51生态工程的基本原理

2020/5/30,第五章生态工程,2020/5/30,一、生态工程的概念,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。,2020/5/30,一、生态工程的概念,1.学科知识：2.技术手段：,生态学和系统学,系统设计、调控和技术组装,4.建设目的:,遵循物质循环的规律，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。最终目标：实现可持续发展。生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系,3.研究对象:,社会经济自然复合生态系统。,2020/5/30,阅读课本p107资料一，并思考讨论部分问题。,2020/5/30,1.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。,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。,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。生态工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径。,2020/5/30,阅读课本p108资料二，并思考讨论部分问题。,1、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。,2020/5/30,2、石油农业的生产模式应当怎样改进？,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。总的来说即是要通过生态工程来实现生态经济。,2020/5/30,生态经济：主要是指通过实行“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。,生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。它所遵循的基本原理是：整体、协调、循环、再生。,二、生态工程所遵循的基本原理,2020/5/30,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。,实例：无废弃物农业,1、物质循环再生原理,理论基础：生态系统的物质循环,通过积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥、沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中：优点：改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。,2020/5/30,2、物种多样性原理,理论基础：生态系统的稳定性,【资料分析】,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？而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？,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。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。,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。即使某个物种由于某种原因的死亡，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的破坏。,2020/5/30,3、协调与平衡原理,理论基础：生物与环境的协调平衡,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？,西部防护林建设应选种抗寒、耐旱，根系发达，适应性强的植物。西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。,2020/5/30,水葫芦泛滥对生态系统造成影响,外来物种入侵破坏本地物种多样性,2020/5/30,重视生物与环境的协调与平衡,开发利用本地生物资源，科学引进外来物种。,2020/5/30,4、整体性原理,理论基础：社会经济自然复合系统,自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。只有把生态与经济结合起来，才能最终达到可持续发展的目的。,2020/5/30,5、系统学和工程学原理,理论基础：,系统整体性原理,系统的结构决定功能的原理,分散式优于集中式和环式。,整体大于部分之和。,2020/5/30,三、生态工程的主要类型,1、物质循环利用的生态工程2、节水和废水处理与应用的生态工程3、山区小流域综合治理与开发的生态工程4、清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程,2020/5/30,实例1：退耕还林还草工程从1999年开始在四川省、陕西省、甘肃省试点进行，到2000年扩大到25省区，至2002年底，累计退耕还林5.9X106hm2。“三北防护林”,2020/5/30,实例2；湿地生态恢复工程,1、问题：在经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上80%的湿地资源。湿地的缩小会导致局部气候变劣、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等，湿地可以净化水质，涵养水源，蓄水防洪，调节气候，,2020/5/30,实例3：生态农业（无废弃农业）,有效地促进了物质循环、能量流动、信息传递的畅通；人与环境和谐共处；经济、生态环境和社会效益的同步发展,（1）物质的良性循环技术（2）清洁可再生的新能源开发技术（3）种植业和畜牧业合理优化技术,2020/5/30,1.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：,巩固练习,A协调与平衡原理B整体性原理C系统结构决定功能原理D以上都不是,2020/5/30,2.在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是,A开展生态旅游B发展畜牧业C增加木材产量D改善生态环境,2020/5/30,3.某牧草的留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来，后来发现，留种区草的叶子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因