高中生物_选修三_生态工程的原理.pptx

专题五生态工程 第一节生态工程的基本原理 一 生态工程的兴起 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 那我们用什么方法来实现 可持续发展 关注生态工程建设 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 讨论 关注生态工程建设 1 你对 石油农业 是如何理解的 3 石油农业 的生产模式应当怎样改进 讨论 2 如何理解 污染物是放错地方的资源 这句话 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 生态经济的定义 循环经济 生产原料 生态工程 二 生态工程实例及原理 废弃物只是放错了地方的资源 无废弃物农业 1 物质循环再生原理 理论基础是 生态系统的物质循环原理含义是指 生态系统中 生物借助能量的不停流动 一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质 另一方面又随时分解为原来的简单物质 即所谓 再生 重新被系统中的生产者植物所吸收利用 进行着不停顿的物质循环 资料分析讨论 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 2 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 资料分析讨论 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 在上面的例子中 深海的自然生态系统能进行更好的物质循环 只有保持生态系统较高的物种丰富度和营养结构 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 理论基础 生态系统的稳定性 内容 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 可以为各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相互依存 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 这样 就要求我们在生态工程设计和建设要保证物种多样性程度高 生态系统稳定性高 以保持生态平衡 意义 避免系统结构或功能失衡 资料分析讨论 水葫芦泛滥对生态系统造成影响 资料分析 从协调与平衡原理出发 想一想 在我国西北地区进行防护林建设时 应选择哪些树种 如果在该地区发展畜牧养殖业 你认为应该注意什么问题 几种西北地区特别适宜树种的介绍 1 沙棘 俗称 酸柳 酸刺 黑刺 2 山杏 主要指西伯利亚杏 3 刺槐 4 锦鸡儿 又称拧条 5 杜梨 6 沙枣 7 合欢 8 臭椿 3 协调与平衡原理 理论基础 与必修课中的种间关系 环境容纳量等内容有联系 环境容纳量 环境所能负担的种群的最高密度是 环境的负载能力 协调 主要是生物与环境的协调 强调生物要和环境相适应 平衡 是种群数量与环境的负载能力要平衡 协调与平衡原理要求我们在生态工程设计和建设时要考虑 生物要和环境相适应种群数量与环境的负载能力要平衡 林业工程建设中的问题 前边种树 后面砍林 解决方法 一方面号召农民种树 另一方面要考虑农民的生活问题 4 整体性原理 整体指社会 经济 自然复合成的巨大系统 只有同一协调当前与长远 局部与整体 开发与环境建设之间的关系 才能有效保障生态系统的平衡与稳定 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 资料分析 试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径 试分析 桑基鱼塘与普通的鱼塘或者桑树林最大的区别在哪里 桑基鱼塘改变了传统农业的结构 优化了组合 达到了改善系统功能的目的 这样的组合 优化了生态系统的结构组成 更加充分的利用能量 更加有效的进行物质循环 珊瑚礁 白化 在造礁珊瑚的体内 共生有大量的虫黄藻 正是它们为珊瑚染上绚丽的色彩 虫黄藻可以进行光合作用 一面制造养料 一面为造礁珊瑚的生长清除代谢的废料 二氧化碳等 和提供氧气 然而 珊瑚是一种活生物 极度敏感 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 1 系统的结构决定功能原理 桑基鱼塘 2 系统整体性原理 5 系统学和工程学原理 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 1 2 理论基础 整体功能大于部分之和 你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗 豆科作物和固氮菌的共生就是一例 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 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 系统学和工程学原理 1 系统的结构决定功能原理 2 系统整体性原理 小结 生态工程的原理 根据应用刚才我们所了解的各种原理 我们不难得出生态工程的概念 生态工程 人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法 通过系统设计 调控和技术组装 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 从而促进人类社会和自然环境和谐发展 三 生态工程的概念 注意 1 学科知识 2 技术手段 3 突出特点 少消耗 多效益 可持续发展4 最终目的 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的和谐发展 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 系统学和工程学原理 无废弃物农业 三北防护林建设中的问题 珊瑚礁生态系统的多样性 林业建设遇到的自然系统与经济 社会系统的关系问题 桑基渔塘 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的营养关系 太湖的富营养化问题 西北一些地区的防护林问题 基本原理 实例 沼气的利用 沼气工程介绍 补充资料 沼气工程 沼气的概念 什么是沼气 是各种有机物质 在一定的温度 湿度 酸度条件下 隔绝空气 如用沼气池 经微生物作用 发酵 而产生的可燃性气体 沼气的主要成分是甲烷 CH4 和二氧化碳 C02 其中甲烷占60 70 二氧化碳占30 40 还有少量氢 一氧化碳 硫化氢 氧和氮等气体 其特性与天然气相似 沼气的概念 农村户用沼气是由户用沼气池生产的 主要用来做生活燃料 还可以应用于农业生产中 如温室保温 烘烤农产品 储备粮食 水果保鲜等 城市垃圾中含有大量的有机物 通过填埋 厌氧发酵可产生沼气 结合我国沼气发酵原料的分布状况和国情 我国的沼气利用大致有以下两种方式 沼气的利用 加入原料 发酵罐 产生沼气 当沼气压力增大时 会将沼液和沼渣压入出料池 出料池 沼气发酵罐示意图 沼气的利用 当池内产生沼气时 储气间内的沼气不断增多 压力不断增高 迫使主池内液面下降 挤压出一部分料液到水压间内 当人们打开炉时 沼气池内的压力逐渐下降 水压间料液不断流回主池 这样 不断地产气和用气 使发酵间和出料间始终维持压力平衡地状态 沼气的利用 随着我国城市化和经济的高速发展 城市垃圾问题已变得日益突出 全世界每年产生4 9亿吨垃圾 而仅我国每年就产生近1 5亿吨 占世界垃圾总量的32 全世界垃圾年均增长速度为8 42 而我国垃圾增长率达到10 以上 城市垃圾中含有大量的有机物 通过填埋 厌氧发酵可产生沼气 如果这些沼气得到利用 可产生可观的经济效益和环境效益 垃圾填埋沼气 沼气的利用 垃圾填埋沼气发电 垃圾填埋沼气发电技术包括沼气收集 沼气处理 发电 变电 送电等环节 据国内已经投产运营的垃圾填埋气发电项目的建设案例表明 与垃圾焚烧发电相比 填埋沼气发电投资小 运行费用低 仅为焚烧费用的1 4左右 沼气工程介绍 沼气工程介绍 北京德青源2MW集中型气 热 电 肥联产沼气工程于2009年5月19日竣工 开始向华北电网并网发电 该发电厂除每年向电网提供1400万千瓦的绿色电力外 还产生相当于4500吨标煤的余热用于供暖 同时减少了8万多吨的温室气体排放 预处理 厌氧发酵 沼液贮池 沼肥用于果园饲料地等 生物脱硫 贮气柜 发电机组 发电 余热利用 鸡粪 废水 沼气工程介绍 工艺流程 当前 要进一步推广农村户用沼气 这是中国沼气过去和现在的重中之重 同时 目前也要大力发展城市垃圾填埋沼气以及污水沼气 这是能源和环保形势所需 在将来 随着我国城镇化的不断推进 纯农业人口将不断减少 城镇人口将大幅增加 城市垃圾填埋沼气以及污水沼气将成为中国沼气的重点 与此同时 集约化养殖将代替一家一户的养殖模式 届时户用沼气池将逐步退出历史舞台 养殖场大中型沼气工程将成为一股重要力量 沼气发展情景 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