类外,还必须有 等生物作为 。 (4)在该生态系统内,物质经多次重复利用,提高了 率。 (5)该生态系统是根据的 原理建立的。,阳光,桑和稻,细菌和真菌,分解者,物质利用,物质循环再生原理,5.(08江苏生物) 江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。,（1）牛棚内产生的 可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的 可扩散进入牛棚。,二氧化碳,氧气,（2）秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行 ，腐熟的产物肥效提高，这是因为 。这种肥料用物蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。 （3）在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是 （4）牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、 和 。 （5）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了