第五章-第一节-生态工程的基本原理

1、全球气候变化,皮之不存毛将焉附,关注全球性生态环境问题,2、水资源短缺,3、臭氧层破坏,4、酸雨,5、土地荒漠化,、海洋污染,、生物多样性锐减,这些全球性的生态环境问题，对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类的生存和发展。,专题5生态工程,第一节生态工程的基本原理,一、生态工程的概念及建设目的,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,生态工程的概念,二、关注生态工程建设,资料分析一,1.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:,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。,二、关注生态工程建设,资料分析二,1.你对“石油农业”是如何理解的？,讨论,2.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？,3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？,4.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。,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。,“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。,二、关注生态工程建设,生态经济,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。,循环经济,生产原料,生态工程,三、生态工程所遵循的基本原理,1、物质循环再生原理,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。没有物质循环的系统，就会产生废弃物，造成环境污染，并最终影响么系统的稳定和发展。,资料分析讨论,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。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。,三、生态工程所遵循的基本原理,2、物种多样性原理,2、物种多样性原理,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？,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。,三、生态工程所遵循的基本原理,物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高,3、协调与平衡原理,资料分析讨论,-需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应。,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，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？,三、生态工程所遵循的基本原理,水葫芦泛滥对生态系统造成影响,应种植沙棘、山杏、刺槐、锦鸡儿（又称拧条）、杜梨、沙枣、合欢、臭椿等抗性强，生长快，耐盐碱力强，可改善生态环境，绿化荒山、水土保持、防治风沙当地树种。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。,4、整体性原理,资料分析讨论,三、生态工程所遵循的基本原理,整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统,自然生态系统是通过生物与环境、生物与环境之间协同进化而形成一个不可分割的有机整体，人类处在自然、经济、社会复合体的系统中。,5、系统学和工程学原理,思考与探究,三、生态工程所遵循的基本原理,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。,（1）系统的结构决定功能原理,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,5、系统学和工程学原理,思考与探究,三、生态工程所遵循的基本原理,（2）系统整体性原理,珊瑚礁“白化”,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”。,你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?,5、系统学和工程学原理,旁栏思考,三、生态工程所遵循的基本原理,（2）系统整体性原理,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。,本节小结,生态工程建设目的：遵循自然界的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止，达到和的同步发展。（少消耗、多效益、）生态经济：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。,本节小结,生态工程原理,1）_原理：物质能在生态系统中循环往复，_2）_原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的_3）_原理：生态系统的生物数量不能超过_（环境容纳量）的限度4）_原理：生态系统建设要考虑自然、_、_的整体影响5）_原理系统的结构决定_原理：要通过改善和优化系统结构改善功能系统整体性原理：系统各组分间要有适当的_，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分_的效果，即“1+12”,四、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,五、巩固提升,B,C,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一,五、巩固提升,C,A,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