高二生物选修3--5.1生态工程基本原理.ppt

专题5生态工程 5 1生态工程的基本原理 人类应用生态学和系统学的基本原理和方法 通过系统设计 调控和技术组装 对已被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 从而促进人类社会和自然环境的和谐发展 生态工程的概念 理论基础 生态学和系统学 技术手段 通过系统设计 调控和技术组装 操作过程 对已被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 最终目的 促进人类社会和自然环境的和谐发展 阅读科技探索之路生态工程的兴起 思考 从以往的历史看 经济发展和环境污染有什么关系 他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢 可持续发展 的内涵 SustainableDevelopment 经济发展不仅要满足当代人的需要 还要不危害后代人发展能力 即经济和环境协调发展 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 生态工程建设的目的 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 1 导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么 2 洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题 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 解决长江洪水泛滥的措施有 我国政府提出的 积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林 计划 即以生物措施为主 结合工程措施 提高森林覆盖率 退耕还湖 和改革不合理耕作方式等 在进行生态工程建设时 要考虑到怎样解决农村 尤其是湖区或山区的迁出人员 的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入 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 资料分析二 1 你对 石油农业 是如何理解的 资料分析二 石油农业 是指大量使用化肥 农药 机械的农业生产方式 由于需要大量的石油 煤 天然气等作为原料或动力而得名 2 石油农业的生产模式应当怎样改进 石油农业 大量使用化肥 农药和机械的生产方式 因对石油等能源有高度的依赖性而得名 它把农业生产这一复杂的生物过程 变成了简单的机械过程和化学过程 由于其投入高 产出也高 对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用 但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大 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 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 3 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗 除日常生活中能够发现的实例外 农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中 世界上影响较大的有蓝婴病 1973年 美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症 蓝婴病 其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10mg L 这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合 形成高铁血红蛋白 高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧 患儿的临床症状是在口 手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色 呼吸困难 腹泻 呕吐 抽搐 严重的会失去知觉 甚至死亡 硝酸盐来源于点源污染 如下水道 畜禽养殖场等 或非点源污染 如对农田 公园 草地等的施肥 4 如何理解 污染物是放错地方的资源 这句话 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 关于生态经济 生态经济主要是通过实行 循环经济 的原则 使一个系统产出的污染物 能够成为本系统或者另一个系统的生产原料 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就是生态工程 二 生态工程所遵循的基本原理 1 物质循环再生原理 没有物质循环的系统 就会产生废弃物 造成环境污染 并最终影响到系统的稳定和发展 生态系统稳定性的概念 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力 两种稳定性区别 比较两种稳定性 抵抗力稳定性 抵抗干扰 保持原状恢复力稳定性 遭到破坏 恢复原状 自动调节能力 无废弃物农业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 循环往复分层分级利用目的 取之不尽 用之不竭 资料分析 1 为什么樟子松林的松毛虫会肆虐 几十亿株杨树会毁于一旦 纯樟子松林 杨树林的生物多样性低 食物链短而单调 缺少松毛虫 天牛的天敌 而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源 因而会导致了树林的毁坏 为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中 保持着很高的生物多样性 资料分析 珊瑚礁区的生物多样性高 食物链复杂 不同的生物占据了不同的时间位 空间位和资源位 因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境 例如 氮 磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外 2 从上面正面和反面的实例 你能得出怎样的结论 你认为生物多样性的破坏有人为因素吗 只有保持生态系统较高的生物多样性 才能保证生态系统的稳定和平衡 生物多样性的破坏有人为因素 而且往往作用巨大 2 物种多样性原理 物种越丰富 生态系统的抵抗力稳定性越高 1 下列关于生态工程的说法 错误的是 A 与传统工程相比 生态工程是一类少消耗 多效益 可持续的工程体系B 能防止环境破坏和环境污染C 遵循生态系统物质循环规律 能提高能量利用率D 生态工程能解决所有环境问题 可以走 先污染 破坏 后治理 的道路2 生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是 A 整体性原则和生态工程B 循环经济和生态工程C 循环经济和工程学手段D 无污染原则和系统学手段3 生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡 也会很快有其他物种占据它原来的生态位置 从而避免了系统结构或功能的失衡 这体现了生态工程的什么原理 A 物种多样性原理B 整体性原理C 协调与平衡原理D 物质循环再生原理 课堂练习 D B A 物种多样性原理 原因 解决方法 水葫芦 原因 解决 引进该注意什么 资料分析 环境承载量 协调和平衡原理 协调与平衡 处理好生物与环境的协调与平衡 需要考虑环境承载力 如果生物的数量超过了环境承载力的限度 就会引起系统的失衡和破坏 S曲线 K值 山民宁愿忍受 不仅考虑自然系统 整体性图 整体性 举例 整体性原理 只要应用整体性 自然 社会 经济 原理 才能统一协调当前与长远 局部与整体 开发与环境建设之间的关系 保障生态系统平衡和稳定 新 系统学 工程学 还能再连 桑基鱼塘 系统的结构决定功能 利用这个原理 改善和优化系统的结构 从而达到功能改善的效果 组分之间相互作用 珊瑚白化 系统整体性原理 例子 系统整体性原理 系统整体性 系统各组分之间要有适当的比例关系 才能顺利完成能量 物质 信息的转换和流通 并且实现总体功能大于各部分之和的效果 区别 系统整体性与整体性 区别 归纳生态工程 归纳 生态工程的 基本原理物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性系统学和工程学系统的结构决定功能系统整体性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 特点少消耗 多效益 可持续发展 与物质循环有关的肥料问题 Goback 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 能量的多级利用和物质的循环利用 桑叶用于喂蚕 蚕可以生产蚕丝 桑树的凋落物和蚕沙 粪 落到鱼塘中 作为鱼的饲料 经过鱼塘内的食物链过程 可以促进鱼的生长 甘蔗可以榨糖 糖渣用来喂猪 猪的排泄物也进入鱼塘 鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解 又可以作为桑和甘蔗的有机肥料 桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地 发展了多种经营 为农民创造了多种收入的门路 完全符合 无废弃农业 的要求 桑基鱼塘系统物质 能量流动示意图见下图 体现了哪些原理 科技新农村 试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释 1 畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量2 使用堆肥和沤肥法实现生态农业3 广东大量引种木麻黄作为行道树 一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏 后来从国外引进澳洲瓢虫 已持续发挥了控制害虫的作用 4 针对过度放牧的草原 一方面要减少畜牧量 进行草地承包 有效管理 另一方面要设法增加农牧民的收入途径 物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理 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 练一练 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 练一练 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 练一练 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