生态工程的原理课件

生态工程的理论依据,1998年的特大洪水,（一）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:,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。,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,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。,资料分析二：,传统农业,（一）关注生态工程建设,（1）.你对“石油农业（传统农业）”是如何理解的？,（2）.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？,讨论:,大量使用化肥、农药和机械的生产方式，对石油等能源有高度的依赖性。农业生产：复杂的生物过程简单的机械和化学过程。投入高，产出也高；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。,（1）.你对“石油农业”是如何理解的？,（2）.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？,大力发展生态农业,传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为了实现_，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走_之路。,资料1和资料2说明：,可持续发展,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。,生态经济,循环经济,生产原料,生态工程,一、生态工程的概念,1、概念：应用生态学、经济学的有关理论和系统方法，以生态环境保护与社会经济协同发展（可持续发展）为目的，对人工生态系统、人类社会环境和资源进行保护、改造、治理、调控和建设的综合工艺技术体系或综合工艺工程。,1、生态工程的概念,生态工程,理论方法：,生态学，经济学,目的：,可持续发展,综合工艺技术体系：,保护，改造，治理，调控和建设,“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。,2、生态工程的目标：就是在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，达到经济效益与生态效益同步发展。,3、生态工程有什么特点呢？,3、生态工程的特点：少消耗，多效益，可持续的工程体系,3、生态工程的特点：少消耗，多效益，可持续的工程体系,二、生态工程的相关理论,1、系统论2、生物之间的共生、抗生理论3、生物多样性理论4、食物链理论5、协调与平衡理论,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。而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,1.物质循环再生原理,（二）生态工程所遵循的基本原理,无废弃物农业,饲料与垫料,人类食品,作物残留,人类食品,人粪尿,N、P、K等,正是因为实现了物质的循环利用，才保持了土壤的肥力，几千年下来没有被耗竭，这其中就贯彻了现代生物工程的基本原理物质循环再生原理。,资料分析：我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。例如，在辽宁西部的章古台地区，最初进行林带建设时，单一种植了大片的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，使得偶然滋生的松毛虫施虐一时，很多地方的樟子松因此奄奄一息，甚至成了鸟兽无踪影的不毛之地。同样的原因，前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。又如，由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，生物多样性非常高。在澳洲的大堡礁内，仅目前记录的鱼类就有约1100种，还有超过300种的造礁珊瑚，以及无数已被命名或尚待发现的海洋无脊椎动物和藻类。不同生物在珊瑚礁区占据不同的位置，它们通过食物链关系相互依存，使得珊瑚礁能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性。,遇虫害而死的樟子松,珊瑚礁,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？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？,讨论:,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？,资料分析,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。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,（二）生态工程所遵循的基本原理,2.物种多样性原理(1)内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的_，提高系统生产力。(2)实例：反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，松毛虫肆虐一时。,抵抗力稳定性,生物量,正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。3.协调与平衡原理处理好_的协调与平衡，需要考虑环境承载力，即环境所能养活的生物种群的最大数量。如果生物的数量超过了一定的限度，就会引起系统的_。,生物与环境,失衡和破坏,（二）生态工程所遵循的基本原理,资料分析：江苏、上海和浙江省市交界的太湖养育了江浙百万生灵，好称“包孕吴越”。近年来，由于周边城市、工业和农田排水中氮、磷的浓度就高，促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长。它们不但耗竭了水中溶解氧，而且植物体死亡后，分解过程中产生的大量生物性毒素，给水生生态系统造成了极大的危害，使水体不再适宜鱼虾等生物的生活，甚至成为“死水体”，并影响到人类健康。,.原因,解决方法,.水葫芦,资料分析,又如，我国西北地区的年降雨量小雨450mm，是只适于种植灌木和草的地区，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成了残败的“灰色长城”。,问题: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？,（二）生态工程所遵循的基本原理,3、协调与平衡原理,-需要生物与环境的适应力，及环境承载力（环境容纳量,4、整体性原理,整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统,（二）生态工程所遵循的基本原理,4.整体性原理(1)含义：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_等系统的影响力。(2)实例：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、烧柴及收入等。,经济和社会,（二）生态工程所遵循的基本原理,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,（二）生态工程所遵循的基本原理,5.系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理含义：生态工程需要考虑系统内部_之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善生态系统功能的目的。实例：我国南方水网地区的_。,不同组分,桑基鱼塘模式,（二）生态工程所遵循的基本原理,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,（二）生态工程所遵循的基本原理,桑基鱼塘模式,5、系统学和工程学原理,（二）生态工程所遵循的基本原理,（2）系统整体性原理,你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?,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”,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。,珊瑚礁“白化”,珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁“白化”，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。,3.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。,谢谢,问题：2你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？【提示】开放性问题，回答合理即可,如：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。,(2)系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_关系，只有这样才能顺